• 2020年第37卷第3期文章目次
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    • 室内二维弥散试验拖尾现象研究

      2020, 37(3):1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.001

      摘要 (635) HTML (0) PDF 5.90 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统二维弥散试验理论模型解析解不能描述拖尾现象的问题,建立了指数衰减模型来模拟二维弥散试验中C-t曲线浓度下降段并描述拖尾现象,通过室内二维弥散试验来进行验证,发现模拟效果较好,通过改变水力梯度和浓度来研究指数衰减模型相关参数α、β的意义及变化规律,研究结果表明α为污染物浓度随时间变化的速率,β为投源孔初始浓度与测孔峰值浓度的比值。污染物浓度越大,α值越小,污染物衰减速度越慢,拖尾时间越长;水力梯度越大,α值越大,污染物衰减速度越快,拖尾时间越短,而β值与流速无关;距离投源孔越远,α值越小,污染物衰减速度越慢,拖尾时间越长,而β值越来越大,C-t曲线浓度峰值越来越小。

    • 纤维加筋土剪切过程中颗粒运动特征研究

      2020, 37(3):9-16. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.002

      摘要 (513) HTML (0) PDF 26.20 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究纤维对土体的加固机理,通过离散元法进行直剪试验,分析纤维土与素土在剪切过程中颗粒运动特征。建立素土模型与0.6%纤维含量的纤维土模型,选取3个典型位移点,分析在典型位移点下素土与纤维土的运动特征,得出如下结论:纤维土在剪切部位位移较大,在上部位移较小,体现出了更大的整体性。在峰值位移前,纤维土的大转角区域较素土大。峰值位移后,素土的大转角区域较粗,周围土体基本不存在大转角区域;纤维土的大转角区域较细,周围土体存在大转角区域且呈条状分布。纤维土的大转角主要分布在剪切处与纤维处。素土的剪切带较纤维土的剪切带大。剪切带内纤维土的相对滑动与相对转动都略大于素土。剪切带外纤维土与素土的相对滑动与相对转动相差不大。不论剪切带内外土体的相对滑动与相对转动都随着剪切发展而增加。

    • 基于UDEC节理岩体抗压强度的数值研究

      2020, 37(3):17-25. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.003

      摘要 (643) HTML (0) PDF 3.49 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对江西某矿区岩样进行岩石力学试验,得到岩石试件的力学参数,利用Hoek-Brown法估算岩体力学参数。基于分形理论,结合Monte Carlo方法生成节理岩体平面网络图,以岩体网络图中心为基点,选取节理岩体模拟试件,采用离散元软件UDEC开展节理岩体抗压强度的数值实验。结果表明:选取角度、围压相同时,随着岩体尺寸的增大,节理岩体各向异性减弱,抗压强度呈非线性减小趋势,并趋向于某一定值,可拟合为负指数变化关系;围压、尺寸相同时,随着选取角度的增大,节理岩体抗压强度呈微幅波动趋势,这应与节理分布的分形特性有关。取样角度(所截取的岩体试件与水平方向的夹角)为60°时,抗压强度值略高,节理岩体尺寸效应与围压效应也较为明显;选取角度、尺寸相同时,随着围压的增大,岩体各向异性减弱,抗压强度呈线性增大趋势。

    • 喷涂聚脲弹性体H型钢柱抗爆性能研究

      2020, 37(3):26-32. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.004

      摘要 (518) HTML (0) PDF 8.71 M (418) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究聚脲涂层对H型钢柱的抗爆效果,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对喷涂聚脲弹性体H型钢柱进行抗爆数值分析。研究了H型钢柱在爆炸荷载作用下的动态响应,并分析了不同聚脲厚度对H型钢柱的防护作用及其机理。研究结果表明:当冲击波沿钢柱弱轴方向传播时,冲击波对钢柱的最大破坏作用出现在柱脚附近腹板中心,聚脲涂层能够有效提高H型钢柱的整体刚度和抗爆能力,大幅降低钢柱的整体和局部变形,并减小钢柱吸收的内能。

