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高寒地区预制混凝土箱涵水化热温度效应与开裂风险研究
1
作者
黎福禄
马志元
+2 位作者
张永亮
钱松
刘江
《建筑科学与工程学报》
北大核心
2025年第2期153-164,共12页
为研究高寒地区大尺寸预制混凝土箱涵水化热温度场分布规律,降低箱涵预制期间早龄期开裂风险,对青海地区预制混凝土箱涵开展水化热温度有限元模拟计算,分析了混凝土箱涵水化热温度时程变化及温度分布特点。基于考虑混凝土龄期增长的温...
为研究高寒地区大尺寸预制混凝土箱涵水化热温度场分布规律,降低箱涵预制期间早龄期开裂风险,对青海地区预制混凝土箱涵开展水化热温度有限元模拟计算,分析了混凝土箱涵水化热温度时程变化及温度分布特点。基于考虑混凝土龄期增长的温度应力计算方法,评估了水化放热期间的混凝土箱涵开裂风险。通过参数分析得到了不同因素对混凝土箱涵水化热温度作用的影响规律。结果表明:混凝土箱涵受水化作用影响的温度时程变化过程可以分为水化升温、水化降温及环境影响阶段;截面内水化热温度呈现出以形心为中点的放射状分布;混凝土箱涵顶面及底面应力水平较高,其中倒角顶面内侧位置应力最大,为1.71 MPa;混凝土箱涵倒角位置由于框架效应产生的次应力最显著,故开裂风险最高;材料属性、结构参数、环境作用对混凝土箱涵预制期间水化热温度作用均有显著的影响,其中材料属性的影响最为显著;通过降低水泥水化放热量,减少混凝土水泥掺量,减小箱涵尺寸,减小初始温度和降低顶面对流换热系数等参数可以有效降低混凝土箱涵早期开裂风险;可以通过调整材料属性、结构参数及环境作用来优化混凝土箱涵设计及施工方案,以降低早期开裂风险。
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关键词
水化热
混凝土箱涵
高寒地区
温度效应
开裂风险
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职称材料
水分边界对多年冻土路基水热状态影响研究
2
作者
张雅宁
明锋
+1 位作者
韩庆宇
魏晓斌
《水资源与水工程学报》
北大核心
2025年第1期174-182,共9页
在全球变暖的背景下,青藏高原地区的降雨量呈增加趋势。降雨改变了水分边界条件,为明确水分边界对冻土路基水热过程的影响程度,基于传热理论与非饱和土渗流理论,建立了包含水分迁移、相变的水热耦合模型。将综合考虑降雨与蒸发的水分边...
在全球变暖的背景下,青藏高原地区的降雨量呈增加趋势。降雨改变了水分边界条件,为明确水分边界对冻土路基水热过程的影响程度,基于传热理论与非饱和土渗流理论,建立了包含水分迁移、相变的水热耦合模型。将综合考虑降雨与蒸发的水分边界引入模型,并与无水分边界下的含水量、温度及其通量的变化规律进行对比。结果表明:暖季忽略水分边界将低估含水量、高估土体温度;引入水分边界后,暖季路基浅层土体液态水含量在0.06~0.11 m^(3)/m^(3)波动,较无水分边界时可增大36.14%;雨水感热与蒸发潜热使地表能量再分配,减小了热传导通量,最终表现为路基浅层土体的暖季平均温度较无水分边界时最大可降低0.75℃。
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关键词
多年冻土
冻土路基
水分边界
水热状态
数值模拟
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职称材料
基于残余砂浆附着特征的再生混凝土硫酸盐传输模型
被引量：
2
3
作者
关博文
张硕文
+2 位作者
吴佳育
王发平
陈晓堃
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第15期160-167,共8页
已有再生混凝土计算模型未充分考虑残余砂浆附着特征,导致模型中缺少新砂浆-原生骨料界面过渡区,道路工程混凝土硫酸盐传输模型与实际情况不符。本工作根据瓦拉文公式将三维骨料体积转换为二维平面圆形,并根据图像分析法测得的残余砂浆...
