长沙理工大学学报(自然科学版)
  • 2021年第18卷第3期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >路基工程
    • 废胶粉/SBS复合改性沥青混合料 CR/SHMA-13的级配研究

      2021, 18(3):1-7. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.20210918.001

      摘要 (54) HTML (0) PDF 3.18 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得适用于废胶粉/SBS复合改性沥青混合料 CR/SHMA-13的级配范围,以粗集料骨架间隙 率及骨架强度为评价指标,通过粗集料逐级填充试验,确定了主骨架间粗集料各级粒径的最佳比例。采用体 积设计法确定粗细集料占比,然后采用正交试验对 CR/SHMA-13混合料的级配进行优化,根据极差分析结 果推荐出适用于CR/SHMA-13混合料的级配范围。结果表明:与 AC-13,SMA-13混合料相比,CR/SHMA- 13混合料的路用性能与SMA-13混合料的相当,但比传统 AC-13混合料的要好。

    • 振动搅拌水泥稳定碎石的强度及其形成机理

      2021, 18(3):8-14. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.001

      摘要 (237) HTML (0) PDF 3.77 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示振动搅拌技术对水泥稳定碎石强度的影响及作用机理,进行了基于传统搅拌和振动搅拌技 术的水泥稳定碎石无侧限抗压强度和间接拉伸强度试验,并开展了扫描电镜下的细观作用机理分析。结果 表明:振动搅拌技术可提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度和间接抗拉强度,降低变异系数,提高均匀性,缩 短强度稳定时间,对低水泥剂量下强度的改善效果更明显;在龄期为7,28d时,振动搅拌水泥稳定碎石的水 化物明显较多,且分布更均匀,在混合料内部形成了大量韧性较好的网状结构,有利于提高强度;在龄期为 90d时,钙矾石晶体成柱状并嵌入集料内部,使结构更致密,强度更高。

    • >土木与水利工程
    • 基于虚拟仪器的桩基动力学模型参数识别系统

      2021, 18(3):15-23. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.002

      摘要 (48) HTML (0) PDF 4.05 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了快捷、准确地获取桩基横向动力学模型的参数,通过建立桩基激振理论模型,并求解得到桩基 测点加速度响应的理论结果;利用激振方法,用加速度传感器获取桩基测点加速度响应的试验结果;通过计 算桩基测点加速度响应理论结果和试验结果的动态时间弯曲(dynamic time warping,DTW)距离的均方根, 将问题转换为目标函数的寻优问题;利用遗传算法进行桩基模型参数的寻优;为解决参数识别过程中复杂数据的运算问题,实现工程实用化,通过 COM 组件实现 MATLAB与 LabVIEW 混合编程,开发出一套桩基模 型参数智能识别系统软件。最后,通过算例说明本研究方法是有效的,且具有工程实践意义。

    • 波浪作用下空心块体堤身结构稳定性和消浪特性试验研究

      2021, 18(3):24-31. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.003

      摘要 (61) HTML (0) PDF 3.47 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究波浪作用对空心块体稳定性与消浪效果的影响,依托长江口南槽航道治理一期工程,开展 了系列水槽试验,分析了不同波浪要素(波高、周期)、水深和结构组合方式对空心块体堤身结构的稳定性、波 浪力及结构前后波高的影响。结果表明:在淹没状态下,空心块体主要受动水压力的作用,且试验水深越浅, 空心块体所受到的最大波浪力越大,消浪效果越好。结构组合方式对空心块体的稳定性和消浪效果的影响不明显。不同位置的空心块体所受到的波浪力的大小不同,迎浪侧方块所受到的波浪力最大,背浪侧方块次之,中部方块最小。但空心块体总体受力较小,这有利于堤身结构的局部稳定。

    • 加固后现浇钢筋混凝土楼板静载试验分析

      2021, 18(3):32-37. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.004

      摘要 (152) HTML (0) PDF 2.72 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高加固后现浇钢筋混凝土楼板结构安全性评估的准确性,通过 ANSYS软件模拟得到楼板 挠度、应变值及开裂状况,并与静载试验结果进行比对。分析了某住宅楼现浇钢筋混凝土楼板加固后的变 形、开裂及承载能力情况。结果表明:静载试验所得楼板裂缝的发展情况与 ANSYS软件模拟结果基本一 致,楼板挠度、应变的理论计算值与实测值基本吻合;当处于弹性阶段时,楼板在自重荷载作用下的挠度可由 荷载和挠度数据经拟合方程计算得出。本案例可为今后的相关试验分析提供一定的参考。

