浙江工业大学学报

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赵志方，郑智宏，吉顺文，赵志刚，施韬

2023, 51(2): 119-126.

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基于温度—应力试验结果得到了面板混凝土的早期自收缩变形、热膨胀系数以及徐变变形。将这些参数作为面板堆石坝施工期温度场与应力场有限元仿真输入参数,研究表面保温措施对混凝土面板早期温度场与应力场的影响。仿真结果表明:表面保温措施对于混凝土面板温度场与应力场有较大影响,在合理的保温措施下,能够有效降低混凝土面板的表面与内部的温差以及混凝土面板的最大拉应力,使混凝土面板堆石坝施工期混凝土面板产生的拉应力低于抗拉强度,防止出现宏观裂缝,提高其结构安全性。

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粉煤灰和矿渣水泥浆氯离子扩散的试验研究

周欣竹，郑宇红，张宇翔，詹波，郑建军

2023, 51(2): 127-130.

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由于混凝土结构耐久性评估和设计的需要,必须通过试验和理论分析来确定水泥基材料的氯离子扩散系数。采用试验方法分析了掺合料水泥浆氯离子扩散的基本特性,在所测的水泥浆试件中,掺合料总量固定为40%,粉煤灰和矿渣的质量比分别为1∶3,2∶2,3∶1。此外,还设计了一组普通水泥浆作为对比。基于测试结果,评价了各设计变量对水泥浆氯离子扩散系数的相对贡献。研究结果表明:粉煤灰和矿渣可以大大减小水泥浆氯离子扩散系数;减小水胶比或增大养护龄期均能有效地提升抗氯离子渗透性;对于养护龄期或水胶比较大的水泥浆,粉煤灰比矿渣更有效。

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大掺量粉煤灰混凝土早龄期拉伸徐变特性研究

马成畅，徐斐熙，杨杨，姚冀恺，倪彤元，陈春心，姚水丰

2023, 51(2): 131-138.

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为探究粉煤灰掺量和加载龄期对早龄期混凝土拉伸徐变的影响规律,在应力强度比为0.4的条件下,实验研究了不同粉煤灰掺量(0%,30%,60%)和不同加载龄期(3,7,14,28d)下的拉伸徐变特性。研究结果表明:混凝土拉伸徐变随着加载龄期的推迟而递减;混凝土拉伸徐变速度在持荷初期(0~3d)随着加载龄期的推迟呈指数规律下降,在持荷中后期(3d后)加载龄期影响逐渐减小;在同一加载龄期,混凝土拉伸徐变随粉煤灰占比的提高而增大。拉伸徐变随强度增长呈指数规律递减,该规律在60%粉煤灰掺量的混凝土中更为显著。

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十字形圆钢管节点平面内受弯滞回性能试验研究

赵必大，张睿泽，吴双双，周航杰,，黄禛哲，李福龙

2023, 51(2): 139-145.

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为研究十字形圆钢管节点的面内受弯滞回性能,进行了2个支主管直径比不同的节点在平面内往复弯矩作用下的试验研究。研究结果表明:节点以主管管壁的塑性变形和裂纹扩展为主要耗能方式,加载后期的支管根部塑性变形对耗能也有一定贡献;节点破坏模式为节点域主管管壁经历较大塑性发展后撕裂,节点的变形能力和延性较好;节点的荷载—位移滞回曲线饱满,表现出良好的滞回特性。试验所得节点的抗弯承载力比规范计算值提高了17%~23%,通过对比中等节点和较大节点的支主管直径比,发现较大节点的主管管壁塑性发展更为均匀,抗弯承载力更高,耗能更大,延性更好。

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基于现场波速测试的盾构掘进施工土体扰动区域研究

李嘉，刘洋，付琪琳，代明娜，魏朋飞

2023, 51(2): 146-151.

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依托杭州12号大街提升改造工程,结合与土体扰动关系密切、且易于获取的剪切波速,对盾构穿过的地层进行现场剪切波速测试,获取了穿越前后土层剪切波速剖面图。通过对测试结果的分析,发现波速变动对土体扰动是可行的,并确定了受盾构施工扰动土体的剪切波速变化规律,同时对盾构扰动范围进行了相对明确的划分。结果表明:盾构对上方土体的扰动主要集中在盾构隧道顶部9m 范围内的区域,且距离盾构越近,受扰动程度越大;监测点处的土体受到扰动,其剪切波速表现出先降低,后短暂上升,继而持续下降的变化趋势,反映了盾构掘进过程中土体松动、挤压和沉降等扰动状态及力学特性的变化。

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异型钢混梁拱组合桥 V 墩局部受力参数化分析

王达，周勇，黄伟，潘志云，谭本坤，徐文波

2023, 51(2): 152-159.

