• 2021年第38卷第1期文章目次
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    • 柱-环梁法对料仓框架结构地震响应研究

      2021, 38(1):1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.001

      摘要 (505) HTML (0) PDF 19.38 M (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究料仓-框架及其等效模型在地震作用下的动力响应,拟结合某石化公司脱气及储存料仓-框架结构项目,将料仓按刚度等效原则,简化为柱-环梁结构。通过改变柱环梁截面尺寸及环梁道数,建立料仓-框架结构与柱环梁-框架结构的有限元模型,进行对比分析,并选取合理的柱环梁-框架模型对原结构进行模拟。在此基础上,进而确定了刚度等效增大系数为1.25。采用时程分析法,选取EL-Centro波、Taft波和人工波SHM2波3种地震波,给出了结构在3种工况下的最大位移与最大等效应力地震响应。

    • 基于代理模型的储煤仓三心圆柱面屋盖气动外形优化研究

      2021, 38(1):9-12. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.002

      摘要 (485) HTML (0) PDF 3.18 M (333) 评论 (0) 收藏

      摘要:以储煤仓三心圆柱面屋盖为研究对象,采用kriging代理模型对屋盖结构的气动外形进行优化研究。首先,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-ω三种湍流模型对三心圆柱面屋盖的绕流特性进行数值模拟,并与风洞试验数据进行对比。其次,分别以屋盖表面负压峰值最小以及竖向位移绝对值最小为优化目标,对三心圆柱面屋盖中间圆弧的半径与屋盖跨度之比(R/S)和圆心角(θ)进行优化。研究结果表明:当R/S=1.26,θ=45.8°时,屋盖表面负压峰值最小;当R/S=0.56,θ=14.1°时,在平均风荷载作用下屋盖的竖向位移绝对值达到最小值。

    • 砂土中倾斜螺旋桩水平承载性能有限元分析

      2021, 38(1):13-19. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.003

      摘要 (646) HTML (0) PDF 7.85 M (348) 评论 (0) 收藏

      摘要:受限于锚-土间相互作用的复杂性,当前倾斜螺旋桩水平承载特性的相关研究仍不能满足相关工程要求。基于螺旋桩竖直单桩水平承载试验,并通过非线性有限元软件ABAQUS研究了倾斜单桩在水平荷载作用下的承载性能,具体分析了不同倾斜角度对承载特性的影响,主要研究结果如下:(1)在水平荷载作用下,倾斜角度不超过45°,螺旋桩由水平极限位移控制破坏;(2)随着倾斜角度的增加,螺旋桩的水平承载力逐渐提高,对于相同倾角的螺旋桩,正倾的水平承载力始终大于负倾,叶片分担的荷载与水平极限承载力的比值不断增大(对于正倾螺旋桩,比值从2.4%增大到15.6%);(3)在加载的全过程中,土体的塑性变形区域主要集中在顶端桩侧小范围内,叶片处土体未发生塑性变形。

    • 考虑土体不排水强度非平稳性对条形基础承载力影响的可靠度分析

      2021, 38(1):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.004

      摘要 (431) HTML (0) PDF 8.01 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用随机有限元方法对考虑土体不排水抗剪强度空间变异性的条形地基承载力进行可靠度分析。使用随机有限元结合蒙特卡罗模拟的方法,分析了不排水抗剪强度的非平稳程度和相关距离对承载力均值和标准差的影响,计算并对比了各种参数组合条件下基础的失效概率和安全系数。结果表明,随着土体不排水抗剪强度非平稳程度的不断提高,基础承载力也不断提高;同时基础的承载力随着相关距离的增加先减小再增大。

    • 孔隙空间分布对粗粒土强度变形特性影响研究

      2021, 38(1):26-31. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.005

      摘要 (466) HTML (0) PDF 4.04 M (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入认识粗粒土的强度变形机理,以孔隙结构的不均匀性为研究对象,通过分析孔隙的数量变异性、体积变异性和偏聚效应,定义了可以定量刻画粗粒土孔隙空间变异性的孔隙空间分布系数。并利用PFC3D和Abaqus软件进行了粗粒土的数值模拟三轴试验,结果表明:在其他条件不变时,随着孔隙空间分布系数增大46.8%,粗粒土的弹性模量、峰值强度和泊松比均呈指数函数形式分别减小40.8%,12.5%,39.5%,影响十分显著。

    • 高分子聚合物-剑麻纤维复合加固砂土抗压特性试验研究

      2021, 38(1):32-39. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.006

      摘要 (336) HTML (0) PDF 12.75 M (339) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对砂土容易引发工程地质灾害问题,选用聚氨酯高分子聚合物和剑麻纤维复合加固砂土,对不同固化剂含量和纤维含量复合加固砂土的无侧限单轴抗压特性进行了评价,并运用电子显微镜(SEM)分析了复合加固砂土的微观力学机理。随着固化剂含量和纤维含量的增加,砂土的弹性模量、抗压强度和韧性均显著提高,试样破坏形态随纤维含量的增加由"花瓣状"向缝合线状过渡。聚氨酯通过提高土-土/纤维互锁力、土-纤维黏结力和土-纤维摩擦力,增强了纤维的加筋效果。

