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多尺度聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳寿命试验及数值模拟

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材料导报 2024年第4期38卷 95-102页

作者：梁宁慧毛金旺游秀菲刘新荣周侃重庆大学土木工程学院重庆400045 库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045

为研究多尺度聚丙烯纤维混凝土的弯曲疲劳性能,开展基准混凝土、聚丙烯粗纤维混凝土及多尺度聚丙烯纤维混凝土的静载试验及不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的弯曲疲劳试验,建立弯曲疲劳寿命方程,并结合ABAQUS与FE-SAFE软件建立纤维混... 详细信息

为研究多尺度聚丙烯纤维混凝土的弯曲疲劳性能,开展基准混凝土、聚丙烯粗纤维混凝土及多尺度聚丙烯纤维混凝土的静载试验及不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的弯曲疲劳试验,建立弯曲疲劳寿命方程,并结合ABAQUS与FE-SAFE软件建立纤维混凝土梁的三点弯曲疲劳有限元模型。结果表明:聚丙烯纤维的掺入,尤其是多尺度聚丙烯纤维混掺显著增强了混凝土基体的抗折、抗疲劳性能。双对数lgS-lgN疲劳方程能够较好地描述多尺度聚丙烯纤维混凝土的应力水平与疲劳寿命的相关性,使用lgS-lgN疲劳方程计算得到200万次循环荷载作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳强度最高,为3.91 MPa。三组试件疲劳寿命的数值模型预测值均介于实测疲劳寿命的最大值与最小值之间,并接近于疲劳寿命平均值,该模型为多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳寿命预测提供了理论依据。

关键词：多尺度聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳疲劳寿命预测数值模拟

工程堆积体产流产沙及水沙效益对植被近地表特征的响应

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农业工程学报 2024年第7期40卷 142-151页

作者：李建明陈兰任洪玉孙蓓杨贺菲熊怡孙宝洋长江水利委员会长江科学院武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心武汉430010

针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体(10%砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(bare s... 详细信息

针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体(10%砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(bare slope,BS)为对照,定量分析了植被在3种近地表特征条件下(完整植株(intact grass,IG),不含叶(not leaf,NL),只含根系(only root,OR)对堆积体产流产沙特征和蓄水减沙效益影响。结果表明:1)植被在IG条件下延缓坡面径流发生使其较BS滞后,效益达50.74%~188.98%,但不完整植被(NL、OR)会加速径流发生使其较BS提前2.19%~70.12%;2)植被在NL和OR下的瞬时径流率比IG增大0.20%~185.58%,在降雨强度1.8 mm/min的瞬时径流率甚至比BS高1.20%~169.10%;植被在IG和NL条件下瞬时侵蚀速率比BS减少0.91%~98.71%,但在降雨强度达到1.8 mm/min时OR条件下甚至增大侵蚀使其比BS高6.76%~75.63%;3)随降雨强度增大,植被在NL和OR条件下的减沙效益由95.18%和68.31%分别递减至46.58%和-68.13%,但对IG下的减沙效益影响小(效益差异研究结果对于揭示植被防护扰动边坡侵蚀机制具有重要意义,可为堆积体植被修复提供实践指导。

关键词：植被侵蚀堆积体近地表特征径流产沙蓄水减沙

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基向量引导的支持向量机RC框架抗震韧性评估

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 81-91页

作者：施文凯周宇王尉阔欧阳谦骆欢湖北省地质灾害防治工程技术研究中心湖北宜昌443002 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002

机器学习方法能通过建立以建筑信息、地震动参数为输入,韧性指标为输出的非线性映射关系,对建筑结构进行抗震韧性评估,但当训练数据规模较大时,其训练过程由于涉及求解大规模逆矩阵致使计算效率低下且极其占用计算机内存。为此,提出基... 详细信息

机器学习方法能通过建立以建筑信息、地震动参数为输入,韧性指标为输出的非线性映射关系,对建筑结构进行抗震韧性评估,但当训练数据规模较大时,其训练过程由于涉及求解大规模逆矩阵致使计算效率低下且极其占用计算机内存。为此,提出基向量引导的支持向量机(basis vectors-guided support vector machines for regression, BVLS-SVMR)模型,从大规模训练样本中提取小规模子样本,并将其映射到高维特征空间里作为基向量,替代大规模原基向量用于建立预测模型。为了验证BVLS-SVMR模型的准确性和高效性,基于9 356个钢筋混凝土(RC)框架(教学楼)抗震韧性的数据,分别与支持向量机(least squares support vector machines for regression, LS-SVMR)模型和传统有限元法(FEM)进行对比。结果表明:BVLS-SVMR模型的测试集预测精度与LS-SVMR模型的测试集预测精度(决定系数R~2)相差0.011,但计算时间是LS-SVMR模型的1/10,是传统FEM的1/21 709;BVLS-SVMR模型能准确且快速地预测教学楼的抗震韧性指标。

