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基于粒子图像测速技术的纤维改性珊瑚泥面层龟裂模型试验研究
1
作者 方华强 丁选明 +5 位作者 张灵芝 李一夫 王红 辛义文 彭宇 李铮 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期368-380,共13页
为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量... 为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量耗散角度揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制。探讨了多物理场与土体水分蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用机制,为龟裂动力学行为提供了新视角。结果表明:(1)珊瑚泥面层表面颗粒移动轨迹在重力场的影响下呈现为顺时针涡流形式的收缩方向。珊瑚泥面层土颗粒在裂隙位置处具有极大值速率,而且随着裂隙的萌生、发育到扩展稳定,土颗粒速率会经历加速阶段,到达峰值后转变为衰减阶段。(2)珊瑚泥内部分碳酸盐矿物成分会发生化学硬化、结晶以及胶凝,PVA纤维与珊瑚泥颗粒之间以及珊瑚泥颗粒与颗粒之间产生胶结作用,提升了珊瑚泥强度。当纤维掺量为0.5%时珊瑚泥性能最优,珊瑚泥表面几乎无裂隙出现。(3)珊瑚泥龟裂存在张拉破坏、剪切破坏以及拉剪混合破坏3种形式。(4)从多场作用、能量耗散角度,揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制,提出了对多物理场与土体蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用的新见解。土体龟裂过程中的水分场、位移场、速度场和应力场相互作用,共同影响土体的裂隙形成和发展。这些相互作用形成了一个复杂的系统,影响着土体的稳定性和力学行为。 展开更多
关键词 珊瑚泥面层 纤维改性 粒子图像测速技术 收缩与龟裂 多物理场 抑裂机制
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专栏评述:工程结构减震与隔震
2
作者 戴靠山 吴小宾 +2 位作者 吴体 朱松晔 王斌 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-1,共1页
中国是多地震国家,近年来,四川省乃至整个西南地区破坏性的地震频繁发生。2021年9月实施的《建设工程抗震管理条例》指出,位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、应急指挥中心、应急避难场所等公... 中国是多地震国家,近年来,四川省乃至整个西南地区破坏性的地震频繁发生。2021年9月实施的《建设工程抗震管理条例》指出,位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、应急指挥中心、应急避难场所等公共建筑应当采用隔震减震技术,保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求;鼓励在除规定以外的建设工程中采用隔震减震等技术,以提高抗震性能。2022年9月,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生的6.8级地震,造成数百人的伤亡和上万间房屋受损。在此背景下,为总结报道当前工程结构减震与隔震研究领域内的创新性研究成果与工程实践经验,促进相关科研成果交流,《工程科学与技术》期刊于2022年11月开设“工程结构减震与隔震”专栏,经过征稿、自由投稿、专家审稿等环节,于本期以专栏形式发表首批5篇学术论文,作者分别来自四川大学、同济大学、中国地震局工程力学研究所等单位。 展开更多
关键词 应急避难场所 应急指挥中心 结构减震 公共建筑 力学研究所 工程抗震 科研成果 中国地震局
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页岩油储层压裂-提采一体化研究进展与面临的挑战 被引量：11
3
作者 张衍君 王鲁瑀 +3 位作者 刘娅菲 张佳亮 周德胜 葛洪魁 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-95,共12页
页岩油储层压裂开发中,以远超地层吸收能力的注入速率向储层注入包含各类添加剂的工作液,基本完成了压裂介质一次注入、油井开发全生命周期受益的使命。其中,2个问题尤为关键:1)如何形成均匀展布的裂缝网络,增大裂缝和储层的接触面积、... 页岩油储层压裂开发中,以远超地层吸收能力的注入速率向储层注入包含各类添加剂的工作液,基本完成了压裂介质一次注入、油井开发全生命周期受益的使命。其中,2个问题尤为关键:1)如何形成均匀展布的裂缝网络,增大裂缝和储层的接触面积、提高液体流动效率?2)在形成高效传压传质缝网的基础上,存地压裂液如何提高储层中原油的可动性?压裂和提采一体化是解决上述问题的重要思路。为此,阐述了页岩油储层压裂-提采一体化的内涵,归纳了实现压裂-提采一体化的模拟和试验技术;明确了页岩油储层压裂-提采一体化的科学问题:均衡应力压裂形成均匀展布的缝网,提高均布缝网中流体流动与传输的效率,强化基质孔隙中油气的动用。同时,指出了压裂-提采一体化面临的挑战:明确裂缝非均匀扩展导致的压裂井间干扰机理并建立控制方法,形成裂缝中高压流体高效作用于基质孔隙的途径,揭示压裂液-储层-原油相互作用提高原油可动性机理。研究结果表明:形成均布的裂缝网络是控制裂缝-基质传压传质及流体流动的基础,通过强化压裂液-储层-原油之间的相互作用动用赋存于微-纳米孔隙中的原油是核心,将压裂-提采一体化应用于页岩油储层开发是实现经济最大化的有效途径。贯彻和落实压裂-提采一体化的理念,对页岩油储层的高效开发具有重要意义。 展开更多
