三段式可更换耗能梁抗震性能及可更换性能分析

为了保证框架结构跨度较大时耗能梁的耗能能力和可更换性能，提出了一种中间段耗能的三段式可更换耗能钢梁。设计并制作了5根可更换耗能钢梁，通过拟静力试验，研究了耗能梁更换、耗能段与非耗能段连接方式、耗能段腹板类型及腹板钢材类型等对钢梁抗震性能的影响。研究结果表明：在地震作用下，三段式可更换耗能钢梁的耗能和损伤均明显集中在中间耗能段，而非耗能段处于弹性状态，震后通过更换中间受损耗能段即可快速恢复结构的使用功能；三段式可更换耗能钢梁的滞回曲线均较饱满，极限塑性转角约为0.1 rad,表现出良好的变形能力和耗能能力；腹板采用低屈服点钢或波纹钢时三段式可更换耗能钢梁的耗能能力更好；随着可更换钢梁塑性转角的增大，可更换耗能钢梁的荷载提高明显，超强系数均值约为1.67;更换耗能段时，相应的层间位移角为1/200～1/250,采用端板连接的三段式可更换耗能钢梁更换耗能段所需时间较短，而采用双槽钢连接的三段式可更换耗能钢梁能在更大的残余层间位移角时更换，具有较优的可更换性能。     

基于主动加热光纤法的毛细阻滞入渗模型试验研究

毛细阻滞效应是多层、不同粒径非饱和土入渗过程中的一个自然现象。为了探究多层土水分入渗的毛细阻滞过程,设计了室内模型试验,采用主动加热光纤法(AHFO法)对多层土的水分迁移进行试验,并结合频域反射法(FDR法)和直接观测法作为验证。试验结果表明:相较于FDR法和直接观测法,AHFO法对降雨入渗所产生的毛细阻滞现象具有较好的观测效果,可观测出水分运移的更多细节;运用FDR法,对AHFO传感器进行原位标定,曲线拟合精度R2均大于0.93,具有较高的体积含水率监测准确度;毛细阻滞层对降雨入渗具有明显的阻滞效应,即存储屏障上部入渗和减少水分向下部水体渗出。相关研究结论为毛细阻滞现象研究以及土壤水分场监测提供了一种新的监测方法。     

渗流监测文献的现状与趋势--基于Web of Science的文献计量分析

文献计量分析法可以定量化地分析有关渗流监测领域的研究热点和发展趋势。研究表明:(1)全球有关渗流监测的应用及研究领域从1981年以来一直处于明显的正向发展趋势;(2)渗流监测领域存在多种监测技术,观测孔/井、电阻率成像和渗压计等常规方法应用广泛,光纤传感和遥感技术虽起步晚,但是发展迅猛,逐步走向成熟;(3)大坝安全、水污染、农业灌溉以及岩土体稳定性为当前渗流监测领域的研究热点,多学科交叉性趋势越来越明显;(4)目前美国、中国、加拿大等国的科研机构在渗流监测领域做出了较多贡献,发文量和H指数均处于领先地位;(5)研究对Top10发文量期刊的发文数、H指数、被引次数等指标统计,这些期刊均来自美国、荷兰以及加拿大的出版机构。研究的相关结论为未来渗流监测研究与实践提供一定的借鉴作用。     

氮化钒/纳米硅/碳复合微球的制备及其储锂性能

硅(Si)因拥有高的比容量,资源丰富等优势有望成为下一代高性能锂离子电池负极材料,但其导电性差和循环过程中体积膨胀严重等缺陷限制了其进一步应用。采用喷雾干燥法,以玉米淀粉、纳米硅和NH₄VO₃作为原料,经碳化与氮化后获得氮化钒/纳米硅/碳复合微球(Si@VN/C)。氮化钒的引入提供了电子/离子快速传输通道,提高了纳米硅的导电率,并使纳米硅保持了良好的结构稳定性。碳层将作为纳米硅颗粒的保护层,避免纳米硅与电解液直接接触,有效缓解纳米硅充放电后的体积膨胀。Si@VN/C展现出良好的循环性能,在0.2 A·g^-1电流密度下循环130圈后容量为818 mAh·g^-1,在0.5 A·g^-1高电流密度下循环300圈后可逆容量仍保持580.5 mAh·g^-1。     

