基于相场法的三维巴西圆盘破裂行为研究

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作者 刘先珊 郝梓宇 +2 位作者 刘少炜 张普纲 潘玉华 《大连理工大学学报》 北大核心 2025年第2期181-190,共10页

岩石裂纹的起裂-扩展-连接过程对岩体工程安全性与稳定性至关重要.为分析岩石破裂行为,基于Griffith脆性断裂理论和变分原理建立混合相场模型.利用接触方式表征单轴压缩试验中试件与加载板之间的力传递,研究了预制裂纹倾斜角对巴西圆盘... 岩石裂纹的起裂-扩展-连接过程对岩体工程安全性与稳定性至关重要.为分析岩石破裂行为,基于Griffith脆性断裂理论和变分原理建立混合相场模型.利用接触方式表征单轴压缩试验中试件与加载板之间的力传递,研究了预制裂纹倾斜角对巴西圆盘破裂行为的影响.研究发现,裂纹在试件表面和内部的破裂行为不同步.沿圆盘厚度方向,随预制裂纹倾斜角增大,裂纹起裂位置从圆盘两侧面转移到圆盘中心.预制裂纹倾斜角对裂纹扩展速度与裂纹体积有显著影响.研究结果表明,较之二维模型,三维模型可以更加全面地反映裂纹的起裂-扩展-连接过程. 展开更多

关键词 巴西圆盘 破裂行为 分形维数

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A/O/O-MBR工艺处理高速公路服务区污水启动特性研究

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作者 张盾超 宋秀兰 张泽乾 《现代化工》 北大核心 2025年第S1期210-214,共5页

研究了A/O/O-MBR工艺在无混合液回流条件下处理模拟高速服务区高氨氮、低C/N污水的启动特性。结果表明,在进水COD质量浓度为126~145 mg/L、NH_(4)^(+)-N质量浓度为125~142 mg/L、缺氧池和好氧池填充50%聚氨酯填料条件下,进水流量从1 L/... 研究了A/O/O-MBR工艺在无混合液回流条件下处理模拟高速服务区高氨氮、低C/N污水的启动特性。结果表明,在进水COD质量浓度为126~145 mg/L、NH_(4)^(+)-N质量浓度为125~142 mg/L、缺氧池和好氧池填充50%聚氨酯填料条件下,进水流量从1 L/h逐步提高到6 L/h,运行18 d后NH_(4)^(+)-N、COD和TN的去除率稳定,分别达到81.54%、86.54%和49.34%,实现了反应器的快速启动。高通量测序结果表明,各处理单元均包含丰富且多样化的硝化菌、反硝化菌以及厌氧氨氧化菌等功能菌。A/O/O-MBR工艺在无混合液回流时达到较高的TN去除率,对高速服务区污水处理具有指导意义。 展开更多

关键词 高速服务区污水 A/O/O-MBR工艺 启动特性 低C/N

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不同荷载作用下折角式加筋土挡墙应力-应变特征模型试验研究

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作者 裴媛媛 龙建辉 +3 位作者 郭师苡 安成纪 翁杭雨 张吉宁 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期539-550,共12页

不同于线性的路基填土挡墙,黄土山区因新建场地产生了为数不少的以折角形式出现的加筋土挡墙,而挡墙上部往往因修建工业厂房(矩形荷载)或道路(条形荷载),折角处更容易产生变形破坏,影响其使用寿命。为了研究矩形荷载和条形荷载对折角式... 不同于线性的路基填土挡墙,黄土山区因新建场地产生了为数不少的以折角形式出现的加筋土挡墙,而挡墙上部往往因修建工业厂房(矩形荷载)或道路(条形荷载),折角处更容易产生变形破坏,影响其使用寿命。为了研究矩形荷载和条形荷载对折角式加筋土挡墙拐角部位的作用效应,建立折角直立式加筋土挡墙的物理模型,探究墙内土压力分布和墙体位移的变形规律。试验结果表明:(1)在两种荷载作用下,挡墙拐角-直线过渡段的土压力分布差异显著,在矩形荷载作用下,最大垂直土压力出现在拐角部位,并且从拐角向两端逐渐降低,而在条形荷载作用下,整体没有出现显著波动,仅在挡墙顶部沿墙背表现出逐渐减小的趋势;(2)加筋土挡墙在不同荷载作用下挡墙折角段的水平变形均呈现鼓肚状,竖向变形均随荷载增加至80 kPa后增长放缓,宏观变形裂缝均表现为对数螺旋形且沿拐角角平分线呈对称分布。该研究成果可为类似折角结构的加筋土挡墙优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 加筋土挡墙 拐角部位 荷载 模型试验 黄土

