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微波辐射生长CNTs@微珠核壳料优化合成及其增强水泥基复合材料力电传感性能

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复合材料学报 2025年

作者：朱夏彤罗健林高乙博陶雪君袁士柯冯超青岛理工大学土木工程学院海洋混凝土教育部工程研究中心

通过微波辐射方法在微珠（Gb）表面原位生长出碳纳米管（CNTs），合成CNTs@微珠核壳料（CNTs@Gb），结合微观形貌、红外、热重、拉曼光谱、电导特性探索CNTs@Gb最佳合成条件；然后将最优CNTs@Gb掺入水泥基体中制备CNTs@Gb增强水泥基复... 详细信息

通过微波辐射方法在微珠（Gb）表面原位生长出碳纳米管（CNTs），合成CNTs@微珠核壳料（CNTs@Gb），结合微观形貌、红外、热重、拉曼光谱、电导特性探索CNTs@Gb最佳合成条件；然后将最优CNTs@Gb掺入水泥基体中制备CNTs@Gb增强水泥基复合材料（CNTs@Gb/C），系统评价其力学、电学特性及力电传感性能。结果发现：Gb与吡咯配比为3.3/1时，得到聚吡咯（PPY）包覆良好的PPY@Gb，PPY@Gb与二茂铁配比为1/1.5、微波处理50 s合成CNTs@Gb性能最佳。2.5 wt%掺量下CNTs@Gb/C的28 d抗折、抗压强度较空白组分别提高了10.3%、6.8%，其DC电阻率降低至9.3 kΩ·cm，频率为100 Hz时的AC电阻率降低至5.89 kΩ·cm，较空白组分别降低77%和87%。在速率分别为1 kN/s、2.5 kN/s和5 kN/s的变速率循环荷载（0～15 MPa幅值）下平均电阻率变化率可达76%，且最高应力、应变灵敏度分别达5.57 %/MPa、13.2%，传感性能优异，显然有利于发展成一种结构健康监测用高性能本征传感器。

关键词：水泥基复合材料微波辐射法 CNTs@微珠核壳料自感知性能原位合成

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改性钢渣微粉混凝土碳化试验研究

功能材料 2025年

作者：黄榜彪张宇黄秉章杨子建李广峰潘丽华广西科技大学土木建筑工程学院柳州工学院土木工程系广西壮族自治区装配式建筑生命全周期管理与虚拟仿真工程技术中心

研究了改性钢渣微粉混凝土的碳化性能,通过快速碳化法测试了不同掺量沸石粉和钢渣微粉对混凝土劈裂抗拉强度和碳化深度的影响。试验结果表明,适量掺入钢渣和沸石粉的混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最佳,但过量掺入会导致强度下降。碳化... 详细信息

研究了改性钢渣微粉混凝土的碳化性能,通过快速碳化法测试了不同掺量沸石粉和钢渣微粉对混凝土劈裂抗拉强度和碳化深度的影响。试验结果表明,适量掺入钢渣和沸石粉的混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最佳,但过量掺入会导致强度下降。碳化试验显示,不同碳化龄期后劈裂抗拉强度变化与碳化前基本一致,碳化对劈裂抗拉强度影响微小。随着时间增加,劈裂抗拉强度逐渐提高,碳化后混凝土碳化深度随时间增加,掺入沸石粉降低抗碳化性能,但对钢渣微粉活性影响小。适量沸石粉可改善结构、抗碳化性,过量会加速碳化。通过Matlab建立的二次多项式非线性回归模型成功描述了混凝土试件的碳化深度与时间的关系,为混凝土结构碳化深度预测提供了重要参考价值。

关键词：碳化试验钢渣微粉沸石粉混凝土非线性回归模型

循环加载与卸围压组合扰动下红砂岩损伤破裂与渗透特性

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 48-56页

作者：姚玮俞缙周先齐常方强常旭厦门理工学院土木工程与建筑学院福建厦门361024 华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心福建厦门361021

