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多因素影响下预崩解炭质泥岩动回弹特性研究

土木工程学报 2024年第2期57卷 117-128页

作者：付宏渊杨琪毅曾铃高乾丰文伟陈璐长沙理工大学湖南长沙410114

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度... 详细信息

为探究多因素影响下预崩解炭质泥岩的动回弹特性,通过动三轴试验研究偏应力、最小体应力、含水率、压实度和干湿循环次数对动态回弹模量的影响,并建立考虑上述因素影响的动回弹模量预测模型。研究表明:动回弹模量与最小体应力、压实度呈正相关关系,与偏应力、含水率呈负相关关系;在同一围压下,动回弹模量随偏应力增加而降低,降幅区间为14.1%~30.7%;含水率为6%时对应的动回弹模量最大;在围压和偏应力相同时,含水率从6%递增至10%,动回弹模量降幅区间为18.6%~35.5%;压实度从93%递增至96%时,动回弹模量增幅区间为4.47%~20.64%。采用干湿循环损伤因子表征干湿循环次数对动回弹模量的影响,发现损伤因子随干湿循环次数N增加可分为3个阶段,即快速增长阶段(N=0~1)、缓慢增长阶段(N=1~6)和增长稳定阶段(N=6~9)。各因素按显著性由高到低排序依次为:压实度、干湿循环、含水率、偏应力、最小体应力。建立的综合考虑约束效应、剪切效应、压实度、含水率和干湿循环的预测模型具有较高地准确性和适用性,可有效评估和预测湿热地区炭质泥岩路堤的动回弹模量。

关键词：道路工程预崩解炭质泥岩干湿循环动回弹模量预测模型

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基于超声尾波法的钢筋混凝土腐蚀监测研究

振动与冲击 2024年第2期43卷 264-270页

作者：吕铎徐嘉豪胡宏伟易善昌王磊长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 长沙理工大学土木工程学院长沙410114

针对现有超声无损检测方法在钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)腐蚀损伤评价方面存在的传播速度偏差问题,提出一种利用尾波干涉(coda wave interference,CWI)表征RC腐蚀情况的监测方法。在混凝土超声传播多重散射基础上,建立CWI腐蚀... 详细信息

针对现有超声无损检测方法在钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)腐蚀损伤评价方面存在的传播速度偏差问题,提出一种利用尾波干涉(coda wave interference,CWI)表征RC腐蚀情况的监测方法。在混凝土超声传播多重散射基础上,建立CWI腐蚀损伤评价指标。搭建快速电化学试验监测了RC在0,1%,2%腐蚀率下的腐蚀过程,通过逐步CWI分析了相对速度变化Δv/v及去相关系数K_(d)的变化规律,探究了换能器布置方式对尾波腐蚀监测敏感性的影响。研究结果表明:Δv/v随着腐蚀时间而逐渐减小,K_(d)随着腐蚀时间而逐渐增大;CWI方法能够有效地监测RC结构腐蚀裂纹的扩展过程,并且具有较好的敏感性;换能器采用垂直、对侧和同侧三种不同布置方式均能检测出RC结构腐蚀开裂,垂直布置方式对RC腐蚀检测的敏感程度更高。

关键词：超声检测尾波干涉(CWI) 钢筋混凝土(RC) 腐蚀多重散射

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红黏土裂隙湿化自愈行为及强度影响机制

中国公路学报 2024年第6期37卷 157-168页

作者：高乾丰吴昕阳曾铃余慧聪余涵长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室湖南长沙410114 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

许多黏性土在干缩开裂后受湿化作用会呈现裂隙自愈现象。为探究红黏土裂隙自愈行为及其对土体强度特性的影响机制,基于摄影识别与数字图像相关技术,分析湿化过程中红黏土试样顶面裂隙自愈与应变演化规律;并开展单轴拉伸试验与直剪试验,... 详细信息

