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动力打桩桩周泥岩损伤特性与损伤模型

土木工程学报 2024年第8期57卷 58-71页

作者：白晓宇银吉超张亚妹王永洪闫楠桑松魁青岛理工大学山东青岛266520

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于... 详细信息

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于统计损伤理论建立考虑受打桩影响的桩周泥岩损伤本构模型,并对泥岩地基打入桩的承载性能进行探讨。研究表明:打桩后桩周0.2m处泥岩强度平均损伤28.2%,弹性模量平均损伤41.4%;桩端中风化泥岩损伤后抗剪强度参数平均值为c=217.2kPa、φ=21.6°,φ仅是同场地原状强风化和全风化泥岩的49.1%和51.4%;打桩后桩周泥岩应力-应变曲线的损伤模型计算值的与实测值吻合较好,验证模型的合理性;泥岩地基打入桩承载力异常特征为桩端受力小,但桩端沉降显著,静载破坏时桩端阻力的平均占比为5.25%;动力打桩对桩周泥岩的损伤是泥岩地基打入桩承载力异常的重要原因;泥岩地基打入桩的设计计算与数值模拟采用原状泥岩力学参数不合理,泥岩损伤后不易恢复,建议按损伤特性赋予参数。研究结果对泥岩地基打入桩的设计、施工、承载力评价有较强的参考价值。

关键词：动力打桩泥岩单轴压缩试验三轴压缩试验损伤模型损伤变量承载力异常

轮式移动机器人的反演二次滑模优化轨迹跟踪控制策略研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 597-606页

作者：马梓竣张欣刚张树翠姚文莉青岛理工大学理学院青岛266525

为提高轮式移动机器人(WMR)轨迹跟踪控制的精度,提出一种反演二次滑模优化控制策略。首先,基于WMR的运动学与动力学模型,设计运动学反演滑模控制器和动力学反演积分滑模控制器,并通过Lya-punov稳定性理论证明控制器的稳定性。然后,利用... 详细信息

为提高轮式移动机器人(WMR)轨迹跟踪控制的精度,提出一种反演二次滑模优化控制策略。首先,基于WMR的运动学与动力学模型,设计运动学反演滑模控制器和动力学反演积分滑模控制器,并通过Lya-punov稳定性理论证明控制器的稳定性。然后,利用粒子群优化(PSO)算法,对控制器的参数寻优。最后,考虑外部扰动以及系统输入饱和的情况,利用Matlab/Simulink对该控制策略进行仿真验证。结果表明,所提出的控制策略在保证系统鲁棒性和实时性的同时,还提高了系统的控制精度。

关键词：轮式移动机器人(WMR) 滑模控制反演控制粒子群优化(PSO) 输入饱和

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大气颗粒物对植物影响研究进展

生态学杂志 2024年第1期43卷 254-263页

作者：唐敬超黄昱孙宝娣宋志文徐爱玲青岛理工大学山东青岛266520

大气颗粒物是大气中固态或液态微粒物质的总称。大气颗粒物的增多会对气候、空气能见度、公共卫生等造成重大影响。种植合适的植物成为减轻大气颗粒损害的良好措施,但大气颗粒物覆盖在植物叶片表面及进入植物体内都会对植物造成不同程... 详细信息

大气颗粒物是大气中固态或液态微粒物质的总称。大气颗粒物的增多会对气候、空气能见度、公共卫生等造成重大影响。种植合适的植物成为减轻大气颗粒损害的良好措施,但大气颗粒物覆盖在植物叶片表面及进入植物体内都会对植物造成不同程度的影响。本文围绕大气颗粒物的成因及组成,大气颗粒物对植物生长发育、生理生化、抗病虫性、植物生产力和产量的影响方式及机理与减轻途径等进行了系统综合与评述,并展望了未来的研究趋势。综合发现,大气颗粒物对植物的影响广泛且复杂多样,并受到环境条件、颗粒物浓度及组成、植物种类及研究尺度的影响。通过提前预知大气颗粒物浓度变化、提供充足的营养和水分、及时冲洗叶片、人工补光及合理选择并种植植物等方式可避免或者减轻大气颗粒物所带来的负面效应。未来可增加大气颗粒物影响下景观和造林植物的研究、大尺度植被生理生态、各种化合物和微生物颗粒物对植物影响的研究,研究内容可关注植物生理生态、植物叶片氮分配、叶肉细胞导度及植物遗传育种学等。

