生物炭耦合工艺处理含抗生素制药废水研究进展 被引量：2

1

作者 陈瀚洋 赵颖 +5 位作者 康得军 龚斌 薛浩天 李庆旭 郭文珊 黄鹤乔 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第1期238-248,共11页

制药废水具有水质波动大、可生化性差及化学需氧量高等特点,一直是废水处理中的难题。其中的抗生素由于使用量大导致向环境中持续排放,并表现出“伪持久性”滞留的特点,难以从水体中彻底去除。为了实现制药废水的高效处理,分析了制药废... 制药废水具有水质波动大、可生化性差及化学需氧量高等特点,一直是废水处理中的难题。其中的抗生素由于使用量大导致向环境中持续排放,并表现出“伪持久性”滞留的特点,难以从水体中彻底去除。为了实现制药废水的高效处理,分析了制药废水的水质特性以及其中抗生素去除的难点,系统阐述了生物炭的基本特性及其强化污染物去除的原理,总结了常规污水处理工艺在去除抗生素方面存在的问题,梳理并综述了生物炭耦合工艺提升污水处理效果的研究进展。结果显示,生物炭材料的多孔结构、带表面电荷及丰富的特殊表面官能团等特性使其具有良好吸附抗生素的能力,通过与常规污水处理工艺相结合可显著提高对制药废水的处理效果,如生物炭的引入强化了膜生物反应器、活性污泥法、厌氧消化及高级氧化对抗生素的去除效果,同时提高了系统的稳定性,降低了工艺物耗和能耗等。建议进一步开展生物炭制备过程与成炭特性的相关性研究,加强生物炭耦合工艺去除污染物机理的探究,推广其在制药废水处理中的应用,以推动制药废水处理技术的创新和进步。 展开更多

关键词 工艺耦合 抗生素 生物炭吸附 生物炭催化氧化 制药废水

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不同循环模式下透水混凝土性能演变规律及损伤机制 被引量：2

2

作者 吴仪 党发宁 +2 位作者 NIMBALKAR Sanjay 陈雅琴 张峰华 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第1期9-18,共10页

为探讨水对透水混凝土(PC)路面的影响,研究了干湿、冻融和干湿-冻融3种循环模式下PC性能的演化方程,揭示了单因素和双因素作用下PC的损伤机制.结果表明:添加玄武岩纤维(BF)虽然改变了PC的孔隙结构和初始性能,但并未影响损伤机制;冻融循... 为探讨水对透水混凝土(PC)路面的影响,研究了干湿、冻融和干湿-冻融3种循环模式下PC性能的演化方程,揭示了单因素和双因素作用下PC的损伤机制.结果表明:添加玄武岩纤维(BF)虽然改变了PC的孔隙结构和初始性能,但并未影响损伤机制;冻融循环导致PC路面次生裂缝数量呈指数增长,与干湿循环作用下的性能演变规律不同;干湿循环在PC损伤前期引起孔隙壁表面物质溶解、流失和边缘卷曲剥离,冻融循环在PC损伤后期导致裂缝产生和扩展,造成颗粒间作用力断裂;在干湿-冻融循环耦合作用下PC性能指标降低程度超过干湿和冻融循环单因素作用结果之和. 展开更多

关键词 透水混凝土 干湿-冻融循环 孔隙结构 演化方程 损伤机制

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西瓜皮生物炭对水中多种药物分子的吸附性能与机制

3

作者 陈瀚洋 赵颖 +6 位作者 黄鹤乔 黎语葭 郭文珊 康得军 龚斌 薛浩天 李庆旭 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第4期1249-1260,共12页

