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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式节点抗震性能研究

    邓夕胜王衍向映名唐煜...
    6836-6844页
    查看更多>>摘要：为克服隔板贯通式节点易发生脆性断裂而导致结构破坏的不足,结合"加强"和"削弱"的措施,使塑性铰外移,提出了加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式梁柱新型节点,并利用有限元软件ABAQUS探究了该新型节点在低周往复荷载作用下的破坏模式、应力分布情况.研究波纹数量、波纹厚度、加强板厚度、加强板长度这4种参数对该新型节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力的影响规律.结果表明:新型节点有较好的承载力,应力主要集中在梁翼缘上波纹腹板削弱处,破坏发生在远离削弱处一侧,且腹板未发生屈曲变形.随着波纹厚度、加强板长度的增大,新型节点的承载力增加,耗能能力下降;随着波纹数量的增多,新型节点承载力和耗能能力增加;随着加强板厚度的增大,承载力增加,耗能能力先减小后增大.

    波纹腹板加强型翼缘隔板贯通式节点抗震性能塑性铰

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    基于约束随机场的基坑开挖变形概率评估方法

    刘天瑞陈珂谢平陈健...
    6845-6853页
    查看更多>>摘要：为综合考虑岩土参数的空间变异性以及前期地质勘查所获取钻孔数据的确定性,提升基坑开挖变形风险评估的准确性,提出基于约束随机场的基坑开挖变形概率评估方法.所提方法利用克里金(Kriging)理论和随机场理论,生成考虑地勘钻孔数据的约束随机场,并结合数值分析和蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法建立基坑开挖的概率评估模型,分析参数空间变异性对基坑开挖引起的环境效应和围护结构变形的影响规律.与传统确定性分析和基于传统随机场的概率分析进行对比,结果表明:基于约束随机场的概率分析方法能够很好地避免传统确定性分析低估风险以及传统随机场方法高估风险的问题,从而更合理地评估工程风险.研究成果可以为进一步制定基坑开挖风险的应对措施提供有益参考.

    基坑开挖约束随机场概率分析空间变异性地表沉降地连墙侧移

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    基于响应面法的复合改良膨胀土无侧限抗压强度研究

    王欢杜贺威王建棋张斐扬...
    6854-6861页
    查看更多>>摘要：为提高膨胀土的无侧限抗压强度,降低工程危害.在木质素改良膨胀土的研究基础上,通过单因素试验研究纤维长度、纤维掺量及木质素掺量对膨胀土抗压强度的影响规律,基于单因素试验结果,通过BBD(BOX-Behnken design)响应面设计法进行响应面试验,建立二次回归模型,研究了双因素交互作用对膨胀土无侧限抗压强度的影响.结果表明:单因素作用时,膨胀土无侧限抗压强度在各因素作用下均呈现先增大后减小的趋势;双因素交互作用时,木质素掺量和聚丙烯掺量二者交互作用显著性最好.由BBD响应面法得到的最优组合为:聚丙烯纤维长度为9 mm、纤维掺量为0.3％、木质素掺量为3％,该变量下平行试验组的平均抗压强度为552.48 kPa,相比于素膨胀的抗压强度提升了 76.97％,可见此方案下对素膨胀土的无侧限抗压强度提升效果最好.研究成果为新乡地区弱膨胀土的改良提供了借鉴,为复合改良土的试验设计提供了新思路.

    膨胀土木质素聚丙烯纤维响应面法无侧限抗压强度交互作用

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    大体积混凝土筏板基础温度场的精确控制

    张烈霞
    6862-6869页
    查看更多>>摘要：在深基坑开挖后的饱和土地层上浇筑混凝土筏板,浇筑与养护的过程中,由于水化热导致的温度剧烈升高,导致产生温缩裂缝隐患的工程问题的风险是无法避免的.着重研究某工程在施工前所处临近地铁施工导致土体含水率大幅度浮动情况下温度场的变化环境,并进行温度场控制方案的模拟,在确保工程安全的前提下对方案再度进行优化.通过理论计算与有限元模拟分析,同时考虑到混凝土浇筑筏板都有其唯一性,针对本工程的大体积筏板进行特有的混凝土水化热温控措施设计,能够在保障筏板强度的同时抑制因内外温差过大导致的混凝土裂缝.对热能传导原理及混凝土破坏原因进行分析,通过有限元模拟分析大体积混凝土筏板基础温度场,提出针对深基坑开挖后在饱和土上浇筑混凝土筏板水化热的有效精确话冷却方法与成本控制措施,在有效降温同时节能减碳.研究成果为相似的混凝土筏板工程温控技术契合碳中和、碳达标方针政策提供有效参考.