为探究深地工程开挖诱导岩体损伤破裂及渗透性演化规律,开展了同步测定波速与渗透率的循环加载与卸围压组合扰动三轴试验,研究了不同条件下红砂岩的损伤与渗透性演化规律。结果表明:①岩石在不同组合扰动阶段具有不同的应力应变曲线形态... 详细信息

为探究深地工程开挖诱导岩体损伤破裂及渗透性演化规律,开展了同步测定波速与渗透率的循环加载与卸围压组合扰动三轴试验,研究了不同条件下红砂岩的损伤与渗透性演化规律。结果表明:①岩石在不同组合扰动阶段具有不同的应力应变曲线形态,其末端形态取决于在何种扰动阶段破坏,初始应力比为决定组合扰动诱发岩石破坏难易的主要因素;②总峰值轴向应变随初始应力比增大而增大,其中组合扰动轴向应变占比始终较低,总峰值体积应变绝对值随初始应力比增大而先增大后减小,其中组合扰动体积应变占比较高;③在初始加载阶段,波速增大,渗透率降低,在组合扰动阶段,波速下降,渗透率增加,且损伤与体积应变近似呈线性关系,损伤与渗透率随扰动次数增加均呈先慢后快的增长趋势,且拐点分别近似在一条直线上;④岩石在组合扰动卸围压阶段破坏为单剪切破坏模式,在组合扰动循环加载阶段破坏为共轭剪切破坏模式;⑤双高(高初始应力比与高初始围压)条件将显著加剧岩体开挖失稳破坏风险。

关键词：深地工程组合扰动力学特性损伤渗透性

不同分数阶微分形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 272-281页

作者：周凤玺滕祥帅郝君明王立业兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省应急测绘工程研究中心甘肃兰州730050

近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Liouvi... 详细信息

近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性尚不明确。基于实测土壤电导率和高光谱数据,考虑常见的Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville和Caputo三类分数阶微分定义形式,通过软件编程实现Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理函数,比较分析了不同分数阶微分定义形式下,土样高光谱数据在同阶微分处理后的差异性以及随阶数增加后的变化特征。结果表明:土样光谱反射率曲线在不同分数阶微分定义形式下,同阶微分处理后表现出较大差异;在0.1~1阶范围内,随微分阶数的增加,Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理后高度变异波段数量均呈现出增加趋势;当微分阶数趋于1时,光谱反射率微分值逐渐降低且向0值逼近,波动范围逐渐减小,而光谱数据的变异性却随着波动范围的减小而增强;Grünwald-Letnikov分数阶微分处理在0.6、0.7阶相关系数提升9.5%、6.7%,Riemann-Liouville和Caputo分数阶微分处理后,相关系数分别在0.8~0.9阶、0.7~0.9阶提升1%左右。该研究为高光谱数据预处理提供了一种新的研究思路,为更好的将分数阶微分理论应用到土壤盐渍化遥感反演中提供参考。

关键词：盐渍土电导率光谱反射率分数阶微分

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组合捕收剂DCL-2对氟碳铈氧化焙烧产品浮选性能及作用机理研究

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中国稀土学报 2025年

作者：朱一民先佳宇丛璐张臻悦高鹏东北大学资源与土木工程学院难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心武汉工程大学兴发矿业学院

在实验室制备了一种羟肟酸类捕收剂与阴离子捕收剂复配，以肟基为主要极性基团的组合捕收剂DCL-2，考察其对氧化焙烧后氟碳铈矿、白云母、石英、萤石浮选特性的影响规律。试验结果表明：EDTA为抑制剂的浮选体系下，焙烧后氟碳铈矿与萤... 详细信息