抗生素在环境中的广泛存在带来抗药性威胁,开发高效的抗生素去除技术已成为环境治理的关键挑战,采用来源广泛、价格低廉的生物质炭对抗生素进行吸附,是一种极具潜力的解决方案。西瓜皮含有丰富的氮、氧基团,由其制备的生物炭具备高效吸... 抗生素在环境中的广泛存在带来抗药性威胁,开发高效的抗生素去除技术已成为环境治理的关键挑战,采用来源广泛、价格低廉的生物质炭对抗生素进行吸附,是一种极具潜力的解决方案。西瓜皮含有丰富的氮、氧基团,由其制备的生物炭具备高效吸附抗生素等药物分子的能力。以西瓜皮为原料,通过热解制备西瓜皮生物炭(WBC),并对其进行物化性能表征;研究pH对WBC吸附性能的影响,并在单独吸附(4种典型抗生素)和共存吸附(4种典型抗生素、2种抗精神病药物)体系下,系统研究WBC对多种药物分子的吸附性能与机制。结果表明:pH对WBC吸附抗生素的性能具有显著影响。在单独吸附体系中,WBC对依诺沙星(ENO)的吸附量最高,理论最大吸附量达64.73mg/g;在共吸附体系中,WBC对不同药物的吸附能力表现出明显差异,这一现象主要归因于药物分子物化性质不同,影响了生物炭与其发生的吸附行为。氯氮平(CLZ)在共吸附体系中表现出竞争吸附优势,吸附模式结合了单层和多层吸附,甲氧苄啶(TMP)的吸附模式与单独吸附体系相异,这是由于CLZ通过疏水作用被WBC吸附,在共吸附过程中有明显吸附优势,而TMP的吸附位点被抢占,在共吸附体系中其吸附模式由单一吸附体系的多层吸附变为单层吸附。另外,WBC在共吸附体系中对药物的吸附容量普遍低于单独吸附体系,这是由于药物竞争WBC上活性位点所致。研究结果进一步表明,氢键相互作用、π-π相互作用是主要吸附驱动力,同时受到静电相互作用、疏水作用的综合影响。本研究揭示了WBC的各种吸附机制在多种药物共吸附过程中表现出的强弱关系,为复杂抗生素污染治理及生物炭材料定向改性研究提供参考。 展开更多

关键词 抗生素 西瓜皮 生物炭 竞争吸附 吸附机理

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考虑温度和压融效应的冻土强度准则研究

4

作者 马博 滕继东 +1 位作者 张升 盛岱超 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1417-1425,共9页

人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造,准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大,冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律,首先,通过围压冻... 人工冻结法广泛应用于不稳定土层中井筒的建造,准确预测冻土强度是确保冻结法在深地工程建设中安全性与可行性的前提条件与关键保障。随着应力增大,冻土强度具有先增大后减小再增大的规律。为了描述冻土的这一特殊规律,首先,通过围压冻土三轴试验,基于临界状态土力学,得到不同温度下冻土强度准则;然后,分析高应力下冻土压融的原因,引入一个具有明确物理意义的压融系数,建立低温吸力s与应力p之间的关系,得到不同应力下土体冻结特征曲线,最后,建立能考虑高低应力作用下冻土强度准则。研究结果表明:所建立的模型能够合理地描述冻土的强度变化规律;相较于既有的冻土强度准则,本模型物理意义明确,参数简单可测,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 强度准则 冻土 温度 压融效应 低温吸力

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考虑水分迁移与成冰作用的路堑边坡冻融变形机制试验研究

5

作者 宋俊 JENISHA Singh +2 位作者 滕继东 张升 盛岱超 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1886-1899,共14页

基于地下水补给情况,采用一维冻结方式对长×宽×高为2.0 m×0.8 m×1.1 m的边坡模型开展季冻区路堑边坡冻融变形机制研究,探究冻融过程中边坡水分迁移、相变和冻胀融沉的变化规律。研究结果表明:水分迁移是季冻区边坡... 基于地下水补给情况,采用一维冻结方式对长×宽×高为2.0 m×0.8 m×1.1 m的边坡模型开展季冻区路堑边坡冻融变形机制研究,探究冻融过程中边坡水分迁移、相变和冻胀融沉的变化规律。研究结果表明:水分迁移是季冻区边坡失稳的主要诱因;在初始含水率为12%、温度为-20℃的冻结条件下,含水率分布影响边坡温度场变化速率,从冻结530 h开始,同层土体不同含水率部位的最大冻结温差大约为初始状态时的2倍;冻融循环引起边坡水分向坡底迁移重分布,各部位含水率增幅最大为10%;冻结时,高含水率部位更易形成冰透镜体,且冰透镜体生长方向与坡面平行;在冻融过程中,水分迁移和成冰作用导致边坡土体的固结缩小量大于由冻胀融沉引起的增大量,使坡顶位移最大超过70 mm;水分迁移加剧冰透镜体生长从而促进边坡薄弱区的发展。试验结果揭示了水分补给情况下季冻区边坡内部水分场、温度场和位移的变化规律。 展开更多