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为研究异型钢混梁拱组合桥 V 墩局部受力参数的影响,利用大型空间有限元程序建立了异型钢混梁拱组合桥的全桥杆系模型,得出 V 墩结构关键部位在承载力极限状态下的受力;结合 ABAQUS建立了 V 墩空间有限元精细化计算模型,得到 V 墩墩身厚度、混凝土强度和倾斜角度对结构的应力及变形的影响。结果表明:墩身厚度为400cm 时,对上部结构和墩身受力、变形影响效益最佳,且对各部位应力与变形最大影响为40%~75%。混凝土强度对结构应力与变形影响较小,且最大影响值多在10%内。倾斜角度对结构应力与变形影响较大,倾斜角度为70°~80°时,此类梁拱组合桥受力、变形和跨越能力综合性能最佳,该研究对同类桥型设计施工具有借鉴意义。

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改善斜风下悬索桥施工期颤振稳定性措施研究

张新军，何智超，李博林，赵晨阳

2023, 51(2): 160-170.

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为确保斜风下大跨度悬索桥施工期的颤振稳定性,结合润扬长江大桥南汊悬索桥,采用斜风下大跨度桥梁三维精细化颤振分析程序,分析斜风下加劲梁由跨中至两侧桥塔对称架设过程颤振稳定性的变化规律,指出斜风下悬索桥颤振稳定性薄弱的施工阶段。在此基础上,提出并分析主梁由两侧桥塔至跨中对称架设和由跨中至两侧桥塔非对称架设两种方法对提高斜风下悬索桥施工期颤振稳定性的有效性,探索适宜的悬索桥主梁架设方法。研究结果表明:斜风作用会显著降低施工期悬索桥的颤振稳定性;主梁采用由跨中至桥塔方向拼装时,架设初期(拼装率小于20%)和中后期(拼装率为40%~80%)是悬索桥施工面临的两个颤振稳定性低谷期;主梁采用由两侧桥塔至跨中对称架设方法能显著提高主梁架设初期的颤振稳定性,而且整个施工期的颤振稳定性基本都能满足要求,总体平均增幅为34.2%;主梁由跨中至两侧桥塔非对称架设时,颤振临界风速并非随着偏心率增大而单调递增,呈现出先增大后降低的趋势,并在8.6%偏心率下达到峰值,在最优偏心率下施工全过程的颤振稳定性相比对称架设方法有显著提升,总体平均增幅为14.5%;从颤振稳定性角度而言,加劲梁采用由两侧桥塔至跨中对称架设方法最好,其次为跨中至两侧桥塔的非对称架设方法,传统的跨中至两侧桥塔对称架设方法最差。

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BP神经网络在大跨斜拉桥性能检测中的应用研究

王凯，陈韵，汤建林

2023, 51(2): 171-179.

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大跨斜拉桥工程的迅速发展对给该类桥梁的工作性能评估提出了更高的要求。针对大跨度斜拉桥的复杂情况,以浙江省某大跨度斜拉桥为检测对象,利用 MIDAS/CIVIL 有限元建模预测和荷载试验相结合的方法对桥梁的实际工作性能进行评测。采用 Python软件构建 BP神经网络, 利用 MIDAS/CIVIL有限元模型提供的训练样本对算法进行训练,将荷载试验实测值作为算法输入,得到桥梁模型参数和桥梁挠度应变改良值。由结果对比可知:MIDAS/CIVIL模型参数取值和真实值相差较大,误差最大可达27%。BP神经网络算法优化后的桥梁应变预测值更接近实际,优化后理论值误差可减少10%~20%。研究结果表明 BP神经网络算法在桥梁工作性能评估中具有实践意义,该研究为大跨斜拉桥工作性能评估提供了可靠的方法借鉴。

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考虑浆液黏度时变性的动水注浆模拟

朱俊，陈敬轩，张玉姚，王东武

2023, 51(2): 180-186.

