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炭铁材料修复三氯乙烯污染地下水的性能

中国环境科学 2024年第2期44卷 825-831页

作者：严芳敏郭明帅王菲东南大学交通学院岩土工程研究所江苏南京211189

采用生物炭(BC)为载体的纳米零价铁复合材料作为可渗透反应墙系统(PRB)中的反应介质,通过柱实验和渗透实验,研究了生物炭负载纳米零价铁(BC-nZVI)对三氯乙烯(TCE)的去除效果和炭铁复合材料在长期水流作用下的渗透性能.结果表明:炭铁复... 详细信息

采用生物炭(BC)为载体的纳米零价铁复合材料作为可渗透反应墙系统(PRB)中的反应介质,通过柱实验和渗透实验,研究了生物炭负载纳米零价铁(BC-nZVI)对三氯乙烯(TCE)的去除效果和炭铁复合材料在长期水流作用下的渗透性能.结果表明:炭铁复合材料对TCE的去除率在2h内可达到90%以上,10h时接近100%,随着炭铁复合材料的消耗,去除率逐渐降低,但在24h内仍能保持显著的修复效果,去除率保持在90%以上,72h后降为73.96%.PRB系统中反应介质材料在长期水流作用下出现明显的迁移,炭铁复合材料的稳定性随着炭铁比的减小而降低.5BC-1nZVI材料在持续3d的渗流作用下,其迁移流失率最低,相比纯BC材料的迁移流失情况具有明显的改善效果.微观结果表明球磨法可成功合成炭铁复合材料,合成后的nZVI颗粒存在一定程度的氧化,与TCE接触反应后的炭铁复合材料由于降解产物的附着,炭铁复合材料的表面会形成一层白色薄膜,孔径变小,进而炭铁复合材料对TCE的去除性能降低.

关键词：生物炭/纳米零价铁三氯乙烯可渗透反应墙地下水

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生物矿化固沙长效性分析

岩土力学 2024年

作者：缪林昌王恒星孙潇昊吴林玉郭薪范广才东南大学交通学院岩土工程研究所

荒漠化土地大量分布是沙尘天气频发的根源之一。为有效防沙固沙，需要解决两个关键难题，一是把沙尘固定住，防止沙尘飞起；二是长效固沙，提高固沙的长效性。生物矿化方法是解决长效固沙的一种创新技术。本文通过室内试验和现场验证，... 详细信息

荒漠化土地大量分布是沙尘天气频发的根源之一。为有效防沙固沙，需要解决两个关键难题，一是把沙尘固定住，防止沙尘飞起；二是长效固沙，提高固沙的长效性。生物矿化方法是解决长效固沙的一种创新技术。本文通过室内试验和现场验证，证明生物矿化技术实现长效固沙的可行性和适用性。研究包括脲酶活性试验、钙化试验、固沙风蚀试验等，分析了脲酶活性、胶凝液浓度、pH值、灌注次数、灌注量、温度对生物矿化固沙效果的影响，在此基础上提出了生物矿化-植物-栅栏的联合固沙技术体系，并通过生物矿化固沙风洞试验和现场工程固沙效果进行验证分析，验证表明联合固沙技术体系的固沙长效性。

关键词：荒漠化脲酶胶凝液生物矿化固沙联合固沙

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静压桩的桩侧土压力分布规律数值分析

岩土力学 2024年第6期45卷 1863-1872页

作者：马登辉韩迅蔡正银关云飞南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 河海大学土木与交通学院江苏南京210024

静压桩的贯入挤土效应导致桩侧土压力升高,探究桩贯入挤土导致的桩侧土压力变化对建立合理的桩贯入阻力计算方法具有积极的意义。因此,采用大变形数值模拟方法和南水本构模型对桩在砂土中的贯入过程进行了分析,探究了桩侧土压力系数K的... 详细信息