关键词 冻融循环 冻胀融沉 水分迁移 边坡失稳 热融滑塌

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换填垫层对多年冻土地基水热分布状态的影响

6

作者 张军辉 曾宪璋 +2 位作者 高峰 郑健龙 盛岱超 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期674-687,共14页

在气候环境变化和工程热效应背景下,青藏高原冻土地区道路病害频发、主动防控能力弱、养护管理机制不足等问题日益突出。换填垫层广泛应用于冻土公路工程设计与施工,在增强道路抗变形、抗冻害和稳定性方面发挥重要作用,但目前针对其在... 在气候环境变化和工程热效应背景下,青藏高原冻土地区道路病害频发、主动防控能力弱、养护管理机制不足等问题日益突出。换填垫层广泛应用于冻土公路工程设计与施工,在增强道路抗变形、抗冻害和稳定性方面发挥重要作用,但目前针对其在服役期内对地基水热分布状态的影响有待深入探讨。在青海共和—玉树高速换填垫层设计方案基础上,本文对细砂、砂砾和碎石这3种换填料下多年冻土地基水热分布进行数值试验,并以无换填粉质黏土为对照,研究换填垫层对地基水热分布及演变的影响规律。研究结果表明:换填碎石具有较好的控温性能,能够有效降低最大融化深度;换填垫层内未冻水含量显著降低,但引起未冻水沿换填-地基土接触面从地基外侧向中心横向流动;同时,换填加剧地表积水侵入深部地基土,在地形平坦且无主动排水条件下,深部地基土含水量及其振荡幅值逐年增长;换填料透水与导热性能是影响地基水热动态分布的关键因素,因换填引起的水热迁移不利于多年冻土地基力学性能长期保持,在工程实践中,应充分考虑路域气候环境及地形地貌特征,谨慎采用换填处理。 展开更多

关键词 道路换填 冻土地基 模拟实验 水热分布 水分迁移

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PINNs算法及其在岩土工程中的应用研究 被引量：9

7

作者 兰鹏 李海潮 +2 位作者 叶新宇 张升 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期586-592,F0002,F0003,共9页

物理信息神经网络(PINNs)算法采用自动微分方法将偏微分方程直接嵌入神经网络中,从而实现对偏微分方程的智能求解,属于一种新型的无网格算法,具有收敛速度快和计算精度高等优点。PINNs不仅能够实现对偏微分方程求解,还能够对偏微分方程... 物理信息神经网络(PINNs)算法采用自动微分方法将偏微分方程直接嵌入神经网络中,从而实现对偏微分方程的智能求解,属于一种新型的无网格算法,具有收敛速度快和计算精度高等优点。PINNs不仅能够实现对偏微分方程求解,还能够对偏微分方程未知参数进行反演,因此对岩土工程复杂问题具有广泛的应用前景。为了验证PINNs算法在岩土工程领域的可行性,对连续排水边界条件下的一维固结理论进行求解和界面参数反演。计算结果表明,PINNs数值结果与解析解具有高度一致性,且界面参数反演结果准确,说明PINNs算法能够为岩土工程相关问题提供新的求解思路。 展开更多

关键词 物理信息神经网络(PINNs) 自动微分 无网格算法 参数反演 连续排水边界条件

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蒸养条件下机制砂混凝土的力学性能及干缩性能 被引量：5

8

作者 刘穗虎 曾晓辉 +4 位作者 唐卓 谢友均 龙广成 周俊良 马刚 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1886-1897,共12页

