纳米Al_(2)O_(3)和钢纤维复合增强煤矸石-矿渣基地聚合物灌浆材料的性能研究

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作者 杨正辉 朱涛 +2 位作者 张东生 杨秋宁 毛明杰 《材料导报》 北大核心 2025年第15期132-142,共11页

煤矸石是煤矿开采过程中产生的工业固废,将其作为胶凝材料用于制备地聚合物灌浆材料,是充分利用煤矸石,实现绿色低碳发展的有效途径。本工作将球磨后的煤矸石粉和矿渣作为胶凝材料,并利用不同体积掺量的钢纤维(SF)(0%、0.5%、1.0%、1.5%... 煤矸石是煤矿开采过程中产生的工业固废,将其作为胶凝材料用于制备地聚合物灌浆材料,是充分利用煤矸石,实现绿色低碳发展的有效途径。本工作将球磨后的煤矸石粉和矿渣作为胶凝材料,并利用不同体积掺量的钢纤维(SF)(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)和纳米Al_(2)O_(3)(1.0%、2.0%、3.0%)对其改性,通过宏观力学与微观测试相结合的方法,研究了钢纤维单独作用和钢纤维在最优掺量下复合纳米Al_(2)O_(3)时地聚合物灌浆材料的力学性能、流变性能及微观分析。结果表明,单掺SF时最优掺量为1.5%,SF和纳米Al_(2)O_(3)复掺,掺量分别为1.5%、2.0%时,砂浆性能最优。28 d时,复掺试样抗压强度、抗折强度、断裂能分别增加了23.08%、34.55%、12.10%。塑性黏度和屈服应力均随着SF和纳米Al_(2)O_(3)掺量增加而增加。微观结构分析表明,相较于基准组,复掺后地聚合物产生了更多的C-(A)-S-H凝胶,孔隙率降低,基体变得更加致密。 展开更多

关键词 煤矸石粉 钢纤维 纳米Al_(2)O_(3) 断裂性能 流变性能

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线性时变动力系统参数识别方法与试验分析 被引量：2

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作者 陈隽 赵冠宇 陈鑫 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期831-838,913-914,共8页

根据时变频率的定义由时变动力系统的响应计算瞬时频率,由自由衰减响应或希尔伯特阻尼谱识别瞬时阻尼特性。采用2层框架结构数值模型验证了识别方法的可行性,进而应用于12层短肢剪力墙结构振动台实验及识别模型结构在试验过程中动力性... 根据时变频率的定义由时变动力系统的响应计算瞬时频率,由自由衰减响应或希尔伯特阻尼谱识别瞬时阻尼特性。采用2层框架结构数值模型验证了识别方法的可行性,进而应用于12层短肢剪力墙结构振动台实验及识别模型结构在试验过程中动力性能的时变特性。将识别所得瞬时阻尼比代入有限元模型中计算结构响应,并与常值阻尼比及实测结果进行了对比。结果表明,采用时变阻尼比的计算结果更接近实测响应,文中方法可以反映结构的时变动力特性。 展开更多

关键词 线性时变动力系统 瞬时频率 瞬时阻尼特性 希尔伯特变换

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钢渣-矿粉基地聚合物的流变性能及其参数预测

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作者 俞莉 张树祥 +2 位作者 朱涛 杨秋宁 张东生 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第5期465-476,共12页

为探究钢渣在不同细度下对钢渣-矿粉基地聚合物(SSG)流变性能的影响,通过流动度、流变仪、水膜层厚度(δ_(WFT))试验研究含不同细度钢渣SSG流变性的变化规律,并基于流动度和δ_(WFT)与流变参数的相关性,利用BP神经网络建立流变参数预测... 为探究钢渣在不同细度下对钢渣-矿粉基地聚合物(SSG)流变性能的影响,通过流动度、流变仪、水膜层厚度(δ_(WFT))试验研究含不同细度钢渣SSG流变性的变化规律,并基于流动度和δ_(WFT)与流变参数的相关性,利用BP神经网络建立流变参数预测模型.结果表明:随着钢渣细度的提高,新拌SSG砂浆的流动性得到改善,并缩短了凝结时间,降低了δ_(WFT);钢渣细度的变化并未改变SSG流体类型,流变特征符合Bingham模型,表观黏度随着剪切速率的增大逐渐降低,屈服应力、塑性黏度、触变性随着钢渣细度的增加持续降低,流变参数随着静置时间的增加不断增大且增长率也呈逐渐增大趋势;流动度与屈服应力成正相关,δ_(WFT)与屈服应力、流动度存在着较好的线性关系.建立的基于BP神经网络的SSG流变参数预测模型,其预测结果和实测结果吻合度良好. 展开更多