静压桩的贯入挤土效应导致桩侧土压力升高,探究桩贯入挤土导致的桩侧土压力变化对建立合理的桩贯入阻力计算方法具有积极的意义。因此,采用大变形数值模拟方法和南水本构模型对桩在砂土中的贯入过程进行了分析,探究了桩侧土压力系数K的变化规律。结果表明:桩贯入过程中土体受力可划分为加载、卸载和应力稳定3个阶段,在桩端到达土体所在深度时土体的应力达到峰值,远离后土体发生应力卸载,最后趋于稳定;在深度方向的最大扰动范围为5D(D为桩直径),沿径向最大扰动范围为6D。桩贯入完成后的桩侧土压力沿深度方向近似表现为线性分布,在桩端处出现极值。桩径的变化对土压力的影响不显著,不同直径的桩侧壁土压力接近。随着界面摩擦系数的增加,桩侧土压力逐渐增大。基于数值分析结果提出了考虑桩−土界面摩擦系数的桩侧土压力计算方法。

关键词：砂土挤土效应土压力系数大变形数值模拟

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混凝土单箱多室箱梁温度梯度地域差异性

交通运输工程学报 2024年第1期24卷 185-201页

作者：徐向锋马禄爱张峰张磊邬刚山东交通学院交通土建工程学院山东济南250357 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 东南大学交通学院江苏南京211189

为确定不同地区混凝土单箱多室箱梁日照温差代表值,在西藏山南、陕西铜川与广西来宾分别建立了室外日照温度场试验模型,同时安装了大量温度传感器与气象采集器,通过现场实测数据总结了山南、铜川和来宾气象差异性;通过长期箱梁测试温度... 详细信息

为确定不同地区混凝土单箱多室箱梁日照温差代表值,在西藏山南、陕西铜川与广西来宾分别建立了室外日照温度场试验模型,同时安装了大量温度传感器与气象采集器,通过现场实测数据总结了山南、铜川和来宾气象差异性;通过长期箱梁测试温度与逐时气象数据的逐步回归,提出了山南、铜川和来宾箱梁温差计算公式;调研了西藏6个地级市、陕西10个地级市和广西14个地级市1955—2016年的气象数据,并将气象日值数据分解为逐时气象数据用于温差计算,基于超阈值分布模型得到了3个地区重现期为50年的温度作用代表值,并绘制了温度作用分布地图。研究结果表明:箱梁模型实测的向阳侧边腹板竖向温差、中腹板竖向温差、顶板横向温差与底板横向温差从高到低依次为山南、铜川和来宾,说明受地理位置影响,中国不同地区的箱梁竖向温差和横向温差具有差异性;混凝土箱梁顶板向阳侧横向温差均高于底板,山南、铜川和来宾箱梁顶板向阳侧横向温差比底板分别高30.7%、23.2%和11.1%;西藏、陕西和广西的中腹板竖向温差地域差异性最大可达10.5℃,顶板横向温差地域差异性最大可达20.3℃,说明混凝土桥梁的日照作用具有明显的地域差异性。

关键词：桥梁工程混凝土箱梁模型试验温差计算模型地域差异性温差极值

考虑驾驶员生理信息的城市交叉口风险评估方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第5期54卷 1277-1284页

作者：陈桂珍程慧婷朱才华李昱燃李岩长安大学运输工程学院西安710064 重庆交通职业学院轨道交通学院重庆402247

为解决交叉口风险评估未充分考虑驾驶员状态和风险损失的问题,提出了一种综合风险概率和风险损失的风险评估方法。利用熵值法得出基于驾驶员生理信息的风险概率,基于能量转换定理确定直接风险损失,提出环境脆弱度确定间接风险损失;利用... 详细信息

为解决交叉口风险评估未充分考虑驾驶员状态和风险损失的问题,提出了一种综合风险概率和风险损失的风险评估方法。利用熵值法得出基于驾驶员生理信息的风险概率,基于能量转换定理确定直接风险损失,提出环境脆弱度确定间接风险损失;利用聚类算法得到风险损失和风险概率的等级,进而基于风险矩阵得到交叉口风险等级。分析西安市19个交叉口试验数据得出:交叉口风险等级划分为比较安全、一般安全、比较风险和非常风险4个等级,风险等级主要集中在比较风险级别。所提出的基于驾驶员生理信息的交叉口风险评估方法与试验驾驶员的感知相符,准确度达到90%,为驾驶员风险管理提供了新方法。

关键词：交通运输规划与管理生理指标城市交叉口风险评估熵值法 K-means聚类风险

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排水桩-网复合地基处置可液化路堤地基的振动台试验研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 178-186页

作者：杨耀辉辛公锋陈育民李召峰山东高速集团有限公司创新研究院河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室河海大学土木与交通学院山东大学齐鲁交通学院