关键词：大气颗粒物植物生理生态影响机理

应变硬化水泥基复合材料氯盐传输行为的细观数值分析

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复合材料学报 2024年第4期41卷 2137-2147页

作者：鲍玖文孔令艳张心钰张鹏秦玲郭伟娜青岛理工大学土木工程学院青岛266520

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)因其具有高延性、裂缝宽度可控等优点已被广泛应用于海洋腐蚀严重区域的混凝土结构加固与修复工程中。基于此,提出了海洋干湿循环作用下SHCC中氯离子传输的对流-扩散模型,并利用COMSOL仿真软件建立考虑纤... 详细信息

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)因其具有高延性、裂缝宽度可控等优点已被广泛应用于海洋腐蚀严重区域的混凝土结构加固与修复工程中。基于此,提出了海洋干湿循环作用下SHCC中氯离子传输的对流-扩散模型,并利用COMSOL仿真软件建立考虑纤维乱向分布的二维细观模型;通过开展人工室内模拟海洋浪溅区SHCC氯离子传输试验,分析了不同干湿循环比(3.0∶1、11.0∶1和85.4∶1)和不同暴露时间(30天、90天和180天)下的氯离子含量时空分布规律,对比验证了模拟氯盐传输行为的细观数值模型的有效性。结果表明:随着暴露时间的延长,SHCC氯离子峰值浓度增大,且随着干湿循环比的增加峰值浓度升高;随着渗透深度增大,氯离子浓度迅速下降并最终趋于稳定,使氯离子浓度整体表现出峰值浓度较高而传输深度较小的规律;基于Fick第二定律解析解并考虑对流区的影响,SHCC的表面氯离子浓度(Cs)和表观氯离子扩散系数(Dapp)均呈现明显的时变性,干湿循环比一定时,随着暴露时间的延长而分别增大和减小;当干湿循环比为85.4∶1,暴露时间为90天和180天时Cs相较于30天分别提高了51.72%和83.45%,Dapp分别降低了27.71%和48.50%;暴露时间一定时,随着干湿循环比的增加,Cs和Dapp均呈现先增大后减小的趋势;最后将氯离子含量分布实测值与计算值进行对比,验证了所建立的干湿循环作用下氯盐传输的扩散-对流模型的适用性。

关键词：应变硬化水泥基复合材料干湿循环氯离子传输细观数值模拟

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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

Bio-FeMnCeO_(x)活化PMS降解四环素效能与机制

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化工进展 2024年第6期43卷 3492-3502页

作者：刘梦凡王华伟王亚楠张艳茹蒋旭彤孙英杰青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266520

鉴于生物合成材料在水环境修复中成本低、环境友好、高效等优势,制备了Ce掺杂生物铁锰氧化物(Bio-FeMnCeO_(x)),以盐酸四环素(TC)为目标污染物,研究了Bio-FeMnCeO_(x)制备参数(Ce剂量、培养时间及样品处理方式等)和工艺条件(pH、PMS浓度... 详细信息

鉴于生物合成材料在水环境修复中成本低、环境友好、高效等优势,制备了Ce掺杂生物铁锰氧化物(Bio-FeMnCeO_(x)),以盐酸四环素(TC)为目标污染物,研究了Bio-FeMnCeO_(x)制备参数(Ce剂量、培养时间及样品处理方式等)和工艺条件(pH、PMS浓度、Bio-FeMnCeO_(x)剂量等)对Bio-FeMnCeO_(x)活化PMS降解TC的影响。通过自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)分析TC降解的主要活性氧物质种类和贡献率,推测了TC的降解路径和降解机制,验证了Bio-FeMnCeO_(x)的循环稳定性。结果表明:①通过生物合成法成功制备了Bio-FeMnCeO_(x),将其用于活化PMS降解TC具有良好的催化活性,在pH为11.0、PMS浓度200mg/L、Bio-FeMnCeO_(x)剂量为100mg/L、反应时间为60min时,TC的降解效率可达93.75%;②通过自由基猝灭和EPR鉴定的实验发现,Bio-FeMnCeO_(x)/PMS体系主要的活性物质为·SO_(4)^(-)和^(1)O_(2);(3)Bio-FeMnCeO_(x)具有良好的实验稳定性,重复使用8次后,TC的降解效率仍高达75.71%。该研究的发现为抗生素废水治理提供了新的催化技术路线。

