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高温作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能研究

建筑结构学报 2024年第5期45卷 218-229页

作者：刘才玮闫良泰仇子文苗吉军郑春英张成龙青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520

为研究高温下与高温后锈蚀钢筋与混凝土黏结性能退化规律,制作84个混凝土立方体试块及110个偏心拉拔试件,对立方体试块进行高温下及高温后抗压试验,对偏心拉拔试件进行高温下及高温后拉拔试验,分析温度状态(高温下和高温后)、锈蚀率(2%... 详细信息

为研究高温下与高温后锈蚀钢筋与混凝土黏结性能退化规律,制作84个混凝土立方体试块及110个偏心拉拔试件,对立方体试块进行高温下及高温后抗压试验,对偏心拉拔试件进行高温下及高温后拉拔试验,分析温度状态(高温下和高温后)、锈蚀率(2%、5%和10%)、试件尺寸(立方体、棱柱体)及箍筋数量(单肢箍和双肢箍)对黏结性能的影响,依据高温对材料性能的折减规律,得出高温下锈蚀钢筋混凝土黏结强度计算方法,提出分段式及连续型黏结滑移本构模型。研究表明:锈蚀时间为59 d且历经400℃的混凝土抗压强度降低了27.6%,温度100℃时锈蚀率为4.6%的钢筋混凝土黏结强度较常温的增大8%,温度200~400℃时黏结强度降低约9%,800℃时黏结强度损失85%;温度低于400℃时,高温下钢筋混凝土黏结强度小于高温后的,温度高于400℃时,不同温度状态下黏结强度值相近;单肢箍筋试件黏结强度较双肢箍筋试件黏结强度下降了10%,立方体(150 mm×150 mm×150 mm)试件黏结耗能是棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件黏结耗能的54%。通过比较积分绝对误差验证了模型精度,计算误差小于10%,可用于锈蚀结构火灾下的数值计算。

关键词：钢筋混凝土高温锈蚀钢筋自然冷却拉拔试验黏结性能本构模型

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含蜡水合物浆液的生成特性及其黏度预测

石油化工 2024年第9期53卷 1324-1330页

作者：张洁王瑞康李光哲王世豪汪瑞孙广宇中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

为了防治深海油气输送过程中因浆液流动性恶化导致的堵管事故,采用旋转流变仪开展了含蜡量、含水率以及剪切条件对含蜡水合物浆液生成过程和流变特性的影响研究,并从热力学角度分析了对水合物生成和乳状液稳定性的影响。实验结果表明,... 详细信息

为了防治深海油气输送过程中因浆液流动性恶化导致的堵管事故,采用旋转流变仪开展了含蜡量、含水率以及剪切条件对含蜡水合物浆液生成过程和流变特性的影响研究,并从热力学角度分析了对水合物生成和乳状液稳定性的影响。实验结果表明,水合物浆液表现出典型的剪切稀释性和触变性;含水率在5%~30%(w)范围内,含水率越高越容易在停输再启动的过程中发生堵管事故;含蜡量在3%~10%(w)范围内,含蜡量越高越容易维持水合物解离后乳状液的稳定性。最后,基于流变测试数据,将任意形状颗粒的修正悬浮液黏度模型的适用范围拓展至含蜡水合物浆液体系,提高了水合物体积分数高于0.15时的拟合准确度。

关键词：水合物蜡流变性黏度模型乳状液流动保障

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电石渣-矿渣固化膨胀土强度及微观机制研究

岩土力学 2024年第S1期45卷 461-470页

作者：黎宇胡明鉴郑思维王志兵桂林理工大学土木工程学院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安徽理工大学土木建筑学院

针对南水北调中线地区膨胀土因环境湿度变化引起力学特性劣化导致的工程地质灾变问题，采用电石渣、矿渣作为固化材料对膨胀土进行改良，通过素膨胀土和改良固化膨胀土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳性等对比试验，分析改良固化前... 详细信息