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在注浆工程中会不可避免地遇到复杂的水文地质环境,地下水的冲刷作用会导致浆液流失。为深入探讨动水中浆液的扩散情况,基于开源软件 OpenFOAM 建立动水中的注浆模型,研究浆液在动水中的扩散规律,分析不同黏度时变性、不同水流速度和注浆速率对浆液扩散规律的影响。研究结果表明:在动水影响下,浆液的扩散具有明显的非对称性;在垂直水流方向的扩散距离始终大于逆水方向;水流速度的增大和注浆速率的减小会导致浆液的扩散距离减小;水泥硅酸钠浆液与高聚物改性浆液在动水中扩散情况相似,在低水流速度中高聚物改性浆液加固效果较好。

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基于输入校正与传递函数的建筑振动预测方法

叶冬明，曾华杰，胡生云，张建昆

2023, 51(2): 187-192.

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城市轨道交通的迅猛发展拉近了建筑物与地铁隧道的空间距离,导致由列车运行引起的环境振动问题日益严重,合理预测地铁振动造成的影响有助于减隔振措施的设计。通过将实测场地振动进行校正作为输入激励与实测类似建筑振动传递函数相结合,提出一种适用于地铁上盖建筑振动的预测方法。研究结果表明:上盖建筑施工后,预留建筑基础振动有所减小,减小的频率与幅度取决于上下结构阻抗的幅值关系。当上盖建筑结构阻抗比预留建筑基础的刚度和质量大时,建筑基础振动明显减小,且频率越高,减小的幅值越大。通过将预留建筑基础处振动修正与类似建筑结构振动相结合,可以预测拟建上盖建筑内由列车运行引起的振动量级。该方法与经验法相比提高了预测精度, 与数值法相比节约了建模与计算时间,研究结果对指导上盖建筑的规划与减隔振设计具有重要意义。

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Ni掺杂改善 Ag/Bi2Sn2O7 电接触材料的力学性能

郑晓华，张红生，沈涛，杨芳儿，陈琍

2023, 51(2): 193-198.

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Ag/Bi2Sn2O7 电接触材料虽然电阻率比 Ag/SnO2 材料低,但其塑性差、成型困难,因此对其力学性能的优化是实现其工业应用的重要环节。采用水热法制备 Ni元素掺杂的改性 Bi2Sn2O7 粉体,结合高能球磨和粉末冶金工艺制备了不同 Ni掺杂量的 Ag/Bi2Sn2O7 电接触材料,运用 X 射线衍射仪、扫描电镜、硬度仪、密度计和万能试验机对所制备的材料进行分析测试。测试结果表明:随着 Ni掺杂量的增加,改性 Ag/Bi2Sn2O7 电接触材料的密度和硬度呈先增大后减小趋势,并且当前驱体中 Ni2+ 与Sn4+ 的摩尔比为2∶20时,Ni掺杂 Ag/Bi2Sn2O7 电接触材料的物理性能最佳,相应的密度及硬度均最高,分别为9.94g/cm3,94.2HV;对应的成品丝材的断后延伸率为3.8%,是 Ag/SnO2 电接触材料的7.6倍,抗拉强度为200.2MPa,与 Ag/Bi2Sn2O7 电接触材料相比,提升了79.5%。

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黏性泥沙粒径对高速水流空蚀影响的试验研究

董志勇，韩岩，曾团，贾代鲁

2023, 51(2): 199-206.

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在小型循环式水洞中对黏性泥沙粒径对高速水流空蚀影响的机理开展了试验研究。在水洞的水箱内筒中人工配制了含沙量s为12kg/m3,中值粒径d50分别为0.087,0.240,0.403mm 的3 种黏性泥沙水样。为探究中值粒径对空蚀的影响,制作了不同配合比的混凝土试件,在空蚀区安装混凝土试件,使混凝土试件在不同中值粒径工况下进行4h的空蚀试验,通过混凝土试件每小时的质量损失来表征空蚀量。试验结果表明:在含沙量s为12kg/m3 工况下,水洞空蚀区各测点的压强和空化数随中值粒径的增加而升高,促进了空蚀的发生;当混凝土试件配合比、龄期不变时,混凝土试件的空蚀程度随中值粒径的增大而加深,空蚀范围扩大;当喉部流速提高时,空蚀则进一步扩大。较高强度配合比(水灰比=0.40,灰砂比=1.5)的混凝土试件在不同中值粒径时的抗空蚀能力优于较低强度配合比(水灰比=0.45,灰砂比=2.0)的混凝土试件。

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基于内梅罗灰色综合法的水库水环境评价———以铜山源水库为例

曹飞凤，董晨一，张丛林，乔海娟

2023, 51(2): 207-213.