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探... 为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探讨养护条件和砂型对混凝土力学性能及干缩性能的影响规律及相应机理。试验结果表明:无论采用河砂还是机制砂,蒸养混凝土相较标养混凝土具有更高的早期力学性能和更低的干燥收缩,但高温导致水化产物分布不均,阻碍了后续的水化反应,使其后期力学性能出现不同程度的劣化。结合微观测试结果可知,孔径粗化、界面过渡区间隙增大和水化产物结构疏松是造成蒸养混凝土后期性能劣化的主要原因,但采用机制砂替代河砂能有效减弱蒸养热伤损效应产生的劣化影响。此外,蒸养机制砂混凝土相较蒸养河砂混凝土具有更高的力学性能和更优的微观结构,具体表现为:蒸养机制砂混凝土孔结构更加细化,界面过渡区间隙更小,同时基体显微硬度均值更高,整体密实度更高。但小于50 nm毛细孔增加将导致蒸养机制砂混凝土干缩变形增大。基于GL 2000收缩模型,通过引入考虑机制砂的影响因子,建立了蒸养机制砂混凝土干燥收缩预测模型,可较准确且有效地进行蒸养机制砂混凝土的干燥收缩预测。 展开更多

关键词 机制砂 蒸养混凝土 力学性能 干缩变形 收缩预测模型

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动静组合加载下颗粒迁移与沉积特性试验研究 被引量：2

9

作者 高峰 张军辉 +2 位作者 张升 郑健龙 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1057-1066,共10页

悬浮颗粒在路基中迁移和沉积运动规律研究对揭示翻浆冒泥病害孕育、发展与致灾机制具有重要的理论意义和应用价值。通过开展动-静组合荷载下分层砾石-砂粉土柱翻浆试验,探究了动荷载加载强度、静荷载间歇时长、以及动静组合加载重复次... 悬浮颗粒在路基中迁移和沉积运动规律研究对揭示翻浆冒泥病害孕育、发展与致灾机制具有重要的理论意义和应用价值。通过开展动-静组合荷载下分层砾石-砂粉土柱翻浆试验,探究了动荷载加载强度、静荷载间歇时长、以及动静组合加载重复次数等对颗粒迁移和沉积行为的影响规律,并结合试样动水力响应特征分析了诱发颗粒迁移的驱动机制。试验结果表明:颗粒在动水力作用下发生悬浮迁移而在静荷载段受重力作用发生沉降,从而造成砾石层内泥浆浊度呈现波动型增长特征。随动静组合加载重复次数增加,每一个重复周期内的颗粒悬浮增量趋于降低,且悬浮颗粒逐渐堵塞砾石孔隙并在一定程度上抑制翻浆发展。提高动载频率和动应力会进一步降低砂粉土表层的内部稳定性,但相比于增大平均动应力,提高加载频率对增大颗粒迁移量和竖向迁移距离更加显著。 展开更多

关键词 翻浆冒泥 室内试验 颗粒迁移 超孔隙水压

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地聚物超高性能混凝土复合板抗接触爆炸试验与数值模拟 被引量：1

10

作者 曾浩 袁鹏程 +2 位作者 杨婷 徐慎春 吴成清 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期103-119,共17页

为提升工程结构的抗爆安全性,同时降低水泥基超高性能混凝土高水泥用量对环境的不利影响,提出了一种基于地聚物超高性能混凝土的新型复合板,通过现场爆炸试验和数值模拟研究了该复合板在接触爆炸荷载作用下的动态响应与破坏机理。共测试... 为提升工程结构的抗爆安全性,同时降低水泥基超高性能混凝土高水泥用量对环境的不利影响,提出了一种基于地聚物超高性能混凝土的新型复合板,通过现场爆炸试验和数值模拟研究了该复合板在接触爆炸荷载作用下的动态响应与破坏机理。共测试了1块普通混凝土板和3块地聚物超高性能混凝土复合板,其中地聚物超高性能混凝土复合板由地聚物超高性能混凝土、钢丝网和吸能层制备而成。研究结果表明:采用地聚物超高性能混凝土代替普通混凝土能够有效提升混凝土板的抗爆性能;吸能层材料的高可压缩性和低抗剪强度是造成冲切破坏的主要原因;随着聚氨酯泡沫板层数的增加,复合板的爆坑深度增加,板底跨中位移增大;对复合板进行抗爆设计时,必须考虑吸能泡沫材料的可压缩性及其与地聚物超高性能混凝土之间的波阻抗匹配问题,才能有效提升复合板的抗爆性能。 展开更多