在实验室制备了一种羟肟酸类捕收剂与阴离子捕收剂复配，以肟基为主要极性基团的组合捕收剂DCL-2，考察其对氧化焙烧后氟碳铈矿、白云母、石英、萤石浮选特性的影响规律。试验结果表明：EDTA为抑制剂的浮选体系下，焙烧后氟碳铈矿与萤石的人工混合矿浮选试验可获得回收率87.14%、REO品位66.17%的氟碳铈矿氧化焙烧产品；不添加抑制剂EDTA时，氟碳铈矿氧化焙烧产品与白云石和石英混合而成的人工混合矿的浮选分离效果较好，分别得到回收率90.42%、REO品位66.80%和回收率87.02%、REO品位63.01%的浮选指标；四元人工混合矿浮选试验最终可获得氟碳铈矿氧化焙烧产品的回收率和REO品位分别为79.69%、46.84%的浮选指标。FTIR检测和Zeta电位检测结果表明，DCL-2与氟碳铈矿物表面产生非静电吸附；XPS检测结果表明，DCL-2与氟碳铈矿物表面形成氢键。

关键词：氟碳铈矿氧化焙烧焙烧产品捕收剂

考虑构件震害影响的城市桥梁震后通行功能损失评估方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 35-45页

作者：李天翊张东昱张晓宇哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100120

桥梁作为城市交通网络重要节点,其车辆通行能力在震后救灾和重建过程中起着至关重要的作用。但现有城市桥梁震后损失研究多集中于结构损伤维修成本方面,对桥梁震后车辆通行功能损失研究关注不足,难以为震后紧急救援和桥梁修复决策提供... 详细信息

桥梁作为城市交通网络重要节点,其车辆通行能力在震后救灾和重建过程中起着至关重要的作用。但现有城市桥梁震后损失研究多集中于结构损伤维修成本方面,对桥梁震后车辆通行功能损失研究关注不足,难以为震后紧急救援和桥梁修复决策提供有效指导。因此,本文提出了综合考虑桥梁构件震害破坏及其对车辆通行影响的桥梁震后通行功能损失评估方法。首先,为了更准确地分析地震对桥梁结构整体系统的影响,采用copula函数,开展了考虑桥梁构件破坏相关性的桥梁系统地震易损性分析;其次,提出了地震导致桥梁车辆通行能力损失的评估方法。该方法综合考虑了桥梁结构损伤、承载力下降导致的开放车道减少以及桥梁伸缩缝损坏导致的车辆行驶速度降低等因素影响,因而可以更准确地反映震后桥梁车辆通行能力;最后,通过一个4跨连续梁桥算例发现相较于现有评估方法,本文提出的城市桥梁震后通行功能损失评估方法具有准确度更高、离散程度和不确定性更小的特点。与传统的定性和主观震后桥梁功能损失评估方法相比,本项研究提出的分析方法从物理层面考虑了桥梁构件震害对桥梁车辆通行能力的具体影响,为震后决策过程提供了一个数学模型。

关键词：桥梁易损性构件破坏相关性车辆通行能力桥梁通行功能损失

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牡蛎壳应急净水材料的制备及除镉性能研究

中国农村水利水电 2025年

作者：林友隆张挺钟玉才杨丁颖福建省农村饮水安全中心福州大学土木工程学院

为了应对可能出现的突发性镉污染，针对福建单村供水实际情况，采用农村常见的牡蛎壳（OS）废弃物作为原料，以提高其镉吸附性能为目标，开展OS的改性研究，考察OS粒径、改性剂用量、改性时间和温度等制备条件对牡蛎壳改性材料（APTES-O... 详细信息

为了应对可能出现的突发性镉污染，针对福建单村供水实际情况，采用农村常见的牡蛎壳（OS）废弃物作为原料，以提高其镉吸附性能为目标，开展OS的改性研究，考察OS粒径、改性剂用量、改性时间和温度等制备条件对牡蛎壳改性材料（APTES-OS）静态除镉性能的影响；同时，为了避免影响出水浊度和材料流失，以及回收再生的应用方便，将APTES-OS成型，考察成型材料的动态除镉性能，为应急过程中的连续运行提供参考。制备条件优化实验结果显示，OS粒径100-120目、改性剂用量0.1 mL/10 g、改性时间8 h、改性温度90 ℃时，APTES-OS最大Cd(II)饱和吸附量可达44.4 mg/g。材料表征结果显示，改性措施使OS的表面更加均匀和紧密，但并未改变OS的方解石晶体结构；同时OS表面出现了N-H特征峰，证明改性材料成功接枝了有助于提高材料对Cd(II)化学吸附的氨基官能团；pH＞3.25时改性材料表面带负电，易于吸附带正电的Cd(II)。成型改性材料的动态吸附实验显示，进水流速为3.12 mL/min时，其穿透时间可达20 min，饱和吸附时间为336 min；Thomas模型能更好地描述成型材料对Cd(Ⅱ)的动态吸附行为。研究结果表明，OS的改性大大提高了其镉吸附性能，成型改性材料的连续运行效果良好，研究为应对可能出现的镉污染提供了一种潜在净水材料，为应急过程中的连续运行提供了参考，也为牡蛎壳的资源化利用提供了新思路。