已有再生混凝土计算模型未充分考虑残余砂浆附着特征,导致模型中缺少新砂浆-原生骨料界面过渡区,道路工程混凝土硫酸盐传输模型与实际情况不符。本工作根据瓦拉文公式将三维骨料体积转换为二维平面圆形,并根据图像分析法测得的残余砂浆附着特征将不同粒径的骨料分割成残余砂浆和裸露骨料两部分,随后利用蒙特卡罗方程将分割后的再生骨料于混凝土体系中随机投放,构建了再生混凝土的六相数字化模型。通过再生骨料截面面积确定、再生骨料数据库建立等过程,提出六相混凝土数字化模型中再生骨料残余砂浆附着特征的表达方法。基于Fick第二定律,结合孔隙率对再生混凝土中各相扩散系数的影响分析,提出再生混凝土中各相扩散系数方程。通过有限元软件实现了六相再生混凝土的二维可视化,建立了六相再生混凝土硫酸根离子传输模型。通过将试验测试值与模型计算值进行对比,得出试验结果与计算结果总体吻合度良好,理论计算结果与实验所测离子传输深度的变化规律是一致的,建立的基于残余砂浆附着特征的再生混凝土硫酸盐传输模型具有一定的合理性。
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关键词
道路工程
再生混凝土
残余砂浆
覆盖率
硫酸根离子
模型
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职称材料
尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系性能研究
被引量：
3
4
作者
李永清
倪勇军
+3 位作者
李芳芳
郭伟龙
曹轩豪
关博文
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2024年第1期236-245,共10页
为了探究尾泥微粉在水泥基材料中应用的可行性,提高提锂尾渣资源利用率,利用提锂过程中产生的尾泥微粉与粉煤灰复掺后部分替代水泥,对尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系的性能进行研究。结果表明:复掺适量提锂尾泥微粉与粉煤灰对复合胶...
为了探究尾泥微粉在水泥基材料中应用的可行性,提高提锂尾渣资源利用率,利用提锂过程中产生的尾泥微粉与粉煤灰复掺后部分替代水泥,对尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系的性能进行研究。结果表明:复掺适量提锂尾泥微粉与粉煤灰对复合胶凝体系流动性能有一定改善作用;复掺提锂尾泥微粉与适量粉煤灰部分替代水泥使得复合胶凝体系早期抗压强度略有降低,后期强度有明显增长。复掺5%(质量分数)提锂尾泥微粉与10%(质量分数)粉煤灰试验组的90 d抗压强度达到55.15 MPa,相比对照组提高了9.75%;复掺提锂尾泥微粉与粉煤灰在水化后期能够有效发挥复合活性效应与填充效应,促进水化产物生成并使其填充到大孔中,增加水泥浆体中毛细微孔(<10 nm)的比例,从而细化水泥浆体孔隙结构,提高体系致密度,宏观上表现为抗压强度增大。
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关键词
尾泥微粉
粉煤灰
流动度
抗压强度
孔结构
水化进程
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职称材料
冻结过程中土体导热系数预测模型
被引量：
1
5
作者
段文魁
王来发
+1 位作者
晁华俊
明锋
《中国农村水利水电》
北大核心
2024年第5期47-52,共6页
鉴于冻结条件下测量导热系数存在困难,为明确温度对导热系数的影响规律,提出了具有三参数(λ0,a和b)的双曲模型来描述土体导热系数与负温的关系。然后,采用实测导热系数和3种常用模型对新模型的性能进行了评价,并对模型参数进行了敏感...
鉴于冻结条件下测量导热系数存在困难,为明确温度对导热系数的影响规律,提出了具有三参数(λ0,a和b)的双曲模型来描述土体导热系数与负温的关系。然后,采用实测导热系数和3种常用模型对新模型的性能进行了评价,并对模型参数进行了敏感性分析。结果表明,双曲线模型能较准确地预测冻结过程中土体导热系数变化规律。在4个模型中,新模型具有最小的均方根误差和相对误差。模型参数与细粒含量密切相关,且随初始体积含水率增大而减小。新模型能够准确描述负温下的土体导热系数变化规律,可为寒区传热传质耦合计算提供基础。
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关键词
冻土工程
冻结过程
导热系数
预测模型
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职称材料
基于脑电的隧道施工人员危险预测能力分类模型
被引量：
1
6
作者
陈胜利
冯洋
杨艳群
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4442-4448,共7页
在隧道施工中,许多灾害威胁着工地现场施工人员的生命安全,一旦灾害发生,很难救援。但通过人员的早期干预,可以防止许多灾害的发生,这有赖于施工人员的危险预测能力。基于虚拟现实场景,研究了隧道施工人员的脑电数据与危险预测能力之间...