    • 深基坑钢支撑预加力对围护墙变形影响

      2020, 37(3):33-39. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.005

      摘要 (494) HTML (0) PDF 3.56 M (368) 评论 (0) 收藏

      摘要:深基坑工程的钢支撑轴力初始实测值时常小于设计预加力。预加力的不足严重影响钢支撑的支撑效果,是造成深基坑围护墙出现较大变形的一个重要因素。以南京某地铁车站深基坑工程为例,运用Midas GTS软件建立二维数值计算模型。基于现场监测数据与数值计算结果,验证了计算模型与参数的合理性;分析不同预加力值对围护墙水平位移值、钢支撑最终轴力值的影响。研究表明:预加力是克服钢支撑的理论抗压刚度小的有效方法,是提高钢支撑的实际抗压刚度的手段;以钢支撑轴力设计值为参考,预加力比值与围护墙深层水平位移最大值具有负线性关系,对支撑轴力最终值的影响不显著;从施加的预加力效果看,预加力比值为40%时,经济性最佳。最后提出了低、高双向预警和对应的预加力取值方法。

    • 抗裂型外加剂对粉煤灰混凝土抗压强度的影响

      2020, 37(3):40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.006

      摘要 (584) HTML (0) PDF 3.88 M (373) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑抗裂型外加剂类型及其掺量的影响,开展了粉煤灰混凝土在养护与硫酸盐腐蚀条件两种情况下抗压强度的试验研究。试验结果表明:不同粉煤灰掺量下UEA型膨胀剂对混凝土力学性能的影响规律一致,HME-V高效抗裂剂的影响规律不同。养护龄期内,掺加UEA或HME-V与30%粉煤灰的混凝土抗压强度值均在90 d后处于稳定,掺量均以5%为最佳强度掺量,硫酸盐腐蚀后以5%外加剂掺量的试件损失最低。5%和8%两种掺量下,随着粉煤灰掺量的提高(10%~30%),掺加两种抗裂外加剂的试件28 d抗压强度均降低。养护的30%粉煤灰掺量的UEA试件强度总大于HME-V试件。硫酸盐腐蚀后掺加HME-V的试件强度大于UEA试件强度。HME-V外加剂较UEA能更好地延缓硫酸盐腐蚀造成的力学性能损失。

    • 复合防火自保温外模板抗折性能试验研究

      2020, 37(3):47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.007

      摘要 (411) HTML (0) PDF 5.18 M (382) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究复合防火自保温外模板的抗折性能,对6个复合防火自保温外模板试件进行抗折试验,分析试件的破坏形态、受力性能、抗折强度以及抗折强度与弹性模量之间的相关性。结果表明:复合防火自保温外模板的破坏形态均表现为底部跨中砂浆层开裂,裂缝方向垂直于模板纵轴线且贯穿整个宽度;各试件的荷载-跨中位移曲线变化规律基本一致,最大荷载、抗折强度和弹性模量的均值分别为846.34 N、2.59 MPa、5 125 MPa,满足相应规范的要求,具有良好的抗折性能;复合防火自保温外模板的抗折强度与弹性模量在0.01水平上,相关系数R=0.972 5,具有较强的线性相关性。

    • 预应力混凝土连续刚构桥模糊综合评估法研究

      2020, 37(3):52-56. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.008

      摘要 (500) HTML (0) PDF 938.74 K (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确评估预应力混凝土连续刚构桥的健康状态,提出了基于层次分析法和模糊理论的预应力混凝土连续刚构桥状态综合评估方法。首先采用层析分析法(AHP)建立了预应力混凝土连续刚构桥底层-中间层-顶层的三层状态评估指标体系,确定了各层指标状态和总体评估状态的等级划分,制定了预应力混凝土连续刚构桥状态评估体系中各层指标的定量指标评判标准。其次选择了梯形和半梯形的隶属函数,建立了预应力混凝土连续刚构桥模糊综合评估法的主要步骤,提出了状态评估体系中各层指标常权、变权和评判向量的计算方法,最后将该方法应用在钦江三桥的状态评估中。结果表明:预应力混凝土连续刚构桥状态评估方法可以评估预应力混凝土连续刚构桥的状态,采用该方法评估的钦江三桥的状态为"优秀",与桥梁的荷载试验结果一致,评估结果验证了提出的模糊综合评估方法的可行性与有效性。