    • 离散裂隙网络对岩体力学特性影响数值模拟研究

      2021, 38(1):40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.007

      摘要 (491) HTML (0) PDF 11.76 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究结构面对破碎岩体力学参数的影响,以溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程建设为例,在现场围岩地质条件、岩体结构特征及岩体质量分级等研究的基础上,分别选取主厂房顶拱、上游边墙和下游边墙三处裂隙的密度、迹长和倾角等参数进行统计,基于Monte-Carlo法构建离散裂隙网络,最后通过三轴压缩试验离散元模拟研究离散裂隙网络对岩体力学参数的影响。试验结果表明结构面对岩体的力学特性起决定性作用,岩体的单轴抗压强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角等参数及其离散性对结构面的密度、倾角和迹长等变化较为敏感。

    • 再生粗骨料取代率对碎卵石混凝土抗压性能影响研究

      2021, 38(1):47-52. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.008

      摘要 (515) HTML (0) PDF 8.33 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计制作了再生粗骨料取代率r=0%、30%、50%、70%、100%的碎卵石混凝土立方体及棱柱体试件,在不同龄期下对其进行抗压试验。研究了五种再生粗骨料取代率下,不同龄期的混凝土立方体抗压强度以及棱柱体抗压强度的变化趋势。结果表明:在龄期为3 d和7 d情况下,r=30%时混凝土的抗压强度较r=0%时无显著变化;当r>30%时,混凝土的抗压强度随r的增加呈下降趋势,且下降幅度较明显。在龄期为14 d和28 d情况下,各组试件的抗压强度随着r的增加而降低。提出了考虑再生粗骨料取代率r的情况下,混凝土立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相关关系计算模型fc=(-0.190 3r2+0.148r+0.722 7)fcu

    • 桩承式路堤中土拱效应演变规律宏细观研究

      2021, 38(1):53-60. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.009

      摘要 (515) HTML (0) PDF 10.66 M (368) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于桩承式路堤平面土拱效应研究的室内模型试验,采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型,通过与试验结果对比验证了该数值分析模型的正确性。首先,基于路堤自重应力荷载作用下的颗粒流数值模拟结果,验证了平面土拱效应内拱与外拱高度理论计算公式的正确性。然后从路堤中竖向应力的分布规律、应力缩减比的变化规律以及路堤中接触力的分布规律三个角度分析了路堤表面外加荷载作用下桩承式路堤中土拱效应的演变规律。研究发现:当路堤表面外加荷载由10 kPa增大至40 kPa时,桩承式路堤中的土拱效应发挥稳定;当路堤表面外加荷载由40 kPa增大至100 kPa时,桩承式路堤中的土拱结构发生了退化并有新的土拱结构形成,在宏观上表现为软土承担竖向荷载的分担比呈现增大的趋势。

    • 在役部分斜拉桥健康监测系统设计与实现

      2021, 38(1):61-68. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.010

      摘要 (460) HTML (0) PDF 8.91 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过采用Midas Civil&FEA软件对某在役双幅部分斜拉桥进行建模计算,根据动静力计算分析结果,确定监测关键截面和测点,并对传感器布设进行优化,对数据传输、预警设置及系统集成进行了整体设计。通过专为大桥健康监测系统开发的智慧监测云网平台统一管理和处理监测数据,形成了一个完整的健康监测系统。然后对系统一年来的运行情况进行了归纳总结,对系统运行中出现的问题进行分析并提出解决方法;对桥梁的部分监测结果(模态和主梁挠度监测数据)分析发现,该健康监测系统达到了设计的预期。

    • 1990—2015年宁波市热岛效应特征与人口资源环境分析

      2021, 38(1):69-77. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.011

      摘要 (406) HTML (0) PDF 14.67 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前城市中心越来越明显的城市热岛效应,基于Landsat系列数据和MODIS遥感数据,以宁波市中心城区为研究区域,运用地理信息系统技术和Pearson相关性分析方法,进行地表温度与其他因素的长时间序列的相关性变化分析。结果表明:1990-2015年间,宁波市中心城区热岛效应变化显著;其地表温度与NDVI呈负相关性,与NDBI呈正相关性;地表温度与GDP呈正相关性,并在2010年达到最大值;人口规模与城乡之间的差距不会直接导致城市热岛效应,政府的环境政策是城市热岛的主要影响因素。根据区域所处的发展水平不同,政府环境保护态度、人口规模发展与城乡差异存在复杂的影响关系。研究表明基于单窗算法的地表温度反演技术分析城市热岛效应变化的驱动因素具有一定可行性。