排水刚性桩融合了刚性桩基础承载力高和具有排水性能的双重优点。为研究排水刚性桩处置可液化路堤地基的抗液化作用效果，采用7#硅砂作为路堤地基模型材料，3×5群桩布置形式，在水平向和竖直向施加双向动力荷载，对排水桩-网复合地基... 详细信息

排水刚性桩融合了刚性桩基础承载力高和具有排水性能的双重优点。为研究排水刚性桩处置可液化路堤地基的抗液化作用效果，采用7#硅砂作为路堤地基模型材料，3×5群桩布置形式，在水平向和竖直向施加双向动力荷载，对排水桩-网复合地基和普通桩-网复合地基处理可液化路堤地基开展了振动台模型试验研究。从超孔隙水压力、加速度、沉降等动力响应对排水桩-网复合地基的抗液化作用效果进行了分析。试验结果表明：排水桩-网复合地基的处置效果明显优于普通桩-网复合地基的加固效果。排水桩工况超孔压比峰值最大值为0.79，最小值为0.61，普通桩工况超孔压比峰值均达到1.0，处于完全液化状态。排水桩工况水平向峰值加速度放大系数沿路堤模型底部至顶部呈现明显的放大效应，峰值加速度放大系数最大值为1.60。普通桩工况峰值加速度放大系数呈现一定的液化地基减震效应，峰值加速度放大系数最大值为1.07。排水桩工况沉降平均值为11.4 mm。普通桩工况沉降平均值为25.7 mm，排水桩工况最终沉降量平均值较普通桩工况减小55.6%。排水桩能够有效加快超孔隙水压力的消散，减小路堤沉降量，是一种处置可液化地基的有效措施。

关键词：排水刚性桩桩-网复合地基可液化地基振动台试验超孔隙水压力竖向沉降

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循环冲击下预加静载岩石损伤破坏机制

煤炭学报 2024年第4期49卷 1860-1872页

作者：王汉鹏王伟张冰邱廷麟侯夫斌山东大学齐鲁交通学院山东济南250061 山东大学岩土工程研究中心山东济南250061

为研究深部地下工程高地应力静载与采掘爆破施工等循环扰动耦合作用下岩石的损伤破坏机制,利用自主研发的多应变率动静叠加岩石力学试验系统,开展了不同预加静载(0.45σ_(c)、0.65σ_(c)、0.85σ_(c))叠加循环冲击荷载以及相同预加静载... 详细信息

为研究深部地下工程高地应力静载与采掘爆破施工等循环扰动耦合作用下岩石的损伤破坏机制,利用自主研发的多应变率动静叠加岩石力学试验系统,开展了不同预加静载(0.45σ_(c)、0.65σ_(c)、0.85σ_(c))叠加循环冲击荷载以及相同预加静载叠加不同频率(0.5、1.0、2.0 Hz)循环冲击荷载的砂岩动静叠加试验。试验结果表明:动静叠加试验中岩石峰值强度小于静载试验,最大变形量大于静载试验,表明动静叠加荷载对岩石损伤具有显著促进作用,且不同动静荷载叠加下岩石强度、变形、破坏等演化规律具有一致性,其中峰值强度、破碎持续时间与预加静载呈线性负相关,与循环冲击频率呈对数正相关;最大应变、裂隙分形维数、碎块分形维数与预加静载呈线性正相关,与循环冲击频率呈对数负相关;不同动静叠加下岩石表面裂隙与碎块粒径分形维数演化趋势基本一致,且前者略大于后者,表明岩石表面及内部裂隙发育的同步性,相比岩石内部三维应力状态,表面更利用裂隙萌生与扩展;不同动静叠加条件下岩样破坏模式发生转变,随着预加静载的增大或冲击频率的减小,破坏模式经历“斜面剪切破坏—竖向拉伸破坏—整体爆裂破坏”的转变,且爆裂破坏位置由底部向整体扩展。为定量表征循环冲击下预加静载岩石损伤机制,结合理论分析与试验数据,建立了综合考虑静载损伤与不同峰值、频率、次数循环冲击损伤以及应变率强化效应的动静叠加损伤因子,进而开展了4组不同参数下的动静叠加试验,理论计算与试验结果对照误差率分别为0.5%、1.8%、0.6%、1.7%,误差均较小;但基于动静叠加损伤因子的理论计算强度均小于试验强度,初步分析这是由于高频循环冲击下损伤发育存在细观滞后性,循环冲击实际产生的累积损伤小于单次冲击损伤的循环次数倍,后期可开展细观测试,探索循环冲击下岩石细观损伤演化规律,进一步完善理论模型。