关键词：基向量支持向量机机器学习钢筋混凝土框架抗震韧性

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高陡废石边坡生态复绿技术方法研究

资源环境与工程 2024年第2期38卷 231-237页

作者：陈兵邹浩刘婷朱文慧刘晓丹资源与生态环境地质湖北省重点实验室湖北武汉430034 湖北省地质局第三地质大队湖北黄冈438000 鄂东北区域性地质灾害防治研究中心湖北黄冈438000

高陡废石边坡在露天开采矿山中普遍存在,是地质灾害和植被景观破坏严重的区域,也是矿山生态修复的重难点。目前对矿山开采形成的直立掌子面的复绿研究关注较多,而对矿山开采形成的废石边坡关注较少。高陡废石边坡复绿技术手段丰富,但从... 详细信息

高陡废石边坡在露天开采矿山中普遍存在,是地质灾害和植被景观破坏严重的区域,也是矿山生态修复的重难点。目前对矿山开采形成的直立掌子面的复绿研究关注较多,而对矿山开采形成的废石边坡关注较少。高陡废石边坡复绿技术手段丰富,但从应用效果来看,不同的技术手段适用的条件不同,复绿成效也大不相同。以湖北省黄冈地区5处花岗岩高陡废石边坡为研究对象,选取不同复绿技术,从边坡特征、适用条件、复绿效果及后期维护等维度,以实际案例探讨不同生态复绿技术的适用条件,分析各类生态复绿技术方法的适宜性及优缺点,并提出可行性养护措施,为同类型边坡生态复绿技术方法的选择提供借鉴和参考。

关键词：高陡废石边坡废弃矿山生态复绿

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近断层大跨RC轻柔拱桥纵向阻尼器减震研究

吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1355-1367页

作者：邵长江崔皓蒙漆启明庄卫林西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031

为提升高烈度近断层地区大跨轻柔拱桥的纵向抗震性能,通过非线性时程分析,探讨了某上承式RC拱桥黏滞阻尼器的适用性。对比该新型拱桥与常规RC拱桥结构体系、动力特性的差异,明确了其地震损伤路径,优化了阻尼器布置方案,探究了近远断层... 详细信息

为提升高烈度近断层地区大跨轻柔拱桥的纵向抗震性能,通过非线性时程分析,探讨了某上承式RC拱桥黏滞阻尼器的适用性。对比该新型拱桥与常规RC拱桥结构体系、动力特性的差异,明确了其地震损伤路径,优化了阻尼器布置方案,探究了近远断层地震动下墩柱响应规律及减震效果,考虑了高阶振型的影响,结合易损性说明了减震方案的合理性。结果表明:此类轻柔拱桥在近断层纵竖向设计地震下,中等高度立柱最易损伤,而拱肋保持弹性;在桥台及高柱处布置阻尼器的减震效果最佳;受高阶振型影响,设置阻尼器后的高墩柱墩身剪力及弯矩包络“S”形分布更显著;在近场脉冲及远场长周期地震下的结构响应更大,受位移脉冲的影响阻尼器滞回环会出现突变,但耗能显著、减震效果突出;4类近远场地震动下黏滞阻尼器均可有效降低拱桥墩柱的损伤概率,适用性较优,但需满足大出力、大量程的地震需求。

关键词：桥梁工程大跨轻柔拱桥近远断层地震动减震性能高阶振型易损性分析

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黄冈市地质灾害应急中心建设与实现

城市与减灾 2024年第3期 45-48页

作者：刘晓丹桑明凡邹浩陈兵湖北省地质局第三地质大队湖北黄冈438000 鄂东北区域性地质灾害防治研究中心湖北黄冈438000 资源与生态环境地质湖北省重点实验室湖北武汉430034

引言我国地质条件复杂,构造活动频繁,地质灾害隐患多、分布广、防范难度大,对人民的生命财产安全造成巨大威胁,地质灾害防治形势十分严峻。为了准确地掌握地质灾害时空分布规律、变化情况和发展趋势,支撑地质灾害的防治工作,近年来,全... 详细信息

引言我国地质条件复杂,构造活动频繁,地质灾害隐患多、分布广、防范难度大,对人民的生命财产安全造成巨大威胁,地质灾害防治形势十分严峻。为了准确地掌握地质灾害时空分布规律、变化情况和发展趋势,支撑地质灾害的防治工作,近年来,全国省级地质环境信息化建设方面取得了重大进展,各省(市、自治区)纷纷建立各类地质环境信息系统。

关键词：地质灾害环境信息系统时空分布规律生命财产安全黄冈市重大进展发展趋势

英山地热田区深大断裂的控水控热作用及地热系统成因研究

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水文地质工程地质 2024年第4期51卷 220-232页

作者：左玉妹成建梅赵锐锐刘浩田吴凡谢先军梁腾飞中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078 河南省地质局地质灾害防治中心河南郑州450012