许多黏性土在干缩开裂后受湿化作用会呈现裂隙自愈现象。为探究红黏土裂隙自愈行为及其对土体强度特性的影响机制,基于摄影识别与数字图像相关技术,分析湿化过程中红黏土试样顶面裂隙自愈与应变演化规律;并开展单轴拉伸试验与直剪试验,获取不同条件下红黏土的抗拉强度、抗剪强度及指标恢复率。最后采用扫描电镜观察裂隙自愈前后试样的微观形貌,阐明红黏土裂隙自愈及强度影响机制。结果表明:红黏土在湿化条件下表现出裂隙自愈行为,自愈过程中压应变区域不断向裂隙靠近,裂隙率快速减小并趋于稳定,裂隙自愈率可达90%以上;随饱水湿化时间增加,含裂隙红黏土的抗拉强度小幅提升,此时土表裂隙痕迹几乎消失;湿化条件下土颗粒膨胀程度有限,裂隙宽度越大其愈合难度越高,抗拉强度恢复程度也越低;裂隙深度增加后裂隙自愈率小幅提升,抗拉强度与黏聚力的恢复率增加,内摩擦角恢复率先减小后稳定;裂隙自愈主要源于土颗粒膨胀变形后引起裂隙两侧壁相互黏结,以及土颗粒崩解剥落后对裂隙的填充效应;由于细小颗粒与水混合后可能吸附在裂隙内形成假愈合现象,且土颗粒膨胀崩解将影响土体强度,故尽管表观上裂隙愈合程度良好,但抗拉强度与抗剪强度指标仅小幅恢复。

关键词：路基工程红黏土微观机制裂隙自愈强度特性

基于自适应虚拟电阻的低压微电网有功均分下垂控制策略

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 142-153页

作者：范必双付思维王文李启凯刘铮唐明珠长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室湖南长沙410114

由于低压微电网中各分布式电源的线路阻抗不匹配,传统的下垂控制策略难以按照下垂系数合理分配有功功率。为此,提出一种无需通信的自适应虚拟电阻下垂控制方法。通过将微电网中每个分布式发电机(DG)单元输出的有功功率和电压传送给自适... 详细信息

由于低压微电网中各分布式电源的线路阻抗不匹配,传统的下垂控制策略难以按照下垂系数合理分配有功功率。为此,提出一种无需通信的自适应虚拟电阻下垂控制方法。通过将微电网中每个分布式发电机(DG)单元输出的有功功率和电压传送给自适应虚拟电阻控制器中,在保证电压和频率稳定控制的前提下实现功率按逆变器容量比例进行精确分配。论文对改进方法的微电网逆变器进行小信号稳定性分析,以优化控制器有关控制参数。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性。

关键词：微电网分布式发电下垂控制自适应虚拟电阻有功功率分配环流抑制小信号模型

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通勤合乘路径优化模型与算法

控制理论与应用 2024年第6期41卷 1101-1110页

作者：李旺柳伍生肖义萍李薇周清长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学数学与统计学院湖南长沙410114

道路车辆的增多导致城市交通和环境问题日益严重,共享合乘被认为是减少交通拥堵,降低碳排放的有效方法,特别是在新冠疫情持续影响下,通勤者采用互助合乘出行意愿较高.本文考虑到通勤时间的紧迫性,通勤者存在通勤压力和合乘不适感,在没... 详细信息

道路车辆的增多导致城市交通和环境问题日益严重,共享合乘被认为是减少交通拥堵,降低碳排放的有效方法,特别是在新冠疫情持续影响下,通勤者采用互助合乘出行意愿较高.本文考虑到通勤时间的紧迫性,通勤者存在通勤压力和合乘不适感,在没有经济效益驱动的情况下,限制合乘路径的匹配范围,并加入惩罚因子以提高合乘配对成功率.本文提出了一种基于最优时间插值的贪婪启发式算法,添加了3种扰动算子来提高全局搜索能力,采用多组不同规模案例测试扰动效果.结果表明:设计算法可以在短时间内求解出更优结果,在解决大规模问题上,相比于精确算法、粒子群算法和遗传算法更具竞争力.此外,通过选取位置较远且分布均匀的职员作为接送者,可以改善合乘效果.

关键词：交通工程共享合乘路径优化启发式算法通勤出行

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煅烧温度对钠离子电池P2-Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极材料性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1884-1892页

作者：吴奇峰谭磊任延杰邹康宇宁天翔李灵均长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 长沙理工大学材料科学与工程学院长沙410114

层状氧化物材料因其容量高被认为是钠离子电池(SIBs)的候选正极材料,其中,锰基P2型层状氧化物因成本低、稳定性好,是具有发展前景的钠离子电池层状正极材料。本文采用固相烧结法制备一种P2-Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极... 详细信息

层状氧化物材料因其容量高被认为是钠离子电池(SIBs)的候选正极材料,其中,锰基P2型层状氧化物因成本低、稳定性好,是具有发展前景的钠离子电池层状正极材料。本文采用固相烧结法制备一种P2-Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极材料,研究煅烧温度对正极材料性能的影响。结果表明:在875℃下获得的Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极材料具有结晶良好的P2纯相,表现出优异的电化学性能。在1.5~4.3 V的电压范围内,0.05C下所制备正极材料的初始放电容量为232 mA·h/g,且循环100次后,正极材料的容量保持率为69.5%。