    混凝土基础温缩裂缝冷却系统节能减排

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    冻融循环下混杂纤维再生混凝土抗压强度预测方法

    秦飞飞盛冬发
    6870-6881页
    查看更多>>摘要：为了研究冻融循环对混杂纤维再生混凝土受压性能的影响,进行钢纤维和聚丙烯纤维再生混凝土的冻融试验,并通过单轴压缩试验研究冻融循环次数和纤维掺量对再生混凝土抗压强度的影响规律.试验结果表明:冻融次数的增加会导致再生混凝土抗压强度和弹性模量逐渐降低,加入纤维可以改善其受压性能.基于含夹杂弹性体内部应变场积分方程,推导了多相复合材料夹杂的变形协调张量,得到预测混杂纤维再生混凝土弹性性能的修正Mori-Tanaka方法,建立了耦合冻融损伤和受力损伤的总损伤表达式,进而提出冻融循环作用下混杂纤维再生混凝土抗压强度预测方法.采用所提出的抗压强度预测方法对冻融循环作用下的纤维再生混凝土受压性能进行了预测,并将预测结果与本文试验值进行对比,结果表明预测结果和试验值吻合较好,拟合优度达到98％以上.因此,所提出的抗压强度预测方法可为混杂纤维再生混凝土在冻融循环条件下的工程应用提供一定的理论依据.

    冻融循环混杂纤维再生混凝土修正Mori-Tanaka方法抗压强度工程应用

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    考虑应力路径的深埋高地温隧洞黏弹-塑性围岩解析解

    王家辉姜海波喻天龙
    6882-6890页
    查看更多>>摘要：高地温深埋水工隧洞黏弹-塑性岩体中,由于高温环境的影响和隧洞降温等,致使围岩产生一定的温度应力.因此研究高地温隧洞围岩解析解时必须研究温度应力对围岩塑性区以及应力应变的影响.基于广义Kelvin模型与Bingham模型组成的高地温深埋水工隧洞黏弹塑性围岩力学模型,并在考虑应力路径对围岩与支护的影响下,结合高地温环境中温度应力对围岩与衬砌的影响,进而推导高地温环境热力耦合作用下围岩应力、应变、洞壁位移以及围岩塑性区半径的解析解.基于新疆某高地温水工隧洞工程进行分析与计算,对温度、围岩应力应变及塑性区半径的关系展开理论计算与分析.结果表明:考虑温度应力后计算得到的围岩位移更小.当隧洞内温度变化到达一定量时,所产生的温度应力可能会对围岩与衬砌相互作用的稳定性产生影响.

    水工隧洞应力路径温度应力温度场黏弹-塑性让压支护

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    紫外老化对沥青化学组成与分子结构的影响

    席晗孔令云单琦琦刘孟祥...
    6891-6900页
    查看更多>>摘要：为研究紫外老化对沥青微观结构的影响,通过对4种沥青分别进行4组分、红外光谱和核磁共振等试验,研究紫外老化下沥青的4组分、特征峰、官能团等化学组成指标和氢谱图、碳谱图、氢原子含量、分子结构参数等分子结构指标的变化,并通过分子结构指标对化学组成指标的表征,分析分子结构变化对沥青化学组成变化的影响.结果表明:紫外老化后沥青更趋于形成沥青质分子,而沥青质的转化来源主要为芳香分,且含量越高老化后的损失率越高;同时羰基和亚砜基会随着老化的时间增加先快速增加之后趋于平缓,其中羰基指数可表征沥青老化的产生,而亚砜基指数可评价沥青抗老化的能力.紫外老化下沥青芳香环会发生缩合程度增大、环烷基取代基增加以及氢的取代、结构异化等反应;同时高紫外光子能量也会使脂肪碳发生断键,断键的脂肪碳连接到芳香环上提高了化学稳定性.由表征分析可见,沥青的化学组成主要受芳香结构、支化度和芳香环系缩合指数的影响较大.

