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水玻璃波美度对复合粉粒和实心焊丝堆焊合金组织及性能的影响

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热加工工艺 2024年第19期53卷 138-142页

作者：龚建勋刘书同张明华艾孝文湘潭大学机械工程和力学学院湖南湘潭411105

采用“复合粉粒+H08A实心焊丝”自保护明弧焊方法制备了高铬耐磨合金,借助X射线衍射仪、扫描电镜、电子能谱仪和磨损试验机,研究了硅酸钠型水玻璃的波美度对其组织及性能的影响。结果表明,混合粉末经水玻璃粘结造粒后,电弧燃烧稳定且飞... 详细信息

采用“复合粉粒+H08A实心焊丝”自保护明弧焊方法制备了高铬耐磨合金,借助X射线衍射仪、扫描电镜、电子能谱仪和磨损试验机,研究了硅酸钠型水玻璃的波美度对其组织及性能的影响。结果表明,混合粉末经水玻璃粘结造粒后,电弧燃烧稳定且飞溅减少;随着水玻璃波美度的提高,合金组元的过渡系数明显提升,组织从典型的亚共晶转变为过共晶结构,其中初生M_(7)C_(3)的体积分数显著提升。当水玻璃波美度为25时,堆焊合金耐磨性最好,是波美度为0时的7.6倍。随着水玻璃波美度的提高,合金耐磨性显著改善,磨损机制由微切削和微剥落的共存方式转变为以微剥落为主。

关键词：复合粉粒堆焊显微组织耐磨性波美度

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绝热边界作用下人工冻结温度场解析解

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 749-758页

作者：洪泽群付硕任胡向东王宝生中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 同济大学土木工程学院上海200092 上海市基础工程集团有限公司上海200082

隧道地下工程采用冻结法施工时经常遇到地连墙等构筑物影响冻土帷幕发展的问题,给冻结方案设计和封水效果评估带来困难,危及后续开挖作业安全。为探明地连墙等绝热边界作用下冻结温度场的分布状态,掌握冻结壁局部受限时的发展规律,建立... 详细信息

隧道地下工程采用冻结法施工时经常遇到地连墙等构筑物影响冻土帷幕发展的问题,给冻结方案设计和封水效果评估带来困难,危及后续开挖作业安全。为探明地连墙等绝热边界作用下冻结温度场的分布状态,掌握冻结壁局部受限时的发展规律,建立了半无限平面内包含直线绝热边界的温度场数学模型。通过热势函数叠加结合镜像法求解了单根、2根以及3根冻结管的温度场解析解,并采用数值模拟验证了其准确性和适用性。结果表明:解析解与稳态数值解吻合较好,与瞬态数值解的误差随冻结时间延长而减小,冻结第50天3种模型的误差分别为0.39℃、0.17℃和0.06℃,均能控制在0.5℃以内;等温线在绝热边界处与边界垂直,只存在平行于边界的热流而没有法向热流,绝热边界对于其与冻结管之间区域的温度降低更加有利;随着绝热边界与冻结管距离d的增加,对冷量传递的阻断作用降低,冻结模型逐渐向无限大平面模型转化,实际工程应根据冻结壁设计厚度,合理匹配管间距l和边界距离d的取值。

关键词：隧道工程人工冻结法温度场解析解数值模拟绝热边界

基于脆弱性曲线的寿溪河流域村镇建筑洪灾风险评估

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 68-76页

作者：刘曙光郑伟强钟桂辉甄亿位韩征李艳鸽同济大学土木工程学院上海200092 中南大学土木工程学院湖南长沙410083

以寿溪河流域的村镇建筑为研究对象,采用MIKE FLOOD耦合水动力模型计算洪水淹没特征,结合结构静力学原理与洪水冲击荷载经验公式,建立村镇建筑的洪灾脆弱性曲线,开展洪灾风险评估。结果表明,寿溪河流域洪水淹没范围呈狭长的条状,洪水流... 详细信息

以寿溪河流域的村镇建筑为研究对象,采用MIKE FLOOD耦合水动力模型计算洪水淹没特征,结合结构静力学原理与洪水冲击荷载经验公式,建立村镇建筑的洪灾脆弱性曲线,开展洪灾风险评估。结果表明,寿溪河流域洪水淹没范围呈狭长的条状,洪水流速较大。低重现期下房屋以中低风险为主,高重现期下高风险与极高风险房屋主要分布在洪水发生点、洪水淹没区以及河坝村附近。建立的脆弱性曲线考虑了洪水流速的影响,能较好地刻画村镇建筑的结构损伤程度。

关键词：洪灾风险评估村镇建筑脆弱性曲线寿溪河流域情景模拟

冲击荷载下氧化石墨烯改性珊瑚砂浆破碎分形特征研究

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兵器装备工程学报 2024年第10期45卷 25-33页

