• 2021年第38卷第4期文章目次
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    • 钢管再生混凝土短柱承载性能有限元分析

      2021, 38(4):1-6,74. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.001

      摘要 (1015) HTML (0) PDF 7.14 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析钢管再生混凝土短柱承载性能的影响因素,试验设计了3个不同偏心距的方套方中空夹层钢管再生混凝土短柱进行单调加载,用于验证所建立有限元模型的正确性;并利用得到验证的有限元模型设计了三种截面类型(方套方中空截面、方套圆中空截面、方实心截面)共7个钢管再生混凝土短柱试件,并以偏心距及外钢管壁厚为变化参数,运用ABAQUS建立有限元模型进行静力加载分析。得到了不同偏心距及外钢管壁厚下钢管再生混凝土柱的荷载-轴向位移曲线,分析了偏心距及外钢管壁厚对钢管再生混凝土短柱承载性能的影响。分析结果表明:三种类型中方钢管中空夹层再生混凝土短柱随偏心距减小或外钢管壁厚的增加,其承载性能均有所提高;三种截面类型中,方套方中空夹层试件初期刚度最大,极限承载力最高。

    • 端部加强钢管-双钢板剪力墙抗震性能研究

      2021, 38(4):7-15. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.002

      摘要 (656) HTML (0) PDF 16.28 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能,在双钢板混凝土组合剪力墙端部钢管引入工字型钢,有效抑制构件端部屈曲。以钢管的截面形式、工字型钢尺寸、剪跨比为主要参数,利用ABAQUS有限元软件设计了18片双钢板混凝土组合剪力墙有限元模型,对其滞回性能、承载能力、耗能能力、变形及延性和刚度退化等抗震性能进行对比研究。研究结果表明:端部加强钢管-双钢板混凝土组合剪力墙的承载能力、延性、刚度退化、耗能能力相比普通钢管-双钢板混凝土组合剪力墙构件均有较大提升。随着剪跨比增大,端部加强构件的峰值荷载、屈服荷载、延性、初始刚度、等效粘滞系数的峰值均有较大提升,钢管暗柱的截面形式和工字型钢的尺寸对构件抗震性能影响不显著,构件AZ22-2.0的抗震性能较为优越。

    • 长槽钢轴压构件缀板加劲效应的理论计算方法

      2021, 38(4):16-22. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.003

      摘要 (666) HTML (0) PDF 6.25 M (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对槽钢插打容易引发弯曲失稳的问题,提出了一种沿槽钢设置缀板的构造措施,基于空间配位法提出了一种缀板加劲效应理论,并推导出带缀板槽钢轴压构件的整体稳定性计算方法,为工程中开口槽钢的局部加固优化设计提供了理论依据。算例证明,本方法能够有效量化缀板的位置效应和其自身的尺寸效应,对缀板的数量和板宽、布置方式和构件长度等因素进行稳定临界荷载的规律性分析,计算结果和规律基本合理,充分验证了实际工程的应用效果。

    • 基于扭剪试验的细砂区域长距离流滑机制分析

      2021, 38(4):23-27,101. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.004

      摘要 (595) HTML (0) PDF 2.17 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要:大量灾害现场发现,即使地面倾角极其平缓(1°~5°),地表也可能因地震荷载而发生长距离的横向变形。为了解此类砂土变形特性,在改良的空心圆柱扭转剪切仪中采用涌水量概念进行试验,随后采用恒定剪应力静态液化试验,确定排水条件以及小初始静力剪切条件下试样流动的可能性。为突出对比,相同试样被用以进行不排水循环加载试验,观察其行为特征。研究发现:(1)在小初始静态剪应力下可以观察到丰浦砂连续流动的特性;(2)砂土的连续流动特性由初始密实度决定,初始密实度也影响砂土的体积膨胀特性;(3)静态液化试验显示流动砂土试样在涌水机制下可产生流动,而即使样本发生了液化,其在典型的不排水试验中却表现出非流动特性。

    • 阳极-中间孔注浆时序对电化学加固影响的试验研究

      2021, 38(4):28-33. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.005

      摘要 (991) HTML (0) PDF 1.46 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究阳极-中间孔联合注浆时,不同注浆时序注入CaCl2溶液对电化学加固效果的影响,开展了阳极-中间孔同时注入(S1)、间隔5 h注入(S2)和间隔12.5 h注入CaCl2溶液(S3)的三组试验。通过监测排水量、电流、土体沉降和处理后土体的贯入阻力等指标,对三组试验进行对比分析。研究结果表明:阳极-中间孔联合注浆可以促进上、下半区域处理效果的均一性,推迟中间孔注浆的时间有利于提高总排水量;不同时段在中间孔注浆促进了下半区域的固结沉降,三组试验中,S2试验各点最终沉降相较于S1、S3试验更均匀。试验结束后,S2和S3组上、下半区域的贯入阻力分布范围明显大于S1组,较早在中间孔注浆,不利于上、下半区域的加固。

