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碳酸钙在受限空间内成核生长过程的分子动力学模拟

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 579-591页

作者：王攀路兴海王慕涵张悦许洪建侯东帅青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 青岛第一市政工程有限公司山东青岛266033

碳酸钙的形成会一定程度上改变混凝土的内部结构,进而影响混凝土的宏观性能,然而碳酸钙在混凝土内部成核生长机理尚未明确。为了探究碳酸钙在混凝土内部的形成过程和成核机制,本工作采用分子动力学模拟方法,研究了碳酸钙在不同受限空间... 详细信息

碳酸钙的形成会一定程度上改变混凝土的内部结构,进而影响混凝土的宏观性能,然而碳酸钙在混凝土内部成核生长机理尚未明确。为了探究碳酸钙在混凝土内部的形成过程和成核机制,本工作采用分子动力学模拟方法,研究了碳酸钙在不同受限空间中的形成过程和成核机理。结果表明:碳酸钙的成核生长主要依靠离子之间结合形成离子键;不同基体对碳酸钙团簇的吸附效果不同,这是因为碳酸钙与基体界面主要是钙氧离子键相连接,而水化硅酸钙基体界面处具有更多游离钙离子和羟基,能够为碳酸钙的形成提供更多的成核位点;同时,不同的受限空间孔径的大小对碳酸钙的形成速度也有较大影响。通过分析碳酸钙成核过程发现,碳酸钙团簇的形成不遵循经典成核理论,而是与预成核机制相符。本研究有助于进一步理解碳酸钙在混凝土中的形成过程,为混凝土中碳酸钙成核过程提供理论指导。

关键词：碳酸钙成核生长混凝土受限空间分子动力学模拟

污水处理过程逸散的生物气溶胶抗生素抗性分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4512-4519页

作者：杨唐王旭一隋心惠晓亮王振兴姜波张展鹏李新龙青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266520 中建八局发展建设有限公司青岛266061

为探究污水处理厂生物气溶胶负载抗生素抗性基因(ARGs)和抗生素抗性致病菌(PARB)的赋存及来源.利用宏基因组测序与组装技术对山东省某污水处理厂生物气溶胶及污水样本的抗生素抗性基因组进行检测.结果表明,相比于上风向,污水处理厂和下... 详细信息

为探究污水处理厂生物气溶胶负载抗生素抗性基因(ARGs)和抗生素抗性致病菌(PARB)的赋存及来源.利用宏基因组测序与组装技术对山东省某污水处理厂生物气溶胶及污水样本的抗生素抗性基因组进行检测.结果表明,相比于上风向,污水处理厂和下风向生物气溶胶中具有更多的ARGs亚型种类数和更高丰度的PARB.污水处理厂生物气溶胶中主导的ARGs主型和亚型分别为多药类ARGs和macB.37种PARB携带至少两种及以上的ARGs主型,表现出多重耐药性.对于细格栅、好氧池和污泥脱水间生物气溶胶样本,污水是ARGs和PARB最主要的来源.共检测到铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和大肠埃希氏菌(Escherichia coli)等32种PARB在至少1个污水处理单元极易气溶胶化.研究将为污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染风险评估及健康保障提供理论支持.

关键词：污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性基因(ARGs) 抗生素抗性致病菌(PAPB) 来源

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单边空间索面曲梁独塔悬索桥主缆线形分析

西南交通大学学报 2024年第2期59卷 298-306页

作者：杨勇智厦门市市政工程设计院有限公司福建厦门361009

目前空间索面悬索桥主缆成桥线形分析方法需要进行复杂的主缆微分方程求解,具有约束方程形式复杂、迭代收敛性受初值影响大等不足.为解决主缆线形求解过程收敛性问题,本文借鉴等代梁法思路,推导得到外荷载与主缆线形的几何关联方程,并... 详细信息

目前空间索面悬索桥主缆成桥线形分析方法需要进行复杂的主缆微分方程求解,具有约束方程形式复杂、迭代收敛性受初值影响大等不足.为解决主缆线形求解过程收敛性问题,本文借鉴等代梁法思路,推导得到外荷载与主缆线形的几何关联方程,并进一步构造出求解空间主缆线形的两阶段分析方法:在粗算阶段,通过解耦处理将初值要求降到最低,得到“具有足够精度且确保收敛”的结果,作为精算阶段初值;在精算阶段,采用迭代计算得到空间主缆线形精确解.通过人行悬索桥算例验证两阶段分析方法的可行性和有效性,并使用有限元软件验证计算成果精度.研究成果表明:本文所提出的方法对初值要求低,无需专门构造初值,迭代循环剔除了变形相容条件及无应力长度计算,求解效率更高,并且能快速收敛得到主缆线形精确解,适用于单边空间索面曲梁独塔悬索桥主缆成桥线形分析.