关键词 钢渣微粉 地聚合物砂浆 流变性 BP神经网络 经时流变

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地铁列车振动对精密仪器影响的预测研究 被引量：42

4

作者 马蒙 刘维宁 +2 位作者 丁德云 Degrande G 刘卫丰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期185-190,共6页

以北京某新建地铁线路近距离经过某科研单位为研究背景,对现况道路边和实验室内仪器实验台面的环境振动进行了测试和评估;利用了现场实测与数值模拟相结合的预测方法,该方法考虑了建筑结构、实验台在不同频段下的振动衰减或放大作用,并... 以北京某新建地铁线路近距离经过某科研单位为研究背景,对现况道路边和实验室内仪器实验台面的环境振动进行了测试和评估;利用了现场实测与数值模拟相结合的预测方法,该方法考虑了建筑结构、实验台在不同频段下的振动衰减或放大作用,并在1/3倍频程频域下与国际通用的精密仪器防振要求进行比较。采用周期性有限元-边界元耦合方法预测了列车对自由场地的动力响应。基于实测振动响应传递比曲线将楼外振动响应折算到实验台面上,以此评价地铁列车振动对精密仪器的影响。研究结果表明:(1)现况道路车流对实验台水平方向振动较大,应采取相应被动隔振措施;(2)当列车低速、匀速通过时,振动对仪器影响较小;(3)车速大于60 km/h匀速通过时,应采用较高级别的减振轨道以确保仪器正常工作。 展开更多

关键词 地铁 振动预测 数值模拟 精密仪器 振动响应传递比 现场测试

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地铁列车运行引起地表振动的预测模型及其试验验证 被引量：17

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作者 刘卫丰 刘维宁 DEGRANDE G 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期373-379,共7页

针对地铁列车运行引起的地表振动响应问题,提出了一个数值预测模型。该模型根据移动荷载作用下的动力响应解,把地铁列车运行引起的振动问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内移动轴荷载的问题上。传递函数采用三维周期性有限元... 针对地铁列车运行引起的地表振动响应问题,提出了一个数值预测模型。该模型根据移动荷载作用下的动力响应解,把地铁列车运行引起的振动问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内移动轴荷载的问题上。传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动轴荷载主要考虑为频域内轨道不平顺激励下简化的轮轨接触力。利用此模型计算了北京地铁1号线东单站至建国门站区间地铁列车运行引起的振动响应,并利用现场振动试验数据对计算结果进行了验证。结果表明,此模型具有良好的适用性,可应用于地铁列车运行引起的地表振动的预测。 展开更多

关键词 地表振动 预测模型 地铁列车 试验验证 轨道不平顺

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地下列车移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解 被引量：19

6

作者 刘卫丰 刘维宁 +1 位作者 Gupta S Degrande G 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期81-84,共4页

针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解... 针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解把地下列车运行引起的动力响应问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内的移动外荷载的问题上,传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动外荷载主要考虑为频域内轨道不平顺情况下的轮轨接触力。利用此动力响应解对北京地铁1号线东单站至建国门站区间的动力响应进行了计算,计算结果表明此方法具有良好的适用性。 展开更多

关键词 地下列车 移动荷载 动力响应解 隧道-自由场相互作用系统

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地铁振动预测的周期性有限元-边界元耦合模型 被引量：13

7

作者 刘卫丰 刘维宁 +1 位作者 Gupta S Degrande G 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期480-485,共6页