关键词 地聚物超高性能混凝土 吸能泡沫材料 接触爆炸 抗爆性能

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砂-粉土混合料在列车荷载作用下细颗粒迁移机制试验 被引量：19

11

作者 张升 高峰 +1 位作者 陈琪磊 盛岱超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1591-1598,共8页

荷载作用下砂粉土动水力特性与细颗粒迁移研究是分析振动液化、翻浆冒泥等自然或工程灾变过程细观致灾机制和演化机制的基础与关键。利用自主研制的试验系统,开展了模拟列车动-静组合荷载作用下饱和砂粉土动水力特性及细粒迁移机制试验... 荷载作用下砂粉土动水力特性与细颗粒迁移研究是分析振动液化、翻浆冒泥等自然或工程灾变过程细观致灾机制和演化机制的基础与关键。利用自主研制的试验系统,开展了模拟列车动-静组合荷载作用下饱和砂粉土动水力特性及细粒迁移机制试验。试验结果表明:动-静组合荷载作用下试样的轴向变形呈现出台阶式变化特点;试样的总应力分布随着深度的增加表现出显著的指数减小趋势;孔隙水压力反复经历了动荷载作用下的累积与静荷载作用下的消散过程,并且在该过程中轴向孔隙水压力梯度逐渐对孔隙水形成"抽吸"作用,促使细颗粒产生迁移和集聚。通过分析试样不同层位深度处3种粒径组颗粒含量及有效粒径d10的变化规律,研究了动-静组合荷载作用对饱和砂粉土中细颗粒发生层间迁移流动的影响机制。 展开更多

关键词 循环荷载 试验装置 砂-粉土混合料 细粒迁移 孔隙水压力

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AP1000安全壳在大型商用飞机撞击下的动力响应分析 被引量：2

12

作者 汪大洋 汪秀清 +2 位作者 杨强 张永山 吴成清 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期260-269,291,共11页

自“9·11”事件以来,核电站抵御大型商用飞机撞击一直是核安全领域的热点问题。采用ANSYS/LS-DYNA软件建立波音737 MAX 8和AP1000安全壳的精细化有限元模型,基于Riera法验证了飞机撞击有限元模型准确性,进行了5种不同初始撞击速度(... 自“9·11”事件以来,核电站抵御大型商用飞机撞击一直是核安全领域的热点问题。采用ANSYS/LS-DYNA软件建立波音737 MAX 8和AP1000安全壳的精细化有限元模型,基于Riera法验证了飞机撞击有限元模型准确性,进行了5种不同初始撞击速度(100 m/s,150 m/s,200 m/s,250 m/s和300 m/s)和5种不同撞击高度(30 m,39 m,47 m,54 m和65 m)的飞机撞击安全壳全过程数值模拟,研究和分析了飞机的撞击力时程和动能时程、钢制安全壳的动力响应、等效应力分布和其局部破坏情况。结果表明:飞机撞击过程引擎对撞击力的贡献最大,约为机身撞击力的3~4倍;筒身等效钢梁处的撞击力峰值较非等效钢梁处大,最大达到了后者的171%(速度为300 m/s);安全壳筒身段与穹顶的交界处为安全壳结构的最危险位置,在此位置处安全壳环向和竖向贯穿尺寸均大于同初始撞击速度下其他位置的贯穿尺寸,最大环向、竖向贯穿尺寸分别达到29.68 m和17.86 m;当飞机的撞击速度大于150 m/s时,撞击区域钢板等效应力影响范围随初始撞击速度的增加而减少,撞击等效钢梁处的钢板等效应力分布范围相对于撞击非等效钢梁处的更大。研究成果可为类似核岛安全壳的抗飞机冲击安全评估和设计提供参考。 展开更多