关键词：单边索面空间索面悬索桥主缆线形几何关联找形

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大跨度悬索桥多对刚性中央扣受力性能研究

工程力学 2024年第7期41卷 19-28页

作者：陈祖贺陈亮邵长宇上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

中央扣对改善大跨度悬索桥动力特性、短吊杆弯折、主梁纵向位移等具有显著作用,但现有文献少见对中央扣自身力学行为的研究。该文以中央扣为研究对象,通过力学方法推导了中央扣侧移刚度的计算公式,通过敏感性分析确认了杆身倾角α以及... 详细信息

中央扣对改善大跨度悬索桥动力特性、短吊杆弯折、主梁纵向位移等具有显著作用,但现有文献少见对中央扣自身力学行为的研究。该文以中央扣为研究对象,通过力学方法推导了中央扣侧移刚度的计算公式,通过敏感性分析确认了杆身倾角α以及杆身轴向刚度j是影响中央扣侧移刚度的主要因素;对设置多对刚性中央扣的情况进行了研究,因主缆与中央扣杆身轴向刚度相差不大,主缆对多对中央扣协调受力影响较大,中央扣与主缆组成串、并联弹簧体系,受力分配更加复杂,可通过调整杆身倾角及杆身轴向刚度,设置具有不同侧移刚度的多对中央扣以实现协调受力。

关键词：悬索桥刚性中央扣多对倾角轴向刚度

小半径曲线节段拼装箱梁设计和施工关键技术研究

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桥梁建设 2024年第2期54卷 124-130页

作者：李福鼎上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚... 详细信息

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚度对梁剪扭承载力的影响;为适应平面曲线行走和吊装的需求,总结架桥机拼装施工过程中主要采用的转弯过孔、偏位和斜置起吊调整以及尾部喂梁关键技术;分析拼装过程中产生的轴线偏差和横向位移及线形控制措施。结果表明:曲线半径小于250 m的节段拼装箱梁需考虑弯扭耦合作用,曲线半径小于100 m时湿接缝截面的抗扭承载力和剪扭允许应力已不能满足要求;提高截面抗剪扭承载力最有效的构造措施是增加腹板厚度,其次是增加顶、底板厚度;曲线半径越小,小半径节段梁拼装轴线偏差越大、轴线横向位移越大,应根据曲线半径来规定安装精度验收标准、根据成桥轴线横向变形设置横向预拱度。

关键词：节段拼装箱梁小半径曲线梁弯扭耦合受力特性合理构造架桥机施工拼装线形控制

圆形隧道衬砌内毛细管换热器间歇运行的传热性能

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制冷学报 2024年第2期45卷 53-61页

作者：焦嘉琛季永明张凤君吉程帆尹振峰胡松涛青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266520 青岛地铁集团有限公司青岛266001

隧道地源热泵是解决地铁隧道热污染的有效技术之一,毛细管换热器(CHE)因具有抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点被广泛应用于隧道地源热泵系统的前端换热器。基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型,并在TRNSYS平台搭建CHE仿... 详细信息

隧道地源热泵是解决地铁隧道热污染的有效技术之一,毛细管换热器(CHE)因具有抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点被广泛应用于隧道地源热泵系统的前端换热器。基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型,并在TRNSYS平台搭建CHE仿真系统,对隧道衬砌内CHE在连续、间歇运行下的传热性能进行分析。结果显示,当运行时间比由1/3逐渐增至1时,制冷季和采暖季第7日的CHE日均热流密度分别由100.59、87.42 W/m^(2)降至78.14、68.62 W/m^(2),相应的围岩内表面温度分别随之增大和减小,表明间歇运行能显著提高换热器的传热性能,并有助于缓解隧道围岩冷热堆积问题。

关键词：可再生能源热泵毛细管间歇运行传热性能

浅层就地固化桩土刚性复合地基沉降计算新方法

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1058-1067页

作者：袁胜强潘春辉栗关裔上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200438

针对就地固化桩土刚性复合地基沉降计算研究的不足及现行规范此类工况沉降计算方法的局限性,首先剖析了就地固化桩土刚性复合地基沉降机理,分析了土拱效应下的桩端应力分担比例和等沉面以上负摩阻区的附加应力对沉降的影响,提出了就地... 详细信息

针对就地固化桩土刚性复合地基沉降计算研究的不足及现行规范此类工况沉降计算方法的局限性,首先剖析了就地固化桩土刚性复合地基沉降机理,分析了土拱效应下的桩端应力分担比例和等沉面以上负摩阻区的附加应力对沉降的影响,提出了就地固化桩土刚性复合地基沉降计算的新方法,并通过数值模拟和工程实例进行了验证。验证结果表明,就地浅层固化土技术,可强化土拱效应、增强桩基传递效应,能有效减小复合地基的整体沉降,新沉降计算方法准确可靠。