    • 隧道开挖对邻近桩基影响的两阶段分析方法

      2020, 37(3):57-63. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.009

      摘要 (562) HTML (0) PDF 10.04 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道开挖过程中必然引起周围土体的侧向移动,从而使邻近桩基产生水平变形和附加弯矩。目前有限元数值模拟法建模与计算过程较为繁琐,为了解决隧道开挖下桩土相互作用问题,基于Winkler地基模型,采用两阶段分析方法,建立了隧道开挖条件下被动桩受力分析模型,推导出桩土相互作用控制方程,并基于有限差分思想给出近似解的形式。最后结合工程实例表明,该近似解与现场监测数据较为吻合,能够有效地分析隧道开挖对邻近桩基的影响。

    • 基于ARFIMA模型的钢材价格预测研究

      2020, 37(3):64-68. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.010

      摘要 (413) HTML (0) PDF 1.81 M (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢材价格的准确预测有利于施工企业拟定合理的材料采购策略。针对当前钢材价格的预测研究中均未考虑其价格变动的长记忆性,导致建模过程中有效信息丢失,预测误差增大。建立了考虑长记忆性的ARFIMA钢材价格预测模型,以青岛市2014年1月到2019年6月螺纹钢的价格为研究对象进行了钢材价格预测,并利用ARFIMA模型和ARIMA模型的预测值与真实值进行对比分析,实验结果显示:ARFIMA模型较ARIMA模型的钢材价格预测精准度提高了1.7%,且预测效果更稳定。

    • 金沙江梯级水库群供水发电联合调度研究

      2020, 37(3):69-74. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.011

      摘要 (588) HTML (0) PDF 1.12 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:为使金沙江下游梯级水库群在不同典型年、不同调度期下的实际调度中发挥最大效益,以梯级总发电量最大和缺水量平方和最小为目标,建立金沙江下游水库群优化调度模型,采用NSGA-II算法对其进行求解,得到不同典型年和分周期下的非劣解集,并引入置换率的概念分析两目标间的竞争关系,最后分析了枯水年不同偏好下的水位过程。结果表明:发电与供水目标间的竞争关系主要体现在水库蓄水期与供水期,在汛期与汛前消落期为协同关系;供水-发电目标置换率随梯级发电量呈递增趋势,依据置换率曲线得到不同梯级发电量情况下提高单位发电量对供水造成的影响,在实际调度中设置合理发电量可以使得发电、供水目标效益最大化。

    • 基于ANP和指标权重敏感性分析的矿区生态安全评价

      2020, 37(3):75-81. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.012

      摘要 (510) HTML (0) PDF 1.40 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:以山西省长治市潞安王庄矿区为研究对象,基于压力-状态-响应(PSR)模型框架建立了一套生态安全评价指标体系,对矿区这一典型的复合生态系统进行生态安全评价。根据指标体系的结构特点,采用网络层次分析法(ANP)确定指标权重,并对评价结果进行权重敏感性分析来确定影响矿区生态安全的敏感性因子。评价结果表明:(1)王庄矿区生态安全综合指数从2006年的0.512增加至2010年的0.644,总体呈逐年上升趋势,2009年以后生态安全状况处于较安全水平,矿区近几年所采取的响应政策对这种状况的改变起到了关键的作用;(2)生态安全综合指数对GDP增长率、废水循环利用率、人均绿化面积等9个指标表现出相对敏感性,主要是因为这些指标权重较大并且变化较为明显。矿区应当特别针对处于低水平的相对不敏感性指标和呈下降趋势的相对敏感性指标采取相应措施,以进一步改善矿区的生态安全状况。