关键词 页岩油 压裂-提采一体化 均衡应力压裂 原油可动性 流体流动
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高速列车头车流线型区域吹气控制的气动减阻研究
4
作者 王鑫然 刘堂红 +3 位作者 陈晓栋 夏玉涛 陈争卫 郭子健 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1713-1722,共10页
为了探索头车流线型区域吹气减阻控制的可行性,采用改进的延迟分离涡模拟方法对不同吹气速度下的列车周围复杂流场进行模拟,通过风洞试验验证数值模拟结果的准确性。研究结果表明:在头车流线型区域采用吹气控制能够显著改变列车周围流... 为了探索头车流线型区域吹气减阻控制的可行性,采用改进的延迟分离涡模拟方法对不同吹气速度下的列车周围复杂流场进行模拟,通过风洞试验验证数值模拟结果的准确性。研究结果表明:在头车流线型区域采用吹气控制能够显著改变列车周围流场特性;吹气口产生的气流能够避免高速来流对列车表面的直接冲击,有效地减小头车的压差阻力与摩擦阻力;吹气对中间车和尾车的气动阻力影响较小;吹气对列车周围的流场产生干扰效应,使得列车表面部分区域的湍动能增加;当吹气速度增加时,3车模型的减阻率增加,归一化净节约功率增加;当吹气速度为来流速度的0.2倍时,3车模型的减阻率为8.44%,归一化净节约功率为6.74%。 展开更多
关键词 高速列车 数值模拟 流动控制 气动减阻
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大气PM_(2.5)在线监测仪对SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+的测定评价 被引量：16
5
作者 袁超 王韬 +4 位作者 高晓梅 聂玮 雷国强 徐政 王文兴 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1808-1815,共8页
通过两套大气细颗粒物(PM2.5)水溶性离子在线监测仪与蜂巢式固气分离器膜采样系统作对比,评估了在线监测仪器对主要水溶性组分SO24-、NO3-和NH4+的测定结果.美国URG公司生产的在线连续监测分析系统(AIM URG-9000B)对NH4+和NO3-的监测结... 通过两套大气细颗粒物(PM2.5)水溶性离子在线监测仪与蜂巢式固气分离器膜采样系统作对比,评估了在线监测仪器对主要水溶性组分SO24-、NO3-和NH4+的测定结果.美国URG公司生产的在线连续监测分析系统(AIM URG-9000B)对NH4+和NO3-的监测结果较好,但对SO24-的测定结果存在明显高估,其原因是AIM的平板溶蚀器系统无法完全去除大气中高浓度SO2,从而对SO24-的测定结果有干扰.为解决这一问题,进行了一系列实验,结果表明采用两个溶蚀器串联并用5 mmol.L-1H2O2+5 mmol.L-1NaOH混合溶液作吸收液时,高浓度的SO2(甚至达到260μg.m-3)可以被完全吸收而对SO24-的测定结果不产生影响.由荷兰能源研究所(ECN)、Metrohm和Applikon共同研制的在线气体组分及气溶胶监测系统(MARGA,ADI2080)对NH4+和SO24-的监测结果较好,可以满足实验要求;但NO3-的测定结果偏高,其准确性需作进一步评估.新型监测仪器在不同大气环境中投入使用前需进行对比测试,以确定其准确性和精确性. 展开更多
关键词 PM25在线监测系统 AIM MARGA NH4+ NO3- SO24-
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富水红砂岩地层隧道联络通道冻结温度场分布规律及其敏感性分析 被引量：8
6
作者 闫冰 陈清扬 +2 位作者 张世雷 汪磊 何越磊 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期41-48,共8页
为了明确富水红砂岩地层中冻结温度场的影响因素,研究温度场的发展和分布规律,以兰州地铁2号线定西路站到五里铺站之间的隧道联络通道为研究背景,建立三维瞬态温度场有限元模型对冻结加固过程进行模拟,通过数值模拟和实测数据对比验证... 为了明确富水红砂岩地层中冻结温度场的影响因素,研究温度场的发展和分布规律,以兰州地铁2号线定西路站到五里铺站之间的隧道联络通道为研究背景,建立三维瞬态温度场有限元模型对冻结加固过程进行模拟,通过数值模拟和实测数据对比验证模型的准确性进而分析土体密度、导热系数、比热容的变化对温度场发展的影响。通过灰色关联分析法,得到各土体参数对温度场发展的影响程度。研究结果表明:冻结孔越密集,形成的冻结帷幕越厚,冻结壁温度越低;随着导热系数增大,形成的冻结壁温度降低,随着土体密度和比热容增大,形成的冻结壁温度升高;影响温度场温度的各参数灰色关联度排序为:比热容>密度>导热系数;当各参数分别增大30%时,温度场温度变化程度排序为:密度>导热系数>比热容。研究结果可为类似地质冻结工程的设计施工及土体改良提供参考依据。 展开更多