关键词：就地固化桩土复合地基沉降计算土拱效应桩身等沉面

光老化微塑料影响水体溶解性有机质光谱性质研究

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环境科学学报 2024年第3期44卷 189-198页

作者：杨健吕睿孙官贞杨传玺李晓雯李元杰高当当闫文罡肖宜华青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266033

微塑料(MPs)污染产生的水环境生态效应引起了广泛关注,但是释放到水体中的MPs如何影响溶解性有机质(DOM)的浓度和分子组成仍不清晰.本研究通过聚苯乙烯(PS-MPs)和河口水体共培养实验,研究了光老化前后PS-MPs对水体DOC浓度和DOM光谱性质... 详细信息

微塑料(MPs)污染产生的水环境生态效应引起了广泛关注,但是释放到水体中的MPs如何影响溶解性有机质(DOM)的浓度和分子组成仍不清晰.本研究通过聚苯乙烯(PS-MPs)和河口水体共培养实验,研究了光老化前后PS-MPs对水体DOC浓度和DOM光谱性质的影响.结果表明,小粒径(10μm)PS-MPs能够向水体释放DOM,且光老化预处理能够增强PS-MPs释放DOM.培养40 d时,光老化前后10μm PS-MPs使溶解性有机碳(DOC)分别上升了0.70和0.83 mg·L^(-1).DOM紫外-可见吸收光谱结果表明,与空白对照组相比,小粒径(10μm)PS-MPs处理组DOM吸收系数和芳香性显著降低,相对分子量减小.但大粒径(100μm)PS-MPs处理组DOM浓度和吸收系数与空白对照组相比没有显著差异.三维荧光光谱耦合平行因子分析结果解析出3种荧光组分:陆源类腐殖质C1(Ex/Em=240(400)/465 nm)、自生源类腐殖质C2(Ex/Em=240(310)/385 nm)和类蛋白组分C3(Ex/Em=240(275)/320 nm).相比于空白对照组,大粒径100μm PS-MPs处理组陆源类腐殖质组分C1明显降低;小粒径10μm PS-MPs能显著增强类蛋白组分C3荧光强度.此外,本研究发现PS-MPs处理能够使DOM腐殖化指数(HIX)明显下降且自生源指数(β:α)显著升高.综上,小粒径(10μm)PS-MPs能够向水体释放小分子量且芳香性低的DOM组分,而大粒径(100μm)PS-MPs对水体DOM的影响主要表现为吸附腐殖化程度较高的DOM荧光组分.本研究结果对于准确评估MPs污染对水体有机碳库的影响有一定的指示意义.

关键词：溶解性有机质微塑料光老化紫外-可见吸收光谱三维荧光光谱 PARAFAC

硫酸盐干湿循环作用下废水混凝土寿命预测模型

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公路交通科技 2024年第6期41卷 36-45页

作者：徐国会中铁十四局集团有限公司市政工程分公司山东青岛266700

为解决中国西北高寒盐渍土地区混凝土的耐久性问题,采用不同掺量搅拌站废水拌制混凝土,以研究其在抗硫酸盐-干湿循环双重作用下的影响。以0%,25%,50%,75%,100%比例混凝土搅拌站废水取代等质量饮用水混合拌制C40混凝土,以20%比例粉煤灰... 详细信息

为解决中国西北高寒盐渍土地区混凝土的耐久性问题,采用不同掺量搅拌站废水拌制混凝土,以研究其在抗硫酸盐-干湿循环双重作用下的影响。以0%,25%,50%,75%,100%比例混凝土搅拌站废水取代等质量饮用水混合拌制C40混凝土,以20%比例粉煤灰等质量取代水泥。混凝土试件为40 mm×40 mm×160 mm,采用5%浓度的硫酸镁溶液进行全浸泡干湿循环试验,测试混凝土的抗压强度、抗折强度、相对动弹性模量、质量及吸水率。以相对动弹性模量为评价指标,利用灰色预测GM(1,1)模型及损伤二次函数衰减模型进行寿命预测。结果表明:随着废水替代率的增加,混凝土抗压强度损失率先减小后增大,干湿循环下的混凝土质量损失率由高到低依次为C40-75,C40-100,C40-50,C40-25;搅拌站废水的主要氧化物与水泥类似,微观形貌多为多孔状不规则颗粒,可以延缓C40混凝土在硫酸盐干湿循环环境中的劣化速度,使混凝土提高抵抗SO_(4)^(2-)侵入的能力,其中废水替代率为50%时混凝土抗SO_(4)^(2-)侵蚀能力最好;GM(1,1)寿命预测显示废水替代率为50%时混凝土耐久性年限最长,其耐久年限提高了2.3倍,可抵抗74次硫酸盐-干湿循环,且衰减模型相关系数R^(2)大于0.94,具有较高精度。

关键词：道路工程寿命预测模型灰色预测GM(1,1) 废水混凝土干湿循环硫酸盐