    道路工程紫外老化基质沥青化学组成分子结构表征分析

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    掺钢渣沥青混合料体积膨胀性研究

    王溪唯胡力群成岩王培恩...
    6901-6906页
    查看更多>>摘要：钢渣作为中国存量较大的工业固体废弃物,目前对其利用率仅为30％,限制钢渣大规模资源化利用的主要原因在于钢渣所含的非稳定性物质在富水条件下易发生水化反应,造成钢渣体积膨胀.通过采用直线位移传感器(linear variable dis-placement transducer,LVDT)测试法对掺钢渣沥青混合料小梁试件膨胀率进行测定,探究钢渣掺配比例、混合料油石比以及掺入钢渣粒径对混合料膨胀率大小的影响.结果表明:混合料中钢渣掺入不超过50％,混合料实际油石比在最佳油石比基础上提高1.5％,且使用大粒径钢渣,能更有效控制混合料膨胀率.此外,钢渣中的活性物质不断进行水化反应,将导致局部膨胀和集料剥落等损害发生.

    路面材料体积膨胀性钢渣沥青混合料

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    聚脲甲醛-生物油微胶囊的研制及性能探究

    杨耸朱洪洲高俊锋谭祺琦...
    6907-6915页
    查看更多>>摘要：为研究微胶囊对沥青路面微裂纹的愈合效果,首先利用聚脲甲醛(作为微胶囊壁)和生物油(作为微胶囊心)采用原位聚合法制备微胶囊,采用扫描/透射电子显微镜和热重分析探究微胶囊的外观形貌和热稳定性;然后将微胶囊用于制备微胶囊/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)复合改性沥青,通过动态剪切流变仪和离析试验探究微胶囊的掺加对复合改性沥青路面性能的影响;最后通过延度愈合率试验验证微胶囊的愈合效果,并结合宏微观试验分析其愈合机理.结果表明:微胶囊呈现类球状,且表面较为粗糙,增大了与沥青的接触面积.微胶囊的热稳定性较好,其囊壁可承受沥青混合料生产过程中的高温环境.随着微胶囊的添加,复合改性沥青的低温塑性和耐热性均有所改善.此外,复合改性沥青的储能模量和损失模量也有所提升,即微胶囊的添加提升了 SBS改性沥青的黏弹性能,这可能是由于添加的微胶囊与SBS和基质沥青具有很好的相容性,且微胶囊均匀分散在沥青内部并嵌入SBS呈现的网状结构中,这也在离析试验和荧光显微试验中得以证实.当微胶囊的掺量为0.4％时,复合改性沥青的愈合率达到最高.

    道路工程沥青愈合率原位聚合法自愈合微胶囊黏弹性能

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    盾构克泥效浆液成分与渗透扩散研究

    陈豪张康健史勇陈勇...
    6916-6926页
    查看更多>>摘要：盾构隧道近接既有结构施工中常采用克泥效工法辅助控制地层位移.克泥效浆液的流变和渗透扩散性能对盾壳外环向间隙的填充效果具有重要影响.基于克泥效浆液X射线衍射试验(X-ray diffraction,XRD)和黏度试验,研究浆液微观成分及流变性能.基于多孔介质多相流控制方程,建立砂土中克泥效浆液扩散数值模型,分析浆液配比、地层渗透系数和注浆压力对扩散性能的影响.结合宾汉姆流体砂土渗流公式,验证数值模型的可靠性.结果表明:克泥效浆液成分主要为石英、斜长石、伊利石、正长石,且随A液水粉比增加,斜长石含量增加,伊利石含量减小.克泥效浆液的塑性黏度与屈服强度随A液水粉比的减小而增大,宾汉姆模型对浆液流变曲线的拟合优度大于0.95.克泥效浆液在环向间隙中的填充扩散阶段约为25s,而后再向地层中发生渗透扩散,渗透扩散速度远小于填充扩散.随A液水粉比、地层渗透系数、注浆压力增加,克泥效在地层渗透距离均会增加.

    克泥效宾汉姆流体X射线衍射(XRD)试验渗透扩散数值模拟

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