针对南水北调中线地区膨胀土因环境湿度变化引起力学特性劣化导致的工程地质灾变问题，采用电石渣、矿渣作为固化材料对膨胀土进行改良，通过素膨胀土和改良固化膨胀土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳性等对比试验，分析改良固化前后的性能差异；通过X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、电镜扫描（electron microscope scanning,SEM）、热重分析（thermogravimetric analysis,TGA）试验及核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）试验分析了电石渣-矿渣固化土的强度增长机制，揭示其微观作用机制。结果表明：以6%电石渣掺量为基础，不同矿渣掺量下的电石渣-矿渣复合改性固化土，总体上强度和耐水性能均有明显提高，并在矿渣掺量为9%时达到最大值。而随着养护龄期的增加，无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度不断增加，水稳系数则有所减小。电石渣-矿渣复合固化土水化生成的水化硅酸钙（C-S-H）和水化铝酸钙（C-A-H），胶结土颗粒形成了紧密的团聚体，有效改善了土体的孔结构分布，提高了固化土的强度。电石渣-矿渣膨胀土复合固化方法效果明显，具有较好的工程应用前景。

关键词：电石渣矿渣膨胀土强度水稳性微观机制

多功能镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯纳米复合材料制备及其防腐吸波性能

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2040-2056页

作者：李莹刘佳鑫王思佳董春雷陈志纯张鹏雷东移王文佳耿国颖王柯心青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心山东青岛266520 建筑材料工业技术监督研究中心北京100024 东南大学材料科学与工程学院南京211189

优异的吸波材料不仅要满足高效的电磁波衰减特性,还要适应现代日益复杂的服役环境。本工作采用简单的沉淀和热解工艺将镍纳米颗粒(Ni NPs)均匀分散于还原氧化石墨烯(r GO)片层上,制备得到磁电协同的镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯(N... 详细信息

优异的吸波材料不仅要满足高效的电磁波衰减特性,还要适应现代日益复杂的服役环境。本工作采用简单的沉淀和热解工艺将镍纳米颗粒(Ni NPs)均匀分散于还原氧化石墨烯(r GO)片层上,制备得到磁电协同的镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯(Ni/Zn/NC@r GO)纳米复合材料。利用磁性纳米粒子与介电型r GO二维片层结构的协同优势,构建了完整的导电网络,优化了纳米复合材料的阻抗匹配与电磁衰减特性。同时,复合材料间多重界面提供的界面极化增强了入射波的多重反射和散射,有效提升了吸波性能。结果表明,Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料在匹配厚度1.67 mm时的最低反射损耗值(RL_(min))为–63.70 dB,而当匹配厚度为1.63 mm时,最大有效吸收带宽(RL<–10 d B)达到5.36 GHz。此外,复合材料的片层结构有效延长了腐蚀介质的扩散路径,掺杂Ni/Zn/NC@r GO纳米复合材料涂层的腐蚀电流密度I_(corr)达到1.437×10^(–11)A/cm^(2),防腐性能明显优于其他涂层样品,这项工作为制备高效防腐电磁吸波多功能材料提供了新思路。

关键词：电磁吸波石墨烯金属有机框架磁电协同防腐

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注浆长度与套管类型对扩大头锚索性能的影响

科学技术与工程 2024年第2期24卷 740-747页

作者：刘凯孙伟青李文辉耿林王响龙袁敬强青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 青岛266000 青岛地矿岩土工程有限公司青岛266000 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武汉430071

扩大头锚索因具有抗拔承载力大、支护效率高等优点在岩土工程中应用广泛,而注浆段落的长度和自由段保护套管的类型将对锚索受力变形特性产生影响。为此,依托实际工程开展了锚固段注浆+PE波纹管(设计方案)、全长注浆+聚乙烯(polyethylene... 详细信息