关键词 AP1000安全壳 商用飞机 撞击 动力响应 数值模拟

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多孔介质中颗粒迁移细观理论与数值研究 被引量：2

13

作者 张升 张桐 +1 位作者 苏晶晶 盛岱超 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2103-2111,共9页

多孔介质中的颗粒迁移广泛存在于各种工程问题中,对土体结构变化以及土壤中污染物的传播有重要影响。目前,颗粒在多孔介质中的迁移规律研究较少从颗粒运动及孔隙结构细观层面进行理论分析。为此,采用理论与数值仿真的方法对颗粒迁移细... 多孔介质中的颗粒迁移广泛存在于各种工程问题中,对土体结构变化以及土壤中污染物的传播有重要影响。目前,颗粒在多孔介质中的迁移规律研究较少从颗粒运动及孔隙结构细观层面进行理论分析。为此,采用理论与数值仿真的方法对颗粒迁移细观规律与宏观规律的联系开展研究。在理论上,将细颗粒在多孔介质中的运动处理为一个随机过程,从细观层面推导描述颗粒宏观运动的一维对流-扩散方程,并建立扩散、对流系数与反映多孔介质对细颗粒阻碍强弱的阻滞参数α,及描述细颗粒细观运动统计特征的概率参数p间的量化关系。在数值仿真上,利用逾渗理论,通过将随机游走嵌入逾渗构型中开展数值仿真试验,研究阻滞参数α与多孔介质连通性的关系。理论推导证明,在细观上随机运动的颗粒其宏观运动可以采用对流-扩散方程进行描述。数值仿真的结果表明,当连通概率P大于0.5时,由细观理论得到的对流-扩散方程能较好地描述颗粒迁移过程,阻滞参数α与连通概率P呈现二次函数的关系,而当连通概率P小于0.5时,颗粒在多孔介质中的迁移逐渐偏离理论结果,且在多孔介质中发生堵塞现象。 展开更多

关键词 颗粒迁移 多孔介质 对流-扩散方程 逾渗

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气态水迁移诱发非饱和粗粒土冻胀的试验研究 被引量：16

14

作者 刘建龙 滕继东 +1 位作者 张升 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1297-1305,I0009,I0010,共11页

寒区高铁粗粒土路基冻胀机理问题一直困扰科研和工程技术人员,气态水迁移诱发冻胀是目前广被关注的解释之一,但在直接试验证据方面研究较少。为证明气态水迁移可以诱发非饱和粗粒土冻胀,并进一步阐释非饱和粗粒土的冻胀机制,基于新开发... 寒区高铁粗粒土路基冻胀机理问题一直困扰科研和工程技术人员,气态水迁移诱发冻胀是目前广被关注的解释之一,但在直接试验证据方面研究较少。为证明气态水迁移可以诱发非饱和粗粒土冻胀,并进一步阐释非饱和粗粒土的冻胀机制,基于新开发的粗粒土冻胀试验仪,开展了系列的室内试验。结果表明,仅有气态水补给条件下,无细粒含量的粗粒土发生了明显冻胀,试验测得6 cm高的土柱336 h的冻胀量可达8.30 mm,672 h的冻胀量达到23.46 mm。基于X-CT扫描试验观察了气态水补给下冻胀粗粒土中冰的分布特征,发现在恒定温度梯度下冻土中无层状分布的冰透镜体,仅存在一条包含分凝冰和饱和孔隙冰的水平冻结带。冻胀试验发现土柱的冻胀量随温度梯度的增大而增大;梯度降温更有利于气态水的迁移补给,并导致更大的冻胀;土柱的初始含水率越高,越不利于气态水在土中的迁移,冻胀量越小。气态水补给诱发冻胀的试验现象,对传统液态水在细颗粒中成冰冻胀的冻土理论形成了较好补充,同时对揭示寒区高速铁路路基的冻胀机制有重要价值。 展开更多