关键词 地铁 富水砂卵石地层 数值模拟 温度场 分布规律 敏感性分析
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双跨连续GFRP-混凝土组合板的试验研究 被引量：7
7
作者 黄辉 王文炜 戴建国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期139-144,共6页
为研究GFRP-混凝土组合板的受力性能,对3块GFRP-混凝土组合连续板进行了静载试验.3块组合板分别通过环氧树脂胶或剪力栓钉与下部型钢支座连接.试验结果表明:所有组合板的最终破坏形态均表现为加载垫块处局部冲剪破坏;中支座处和边支座... 为研究GFRP-混凝土组合板的受力性能,对3块GFRP-混凝土组合连续板进行了静载试验.3块组合板分别通过环氧树脂胶或剪力栓钉与下部型钢支座连接.试验结果表明:所有组合板的最终破坏形态均表现为加载垫块处局部冲剪破坏;中支座处和边支座处没有出现荷载重分布现象,组合板表现出良好的空间受力性能及变形协调能力.然后,基于塑性极限理论,提出了一种GFRP-混凝土组合板极限承载力计算方法.预测值与试验值的比较结果表明,所提方法可以有效地预测GFRP-混凝土组合板的极限承载力. 展开更多
关键词 GFRP-混凝土组合板 连接方式 冲剪破坏 极限承载力
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隔震结构震后复位能力研究 被引量：3
8
作者 王斌 张展宏 +2 位作者 陈鹏 朱松晔 戴靠山 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期5-13,共9页
隔震结构由于隔震层的刚度较小,结构的变形绝大多数集中在隔震层。在强震作用下,隔震装置虽然能够很好地满足大变形的需求,但是变形结束后,在某些地震作用下隔震装置很难自动复位到初始状态。隔震层明显的残余变形可能会导致主体结构正... 隔震结构由于隔震层的刚度较小,结构的变形绝大多数集中在隔震层。在强震作用下,隔震装置虽然能够很好地满足大变形的需求,但是变形结束后,在某些地震作用下隔震装置很难自动复位到初始状态。隔震层明显的残余变形可能会导致主体结构正常使用功能的中断,难以保证隔震装置在多次余震或未来地震中继续发挥作用,并且在震后难以修复到初始位置。基于此,本文对比分析当前设计规范中对隔震支座复位能力的规定;以超弹性形状记忆合金(SMA)良好的变形自恢复能力为基础,结合铅芯橡胶隔震支座(LRB),提出自复位隔震支座(SMA-LRB);通过压剪往复加载试验,对比传统LRB与SMA-LRB的力学行为;对基于不同规范限值的LRB及SMA-LRB的单自由度体系进行非线性时程分析。结果表明:SMA-LRB具有良好的自复位能力;在满足规范设计的情况下,LRB隔震体系在震后仍可能出现较大的残余变形;残余变形值与隔震层的最大变形值无直接关系,在中等地震作用下(如设防烈度地震)可能更容易出现残余变形;SMA-LRB隔震体系增强了隔震结构震后的复位能力,能有效减小震后残余变形。 展开更多
关键词 隔震结构 铅芯橡胶支座 自复位 形状记忆合金 残余变形 正常使用功能
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北京市区冬季颗粒态有机硝酸酯的污染特征与生成 被引量：1
9
作者 张君 王新锋 +10 位作者 张英南 顾蓉蓉 夏璊 李红 董书伟 薛丽坤 毋振海 张玉洁 高健 王韬 王文兴 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期252-261,共10页
有机硝酸酯是二次有机气溶胶的重要组分,对区域氮循环有重要意义。本次研究于2018年冬季在北京市区采集大气细颗粒物样品并测定5类主要有机硝酸酯的含量。结果显示,5类有机硝酸酯(包括单萜烯羟基硝酸酯、蒎烯羰基硝酸酯、柠檬烯羰基硝... 有机硝酸酯是二次有机气溶胶的重要组分,对区域氮循环有重要意义。本次研究于2018年冬季在北京市区采集大气细颗粒物样品并测定5类主要有机硝酸酯的含量。结果显示,5类有机硝酸酯(包括单萜烯羟基硝酸酯、蒎烯羰基硝酸酯、柠檬烯羰基硝酸酯、油酸羰基硝酸酯和油酸羟基硝酸酯)的总浓度范围为127~528 ng/m^3,对二次有机气溶胶的平均贡献为5.6%,昼夜浓度基本相当。其中,单萜烯羟基硝酸酯的含量最高,平均占比高达41%。灰霾期间有机硝酸酯浓度明显升高,相关性分析表明,燃煤和机动车排放的NOx对有机硝酸酯浓度有显著促进作用。利用基于观测的盒子模型模拟了单萜烯羟基硝酸酯的生成速率,发现OH自由基和NO3自由基氧化分别是白天和夜间单萜烯羟基硝酸酯的主要生成途径,但模拟值普遍低于计算值,推测模型中的生成机制可能有一定缺失。结果表明,人为活动会影响有机硝酸酯的二次生成,削减NOx和臭氧有利于降低有机硝酸酯的大气浓度。 展开更多
关键词 颗粒态有机硝酸酯 人为活动 污染特征 生成速率 北京市区
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