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基于透明土技术的加筋碎石桩承载特性试验研究 被引量：2

4

作者 郝耀虎 周杨 +1 位作者 王闫超 刘少炜 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4582-4591,共10页

加筋碎石桩是软土地基处理的重要手段之一,荷载作用下,加筋碎石桩桩体径向鼓胀变形及桩与桩周土体相互作用特性是影响桩基整体承载能力的关键因素。基于人工合成透明土材料及PIV图像处理技术,开展了非嵌入式加筋碎石桩承载特性试验研究... 加筋碎石桩是软土地基处理的重要手段之一,荷载作用下,加筋碎石桩桩体径向鼓胀变形及桩与桩周土体相互作用特性是影响桩基整体承载能力的关键因素。基于人工合成透明土材料及PIV图像处理技术,开展了非嵌入式加筋碎石桩承载特性试验研究。连续观测不同荷载作用下加筋碎石桩桩体鼓胀变形的发展过程,以及桩周土体位移变形情况,探讨加筋长度及刚度等因素对桩体鼓胀变形及承载特性的影响。研究结果表明:与普通碎石桩相比,加筋长度的增加会使桩体承载力显著提升。筋材刚度一定时,加筋长度由1D分别增加2倍、4倍时,即加筋长度为3D、5D时,桩体承载力分别提高约37.7%和62.3%,桩体承载力的提高幅度与加筋长度呈现非线性关系;碎石桩加筋长度最优范围为3D~5D。本试验单元体单桩加载情况下,加筋长度为3D时,桩体径向鼓胀变形量较常规碎石桩减少约44%;加筋刚度一定时,桩顶荷载增加,桩体主要鼓胀变区域z/D逐渐下移且鼓胀量增大,桩顶荷载为204kPa时,桩体最大鼓胀变形量δ/D为5.9%。荷载作用下,沿桩深方向,桩周土体变形扰动区主要集中在加筋段以下部分。利用透明土与PIV图像处理技术进行试验,可对加筋碎石桩加固地基设计施工提供参考依据。 展开更多

关键词 加筋碎石桩 承载特性 模型试验 透明土 位移场

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考虑流体相变效应的粗糙裂隙非线性渗流换热机理 被引量：1

5

作者 刘先珊 罗晓雷 +5 位作者 白冰 魏宁 刘少炜 张普纲 李满 潘玉华 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期833-844,853,共13页

三维粗糙裂隙渗流换热机理的研究,对提升地下热储层的热提取率意义重大。当前,热开采过程中的多场耦合问题已取得了丰富的成果,但热开采过程中流体的相变作用对裂隙渗流特性及传热变化的影响却鲜有涉及。为剖析流体相变作用下的非线性... 三维粗糙裂隙渗流换热机理的研究,对提升地下热储层的热提取率意义重大。当前,热开采过程中的多场耦合问题已取得了丰富的成果,但热开采过程中流体的相变作用对裂隙渗流特性及传热变化的影响却鲜有涉及。为剖析流体相变作用下的非线性渗流换热机理,以三维粗糙裂隙为研究对象,基于Fluent软件建立单相与多相流-热耦合模型,对比是否考虑相变作用的不同入口流速、入口温度和壁面温度时的局部换热系数分布特征。结果表明未考虑相变作用时,壁面局部粗糙程度控制局部换热系数的分布特征;基于Forchheimer公式,得知流体传热过程中非线性渗流特性显著。考虑相变作用后,流体呈现类似剪切稀释流体的特征,而气相体积分数则对系统换热过程起主导作用。因此,考虑流体的相变效应可以更准确地揭示热开采过程中的渗流特征和热提取效率的演化机理。 展开更多