针对地铁列车运行引起的隧道结构和自由场中的振动响应问题,提出了一个在频率-波数域内的三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型,此模型中隧道结构采用有限元法计算,自由场采用边界元法模拟。此模型采用Floquet变换,利用隧道和自由场... 针对地铁列车运行引起的隧道结构和自由场中的振动响应问题,提出了一个在频率-波数域内的三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型,此模型中隧道结构采用有限元法计算,自由场采用边界元法模拟。此模型采用Floquet变换,利用隧道和自由场在隧道轴线方向上的周期性,把无限长的隧道及自由场的网格划分限制在一个基本元内,这样使动力学数值计算的效率大大提高。利用此模型计算了在隧道底板上施加固定单位谐振荷载情况下隧道-自由场相互作用系统的动力响应,结果表明此模型可应用于地铁列车运行引起的隧道和自由场中的动力响应预测。 展开更多

关键词 地铁 有限元-边界元耦合模型 周期性 隧道-自由场相互作用

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意大利高速铁路Sesia大桥的动力特性及车桥耦合振动分析 被引量：10

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作者 郭薇薇 夏禾 De Roeck Guido 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第15期-,共8页

建立了包括钢轨、轨枕、道床、梁体在内的意大利Sesia大桥空间有限元模型,对桥梁的自振特性进行了计算和实测分析。按照轮轨密贴接触假定推导了车-桥系统耦合运动方程组,以德国低干扰谱生成轨道不平顺样本作为激励源,对意大利ETR500Y高... 建立了包括钢轨、轨枕、道床、梁体在内的意大利Sesia大桥空间有限元模型,对桥梁的自振特性进行了计算和实测分析。按照轮轨密贴接触假定推导了车-桥系统耦合运动方程组,以德国低干扰谱生成轨道不平顺样本作为激励源,对意大利ETR500Y高速列车通过Sesia大桥引起的桥梁动力响应和桥上车辆的振动响应进行了计算分析,讨论了共振车速的范围并对桥上车辆的运行安全性和平稳性进行了评价。部分计算结果与实测数据进行了对比,吻合较好,从而验证了所建立的模型及分析方法的精度和有效性。结果表明:Sesia大桥结构刚度很大,当列车以288 km/h的速度通过时,挠跨比只有1/17510;当列车以340 km/h的速度通过时,桥梁的竖向位移出现了一个较为明显的峰值,说明这一速度可能引发结构共振;桥上车辆的各项动力指标响应值均很小,能较好地满足高速行车要求。 展开更多

关键词 Sesia大桥 ETR500Y列车 车桥耦合振动 共振车速 运行安全

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杆件轴力的一种识别方法 被引量：6

9

作者 李素贞 G. D. Roeck E．Reynders 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期694-699,809,共6页

针对杆系结构中的轴力杆或索缆结构中的短索,提出了一种解析方法识别边界不确定杆件的绝对轴力,重点探讨了杆件抗弯刚度的影响。基于振动测试提取杆件的固有频率、位移模态或应变模态,以此构建特征方程进而识别其绝对轴力。数值算例分... 针对杆系结构中的轴力杆或索缆结构中的短索,提出了一种解析方法识别边界不确定杆件的绝对轴力,重点探讨了杆件抗弯刚度的影响。基于振动测试提取杆件的固有频率、位移模态或应变模态,以此构建特征方程进而识别其绝对轴力。数值算例分析表明,本方法在采用不同阶次的模态参数以及不同的杆件边界条件下都可取得相对误差3%以下的高精度识别结果,且在不测量杆件两端节点的有效长度、仅已知传感器之间的相对位置时即可实施。试验证实,基于加速度测量得到的前5阶模态参数都可基本准确地识别不同加载工况下杆件的绝对轴力,除小荷载外的多数工况都取得了相对误差10%以下的良好识别效果。 展开更多

关键词 杆件 振动测试 轴力 识别 模态分析

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高架桥梯形轨枕轨道不平顺测量 被引量：1

10

作者 邓玉姝 夏禾 Guido De Roeck 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期102-106,共5页