目前对英山地区深部地温场的分布情况以及构造控热模式尚无系统研究,不利于地热资源科学的开发利用。基于野外裂隙测量、浅层连续测温、钻孔压水试验等成果,建立了英山裂隙岩体地下水渗流-传热三维模型,对深部储层在不同构造组合模式下... 详细信息

目前对英山地区深部地温场的分布情况以及构造控热模式尚无系统研究,不利于地热资源科学的开发利用。基于野外裂隙测量、浅层连续测温、钻孔压水试验等成果,建立了英山裂隙岩体地下水渗流-传热三维模型,对深部储层在不同构造组合模式下的压力场、温度场和达西流速场进行分析。研究结果表明:研究区深部温度场和压力场受断裂系统影响较大,在致密基岩及隔水断层处,流体运动微弱,热量运移以热传导为主,导水断层处以热对流为主;在深部导水断层区域温度和水压偏低,与导水断层处相比,隔水断层处水压偏高;在2 000 m深度以深,高温区和水力交换强烈区与导水断层带处完全对应,表明断层是储层中最主要的流体和热量运移通道;区内断层组合模式为复合模式,北东向断层为英山地区主要导水导热构造,热水在沿北东向断层向上运移的过程中,受南北向断层的阻隔,最终在两组断层的交叉复合位置处形成温泉。该研究可为研究区内的地热资源科学勘查和合理开发利用提供参考。

关键词：花岗岩类裂隙储层流-热耦合模型数值试验成因模型深大断裂

基于PLS模型的镉与微塑料复合污染对冬小麦植株生理和土壤理化性质影响

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环境科学 2024年

作者：陈悦程海宽陈富鹏丰晨晨林迪河南农业大学林学院河南省地质局地质灾害防治中心

探究重金属、微塑料及二者复合污染对冬小麦生长、生理生态及土壤理化性质影响效应，确定关键影响因子，为重金属和微塑料污染生理机制阐释以及污染土壤的生态修复提供理论基础。采用室内土壤盆栽试验，以冬小麦(Triticum aestivum L.)... 详细信息

探究重金属、微塑料及二者复合污染对冬小麦生长、生理生态及土壤理化性质影响效应，确定关键影响因子，为重金属和微塑料污染生理机制阐释以及污染土壤的生态修复提供理论基础。采用室内土壤盆栽试验，以冬小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象，开展土壤重金属镉(Cd)(0 mg·kg-1和5 mg·kg-1)与不同粒径(10 μm和500 μm)和质量分数(0、0.5%、1.0%、5.0%)聚丙烯微塑料(PP-MPs)单一及复合污染对冬小麦生长发育、光合生理、抗氧化酶活性、叶片解剖结构、冠层温度、植株Cd积累、土壤养分及土壤酶活性影响效应研究。同时利用偏最小二乘(PLS)回归模型定量分析各理化特性与冬小麦生长指标间关系，确定关键主控因子。结果表明，小粒径PP-MPs单一及其与Cd复合污染条件下，冬小麦株高显著降低了10.3%～59.9%，叶面积显著降低了5.8%～94.2%，总生物量显著降低了20.0%～84.0%。另外，二者污染条件下，小麦叶片光合效率、叶绿素含量等光合特性明显受到抑制。随两者污染胁迫程度增加，小麦植株群体冠层温度升高，叶片厚度降低；与CK相比，叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)分别提高了13.4%～99.0%、45.5%～122.7%和2.8%～89.2%，且两者间交互效应达极显著水平(P研究结果对于评估土壤-植株系统中重金属Cd与MPs复合污染的生态效应提供参考借鉴。

关键词：冬小麦镉(Cd) 微塑料(MPs) 复合污染生理特性偏最小二乘(PLS)

龙川县米贝村1^(#)泥石流灾害特征与运动过程

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科学技术与工程 2024年第9期24卷 3576-3585页

作者：贾邦中吴义鹰冯文凯白慧林薛正海赵家琛广东省有色矿山地质灾害防治中心广州510062 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福州350002 福建省地质灾害重点实验室福州350002 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型... 详细信息

受区域气流影响,广东省龙川县在2019年6月10—13日出现持续强降雨天气,累计降雨量超过260 mm,从而引起全县发生大量滑坡、泥石流灾害。以米贝村1^(#)泥石流为研究对象,在野外调查认识基础上,结合Fluent数值分析对这类低山丘陵区的小型泥石流灾害运动特征展开研究。研究发现:米贝村1^(#)泥石流受沟床粗糙度、纵坡降、流向等因素影响,其流速具有动态变化特征,总体表现为先增大再减小的发展趋势,泥石流物质的变化对其运动速度有一定影响。在整个过程中最大流速可达9.77 m/s,平均速度为3.31 m/s,与实际调查结果相符。研究成果不仅可直接为米贝村重在区灾后工程防治提供指导,对于东南沿海相似地区的降雨型滑坡-泥石流灾害的研究具有借鉴作用。

关键词：花岗岩残积土米贝村1^(#)泥石流链生灾害运动过程 Fluent数值模拟