在隧道施工中,许多灾害威胁着工地现场施工人员的生命安全,一旦灾害发生,很难救援。但通过人员的早期干预,可以防止许多灾害的发生,这有赖于施工人员的危险预测能力。基于虚拟现实场景,研究了隧道施工人员的脑电数据与危险预测能力之间的关系,并通过自动机器学习框架比较了16种分类模型之间在危险预测能力上的优劣情况;然后,以获得的脑电数据集为基础,建立了Logistic回归分类模型,以判别施工人员危险预测能力的3个不同阶段。结果表明,该分类模型识别效果较好,F_(1)为0.6028。在分类识别中,最关键的特征是脑电δ波和γ波的功率谱密度,这与传统的危险知觉研究不同。提出的分类模型将有助于隧道施工人员更好地了解施工中危险源的变化,减少不安全行为,实现更大的安全性。
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关键词
安全人体学
事故预防
危险预测
隧道施工人员
自动机器学习
分类模型
脑电图
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职称材料
吸湿聚氨酯保温材料导热系数模型研究
被引量：
3
7
作者
王后密
刘超
明锋
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2023年第8期157-162,176,共7页
铺设保温材料是降低渠道冻胀的重要措施之一。然而,保温材料在服役过程中会产生吸湿作用,将导致其保温性能降低。为探究吸湿对保温材料导热系数的影响,基于均匀化方法和最小热阻力原理,建立了考虑含水率影响的导热系数预测模型,并讨论...
铺设保温材料是降低渠道冻胀的重要措施之一。然而,保温材料在服役过程中会产生吸湿作用,将导致其保温性能降低。为探究吸湿对保温材料导热系数的影响,基于均匀化方法和最小热阻力原理,建立了考虑含水率影响的导热系数预测模型,并讨论孔隙率和含水率对导热系数的影响,最后对模型进行验证。结果表明:增大孔隙率将引起热阻增大、导热系数降低,但水分能够发挥热桥作用从而增大导热系数。该模型预测值与实测值的误差<5%,验证了用此方法计算保温材料的导热系数是可行的。研究成果证实水分是降低保温性能的重要因素,并提出了改善聚氨酯保温材料憎水性的建议措施。
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关键词
渠道
保温材料
导热系数
聚氨酯
预测模型
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职称材料
再生集料沥青混凝土界面损伤行为特征
8
作者
马银祥
黄啟波
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第14期6167-6175,共9页
水泥混凝土再生集料是建筑垃圾经分选、破碎、筛分工艺处理后的天然集料替代物,包含了水泥砂浆、原生集料、水泥砂浆与原生集料复合体。沥青混凝土内部界面损伤是沥青路面开裂的主要诱因,探究再生集料对沥青混凝土内部界面损伤的影响,...
水泥混凝土再生集料是建筑垃圾经分选、破碎、筛分工艺处理后的天然集料替代物,包含了水泥砂浆、原生集料、水泥砂浆与原生集料复合体。沥青混凝土内部界面损伤是沥青路面开裂的主要诱因,探究再生集料对沥青混凝土内部界面损伤的影响,有利于水泥混凝土再生集料在路面工程的推广。本文研究首先采用再生集料制备再生集料沥青混凝土(recycled aggregate asphalt concrete,RAAM),将RAAM中内部界面分为水泥砂浆-沥青砂浆界面(cement mortar-asphalt mastic interface,CMI)和天然集料-沥青砂浆界面(natural aggregate-asphalt mastic interface,NAI),通过电镜扫描试验和X线计算机体层成像(X-ray computed tomography,X-ray CT)试验获取了沥青混凝土内部界面的微细观特征,并采用半圆弯曲试验和有限元模型分析了RAAM的界面力学特征。试验结果表明,再生集料中的附着水泥砂浆具有多孔结构,增加再生集料用量会加剧沥青混凝土高温压缩过程中的内部界面损伤,水泥砂浆内部、水泥砂浆-沥青砂浆界面(CMI)的联结失效是内部界面损伤的主要诱因;有限元(finite element method,FEM)仿真结果表明,随着再生集料用量的增加,沥青混凝土的断裂耗散能降低,混凝土内部的界面主应力平均值增大。通过本研究分析,建议再生集料沥青混凝土使用前先对再生集料表面水泥砂浆进行物理或化学强化处理,研究结果为将来再生集料在道路工程中的应用提供参考。
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关键词
沥青混合料
再生骨料
界面损伤
微观结构
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职称材料