关键词：岩石力学损伤机制破坏模式循环冲击预加静载

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EPB盾构刀盘泥饼成因分析及评价模型构建

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 71-83页

作者：丁小彬杨辉泰施钰华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南岩土工程研究院广东广州510640

目前土压平衡(EPB)盾构机刀盘结泥饼的研究大都聚焦在单一因素上,缺少整体的、量化的评价标准,难以满足工程上对刀盘结泥饼的预测需求。针对以上问题,文中从地质条件、盾构选型、施工因素3个层面出发,系统总结了导致土压平衡盾构机刀盘... 详细信息

目前土压平衡(EPB)盾构机刀盘结泥饼的研究大都聚焦在单一因素上,缺少整体的、量化的评价标准,难以满足工程上对刀盘结泥饼的预测需求。针对以上问题,文中从地质条件、盾构选型、施工因素3个层面出发,系统总结了导致土压平衡盾构机刀盘泥饼形成的23个主要因素;将土压平衡盾构机在掘进过程中的刀盘结泥饼风险划分为4个等级:高风险、中风险、低风险和无风险。同时提出了结泥饼的风险因子量化标准,并结合层次分析法构建了土压平衡盾构的刀盘结泥饼风险评价模型;基于广州地铁14号线马创区间右线115-165环盾构隧道工程的掘进数据,计算出盾构机掘进过程中不同环的刀盘结泥饼风险程度,验证了刀盘结泥饼风险评价模型的预测性能。研究结果表明:结泥饼风险评价模型的23个影响因子中,以塑性指数、刀盘扭矩、液性指数、总推力的影响权重最大,启动扭矩的影响权重最小;结泥饼风险评价模型表现出了良好的预测性能,计算得到的结泥饼风险变化曲线与现场施工情况基本吻合;盾构掘进参数的变化能很好地反映掘进过程中泥饼的形成,其中总推力对泥饼产生最敏感,刀盘扭矩、土仓压力、推进速度和螺旋机转速的敏感度依次降低。研究成果可适用于类似工程中的土压平衡盾构机刀盘结泥饼的评价分析。

关键词：土压平衡盾构泥饼量化分析评价模型

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赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能及评价方法

工程科学学报 2024年第11期46卷 2055-2062页

作者：邵伟韩瑞凯李召峰游浩山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 山东大学齐鲁交通学院济南250002

路面半刚性基层具有强度高、稳定性好等优点,但在强度形成及后期服役过程中由于内部相对湿度和温度变化会产生收缩应力,当收缩应力超过胶凝材料自身胶结力时,基层会发生干燥收缩裂缝和温度收缩裂缝.作为一种新型路面基层材料,赤泥基胶... 详细信息

路面半刚性基层具有强度高、稳定性好等优点,但在强度形成及后期服役过程中由于内部相对湿度和温度变化会产生收缩应力,当收缩应力超过胶凝材料自身胶结力时,基层会发生干燥收缩裂缝和温度收缩裂缝.作为一种新型路面基层材料,赤泥基胶凝材料可100%代替水泥用于道路基层建设,然而赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能的经时演化规律尚不明确.因此,本文以赤泥基胶凝材料稳定碎石干燥收缩、温度收缩性能为研究对象,探究赤泥基胶凝材料掺量、养生龄期等因素对收缩性能的影响规律并运用灰色关联度确定了干缩抗裂性能指标、温缩抗裂性能指标与最大干缩应变、温缩应变的相关性.试验结果表明赤泥基胶凝材料稳定碎石的干缩应变、温缩应变随胶凝材料掺量的增加先降低后升高且干缩应变、温缩应变增长速率随养生龄期的延长逐渐减小,基于灰色关联度分析法确定了干缩抗裂性指数和温缩系数为赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能的最优评级指标,确定了赤泥胶凝材料掺量为7%时,赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能最优.

关键词：赤泥基胶凝材料半刚性基层收缩抗裂性能灰色关联度

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