作者：陈宾袁洋胡杰铭张召张涛湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105 河海大学力学与工程科学学院南京210098 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

为研究冲击荷载作用下不同掺量氧化石墨烯(GO)改性珊瑚砂浆的破坏模式及形成机制,采用∅50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)开展了3种应变率下的冲击压缩试验,通过扫描电镜得到了微观特征变化。结果表明:与普通珊瑚砂浆整体破坏模式不同,改... 详细信息

为研究冲击荷载作用下不同掺量氧化石墨烯(GO)改性珊瑚砂浆的破坏模式及形成机制,采用∅50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)开展了3种应变率下的冲击压缩试验,通过扫描电镜得到了微观特征变化。结果表明:与普通珊瑚砂浆整体破坏模式不同,改性珊瑚砂浆由于GO的模板效应减少了砂浆内部的初始缺陷,使其破坏模式由局部剥落破坏、留芯破坏逐渐向整体破坏过渡,同应变率水平下平均粒径更大;与普通珊瑚砂浆类似,改性珊瑚砂浆碎块分形特征明显且分形维数与应变率正相关,同时动态抗压强度、冲击韧性和能耗值与分形维数正相关;GO掺量超过0.03%时会抑制珊瑚砂浆的水化反应,造成分形维数随GO掺量增加先下降后上升。

关键词：氧化石墨烯珊瑚砂浆 SHPB 分形维数破坏模式能量耗散

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近断层基于损伤的结构残余位移比谱研究

振动与冲击 2024年第13期43卷 70-77页

作者：刘巴黎胡进军湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080

残余位移是震后结构损伤评估的重要指标。为了揭示近断层区域基于损伤残余位移的变化规律,基于Park-Ang损伤模型建立单自由度体系基于损伤残余位移比谱C_(r),研究恢复力模型和Park-Ang损伤模型对基于损伤C_(r)的影响,通过回归分析建立... 详细信息

残余位移是震后结构损伤评估的重要指标。为了揭示近断层区域基于损伤残余位移的变化规律,基于Park-Ang损伤模型建立单自由度体系基于损伤残余位移比谱C_(r),研究恢复力模型和Park-Ang损伤模型对基于损伤C_(r)的影响,通过回归分析建立基于损伤C_(r)预测方程,对比分析了近断层和远场地震动作用下C_(r)以及基于延性和基于损伤C_(r)的差异。结果表明:具有刚度退化模型的结构C_(r)谱值小于刚度无退化模型结构的C_(r)谱值;与远场地震动作用下结构C_(r)谱值相比,近断层脉冲型地震动作用下结构C_(r)谱值在周期为1.5 s时增大40%~80%;结构基于损伤与基于延性C_(r)谱值之比大于1.1,基于延性C_(r)谱值估计趋于不保守,结构累积滞回耗能对C_(r)具有放大作用;构建的基于损伤C_(r)谱预测方程可用于近断层区域结构残余位移需求评估以及精细化结构抗震韧性评价。

关键词：脉冲型地震动远场地震动残余位移损伤指数位移延性系数

配置预应力钢棒的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 117-127页

作者：张香成朱银胜赵军沈富强郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450001 郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为研究配置预应力钢棒混凝土剪力墙的抗震性能和自复位能力,对剪跨比均为2.0的1个钢筋混凝土剪力墙和2个暗柱配置光圆预应力钢棒的钢筋混凝土剪力墙进行低周反复加载试验,对比研究了3个剪力墙的破坏情况、滞回性能、骨架曲线、承载力退... 详细信息

为研究配置预应力钢棒混凝土剪力墙的抗震性能和自复位能力,对剪跨比均为2.0的1个钢筋混凝土剪力墙和2个暗柱配置光圆预应力钢棒的钢筋混凝土剪力墙进行低周反复加载试验,对比研究了3个剪力墙的破坏情况、滞回性能、骨架曲线、承载力退化、刚度退化、残余变形、裂缝宽度、耗能能力等。结果表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,配置预应力钢棒能明显提高剪力墙的承载力,减轻混凝土破坏程度,降低刚度退化速率,以及减小最大裂缝宽度,但剪力墙的延性和耗能能力均有所降低;当位移角大于1.6%时,配置预应力钢棒剪力墙的残余变形和残余裂缝宽度相比于普通钢筋混凝土剪力墙的均明显减小,表明配置预应力钢棒的混凝土剪力墙的自复位能力较好,随着暗柱预应力钢棒的增加,剪力墙自复位能力也得到增强。采用ABAQUS有限元软件对3个剪力墙进行数值模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,结果吻合较好,进而验证了数值模拟的有效性。