    • 松花江流域极端气象水文要素分析

      2021, 38(1):78-84. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.012

      摘要 (608) HTML (0) PDF 7.00 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用松花江流域1961-2018年逐日降水及逐日径流数据资料,基于11个极端降水指标和5个极端径流指标,采用趋势分析法、Mann-kendall非参数检验方法、Mann-kendall突变检验法、克里金插值法、皮尔逊相关系数等方法分析了松花江流域极端降水及极端径流事件的变化特征、地区性差异和规律,同时分析了极端降水和极端径流事件间的关联性。结果表明:除持续干期指数(Consecutive dry days,CDD)和降水强度指数(Simple daily intensity index,SDII)外,其余指数多年平均值均呈现出第二松花江流域为高值区,松花江干流流域次之,嫩江流域为低值区,各极端降水指数的空间趋势分布和突变年份也体现出区域差异性;各极端径流指数的变化趋势和突变年份分别相近,且都呈微弱变化趋势;在不同时间尺度下,极端降水与极端径流事件的相关系数均通过99%显著性检验,由于松花江流域汇流速度较慢,当时间尺度为30天时极端降水与极端径流事件表现出最为显著的关联性。

    • 民用煤模拟燃烧排放细颗粒物的单颗粒特征及气态污染物分析

      2021, 38(1):85-91. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.013

      摘要 (500) HTML (0) PDF 7.42 M (323) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解民用燃煤排放的细颗粒物的单颗粒排放特征及气态污染物排放特征,选取烟煤、无烟煤和蜂窝煤三种煤型,在实验室内进行了民用煤燃烧模拟实验及污染物排放水平监测,并采集了燃烧不同煤种细颗粒物的单颗粒样品,对其进行了气态污染水平、单颗粒微观特征及元素组成等研究。结果表明:(1)烟煤引燃阶段以链状烟尘颗粒为主,燃尽阶段以不规则形貌的矿物颗粒为主,无烟煤和蜂窝煤整个过程都以近球形粒子的有机颗粒为主。三种煤型排放颗粒物皆以碳质颗粒为主。(2)燃煤颗粒的粒径分布在0.05~0.80 μm之间,烟煤排放的烟尘集合体粒径均值在0.45~0.55 μm之间,球形粒子与蜂窝煤的球形粒子大小相近,粒径均值在0.15~0.20 μm之间,无烟煤的球形粒子相对较大,粒径均值在0.25~0.35 μm之间。(3)三种煤型的CO排放因子皆比SO2排放因子高,且烟煤的CO排放因子整体高于无烟煤和蜂窝煤。

    • 基于LoRaWAN协议的双向认证接入机制的研究

      2021, 38(1):92-98. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.014

      摘要 (361) HTML (0) PDF 4.86 M (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对LoRaWAN中终端设备与网络服务器建立连接过程中存在的安全漏洞做出改进。提出一种基于LoRaWAN协议的安全模型,通过终端与服务器之间双向认证机制加强终端与服务器的身份认证的安全性,防止第三方设备窃听,又将身份认证规则进行周期性更新,在防止重放攻击,加强链路安全性的同时,尽可能地降低对功耗的影响。仿真结果表明,该机制对LoRaWAN协议终端认证过程的安全性随着更新周期的缩短而更大,该机制的双方认证过程的能耗随着周期的缩短而增大,但对整体数据传输阶段的能耗和数据传输阶段的接收延迟影响不明显,其中数据传输阶段的接受延迟增加不足7%。

    • 长链烷基咪唑离子液体的合成及分子模拟

      2021, 38(1):99-104. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.015

      摘要 (461) HTML (0) PDF 1.36 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:合成了1-烷基-3-乙羟基咪唑溴离子液体([REhIM]Br,其中R=C10H21、C12H25和C14H29),采用密度泛函理论方法(DFT),在B3LYP/6-31水平上优化[REhIM]Br离子液体的分子结构,得到其最稳定的构型,通过理论计算得到了分子中的部分键长键角,对其电荷分布进行了分析;通过计算阴阳离子和[REhIM]Br的单点能,计算得到其离子间作用能;最后,得到了电子结构中的LUMO能、HOMO能以及能隙的数据。结果表明,在阴离子保持不变时,随着[REhIM]Br离子液体的烷基链的增长,键长键角以及电荷分布等微观结构与烷基链的长度变化无关;而离子间作用能、LUMO能、HOMO能和能隙ΔELUMO-HOMO等能量相关数据与烷基链上C原子个数有密切联系,随着烷基链的增长,离子间作用能及能隙均变小,结构变得不稳定。

    • 零售商主导下不同回收模式的闭环供应链定价模型

      2021, 38(1):105-112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.01.016

      摘要 (462) HTML (0) PDF 1.01 M (412) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于废旧电器电子产品(Waste Electrical and Electronic Equipment,WEEE)特性,考虑了市场需求的不确定性,将需求模糊化处理,建立零售商主导下政府分别对制造商、零售商、第三方回收商实行奖惩政策的闭环供应链(Closed-Loop Supply Chain,CLSC)回收定价模型,运用博弈理论得出三种回收定价模型中各决策变量基于政府奖惩力度的变化。结果表明制造商回收模式下商品的批发价最低、废旧品回收率最高,制造商的收益远远大于零售商的收益,这为制造型企业的供应链管理提供了合理的建议。

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