关键词：钠离子电池 Ni/Fe/Mn基正极材料煅烧温度电化学性能

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考虑光伏场景聚合的配电网光储选址定容

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第8期51卷 117-126页

作者：颜勤余国翔曾林俊长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

研究光伏场景聚合是实现区域电网分布式光伏与储能联合规划的前提和基础,对促进配电网分布式光伏的充分消纳具有重要作用.通过基于改进的K-means++算法对历史光伏数据进行聚合分析,得到光伏出力的典型场景聚合,从配电网的经济性出发,兼... 详细信息

研究光伏场景聚合是实现区域电网分布式光伏与储能联合规划的前提和基础,对促进配电网分布式光伏的充分消纳具有重要作用.通过基于改进的K-means++算法对历史光伏数据进行聚合分析,得到光伏出力的典型场景聚合,从配电网的经济性出发,兼顾系统运行的可靠性、环保性,建立考虑光伏场景聚合的光储选址定容规划模型,引入层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)将多目标优化问题转化为单目标问题,并利用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)进行求解.算例结果表明,提出的光伏场景聚合模型更准确刻画光伏出力的不确定性,验证了该模型的有效性和可行性.

关键词：光伏聚合分布式光伏储能电池选址定容配电网

VS_(2)作为锂离子电池负极材料的第一性原理研究

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物理学报 2024年第11期73卷 110-118页

作者：周斌肖事成王一楠张晓毓钟雪马丹戴赢范志强唐贵平长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410114

随着对锂离子电池(LIBs)性能要求的提高,研究开发锂离子电池的新型电极尤显重要.本文采用第一性原理计算研究二硫化钒(VS_(2))作为锂离子电池负极材料的可能性.计算结果表明:VS_(2)具有金属性,费米能级附近的态密度主要来源于钒的3d轨... 详细信息

随着对锂离子电池(LIBs)性能要求的提高,研究开发锂离子电池的新型电极尤显重要.本文采用第一性原理计算研究二硫化钒(VS_(2))作为锂离子电池负极材料的可能性.计算结果表明:VS_(2)具有金属性,费米能级附近的态密度主要来源于钒的3d轨道及硫的3p轨道;Li在VS_(2)单层中优先吸附钒(V)的顶位,Li在VS_(2)表面具有非常好的扩散性,扩散势垒仅为0.20 eV,低于石墨烯,表明Li能够较快地迁移,有利于LIB快速充电-放电过程;VS_(2)机械性能良好,杨氏模量为96.82 N/m,且吸附Li后的杨氏模量与泊松比都未减小,表明VS_(2)在吸附Li以及Li离子扩散迁移过程中,刚性并不会降低;并且计算得到VS_(2)的电池容量(466 mAh/g)比石墨烯更高.研究表明VS_(2)具有出色的导电性能和优异的机械刚性及较高的理论容量,是一种非常有前景的锂离子电池负极材料.

关键词：锂离子电池吸附能第一性原理

端部嵌贴CFRP板加固钢筋混凝土结构的斜嵌段粘结性能试验

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复合材料学报 2024年第2期41卷 871-883页

作者：娄逸群彭晖兰川云丑佳璇长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室长沙410114 长沙理工大学土木工程学院长沙410114

端部嵌贴预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固混凝土结构是一种高效经济的新型混凝土结构加固方法,端部嵌贴段的CFRP与混凝土的粘结性能是锚固预应力CFRP、确保加固效果充分发挥的关键因素。为确定端部嵌贴段中斜向嵌贴段CFRP-混凝土... 详细信息

端部嵌贴预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固混凝土结构是一种高效经济的新型混凝土结构加固方法,端部嵌贴段的CFRP与混凝土的粘结性能是锚固预应力CFRP、确保加固效果充分发挥的关键因素。为确定端部嵌贴段中斜向嵌贴段CFRP-混凝土的界面粘结性能,本文开展9个单剪拔出试验,研究了斜嵌段的粘结性能。通过设计混凝土棱柱试件,研究了斜槽角度、CFRP板埋深、CFRP板粘结长度对斜向嵌贴界面粘结性能的影响,并基于试验结果构建了CFRP板-混凝土局部界面的粘结-滑移关系模型。试验结果表明:随斜槽角度增大,试件的承载力及CFRP-混凝土局部界面断裂能也在逐渐增大。CFRP-混凝土界面粘结性能随CFRP埋深比增加而明显增加,并在埋深比为50%时达到最大,此后不再明显变化。基于试验结果所建立的粘结-滑移模型能较准确地模拟出CFRP板在混凝土斜槽中的受力过程。

关键词：端部嵌贴 CFRP 单剪拔出粘结性能粘结-滑移本构关系