关键词 粗糙裂隙 渗流换热 流热耦合 非线性渗流 相变

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采空区岩体粗糙单裂隙中浆液扩散机理研究 被引量：1

6

作者 刘少炜 刘先珊 +3 位作者 张普纲 侯泽林 潘玉华 熊振瑀 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期64-85,共22页

以某采空区岩体粗糙裂隙为研究对象,基于有限元软件COMSOLMultiphysics构建了三维粗糙单裂隙注浆模型,分析岩体裂隙中的浆液流动规律,研究了不同的裂隙面粗糙度、开度、注浆压力、裂隙倾角及浆液黏度影响的浆液扩散机理。结果表明,裂隙... 以某采空区岩体粗糙裂隙为研究对象,基于有限元软件COMSOLMultiphysics构建了三维粗糙单裂隙注浆模型,分析岩体裂隙中的浆液流动规律,研究了不同的裂隙面粗糙度、开度、注浆压力、裂隙倾角及浆液黏度影响的浆液扩散机理。结果表明,裂隙面粗糙度影响浆液的扩散面轮廓,粗糙度越大,浆液扩散阻力越大,浆液扩散各向异性越强;注浆速率与开度为二次多项式关系,裂隙开度越大,注浆速率的损失越小;注浆压力对浆液扩散轮廓的影响较弱,但改变了浆液的扩散半径,且注浆压力与扩散半径为正相关、与注浆速率呈二次多项式关系,注浆压力越大,注浆速率的损耗越低;浆液黏度并不影响其扩散的各向异性,仅改变浆液扩散的范围。研究成果表明了采空区粗糙裂隙中的浆液扩散机理,为采空区注浆范围的预测及加固决策提供了理论支持。 展开更多

关键词 注浆 采空区 注浆模型 扩散机理 粗糙度 浆液黏度

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古建筑压煤开采对斜坡上覆堆积层变形扰动影响研究

7

作者 安成纪 龙建辉 +3 位作者 胡海峰 李旭鹏 李美平 李娟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期169-180,共12页

针对缓倾顺层斜坡上覆堆积层的采动稳定性与变形机理的研究,特别是从协调地下资源开采与地上文物古建筑安全防护视角出发的研究处在探索阶段。以山西省宝应寺斜坡堆积层为研究对象,基于地表动态监测与地质过程机制分析,结合数值模拟研... 针对缓倾顺层斜坡上覆堆积层的采动稳定性与变形机理的研究,特别是从协调地下资源开采与地上文物古建筑安全防护视角出发的研究处在探索阶段。以山西省宝应寺斜坡堆积层为研究对象,基于地表动态监测与地质过程机制分析,结合数值模拟研究了堆积层稳定性与地表裂缝成因机制,并探讨优化了开采方式。研究表明:①长壁式地下开采是引起堆积层变形的诱因,堆积层软弱特性与斜坡软硬互层结构是其变形内因。堆积层下伏基岩变形模式为垂向挤压水平拉张,对堆积层变形具有放大效果,牵动其产生地裂缝。堆积层变形破坏机制为:坡下采空—覆岩弯曲—侧岩倾倒变形—下伏岩层应力集中—牵动拉裂;②堆积层裂缝分布在上坡方向采空区工作面端部附近,平面上近似平行,呈“之”字或锯齿状。地物裂缝较之地表裂缝数量更多、但规模更小,寺院建筑群受隐伏张性地裂缝影响致地基形变造成地面以上结构开裂;停采后监测期内,堆积体变形速率趋于收敛,残余变形消减,由变形移动转为基本稳定;③完全采空后,堆积层表现为以下错为主的拉张变形,剪应变显现,持续开采条件下堆积层变形程度将加剧。下伏基岩最大主应力增量达1080.75%,拉应力集中;④短壁房式开采留设区段煤柱利于减小堆积层变形。研究为认识地下资源开采扰动斜坡上覆堆积层变形破坏与寻求古建筑压煤开采文物保护解决方案提供了参考。 展开更多

关键词 建筑物下压煤 采空区 顺层斜坡 堆积层 变形监测

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指数型爆炸荷载下含阻尼梁构件动力系数研究

8

作者 宁京 洪欣 +1 位作者 耿少波 韩晓丹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期310-318,共9页