    • 临河岩质边坡地震抗倾覆稳定性拟动力分析

      2021, 38(4):34-43. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.006

      摘要 (672) HTML (0) PDF 10.16 M (395) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于拟动力法推导出不同工况条件下临河岩质边坡地震抗倾覆稳定安全系数计算公式。通过参数分析,研究不同岩体放大系数下,水平和垂直地震力、张裂缝积水深度、边坡超载、锚固效应、流水淘蚀等对岩质边坡地震抗倾覆稳定性的影响,研究表明,不同工况下,张裂缝积水深度、水平地震力、流水淘蚀不利于岩质边坡地震抗倾覆稳定,但竖向地震力、锚固力、锚固高度、坡顶超载等有利于岩质边坡地震抗倾覆稳定;随着岩体放大系数的增加,水平地震力、竖向地震力对岩质边坡抗倾覆稳定性的影响增大,坡顶超载、张裂缝积水深度、锚固应力、锚固高度、临河水位对岩质边坡抗倾覆稳定性的影响减小,而锚固倾角、坡脚淘蚀高度对边坡抗倾覆稳定性的影响基本不变。

    • 剑麻纤维复合黏土基材与底面力学耦合特性试验研究

      2021, 38(4):44-52. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.007

      摘要 (637) HTML (0) PDF 11.42 M (407) 评论 (0) 收藏

      摘要:土-岩界面是岩质边坡客土修复中常见的二元地质结构,基于纤维加筋技术,对纤维复合黏土基材与底面耦合稳定性展开研究,通过开展滑动摩擦试验,研究含水率、剑麻纤维含量等变量对接触界面土体滑动过程的影响,与微观分析相结合,探究剑麻纤维对黏土的改良机理。研究结果表明:(1)随含水率的增加,试样的动摩擦系数平均值呈先增大后减小的变化趋势;临界摩擦角α均随试样含水率的提高先增大到最大值,而后呈减小的趋势。当试样含水率位于塑限、液限之间时,存在最优含水率值使动摩擦系数与临界摩擦角达到最大值,此时黏土试样的黏附效果最优;(2)随着纤维掺量由0%增至1.2%,试样的动摩擦系数平均值及临界摩擦角呈先增大后减小的变化趋势;剑麻纤维的掺入能有效提高试样抗滑破坏能力,但会随着纤维掺量增加加固效果会减弱,试验中剑麻纤维掺量为0.8%时纤维复合黏土与亚克力板接触界面的耦合效果最佳。

    • 基于灰色长短时记忆网络融合模型的隧道沉降预测

      2021, 38(4):53-59. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.008

      摘要 (1018) HTML (0) PDF 4.19 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:地下建筑工程中,对地下结构的变形监测无法有效预防灾害发生,因此需要开展变形预测的研究。传统预测方法多属于静态预测,无法实现随沉降发展的动态调整,且评价指标单一。结合灰色模型GM (2,1)与长短时记忆神经网络(LSTM)两种动态预测模型,基于快速非支配遗传算法构建了同时考虑两种评价指标的组合模型,依据某工程长期监测数据对隧道沉降进行预测。结果显示:长短时记忆神经网络模型与灰色模型在精度上优于其他模型,能够准确预估沉降发展,其中长短时记忆神经网络优势更明显;使用快速非支配多目标优化遗传算法进行组合模型的权值分配可以较快得到两种评价指标下的最优定权方案,结合每种模型的优势,得到较精确的预测效果。

    • 冻土区走滑断层下埋地管道力学性能研究

      2021, 38(4):60-66. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.009

      摘要 (587) HTML (0) PDF 9.19 M (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立跨断层埋地管道在土壤冻融作用下的有限元模型,进行走滑断层错动下的热力耦合分析,研究并获得钢管道应变发展规律。研究发现不同地面和介质温度时的土体刚度分布不同,引起断层错动时管土相互作用不同,从而引起不同的管道应变发展规律。通过真实温度场和简化温度场时的力场数值模拟结果对比分析,发现对应两种温度场的应变规律差别较大,且管道发生局部屈曲明显早于拉伸破坏。建议对于跨冻土断层埋地管道,应考虑地表温度和管内流体温度,通过模拟得到真实温度场,进行热力耦合分析,得到管道断层错动应变后进行抗震设计。

    • 悬空管道地震响应试验研究

      2021, 38(4):67-74. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.010

      摘要 (1004) HTML (0) PDF 15.77 M (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究地震作用下悬空管道的动力响应,设计并制作简易悬空管道试验装置,开展2种加载工况下9根管道的拟动力试验,研讨悬空长度、埋深及管径等因素对悬空管道地震响应的影响。研究结果表明:在地震荷载作用下,以管道悬空段中心为对称轴,管道应变近似反对称分布在管道的两侧,且管道的峰值应变出现在悬空管道的悬空段与土体交界处附近;在大位移条件下,管道峰值应变随管道悬空长度的增大而增大,随管径的增大而减小,随埋深的增大而减小。