题名
高寒地区预制混凝土箱涵水化热温度效应与开裂风险研究
1
作者
黎福禄
马志元
张永亮
钱松
刘江
机构
青海省交控建设工程集团有限公司
长安大学公路学院
中联西北
工程
设计研究院
有限公司
出处
《建筑科学与工程学报》
北大核心
2025年第2期153-164,共12页
基金
青海省重点研发与转化计划项目(2021-SF-166)。
文摘
为研究高寒地区大尺寸预制混凝土箱涵水化热温度场分布规律,降低箱涵预制期间早龄期开裂风险,对青海地区预制混凝土箱涵开展水化热温度有限元模拟计算,分析了混凝土箱涵水化热温度时程变化及温度分布特点。基于考虑混凝土龄期增长的温度应力计算方法,评估了水化放热期间的混凝土箱涵开裂风险。通过参数分析得到了不同因素对混凝土箱涵水化热温度作用的影响规律。结果表明:混凝土箱涵受水化作用影响的温度时程变化过程可以分为水化升温、水化降温及环境影响阶段;截面内水化热温度呈现出以形心为中点的放射状分布;混凝土箱涵顶面及底面应力水平较高,其中倒角顶面内侧位置应力最大,为1.71 MPa;混凝土箱涵倒角位置由于框架效应产生的次应力最显著,故开裂风险最高;材料属性、结构参数、环境作用对混凝土箱涵预制期间水化热温度作用均有显著的影响,其中材料属性的影响最为显著;通过降低水泥水化放热量,减少混凝土水泥掺量,减小箱涵尺寸,减小初始温度和降低顶面对流换热系数等参数可以有效降低混凝土箱涵早期开裂风险;可以通过调整材料属性、结构参数及环境作用来优化混凝土箱涵设计及施工方案,以降低早期开裂风险。
关键词
水化热
混凝土箱涵
高寒地区
温度效应
开裂风险
Keywords
hydration heat
concrete box culvert
alpine region
temperature effect
cracking risk
分类号
U448.21 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
水分边界对多年冻土路基水热状态影响研究
2
作者
张雅宁
明锋
韩庆宇
魏晓斌
机构
中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土
工程
重点实验室
中国科学院大学
青海省交控建设工程集团有限公司
河北
工程
大学土木
工程
学院
出处
《水资源与水工程学报》
北大核心
2025年第1期174-182,共9页
基金
青海省科技计划项目(2023-SF-125)
甘肃省科技计划项目(23JRRA615)。
文摘
在全球变暖的背景下,青藏高原地区的降雨量呈增加趋势。降雨改变了水分边界条件,为明确水分边界对冻土路基水热过程的影响程度,基于传热理论与非饱和土渗流理论,建立了包含水分迁移、相变的水热耦合模型。将综合考虑降雨与蒸发的水分边界引入模型,并与无水分边界下的含水量、温度及其通量的变化规律进行对比。结果表明:暖季忽略水分边界将低估含水量、高估土体温度;引入水分边界后,暖季路基浅层土体液态水含量在0.06~0.11 m^(3)/m^(3)波动,较无水分边界时可增大36.14%;雨水感热与蒸发潜热使地表能量再分配,减小了热传导通量,最终表现为路基浅层土体的暖季平均温度较无水分边界时最大可降低0.75℃。
关键词
多年冻土
冻土路基
水分边界
水热状态
数值模拟
Keywords
permafrost
permafrost embankment
moisture boundary
hydrothermal state
numerical simulation
分类号
P642.1 [天文地球—工程地质学]
U416.1 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
基于残余砂浆附着特征的再生混凝土硫酸盐传输模型
被引量：
2
3
作者
关博文
张硕文
吴佳育
王发平
陈晓堃
机构
长安大学材料科学与
工程
学院
长安大学
交
通铺面材料教育部
工程
研究中心
宁波
工程
学院建筑与
交
通
工程
学院
青海省
交
通
控
股
集团
有限公司
青海省交控建设工程集团有限公司
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第15期160-167,共8页
基金
青海省自然科学基金(2021-ZJ-765)。
文摘
已有再生混凝土计算模型未充分考虑残余砂浆附着特征,导致模型中缺少新砂浆-原生骨料界面过渡区,道路工程混凝土硫酸盐传输模型与实际情况不符。本工作根据瓦拉文公式将三维骨料体积转换为二维平面圆形,并根据图像分析法测得的残余砂浆附着特征将不同粒径的骨料分割成残余砂浆和裸露骨料两部分,随后利用蒙特卡罗方程将分割后的再生骨料于混凝土体系中随机投放,构建了再生混凝土的六相数字化模型。通过再生骨料截面面积确定、再生骨料数据库建立等过程,提出六相混凝土数字化模型中再生骨料残余砂浆附着特征的表达方法。基于Fick第二定律,结合孔隙率对再生混凝土中各相扩散系数的影响分析,提出再生混凝土中各相扩散系数方程。通过有限元软件实现了六相再生混凝土的二维可视化,建立了六相再生混凝土硫酸根离子传输模型。通过将试验测试值与模型计算值进行对比,得出试验结果与计算结果总体吻合度良好,理论计算结果与实验所测离子传输深度的变化规律是一致的,建立的基于残余砂浆附着特征的再生混凝土硫酸盐传输模型具有一定的合理性。