指数型函数描述常规武器爆炸荷载更为精准,为研究该函数形状参数与阻尼比对梁构件动力系数的影响,按等效单自由度简化体系分别建立了柔性梁构件和刚性梁构件的动力响应微分方程,并求解了弹塑性阶段含动力系数的振动位移理论解。采用此... 指数型函数描述常规武器爆炸荷载更为精准,为研究该函数形状参数与阻尼比对梁构件动力系数的影响,按等效单自由度简化体系分别建立了柔性梁构件和刚性梁构件的动力响应微分方程,并求解了弹塑性阶段含动力系数的振动位移理论解。采用此理论解完成了形状参数取值1~2、阻尼比取值0.001~0.100、延性比取值1~4范围内共48种典型工况下动力系数的计算,并进一步通过现行抗爆设计规范公式、有限元分析的动力系数完成了算例验证及误差分析,说明了所推导理论解答的可行性。研究结果表明:所求理论解与抗爆设计规范计算结果趋势相同,规范公式整体上较为保守;形状参数和阻尼比的增大均对动力系数有降低作用,阻尼比的影响作用更大,形状参数对刚性梁构件的影响大于柔性梁构件。 展开更多

关键词 指数型爆炸荷载 形状参数 阻尼比 动力系数

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波纹钢加固混凝土箱涵的效果及影响参数分析 被引量：5

9

作者 牟开 黄帅 +1 位作者 武飞 刘保东 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第3期150-158,共9页

为明确波纹钢加固混凝土箱涵的受力性能,本文在考虑原涵洞的二次受力状态以及界面接触属性的基础上利用两步法建模的方法分析了组合程度、波纹钢板的波形参数、混凝土填充层的强度等级、混凝土填充层厚度对结构承载力的影响以及荷载分... 为明确波纹钢加固混凝土箱涵的受力性能,本文在考虑原涵洞的二次受力状态以及界面接触属性的基础上利用两步法建模的方法分析了组合程度、波纹钢板的波形参数、混凝土填充层的强度等级、混凝土填充层厚度对结构承载力的影响以及荷载分配规律。结果表明:波纹钢板加固箱涵后承载力提升1倍以上,结构的延性得到进一步的提升;混凝土填充层强度等级的提高对结构承载力的影响甚少;关键位置的凿毛以及全截面的凿毛、植筋和波纹钢板上设置剪力连接件有助于承载力的大幅提高;拱顶位置混凝土填充层厚度增加承载力大幅提高;结构的承载力和延性与波形参数不成正比例关系;各个截面的荷载分配与各部分的抗弯刚度占比成正比例关系。 展开更多

关键词 混凝土箱涵加固 波纹钢 有限元模型 参数分析

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多源数据驱动的高速公路服务区运营状态评价 被引量：4

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作者 罗二娟 刘文辉 +2 位作者 原国华 赵一翰 赵建东 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第14期5914-5920,共7页

针对各地高速公路服务区运营状态缺少标准评价指标的问题,利用高速公路智慧服务区所采集的大量多源异构数据,构建了一个高速公路服务区运营状态分级评价体系。首先,制定相应数据清洗规则来处理服务区所采集的原始数据。其次,基于K-mean... 针对各地高速公路服务区运营状态缺少标准评价指标的问题,利用高速公路智慧服务区所采集的大量多源异构数据,构建了一个高速公路服务区运营状态分级评价体系。首先,制定相应数据清洗规则来处理服务区所采集的原始数据。其次,基于K-means聚类算法搭建评价模型,对服务区运营状态进行分级评价研究。最后,以山西省盂县高速公路服务区为案例进行实证分析,对该服务区一周内每天同一时段以及一天内各个时段两方面的运营状态,分别进行横向及纵向比较分析,结果发现一天中下午及午高峰时段运营状态最差,平峰及凌晨时段运营状态较好。 展开更多

关键词 高速公路 服务区 数据清洗 K-MEANS聚类算法 分级评价

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基于双层支持向量机的污水处理系统健康状态评估 被引量：4

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作者 刘文辉 贺晓宇 +2 位作者 罗二娟 岳丛俊 赵建东 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第29期13090-13095,共6页