扩大头锚索因具有抗拔承载力大、支护效率高等优点在岩土工程中应用广泛,而注浆段落的长度和自由段保护套管的类型将对锚索受力变形特性产生影响。为此,依托实际工程开展了锚固段注浆+PE波纹管(设计方案)、全长注浆+聚乙烯(polyethylene, PE)波纹管(实际施工常用方案)、锚固段注浆+高密度聚乙烯(high density polyethylen, HDPE)套管、全长注浆+HDPE套管等四种不同工况扩大头锚索的现场拉拔试验,对比分析了不同工况下锚索的拉拔荷载-位移(Q-s)曲线、荷载-弹性位移(Q-se)曲线与荷载-塑性位移(Q-sp)曲线、自由段伸长量比例、刚度系数等受力变形特征。试验结果表明,相同注浆长度条件下,采用HDPE套管相比PE波纹管能够更好地发挥对自由段的隔离保护作用,保证自由段的变形性能;而采用相同套管类型时,注浆长度的增加会导致自由段伸长量值的减小,并会增大锚索刚度系数。在试验研究的基础上,提出现场锚索施工采用锚固段注浆+HDPE套管或全长注浆+HDPE套管的建议方案,从而保证锚索受力变形性能均达到设计预期。

关键词：扩大头锚索现场试验受力变形特性注浆长度套管类型

基于循环神经网络的自适应滤波方法及应用研究

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振动与冲击 2024年第7期43卷 327-333页

作者：任鸿燚刘翔宇咸甘玲兰景岩桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

针对目前地震工程研究领域在滤波方法上存在人为因素、峰值突刺、噪声干扰等方面的缺陷,结合递归最小二乘法(RLS)和循环神经网络(RNN)模型,提出了一种自适应滤波的新方法。研究分析表明,该方法通过设置自适应调节滤波器参数以及算法的... 详细信息

针对目前地震工程研究领域在滤波方法上存在人为因素、峰值突刺、噪声干扰等方面的缺陷,结合递归最小二乘法(RLS)和循环神经网络(RNN)模型,提出了一种自适应滤波的新方法。研究分析表明,该方法通过设置自适应调节滤波器参数以及算法的自我迭代等方式进行滤波,对噪声识别能力和滤波速度上均优于美国地质调查局(United States Geological Survey,USGS)所推荐的传统滤波方法,并可有效降低滤波后对原始波形的失真损坏以及相位提前等问题。同时,运用所提自适应滤波方法将其应用于不同场地类型台站的含速度脉冲近场地震记录,进一步验证了自适应滤波方法的有效性和适用性。研究成果为地震工程领域的滤波分析提出了一种新思路和新方法,也可为地震记录处理及相关应用工作提供参考。

关键词：循环神经网络(RNN) 自适应调节递归最小二乘法(RLS) 地震波滤波

碱激发高炉矿渣固化/稳定化Cr(Ⅵ)污染土试验研究

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岩土工程学报 2024年

作者：张文杰金典郭兴璋李西斌台州学院建筑工程学院上海大学力学与工程科学学院山东大学岩土与结构工程研究中心浙江农林大学风景园林与建筑学院

碱激发高炉矿渣(GGBFS)替代水泥用于污染土固化处置，具有能耗低、碳排放少的特点，同时GGBFS中含的还原性硫可以将铬(Cr)从六价还原成三价，从而显著提高固化/稳定化效率。使用碱激发GGBFS固化/稳定化总Cr含量2000 mg/kg(其中Cr(Ⅵ)121... 详细信息