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水环境评价既存在模糊性又存在随机性,水库水环境评价方法的全面性和精确度有待提高。基于多因子环境质量指数和灰色系统理念,建立内梅罗灰色综合法,对铜山源水库水环境开展评价,结果表明:铜山源水库水环境状况总体良好,满足水库功能要求;2017—2020年,水环境质量略有好转,改进的内梅罗指数从1.32降低到1.17;庙前和白鹤岩入库口断面常年受工业和农业污染严重,总氮质量分数TN 和总磷质量分数TP 常年超标是造成铜山源水库水质问题的主要原因。最后,提出了铜山源水库水环境污染的防治措施。

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超临界 CO2 萃取与白土精制相结合再生废润滑油

林春绵，邵婷，孟圣奥，刘雯，陈文佳

2023, 51(2): 214-222.

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建立了一套半连续式超临界 CO2 萃取装置,开展车用废润滑油再生研究,通过 Box-Behnken 响应面设计法,对各因素进行二次回归拟合,得到3组关于萃取率、通光率和酸值的多项式模型,结合模型的方差分析,优化条件后得到最优萃取条件:萃取压力为16MPa,萃取温度为45℃,萃取时间为47min。在该条件下,废润滑油再生萃取率为71.1%,通光率为92.1%,酸值(以 KOH 计,下同)为2.5mg/g。添加质量分数为25%的活性白土,在125 ℃条件下以300r/min的搅拌速率精制40min,离心过滤后得到精制润滑油。精制后润滑油的密度(20℃)为0.8355g/cm3,运动黏度 (100 ℃)为5.6mm2/s,闪点为213 ℃,酸值为0.02mg/g,机械杂质和水分质量分数均为痕迹,硫元素质量分数为0.08%,满足 GB11121—2006《汽油机油》标准。

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钱塘江底泥中短链氯化石蜡及其同系物的污染水平与空间分布

孙建强，胡哲瑞，曹贝佩，夏青，俞国钦，张安平

2023, 51(2): 223-229.

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短链氯化石蜡(SCCPs)因具有远距离迁移性、持久性、生物富集性和毒性等特性以及对环境有害,已成为广受关注的研究热点。研究分析了钱塘江底泥中SCCPs的污染水平和空间分布。在所有底泥样品中均检测到了SCCPs,质量分数为46~670ng/g,平均质量分数为212ng/g,平均氯原子质量分数为 63.3%。C11~13Cl7~8-SCCPs是主要的 SCCPs同系物,其中 C13 占比最高,达 28.6%。研究结果表明:工业活动是造成 SCCPs空间分布和区域污染水平差异的主要因素,而水流因素主要影响着同系物的分布。

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杭州市内主要河流沉积物中拟除虫菊酯的残留特征及风险

徐超，王芮炯，王丽娜，郭杭钦，楼春，孙晓慧，牛丽丽

2023, 51(2): 230-236.

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拟除虫菊酯(Syntheticpyrethroids,SPs)类杀虫剂的广泛使用已成为水生态环境安全关注的重点问题。为探明SPs在杭州主要流域沉积物中的污染特征,选择钱塘江和京杭大运河(杭州段) 作为采样流域,采用气相色谱质谱联用仪测定了8个采样点中的联苯菊酯、氯菊酯和主要降解产物3 苯氧基苯苄醇的残留特征。结果显示:京杭大运河(杭州段)沉积物中SPs的整体质量分数高于钱塘江,SPs质量分数最高点位于两流域交汇处JF,为11.01ng/g;两条流域SPs质量分数的最高点分别位于京杭大运河(杭州段)和钱塘江上游的 TQ(10.43ng/g)和 WY(6.96ng/g);3-PBAlc 检出水平较低;对鱼类和无脊椎动物的风险评估表明各采样点沉积物中的SPs尚未对采样区域构成明显的水生生态风险。

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