为有效保障高速公路服务区污水处理系统的健康运行,结合污水处理系统的构成和系统运行特征,设计了一种用于评估污水处理系统健康状态的双层支持向量机(support vector machine, SVM)模型,并将健康状态分为健康、亚健康、故障和异常4个... 为有效保障高速公路服务区污水处理系统的健康运行,结合污水处理系统的构成和系统运行特征,设计了一种用于评估污水处理系统健康状态的双层支持向量机(support vector machine, SVM)模型,并将健康状态分为健康、亚健康、故障和异常4个等级。首先,分析提升泵、进水泵、自吸泵等6个子系统的运行特征,使用随机函数和欠采样处理构建特征向量集。其次,采用SVM构建下层各子系统健康状态评估模型,并使用ThunderSVM算法来提高模型训练速度。再次,融合下层各子系统健康状态评估的结果,构建上层SVM系统评估模型,得到整个污水处理系统的健康状态。最后,依据青兰高速山西段服务区污水处理系统进行验证。结果表明,所提出的双层SVM模型相较树类模型和单层SVM模型不仅可评估整个污水处理系统的健康状态,还可评估各子系统的健康状态,且模型训练速度和判断精度均有提升。 展开更多

关键词 系统健康状态 双层支持向量机模型 服务区污水处理系统 数据特征

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废旧聚乙烯/废旧聚丙烯/废硫渣复合改性剂含量对改性沥青性能的影响 被引量：2

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作者 董党锋 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期101-106,共6页

通过双螺杆挤出造粒技术,用废旧聚乙烯/废旧聚丙烯/废硫渣(RPE/RPP/SP,质量比6/4/0.7)原材料制备了沥青改性剂(SPM)。研究了不同含量SPM对AH-70改性沥青针入度、延度、软化点、黏度、低温抗裂及流变性能的影响,并从红外光谱及微观形貌... 通过双螺杆挤出造粒技术,用废旧聚乙烯/废旧聚丙烯/废硫渣(RPE/RPP/SP,质量比6/4/0.7)原材料制备了沥青改性剂(SPM)。研究了不同含量SPM对AH-70改性沥青针入度、延度、软化点、黏度、低温抗裂及流变性能的影响,并从红外光谱及微观形貌角度进行验证。分析结果表明:SPM显著改善了AH-70沥青的高温性能,一定含量的SPM对改性沥青低温性能有积极作用。本研究为SPM改性剂在交通建设中的应用提供理论依据。 展开更多

关键词 废硫渣 废旧聚乙烯 废旧聚丙烯 沥青 改性 性能

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隧道地应力测量与岩爆预测分析 被引量：1

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作者 管永伟 《中国矿业》 北大核心 2020年第S01期422-424,共3页

本文基于解南高速公路某隧道实测地应力数据研究隧址区初始地应力场分布规律,结果表明隧道区初始地应力场以构造应力为主导。根据实测地应力资料对高地应力区隧道开挖阶段进行岩爆预测,结果显示该区表现为中等岩爆等级。

关键词 隧道工程 地应力 岩爆预测

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沥青路面热再生半谐振腔式微波移动加热效果研究

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作者 朱晓斌 高子渝 +1 位作者 徐信芯 李起磊 《微波学报》 2025年第4期83-86,共4页

为了探究微波就地加热机半谐振腔式微波移动加热效果,文中通过仿真对半谐振腔式微波加热方式与辐射场型微波加热方式的加热效果进行对比研究,并分析了半谐振腔腔体结构尺寸对微波移动加热效果的影响。研究结果表明半谐振腔式微波移动加... 为了探究微波就地加热机半谐振腔式微波移动加热效果,文中通过仿真对半谐振腔式微波加热方式与辐射场型微波加热方式的加热效果进行对比研究,并分析了半谐振腔腔体结构尺寸对微波移动加热效果的影响。研究结果表明半谐振腔式微波移动加热方式在加热效率和加热均匀性等方面有一定优势,且改变半谐振腔体结构中的横向间距会影响到沥青混合料的加热均匀性和加热速率,可以为微波就地加热机进行热再生产品设计提供技术依据。 展开更多

关键词 沥青混合料 热再生 微波加热 半谐振腔

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