关键词 冻胀 非饱和粗粒土 气态水迁移 试验研究

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LASSO算法及其在边坡稳定性分析中的应用 被引量：13

15

作者 谢梦龙 叶新宇 +1 位作者 张升 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1724-1729,I0005,共7页

将LASSO算法引入边坡可靠度分析中,建立算法模型预测边坡安全系数,并实现搜索边坡危险区域的功能。首先,借助有限元软件实现蒙特卡洛模拟,获取边坡各处土体参数及对应安全系数数据集。其次,通过LASSO算法对获取的数据集进行分析,建立模... 将LASSO算法引入边坡可靠度分析中,建立算法模型预测边坡安全系数,并实现搜索边坡危险区域的功能。首先,借助有限元软件实现蒙特卡洛模拟,获取边坡各处土体参数及对应安全系数数据集。其次,通过LASSO算法对获取的数据集进行分析,建立模型预测特定条件下边坡安全系数,该结果通过与普通线性回归算法预测的结果进行比较,证实了LASSO算法的优越性。同时,提出了其在边坡长期风险监控中的应用建议。最后,将LASSO算法与蒙特卡洛模拟相结合,充分考虑多次模拟结果,实现搜索边坡最危险区域功能。结果表明,与普通线性回归算法相比,LASSO算法所建立的模型能准确搜索到影响边坡稳定性的最危险区域。因此,LASSO算法能为边坡长期风险监控和边坡加固工作提供新的思路。 展开更多

关键词 边坡稳定 可靠度分析 蒙特卡洛模拟 LASSO算法

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基于未冻水膜压力判据的冻土水热力耦合冻胀模型研究 被引量：8

16

作者 王自力 李金峰 +2 位作者 滕继东 张升 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期997-1007,共11页

冻胀融沉是多年冻土区的主要病害,其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据,并重新对水分迁移驱动作用进行描述,建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过... 冻胀融沉是多年冻土区的主要病害,其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据,并重新对水分迁移驱动作用进行描述,建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过考虑已冻区冰基质的影响,推导了涵盖原位冻胀与冰分凝两部分的冻胀量计算公式。基于Matlab和COMSOL Multiphysics的联立平台,提出了模型冰透镜体实时分布的数值求解方法,实现了冻土温度、水分、应力、冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验及现有水热力模型(Thermal-Hydraulic-Mechanical,又称THM模型)冻胀量结果进行对比分析,证明了温度、含水率与冻胀计算上的可靠稳定。最后通过探讨温度梯度、上覆压力、渗透系数与压缩模量对土柱冻结的影响发现,温度梯度能显著增加土体冻胀量,上覆压力会导致更多水分向冻结锋面迁移,但对冻胀量起着抑制作用,渗透系数与压缩模量均对冻胀量产生正影响。为冻胀理论研究与数值实现提供了新思路。 展开更多

关键词 冻土 水热力耦合 冰透镜体 水膜理论 冻胀融沉

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近断层滑冲效应脉冲地震动对场地液化的影响 被引量：7

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作者 董文悝 高广运 +1 位作者 宋健 薛帅 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1651-1657,共7页

利用开源有限元平台OpenSees,建立一个20 m长的土柱模拟自由场地的地震响应.通过分析近断层滑冲效应脉冲地震动作用下场地产生的变形、应力,结合其地震动持时,衡量滑冲效应脉冲地震动对场地液化的影响.研究表明,滑冲效应脉冲地震动由于... 利用开源有限元平台OpenSees,建立一个20 m长的土柱模拟自由场地的地震响应.通过分析近断层滑冲效应脉冲地震动作用下场地产生的变形、应力,结合其地震动持时,衡量滑冲效应脉冲地震动对场地液化的影响.研究表明,滑冲效应脉冲地震动由于其独特的脉冲特性,较无脉冲地震动使土柱产生更大的孔隙水压力比、循环应力比,相应的等效循环周数值也较大,这三方面共同增大了场地发生液化的可能性.滑冲效应脉冲地震动产生的高孔压持续时间较短,使液化后的变形量较小. 展开更多