    • 基于“保险丝”概念的组合摩擦型路桥防超载装置设计

      2021, 38(4):75-80. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.011

      摘要 (639) HTML (0) PDF 1019.35 K (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前车辆超载造成路桥损伤等问题,提出了路桥"保险丝"概念,设计了一种组合摩擦型路桥防超载装置,实现对超过路桥允许通行荷载值的车辆自动识别和限行功能。该装置由台座、滑块组、限位复位装置和报警装置组成。通过车辆和本装置共同形成的平衡力系实现自动判别超载车辆;过载车辆通过时,滑块组产生联动滑移,右滑块抬升,从而限制超载车辆的通行;限位复位装置分别控制滑块组滑移速度和恢复滑块组原始位置,保障车辆安全和装置运行。分别给出车辆整车超载极限平衡工况、超载滑移平衡工况、千斤顶顶升复位工况下滑块的受力状态简图,建立滑块组平衡方程。给出基于路桥限载值的本装置设计方法和算例,并提出本装置的测重精度控制措施。

    • 城镇污水处理厂硫自养反硝化深度脱氮研究

      2021, 38(4):81-85. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.012

      摘要 (642) HTML (0) PDF 5.26 M (397) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究硫自养反硝化滤池用于城镇污水处理厂中水的深度脱氮效能,通过中试实验模拟实际生产情况,以邯郸市东污水处理厂为研究对象,分析中试运行问题并核算运行成本。结果表明:中试系统处理规模为200 m3/d,直接运行成本为0.13元/m3;硝酸盐氮的去除率在98%以上,去除效果显著;能在不影响其他出水指标的情况下有效地降低出水总氮。

    • 河北省广平县浅层地下水水位控制指标研究

      2021, 38(4):86-93. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.013

      摘要 (570) HTML (0) PDF 6.52 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立广平县浅层地下水水量水位控制指标体系,首先分析了广平县浅层地下水水位变化特征,运用多元回归分析法确定了浅层地下水水位的主要影响因素为开采量,其次为降水量,井灌回归补给量和渠灌田间入渗补给量对浅层地下水水位无显著影响,进而运用多元线性回归分析法及ArcGIS软件中的反距离加权法(IDW)得到2030年不同水文年各代表性监测井、各乡镇地下水位埋深下限控制指标,最终建立了浅层地下水水量水位控制指标体系,结果表明:至2030年,广平县所有乡镇均变为地下水水位基本稳定区或水位上升区,2030年丰平枯不同水文年整个广平县浅层地下水位埋深下限控制指标在31.69~34.66 m。

    • 基于CFD的水泵水轮机压力脉动分析

      2021, 38(4):94-101. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.014

      摘要 (443) HTML (0) PDF 13.84 M (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水泵水轮机的压力脉动问题,采用计算流体力学进行了全流道数值分析。在活动导叶以及转轮之间的无叶区沿圆周方向设置61个监测点,并且对水轮机工况以及水泵工况分别采取不同工况进行压力脉动分析,对比分析不同工况的流场与压力脉动之间的联系。结果表明,水轮机工况以及水泵工况无叶区压力在时空尺度上均呈现周期性分布,水轮机工况压力分布主要由转轮叶片所决定,水泵工况压力脉动主要由活动导叶决定。水泵工况压力脉动强于水轮机工况。

    • 基于改进AlexNet卷积神经网络的手写体数字识别

      2021, 38(4):102-106. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.015

      摘要 (870) HTML (0) PDF 1.40 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高手写体数字的识别率,在AlexNet网络模型的基础上进行改进,引入Inception-resnet模块替换模型中的Conv3和Conv4来提升模型的特征提取能力;使用批归一化处理(BN)方法加快网络的收敛速度,防止过拟合;减少卷积核的数量,提升网络的训练速度。在MNIST数据集上进行训练与测试,实验结果表明改进的网络模型具有较高的检测精度,达到了0.9966,证明了本算法的有效性。

    • 效益保证型合同节水管理项目的利益分配

      2021, 38(4):107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2021.04.016

      摘要 (665) HTML (0) PDF 881.20 K (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:合同节水管理(WSMC)利益分配机制不完善,影响其发展进程。以用户和节水服务公司(WSCO)为参与方,运用分级分成模型研究效益保证型WSMC的利益分配。首先,选取WSCO努力程度、知识投入系数为影响因素,建立双方的收益模型。其次,根据影响因素的变化分析在WSCO仅获得管理费用和WSCO参与超额利润分配这两种情形下,WSCO努力的积极性,并决策超额利润时双方的利润比例。最后,进行算例分析,验证模型有效性。结果表明:(1) WSCO参与超额利润分配时,努力程度更高,项目总利润更高。(2) WSCO工作努力程度分别与知识投入效率系数、超额利润分配比例呈正相关。

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