关键词：钢筋混凝土剪力墙预应力钢棒低周反复加载试验抗震性能自复位性能

冷却速率对7050铝合金淬火析出行为的影响

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 739-750页

作者：李承波赵偲肖博朱戴博张新明湘潭大学机械工程与力学学院湘潭411105 中南大学材料科学与工程学院长沙410083 广东兴发铝业有限公司佛山5281371

基于末端淬火的高通量实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)研究了7050铝合金的淬火析出行为。结果表明:随着冷却速率的降低,电导率增... 详细信息

基于末端淬火的高通量实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)研究了7050铝合金的淬火析出行为。结果表明:随着冷却速率的降低,电导率增加,淬火析出相的种类和形核位置均增加。有利形核析出的位置顺序为大角度晶界、小角度晶界(亚晶界)、再结晶晶内(Al_(3)Zr粒子)、位错和亚晶内(Al_(3)Zr粒子)。淬火析出相的析出顺序为η相、S相、T相和Y相。随冷却速率的降低,η相依次在大角度晶界、小角度晶界、再结晶晶内(Al_(3)Zr粒子)和部分亚晶内析出;当冷却速率低于630℃/min时,S相在亚晶(界)析出,T相在再结晶晶内(Al_(3)Zr粒子)和高位错密度的亚晶(界)处析出;当冷却速率低于164℃/min时,Y相在亚晶的位错处析出,η相和T相也在亚晶内析出。

关键词： 7050铝合金末端淬火显微组织非均匀析出

定向剪切应力路径下类弱胶结软岩椭圆各向异性强度准则

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岩石力学与工程学报 2024年第5期43卷 1219-1229页

作者：刘家顺郑智勇左建平王洋生彦涛周妮辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

地下工程开挖卸荷引起的围岩应力重分布将影响弱胶结软岩强度,导致巷道围岩产生不均匀大变形,甚至造成塌方、冒顶等安全事故。以膨润土、风积砂、石膏粉和滑石粉为原料制备类弱胶结软岩试样,利用GDS SSHCA空心圆柱扭剪仪开展主应力定向... 详细信息

地下工程开挖卸荷引起的围岩应力重分布将影响弱胶结软岩强度,导致巷道围岩产生不均匀大变形,甚至造成塌方、冒顶等安全事故。以膨润土、风积砂、石膏粉和滑石粉为原料制备类弱胶结软岩试样,利用GDS SSHCA空心圆柱扭剪仪开展主应力定向剪切试验,研究大主应力方向对弱胶结软岩应力–应变曲线、峰值应力(变)和抗剪强度的影响规律,探索主应力方向诱导的弱胶结软岩强度各向异性特征。结果表明:当0°研究成果可为地下工程围岩变形控制与灾害防治提供理论支撑。

关键词：岩石力学类弱胶结软岩各向异性椭圆强度准则定向剪切峰值剪应力比

地铁车站下水平冻结过程中冻胀的热−水−力耦合模型研究

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岩土力学 2024年第9期45卷 2775-2785,2796页

作者：王长虹魏永青张海东李飞上海大学力学与工程科学学院土木工程系上海200444

随着地下空间大规模开发利用,人工冻结法在隧道下穿上覆结构工程中得到广泛应用,但上覆结构对冻胀变形控制要求也越来越高,而上覆既有结构与冻结法工艺的相互作用规律尚不明晰。为此,提出多物理场耦合冻胀变形计算方法。依托上海地铁18... 详细信息

随着地下空间大规模开发利用,人工冻结法在隧道下穿上覆结构工程中得到广泛应用,但上覆结构对冻胀变形控制要求也越来越高,而上覆既有结构与冻结法工艺的相互作用规律尚不明晰。为此,提出多物理场耦合冻胀变形计算方法。依托上海地铁18号线国权路站下穿既有10号线上部运营车站的盾构隧道工程,以上海第⑤_(1)层灰色黏土为对象,研究新建隧道冻结法施工对上部运营车站主要结构的扰动作用。以孔隙比、冻结温度和平均水压力为耦合变量,考虑水分迁移,推导冻胀变形公式,改进热−水−力耦合的冻胀计算模型。基于黏性土的冻胀试验,获得冻胀试样的应力−应变关系,描述黏性土孔隙结构的变化规律。利用软件COMSOL Multiphysics的弱形式模块,开展热−水−力三场耦合数值模拟。结果表明:模拟结果与监测数据具有较高的拟合度,并小于预定的控制值,验证了耦合理论的正确性。研究成果可为类似冻结下穿隧道工程,提供一种多物理场耦合作用的上覆结构变形计算方法;为下穿隧道工程冻结法设计及施工提供有效的计算参数;为制定下穿隧道工程冻结法加固施工的安全控制指标,提供科学依据。

关键词：下穿隧道人工冻结法黏性土孔隙比热−水−力耦合