碱激发高炉矿渣(GGBFS)替代水泥用于污染土固化处置，具有能耗低、碳排放少的特点，同时GGBFS中含的还原性硫可以将铬(Cr)从六价还原成三价，从而显著提高固化/稳定化效率。使用碱激发GGBFS固化/稳定化总Cr含量2000 mg/kg(其中Cr(Ⅵ)1210 mg/kg)的污染土，并与PC固化进行对比。通过浸出毒性、固定效率和无侧限抗压强度分析处理效果，借助pH、还原效率、化学形态、矿物成分和微观图像分析揭示了相关机理。结果表明，GGBFS固化污染土的Cr浸出浓度明显低于PC固化土，GGBFS掺量20%，养护龄期28 d时总Cr和Cr(Ⅵ)浸出浓度分别降至2.12和1.09 mg/L，满足填埋场进场浓度限值要求，且GGBFS固化污染土的强度明显高于PC固化土；还原效率分析表明，GGBFS中的S2-可以有效地将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，还原效率可达96.0%，从而很大程度上避免了Cr(Ⅵ)对水化过程的抑制作用，使用GGBFS固化/稳定化该含量的Cr(Ⅵ)污染土时不需额外添加还原剂；微观分析表明，与PC相比，GGBFS固化后更多不稳定态的Cr转化成稳定形态，Cr的迁移性显著降低，同时生成了更多水化凝胶，土颗粒胶结程度更高，因此具有更好的封固效果和更高强度。该研究为GGBFS固化/稳定化Cr(Ⅵ)污染土提供了科学依据。

关键词：粒化高炉矿渣 Cr(Ⅵ)污染土固化/稳定化浸出浓度还原效率

再生骨料强夯桩承载性能的三维离散-连续耦合数值模拟

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岩土工程学报 2024年第S2期46卷 242-246页

作者：李双宝郭伟王鑫天津大学建筑工程学院天津300072 山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013

建立了三维离散-连续耦合数值模型对再生骨料强夯桩的承载性能进行模拟,研究了再生骨料强夯桩的承载变形机理、桩体破坏模式及荷载传递规律,并分析了不同桩长和不同孔隙率的再生骨料强夯桩的承载性能。结果表明:再生骨料强夯桩破坏时在... 详细信息

建立了三维离散-连续耦合数值模型对再生骨料强夯桩的承载性能进行模拟,研究了再生骨料强夯桩的承载变形机理、桩体破坏模式及荷载传递规律,并分析了不同桩长和不同孔隙率的再生骨料强夯桩的承载性能。结果表明:再生骨料强夯桩破坏时在水平方向表现为鼓胀变形,鼓胀变形主要集中在3倍桩径范围内。桩周土体形成贯通地表的连续剪切滑裂面,地表会有隆起和抬升。全长桩底部3倍桩径长度并不承担荷载,有效长度为7倍桩径。随着孔隙率减小,再生骨料强夯桩的承载性能逐渐提高。

关键词：地基处理再生骨料碎石桩承载性能数值模拟

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桩锚支护越冬基坑抗冻胀性能分析

低温建筑技术 2024年第6期46卷 52-56页

作者：孙超温歆硕赵一恺郭浩天吉林建筑大学测绘与勘查工程学院长春130118 吉林建筑大学季冻区岩土工程研究所长春130118

为解决桩锚支护基坑的越冬问题,对该类基坑负温状态下的抗冻胀性能进行研究。可为实际工程中越冬基坑的桩锚支护设计提供参考依据。考虑锚杆的预应力、层数、间距及锚固长度等因素,运用FLCA^(3D)软件在负温状态下对桩锚支护基坑进行数... 详细信息

为解决桩锚支护基坑的越冬问题,对该类基坑负温状态下的抗冻胀性能进行研究。可为实际工程中越冬基坑的桩锚支护设计提供参考依据。考虑锚杆的预应力、层数、间距及锚固长度等因素,运用FLCA^(3D)软件在负温状态下对桩锚支护基坑进行数值模拟研究,分析桩侧冻胀力及桩体位移的变化规律。结果表明锚杆预应力对基坑桩体水平位移影响非常显著,随基坑深度增加,桩侧冻胀力呈增-减-增趋势;随锚杆层数增加,桩体水平位移逐渐减小,而桩侧冻胀力逐渐增大;锚杆竖向间距对桩体的水平位移及桩侧冻胀力的影响较小,桩体水平位移越小,桩侧冻胀力越大;桩体水平位移及桩侧冻胀力随锚固长度增加而增大。研究结果可为桩锚支护越冬基坑的设计和应用提供指导和参考。

关键词：越冬基坑桩侧冻胀力桩锚支护桩体位移