RCS梁柱节点半刚性连接弯矩-转角关系模型研究

梁柱节点作为RCS结构中的重要组成部分,其受力情况较为复杂,在地震作用下容易发生损伤。通过对RCS梁柱组合件抗震性能试验研究发现,该种梁柱节点连接并非是理想的刚性连接,而是一种半刚性连接。为了明确该种半刚性连接的受力及转动特性,系统探讨了柱面钢板厚度,钢梁高度、翼缘宽厚比、柱混凝土强度和楼板厚度等构造措施参数对该种半刚性连接在循环荷载下抗弯承载力以及初始转动刚度的影响。同时,基于参数分析和灵敏度计算结果,提出描述该种半刚性连接的弯矩-转角关系四折线模型。该模型计算结果与试验结果吻合较好,可以为基于半刚性连接的RCS组合结构设计提供参考。     

片状砂浆成型工艺研究

片状砂浆是中国建筑标准设计研究院研发出的一种新型建筑砂浆,因呈现出独特的片状产品形态,使其相比传统砂浆具有绿色低碳、品质可控、施工高效、节约成本等诸多优点,从而拥有广阔的市场前景。本文围绕片状砂浆成型过程中的关键工艺参数进行试验研究和分析,总结片状砂浆成型质量和产品性能的主要影响因素,旨在推动片状砂浆行业发展和技术创新。     

基于神经网络的改进型土壤水分光纤感测技术研究

土壤水分时空分布的精准监测对于工程地质评估、地质灾害防治具有重要意义。当土壤含水率变化梯度较大时,准分布式主动加热光纤光栅（AH-FBG）法的测量误差相对较大。为分析该工况下的误差来源及其沿深度的分布状态,设计开展了3组室内土柱试验,并在试验基础上提出了基于人工神经网络（ANN）的联合分析法,以改进AH-FBG水分感测技术的分析方法。研究结果表明：将AH-FBG法应用在含水率变化梯度较大的土体中,加热时传感器和土体中会产生纵向传热,其中传感器纵向传热占主导地位;该效应会降低含水率监测精度,且相关误差不能通过减少加热时间进行消减;室内试验和现场监测数据均显示,相较于传统的最大升温值法,联合分析法考虑了升温跃迁和拖滞效应,因此得到的含水率监测精度明显提高,证明了该方法的优越性。     

2205双相不锈钢疲劳损伤声发射研究

2205双相不锈钢以其强度高、耐腐蚀、耐高温等优点成为桥梁结构的新兴材料,但其在疲劳荷载下的损伤问题对整体结构安全性能影响很大。为了明确2205双相不锈钢材料在疲劳荷载下的损伤发展情况,本文对3组相同矩形截面试件进行了三种不同应力比的拉伸疲劳损伤试验,同时进行声发射信号采集,通过声发射经历图分析探讨了声发射振铃计数及能量与试件裂缝发展程度的关系,并且采用裕度指标对试验过程进行了评估。结果表明,随着应力比的增大,声发射特征参数的循环周次有了一定的增长,且试件损伤进程放缓;同时裕度评价指标的变化范围逐渐减小,说明该指标可以较好地表征试件的疲劳损伤发展情况。基于试验和分析结果建立声发射累计振铃计数-疲劳裂纹长度的疲劳损伤模型,通过该模型得出的计算裂纹与实际裂纹发展趋势较为吻合。故本文研究成果可为2205双相不锈钢材料疲劳损伤检测和评估提供依据。     

一种修正的煤层气藏地层压力与含水饱和度的关系模型

煤层气藏地层压力与含水饱和度的关系模型可以应用于煤层气藏开采的多个方面，包括解吸面积的计算、流动物质平衡方程的建立、有效渗透率的评价、煤层气井产量的预测、采收率的标定等，因此准确表征地层压力与含水饱和度的关系变得尤为重要。然而目前被广泛使用的煤层气藏地层压力和含水饱和度关系的计算方法（半解析法）忽略了地层压力小于临界解吸压力时，煤基质收缩效应对孔隙压缩系数的影响，导致在地层压力较低时计算的含水饱和度偏大。为了弥补半解析法的缺陷，文中考虑煤基质收缩效应对孔隙压缩系数的影响，重新修正了地层压力与含水饱和度的关系模型。经过与数值模拟、半解析法的对比可知，在地层压力小于临界解吸压力时，半解析法的模型计算结果偏大。文中修正模型的计算结果与数值模拟结果基本吻合，验证了文中方法的准确性。从这些结果可以看出，在计算含水饱和度时不能忽略煤基质收缩效应对孔隙压缩系数的影响。文中修正的模型弥补了目前半解析法存在的缺陷，并且计算过程简单、准确，具有广泛的应用价值。