    • 准噶尔盆地侏罗系煤系烃源岩有机显微组成及意义

      2020, 37(3):82-90. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.013

      摘要 (395) HTML (0) PDF 6.23 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对准噶尔盆地侏罗系的18个煤系烃源岩样品,进行岩石热解、有机碳测试、镜质体反射率检测、显微组分鉴定等实验分析,发现:热解法和显微类型指数法得到的有机质类型评价结果相矛盾。利用热解法判断煤系烃源岩有机质类型时,煤的有机质类型最好、炭质泥岩次之、泥岩最差;而利用有机显微类型指数法判断有机质类型时,泥岩有机质类型最好、炭质泥岩次之、煤最差。进一步研究发现,传统认为不生烃的镜质组具有重要的生烃贡献。镜质组的生烃能力认识是导致两种有机质类型评价方法出现矛盾的关键。对于煤系烃源岩而言,利用热解法进行有机质类型划分更加的准确且经济。

    • 白鹿塬西南废弃黄土窑洞边坡破坏机理研究

      2020, 37(3):91-97. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.014

      摘要 (509) HTML (0) PDF 12.88 M (373) 评论 (0) 收藏

      摘要:以白鹿塬西南长安区四坡村废弃黄土窑洞边坡为研究对象,借助迈达斯(MADIS GTS NX)有限元软件模拟不同窑洞状态下窑洞边坡的应力应变特征,进而揭示废弃黄土窑洞边坡变形破坏机理并提出相应的防治措施。分析总结不同状态窑洞边坡的MADIS数值模拟结果显示,随着窑洞废弃,土体含水量的增加导致土体力学性质降低,局部临空面土体发生失稳掉落,加之降雨影响,土体力学性质进一步降低,窑洞拱形结构遭到破坏,从而引起窑洞所在边坡发生崩塌等整体失稳破坏。

    • 镇巴县地质灾害发育规律与危险性评价

      2020, 37(3):98-106. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.015

      摘要 (918) HTML (0) PDF 17.07 M (399) 评论 (0) 收藏

      摘要:以"汉江中游任河流域镇巴县幅地质灾害调查及专题研究"项目为依托,基于区域地质环境概况、遥感解译与野外实地考察,研究了镇巴县幅地质灾害的发育规律。在此基础上,选择坡高、坡度、坡形、降雨量、工程地质岩组、距断层距离、距河流距离、人类工程活动与灾害点密度9种评价因子,采用层次分析法建立各评价因子的判断矩阵,确定地质灾害危险性评价指数,对镇巴县幅地质灾害危险性进行评价和分区。结果表明:(1)镇巴县幅地质灾害类型主要为滑坡、崩塌、泥石流,其中滑坡93处,崩塌6处,泥石流4处;(2)地质灾害多发育在坡形为凹凸面坡、坡度为0°~10°、起伏度为0~30 m的斜坡中,且集中分布在河谷两侧的高程为500~800 m的低山区;(3)地质灾害危险性可分为高、中、低三类,面积分别为62.05、143.43、224.57 km2。高危险区主要分布在泾洋河流域,占总面积的14.4%。

    • 块体SmCo7/Nd2Fe14B异质纳米复合永磁体的微结构和磁性能

      2020, 37(3):107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2020.03.016

      摘要 (450) HTML (0) PDF 4.04 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高压热压缩变形技术对高能球磨的SmCo基非晶-纳米晶粉体与商用的Nd-Fe-B纳米晶粉体的混合物冷压块进行变形处理,成功制备出块体各向异性SmCo7/Nd2Fe14B异质纳米复合永磁体。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对块体SmCo7/Nd2Fe14B异质纳米复合永磁体的微结构和磁性能进行分析研究得出:所制备磁体的微结构由SmCo7/Nd2Fe14B纳米晶区域组成,且SmCo7/Nd2Fe14B纳米晶具有沿其(00l)方向(平行于压力方向)的择优取向;磁体具有明显的磁各向异性,室温下沿压力方向具有16 MGOe的最大磁能积;磁体具有较好的温度稳定性,其矫顽力温度系数β(RT-250℃)=-0.26%℃-1。研究结果表明,所制备磁体具有较高的潜力,可应用于国防军工、轨道交通等科技领域。

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