关键词
道路工程
再生混凝土
残余砂浆
覆盖率
硫酸根离子
模型
Keywords
highway engineering
recycled concrete
attached mortar
coverage rate
sulfate ion
model
分类号
U414 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系性能研究
被引量：
3
4
作者
李永清
倪勇军
李芳芳
郭伟龙
曹轩豪
关博文
机构
青海省交控建设工程集团有限公司
青海省
果洛公路
工程
建设
有限公司
长安大学材料科学与
工程
学院
出处
《硅酸盐通报》
CAS
北大核心
2024年第1期236-245,共10页
基金
青海省重点研发与转化计划(2023-SF-123)。
文摘
为了探究尾泥微粉在水泥基材料中应用的可行性,提高提锂尾渣资源利用率,利用提锂过程中产生的尾泥微粉与粉煤灰复掺后部分替代水泥,对尾泥微粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系的性能进行研究。结果表明:复掺适量提锂尾泥微粉与粉煤灰对复合胶凝体系流动性能有一定改善作用;复掺提锂尾泥微粉与适量粉煤灰部分替代水泥使得复合胶凝体系早期抗压强度略有降低,后期强度有明显增长。复掺5%(质量分数)提锂尾泥微粉与10%(质量分数)粉煤灰试验组的90 d抗压强度达到55.15 MPa,相比对照组提高了9.75%;复掺提锂尾泥微粉与粉煤灰在水化后期能够有效发挥复合活性效应与填充效应,促进水化产物生成并使其填充到大孔中,增加水泥浆体中毛细微孔(<10 nm)的比例,从而细化水泥浆体孔隙结构,提高体系致密度,宏观上表现为抗压强度增大。
关键词
尾泥微粉
粉煤灰
流动度
抗压强度
孔结构
水化进程
Keywords
tailings powder
fly ash
fluidity
compressive strength
pore structure
hydration process
分类号
TQ172 [化学工程—水泥工业]
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职称材料
题名
冻结过程中土体导热系数预测模型
被引量：
1
5
作者
段文魁
王来发
晁华俊
明锋
机构
青海省交控建设工程集团有限公司
青海
交
控
实业发展
有限公司
中国科学院西北生态环境资源研究院冻土
工程
国家重点实验室
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2024年第5期47-52,共6页
基金
青海省重点研发与转化计划(2023-SF-125)
甘肃省科技计划项目(23JRRA615)。
文摘
鉴于冻结条件下测量导热系数存在困难,为明确温度对导热系数的影响规律,提出了具有三参数(λ0,a和b)的双曲模型来描述土体导热系数与负温的关系。然后,采用实测导热系数和3种常用模型对新模型的性能进行了评价,并对模型参数进行了敏感性分析。结果表明,双曲线模型能较准确地预测冻结过程中土体导热系数变化规律。在4个模型中,新模型具有最小的均方根误差和相对误差。模型参数与细粒含量密切相关,且随初始体积含水率增大而减小。新模型能够准确描述负温下的土体导热系数变化规律,可为寒区传热传质耦合计算提供基础。
关键词
冻土工程
冻结过程
导热系数
预测模型
Keywords
frozen soil engineering
freezing process
coefficient of thermal conductivity
prediction model
分类号
TV49 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
基于脑电的隧道施工人员危险预测能力分类模型
被引量：
1
6
作者
陈胜利
冯洋
杨艳群
机构
青海省交控建设工程集团有限公司
福州大学土木
工程
学院
福州大学
交
通心理与行为国际联合实验室
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4442-4448,共7页
文摘