关键词 滑冲效应 脉冲地震动 场地液化 大变形 地震动持时

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基于冻胀量与时间平方根之比确定冻胀分级的探讨 被引量：2

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作者 何浩松 滕继东 +1 位作者 张升 盛岱超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2519-2528,共10页

冻胀分级指标是寒区基础工程设计和冻胀防治的关键指标,目前既有方法多认为冻胀分级是材料的一种基本属性,常使用经验或半经验的分级指标表示土体冻胀能力,但缺乏理论支撑。而冻胀试验复杂、耗时长,不利于指标测试。为提出合理简单的冻... 冻胀分级指标是寒区基础工程设计和冻胀防治的关键指标,目前既有方法多认为冻胀分级是材料的一种基本属性,常使用经验或半经验的分级指标表示土体冻胀能力,但缺乏理论支撑。而冻胀试验复杂、耗时长,不利于指标测试。为提出合理简单的冻胀分级指标,首先从冻胀机制角度出发,建立非饱和土冻胀解析模型,并对模型进行了验证。基于该模型提出了以冻胀量和时间平方根之比作为确定冻胀分级的新指标R(mm/h^(0.5)),并以大量冻胀试验结果为依据,提出当R<0.21时,对应低冻胀等级,当0.21≤R≤1.18时,对应中等冻胀等级,而当R>1.18时,对应强冻胀等级。此外利用统计概率分析了冻胀过程中各指标数值的概率密度分布,发现新指标R在冻胀过程的集中程度和稳定性是最高的。新指标R具有理论基础,同时耦合了土性参数和冻结环境因素,突破了既有冻胀分级指标的局限性,完善了现有冻胀分级体系,为寒区工程设计和冻胀防治提供理论依据。 展开更多

关键词 冻胀 分级 机制 土性参数 冻结环境因素 新指标R

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超高性能混凝土高温后性能试验研究 被引量：17

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作者 杨婷 刘中宪 +1 位作者 杨烨凯 吴成清 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第3期115-126,共12页

通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验,研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果,... 通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验,研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果,考察了温度、纤维种类和掺量、骨料(石英砂和钢渣)对超高性能混凝土强度的影响。试验结果表明:混掺1%钢纤维和2%聚丙烯纤维能有效抑制超高性能混凝土高温爆裂,在高温作用后依旧保持完整形态;钢渣骨料混杂纤维超高性能混凝土具有优异的高温力学性能,在1000℃高温作用后仍能保持67%的残余强度;随着温度的升高,超高性能混凝土立方体抗压强度整体上表现出先升高后降低的规律;在目标温度超过600℃时,高温增强了超高性能混凝土的延性。 展开更多

关键词 超高性能混凝土 高温 质量损失 力学性能

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基于格子Boltzmann方法的饱和冻土孔隙成冰介观尺度模拟 被引量：1

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作者 王情玉 滕继东 +2 位作者 钟宇 张升 盛岱超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期317-326,共10页

路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程... 路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程,分别揭示了液态水在自由状态和孔隙束缚状态下冰水相变的细观机制。计算结果表明:土体孔隙中冰晶由中心向外生长的过程与悬浮在空气中的液滴冻结过程截然不同,并且孔隙水越接近颗粒表面,其冻结温度越低。相同粒径颗粒按照不同排列方式得到的冻结特征曲线(soil freezing characteristic curves,简称SFCC)具有明显差异;不同粒径的SFCC随着颗粒增大残余水含量逐渐变少,形态更加陡峭。通过与文献试验结果对比,验证了格子Boltzmann方法的有效性,表明该方法能够为研究多孔介质水气迁移与相变过程提供介观尺度的新手段。 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 液滴冻结 冻土 孔隙成冰 数值模拟

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