关键词：牡蛎壳改性净水吸附镉

大跨度钢网壳卸载过程温度响应模拟与实测研究

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施工技术(中英文) 2025年

作者：王金荣王秀丽赵晨晟罗晓舟张琦明苟宝龙甘肃建投土木工程建设集团有限责任公司兰州理工大学土木工程学院西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心

对于常出现大温差、骤降温度、太阳辐射等特殊环境的沙漠地区，强温度作用对处于施工阶段的空间结构产生较大影响。以民勤文体中心体育馆网壳卸载过程为例，运用支座位移法模拟分析双层网壳卸载施工过程，并对卸载过程中结构不同边界条... 详细信息

对于常出现大温差、骤降温度、太阳辐射等特殊环境的沙漠地区，强温度作用对处于施工阶段的空间结构产生较大影响。以民勤文体中心体育馆网壳卸载过程为例，运用支座位移法模拟分析双层网壳卸载施工过程，并对卸载过程中结构不同边界条件及不同温度作用进行参数化分析，同时结合健康监测的温度、应力及变形数据，分析温度效应对结构卸载阶段的影响。结果表明，太阳辐射作用和边界约束条件的改变会直接影响卸载过程中应力变化规律，固定约束下仅考虑自重的卸载应力仅为温度应力的10%～30%；在实际施工过程中，大跨度钢结构考虑温度影响的模拟值更趋近于实测值，需要考虑特殊温度环境对结构力学性能的影响。

关键词：钢结构网壳卸载模拟监测温度效应结构响应

钢-混组合桥面混凝土层横向受力的弹性地基梁比拟模型

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哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：叶华文何建希潘威洲周渝邓雪峰西南交通大学土木工程学院成都市市政工程设计研究院有限公司

钢-混组合桥面板的混凝土铺装层设计参数多由工程经验确定，针对因缺乏明确的受力机制分析而容易导致其结构开裂或不经济的问题，根据正交异性钢-混组合桥面板构造特点，将混凝土铺装层横桥向受力比拟为弹性地基上的无限长梁，建立了轮... 详细信息

钢-混组合桥面板的混凝土铺装层设计参数多由工程经验确定，针对因缺乏明确的受力机制分析而容易导致其结构开裂或不经济的问题，根据正交异性钢-混组合桥面板构造特点，将混凝土铺装层横桥向受力比拟为弹性地基上的无限长梁，建立了轮载下混凝土层横桥向效应的理论分析模型，推导了混凝土层横桥向弹性变形、受力和有效作用范围的解析式。以实际正交异性钢-混组合桥面构造为原型，设计和实施了足尺模型静载试验，还进行了空间有限元仿真分析，结果证明了弹性地基梁比拟模型的合理性。因横隔板和刚性混凝土层约束，偏载下U肋扭转变形可忽略不计；轮载横桥向有效作用范围不超过5个U肋中心距。基于有限元的参数分析表明：栓钉布置和横隔板对混凝土层横桥向受力影响很显著。在文中所提的混凝土铺装层设计参数取值范围内，提出的横桥向受力计算公式适用于正交异性钢混组合桥面设计。

关键词：钢-混组合桥面轮载作用弹性地基梁混凝土铺装层横向受力