关键词：复合材料废水四环素降解自由基

分散式速度反馈控制流激薄板声振响应的模态解及特性

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声学学报 2024年第2期49卷 336-343页

作者：韦大朋刘好胜刘碧龙青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

采用模态展开法推导了湍流边界层和分散式速度反馈控制共同作用下薄板的响应和声辐射,给出了与分散式速度反馈控制增益系数、单元位置、数量和大小相关的模态阻尼的显示表达式。给定激励和参数的条件下,通过与元素法的计算结果进行对比... 详细信息

采用模态展开法推导了湍流边界层和分散式速度反馈控制共同作用下薄板的响应和声辐射,给出了与分散式速度反馈控制增益系数、单元位置、数量和大小相关的模态阻尼的显示表达式。给定激励和参数的条件下,通过与元素法的计算结果进行对比,验证了模态展开法具有较高的计算效率和准确性。讨论了分散式速度反馈控制单元的布置方式和数量对模态阻尼的影响,以及反馈控制单元的布置方式对薄板动能、辐射声功率和模态平均辐射系数的影响。数值分析结果表明反馈控制单元的数量和布放位置对控制效果影响显著,反馈控制单元沿螺旋线布置能明显拓宽控制频带;两种反馈控制单元布置方式,在动能和辐射声功率控制较好的共振频率处,除第一阶模态外,模态平均声辐射效率随反馈增益的增大明显提高。

关键词：模态展开法湍流边界层反馈控制模态阻尼

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混合陶瓷球轴承的热混合润滑性能分析

机械工程学报 2024年第15期60卷 205-215页

作者：朱鹏娟刘晓玲周亚林何文卓郭峰青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

轴承工业将陶瓷用于航空、机床主轴等极端条件,为研究混合陶瓷球轴承的混合润滑机制,在拟静力学建模及分析的基础上,基于平均流量模型,建立了混合陶瓷角接触球轴承的热混合润滑模型,采用膜厚比与粗糙峰接触载荷比相结合的方法判断各滚... 详细信息

轴承工业将陶瓷用于航空、机床主轴等极端条件,为研究混合陶瓷球轴承的混合润滑机制,在拟静力学建模及分析的基础上,基于平均流量模型,建立了混合陶瓷角接触球轴承的热混合润滑模型,采用膜厚比与粗糙峰接触载荷比相结合的方法判断各滚动体的润滑状态,并研究了热效应、接触角和环境黏度对混合润滑性能的影响。结果表明:热条件下的油膜厚度、平均摩擦系数要比等温条件下的小。与钢制轴承相比,混合陶瓷球轴承的接触工况更好,更适合在高速条件工作;当λ4.6%,接触副处于边界润滑状态;当λ≥1且La≤4.6%,接触副处于混合润滑状态。单一滚动体-套圈接触不能全面反映轴承的润滑性能,需要基于拟静力学进行多个滚动体的混合润滑分析,以准确判断轴承的混合润滑性能。存在一合适的接触角,使得角接触球轴承的混合润滑性能最佳。润滑油环境黏度越高,平均摩擦系数越小,润滑状态由边界润滑向混合润滑过渡。较钢制球轴承,混合陶瓷球轴承可以减小摩擦系数,但会增大粗糙峰接触载荷。

关键词：混合润滑拟静力学混合陶瓷球轴承热效应

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基因图谱视角下的海防传统聚落信仰空间解析

建筑学报 2024年第S1期 80-85页

作者：祁丽艳杨康许从宝魏书祥青岛理工大学

聚焦海防传统聚落文化与空间营建的历史关系，以10处代表性海防卫所为研究对象，采用地方志与历史地图相辅互证的识别方法，以景观基因组图谱的分析方法构建出海防传统聚落信仰信息图谱。首先，归纳并解析信仰空间在海防传统聚落中在时... 详细信息

聚焦海防传统聚落文化与空间营建的历史关系，以10处代表性海防卫所为研究对象，采用地方志与历史地图相辅互证的识别方法，以景观基因组图谱的分析方法构建出海防传统聚落信仰信息图谱。首先，归纳并解析信仰空间在海防传统聚落中在时序之首、道教主导和圈层结构的特征；其次，提出其信仰体系具有明显的制度性、海洋性与尚武性特征，空间布局主要受礼制、风水、职能、宗族等多因素共同作用与影响，并还原出其营建的制度性规律及其信仰空间布局的理想模式。海防传统聚落中信仰空间的营建综合反映出中国传统社会的价值观与社会结构，其在从传统社会向现代化社会转向过程中，依然承担着重要的文化和社会纽带的作用。

关键词：海防传统聚落卫所基因图谱信仰空间时空特征营建规律