北京地铁5号线天通苑站至天通苑北站之间铺设了一段长为171 m的梯形轨枕轨道试验段.为了得出符合城市轨道交通实际情况的轨道不平顺谱,对梯形轨枕轨道试验段进行了轨道不平顺测量,并对轨道不平顺功率谱进行了拟合,得出了拟合曲线的特征... 北京地铁5号线天通苑站至天通苑北站之间铺设了一段长为171 m的梯形轨枕轨道试验段.为了得出符合城市轨道交通实际情况的轨道不平顺谱,对梯形轨枕轨道试验段进行了轨道不平顺测量,并对轨道不平顺功率谱进行了拟合,得出了拟合曲线的特征参数.通过对测量结果进行幅值分析和功率谱分析可知,北京地铁5号线梯形轨枕轨道试验段的轨道平顺状态较好. 展开更多

关键词 轨道不平顺 地铁 高架桥梁 梯形轨枕 功率谱密度 拟合模型

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高地热对隧道喷射混凝土力学性能、孔结构和水化产物的影响综述 被引量：9

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作者 元强 彭茂庆 +2 位作者 李岳林 张苏辉 姚灏 《铁道建筑》 北大核心 2021年第8期53-58,共6页

针对复杂地质条件下高地热环境影响深埋隧道施工的问题,本文系统地总结分析了高地热环境对隧道喷射混凝土力学性能、孔结构和水化产物的影响。高地热环境加快水泥的水化反应速率,生成大量水化产物填充孔隙,提高喷射混凝土的早期强度;但... 针对复杂地质条件下高地热环境影响深埋隧道施工的问题,本文系统地总结分析了高地热环境对隧道喷射混凝土力学性能、孔结构和水化产物的影响。高地热环境加快水泥的水化反应速率,生成大量水化产物填充孔隙,提高喷射混凝土的早期强度;但过高的温度,引起水化产物热运动加剧,沉淀速率加快,使得大部分水化产物容易沉积在较大颗粒附近,导致水化产物高度集中,造成有害孔的孔隙率增加,致使喷射混凝土后期强度降低。 展开更多

关键词 工程材料 力学性能 理论分析 喷射混凝土 高地热隧道 孔结构 水化产物

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复合外加剂对3D打印砂浆流变与建造性的协同机制及孔结构研究

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作者 马亚鹏 翟文辉 +3 位作者 张东生 朱涛 杨秋宁 毛明杰 《材料导报》 2025年第17期31-38,共8页

为了使3D打印粉煤灰-矿渣-水泥基拌合物(3DFGPC)能够被连续、均匀挤出,且在挤出后逐层堆叠过程中保持形状、结构稳定,以硫铝酸盐水泥(CSA)为早强剂,同时分别复掺有机膨润土(OB)和凹凸棒土(AT)两种触变剂进行试验。本工作先研究单掺CSA,... 为了使3D打印粉煤灰-矿渣-水泥基拌合物(3DFGPC)能够被连续、均匀挤出,且在挤出后逐层堆叠过程中保持形状、结构稳定,以硫铝酸盐水泥(CSA)为早强剂,同时分别复掺有机膨润土(OB)和凹凸棒土(AT)两种触变剂进行试验。本工作先研究单掺CSA,选取工作性能、力学性能最适合3D打印挤出与成型的掺量,分别复掺OB和AT后分析其对3DFGPC工作性能、流变性能及力学性能的影响,同时利用气泡间距仪研究3DFGPC孔结构的变化规律。结果表明:单掺CSA时,最佳掺量为4%(质量分数),此时适宜打印但存在结构稳定性不足的现象。在复掺触变剂后,性能改善明显,其中4%的CSA分别与1.0%OB和0.8%AT复掺时3DFGPC的触变性为1762.2 Pa·s^(-1)、2328.5 Pa·s^(-1),较C4组分别提升了7.74%和42.4%,结合流变实验、各向异性得出AT对3DFGPC的影响更为显著。此外,由孔结构分析发现掺量为0.8%的AT加入3DFGPC后,其内部气泡数量、气泡间距系数均减小,使3DFGPC的致密程度显著提升。因此,掺量为4%的CSA与掺量为0.8%的AT复合使用对3DFGPC的改善效果最好。 展开更多

关键词 3D打印 硫铝酸盐水泥 触变剂 流变特性 气孔结构

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