在隧道施工中,许多灾害威胁着工地现场施工人员的生命安全,一旦灾害发生,很难救援。但通过人员的早期干预,可以防止许多灾害的发生,这有赖于施工人员的危险预测能力。基于虚拟现实场景,研究了隧道施工人员的脑电数据与危险预测能力之间的关系,并通过自动机器学习框架比较了16种分类模型之间在危险预测能力上的优劣情况;然后,以获得的脑电数据集为基础,建立了Logistic回归分类模型,以判别施工人员危险预测能力的3个不同阶段。结果表明,该分类模型识别效果较好,F_(1)为0.6028。在分类识别中,最关键的特征是脑电δ波和γ波的功率谱密度,这与传统的危险知觉研究不同。提出的分类模型将有助于隧道施工人员更好地了解施工中危险源的变化,减少不安全行为,实现更大的安全性。
关键词
安全人体学
事故预防
危险预测
隧道施工人员
自动机器学习
分类模型
脑电图
Keywords
safety somatology
accident prevention
hazard prediction
tunnel workers
auto machine learning
classifier model
Electroencephalogram(EEG)
分类号
X928 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
吸湿聚氨酯保温材料导热系数模型研究
被引量：
3
7
作者
王后密
刘超
明锋
机构
中
交
二公局第四
工程
有限公司
青海省交控建设工程集团有限公司
中国科学院西北生态环境资源研究院冻土
工程
国家重点实验室
出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2023年第8期157-162,176,共7页
基金
国家自然科学基金项目(41701060)
青海省科技计划项目(2023-SF-125)。
文摘
铺设保温材料是降低渠道冻胀的重要措施之一。然而,保温材料在服役过程中会产生吸湿作用,将导致其保温性能降低。为探究吸湿对保温材料导热系数的影响,基于均匀化方法和最小热阻力原理,建立了考虑含水率影响的导热系数预测模型,并讨论孔隙率和含水率对导热系数的影响,最后对模型进行验证。结果表明:增大孔隙率将引起热阻增大、导热系数降低,但水分能够发挥热桥作用从而增大导热系数。该模型预测值与实测值的误差<5%,验证了用此方法计算保温材料的导热系数是可行的。研究成果证实水分是降低保温性能的重要因素,并提出了改善聚氨酯保温材料憎水性的建议措施。
关键词
渠道
保温材料
导热系数
聚氨酯
预测模型
Keywords
canal
insulation material
thermal conductivity
polyurethane
prediction model
分类号
TU55 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
再生集料沥青混凝土界面损伤行为特征
8
作者
马银祥
黄啟波
机构
青海省交控建设工程集团有限公司
东南大学
交
通学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第14期6167-6175,共9页
基金
江苏省基础研究计划(BK20170671)。
文摘
水泥混凝土再生集料是建筑垃圾经分选、破碎、筛分工艺处理后的天然集料替代物,包含了水泥砂浆、原生集料、水泥砂浆与原生集料复合体。沥青混凝土内部界面损伤是沥青路面开裂的主要诱因,探究再生集料对沥青混凝土内部界面损伤的影响,有利于水泥混凝土再生集料在路面工程的推广。本文研究首先采用再生集料制备再生集料沥青混凝土(recycled aggregate asphalt concrete,RAAM),将RAAM中内部界面分为水泥砂浆-沥青砂浆界面(cement mortar-asphalt mastic interface,CMI)和天然集料-沥青砂浆界面(natural aggregate-asphalt mastic interface,NAI),通过电镜扫描试验和X线计算机体层成像(X-ray computed tomography,X-ray CT)试验获取了沥青混凝土内部界面的微细观特征,并采用半圆弯曲试验和有限元模型分析了RAAM的界面力学特征。试验结果表明,再生集料中的附着水泥砂浆具有多孔结构,增加再生集料用量会加剧沥青混凝土高温压缩过程中的内部界面损伤,水泥砂浆内部、水泥砂浆-沥青砂浆界面(CMI)的联结失效是内部界面损伤的主要诱因;有限元(finite element method,FEM)仿真结果表明,随着再生集料用量的增加,沥青混凝土的断裂耗散能降低,混凝土内部的界面主应力平均值增大。通过本研究分析,建议再生集料沥青混凝土使用前先对再生集料表面水泥砂浆进行物理或化学强化处理,研究结果为将来再生集料在道路工程中的应用提供参考。
关键词
沥青混合料
再生骨料
界面损伤
微观结构
Keywords
asphalt mixture
recycled aggregate
interface damage
microstructure
分类号
TU528.42 [建筑科学—建筑技术科学]
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