    • >管理科学与工程
    • 基于SEM和模糊综合评价法的装配式建筑施工安全风险评价

      2021, 18(3):38-44. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.005

      摘要 (109) HTML (0) PDF 3.17 M (211) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更精确地评价装配式建筑施工安全风险,考虑到装配式建筑的施工特点,以人员、材料及设备、技术、管理和环境5个方面为视角,构建装配式建筑施工安全风险评价指标体系。采用结构方程模型(structural equation model,SEM)确定各变量的路径系数,计算指标权重,并结合模糊综合评价法确定装配式建筑 的施工安全风险等级。实证研究结果表明:所研究项目的施工安全风险等级较高,评价结果与项目实际情况 相符。所建模型能较好地确定评价指标权重,量化指标间的相互影响,使评价结果更加精确合理,为装配式 建筑施工安全风险评价提供了新的有效方法。

    • 基于CBDT和KNN的地铁施工坍塌事故 应急措施生成研究

      2021, 18(3):45-54. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.006

      摘要 (68) HTML (0) PDF 5.03 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了使历史事故经验在地铁施工坍塌事故的应急决策中起到高效、准确的辅助作用,提出一种基于 案例决策理论(case-baseddecisiontheory,CBDT)和改进的 K 近邻(K-nearestneighbor,KNN)算法的地铁施 工坍塌事故应急措施生成方法。在 CBDT 视角下,基于中文分词技术筛选出事故描述单元因素,并将这些 因素用于结构化的事故信息记录中,构建历史事故案例库。基于改进的 KNN 算法,设计了权重、结构相似 度、局部相似度、可替代度和全局相似度计算5个步骤组成的事故相似度计算算法,检索相似历史事故,从而 输出应急措施建议。最后,通过案例分析验证了本研究方法的可行性和有效性。

    • 基于结构方程模型的装配式混凝土建筑增量成本控制研究

      2021, 18(3):55-61. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.007

      摘要 (165) HTML (0) PDF 3.39 M (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:装配式建筑增量成本是制约装配式建筑发展的关键因素。为有效实现装配式建筑的推广,以装配 式混凝土建筑增量成本为研究对象,从混凝土预制(precastconcrete,PC)构件的设计、生产、运输和安装4个 方面出发,通过文献研究法筛选出影响装配式混凝土建筑增量成本的14个因素;发放调查问卷,用收集到的 有效数据构建结构方程模型(structuralequationmodel,SEM),并对装配式混凝土建筑增量成本的影响因素 进行评价分析;针对关键影响因素提出控制增量成本的措施。研究结果表明:装配式混凝土建筑增量成本受 信息化技术、PC构件生产规模、PC构件装载方案、施工工艺水平的影响较为显著。

    • 车联网环境下考虑侧向间距的跟驰模型

      2021, 18(3):62-68. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.008

      摘要 (81) HTML (0) PDF 3.35 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得适用于废胶粉/SBS复合改性沥青混合料 CR/SHMA-13的级配范围,以粗集料骨架间隙 率及骨架强度为评价指标,通过粗集料逐级填充试验,确定了主骨架间粗集料各级粒径的最佳比例。采用体 积设计法确定粗细集料占比,然后采用正交试验对 CR/SHMA-13混合料的级配进行优化,根据极差分析结 果推荐出适用于CR/SHMA-13混合料的级配范围。结果表明:与 AC-13,SMA-13混合料相比,CR/SHMA- 13混合料的路用性能与SMA-13混合料的相当,但比传统 AC-13混合料的要好。

    • 考虑换乘时间需求的响应型接驳公交系统的协调优化

      2021, 18(3):69-78. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.009

      摘要 (119) HTML (0) PDF 4.11 M (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:乘客换乘时间需求是响应型接驳公交提供换乘服务时应考虑的一个重要因素。为此,提出一种考 虑换乘时间需求的响应型接驳公交运行路径与调度协调优化方法。首先,将乘客按是否有特定换乘班次需 求进行分类;然后,以同时接送模式下响应型接驳公交为研究对象,以乘客与运营商的效用加权之和最大为 目标,以乘客换乘时间需求、乘客预约时间窗、车辆容量、车辆单程最大行程时间等为约束,构建发车间隔和 运行路径一体化的协调优化模型,并基于遗传算法设计求解算法;最后,以长沙市地铁一号线尚双塘站周边 区域为例进行实例分析。结果表明:与单接单送模式相比,同时接送模式系统的总效用提升了17.1%,同时 接送模式的优越性显著;乘客换乘时间需求导致系统的总效用降低了9.42%,但考虑换乘时间需求提升了 乘客的换乘效率,降低的系统总效用是可接受的;中小型车比较适合响应型接驳公交系统。

    • >电气、机械与动力工程
    • 压气储能遂昌地下储气库结构应力变形特性数值研究

      2021, 18(3):79-86. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.010

      摘要 (77) HTML (0) PDF 4.40 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解压气储能地下储气库结构应力变形特性,以浙江遂昌拟建压气储能电站地下储气库为研究 对象,采用热力耦合理论对运行条件下储气库的密封层、衬砌、围岩的应力变形特性及其变化过程进行了研 究。研究表明:在循环充放气条件下,因储气库内压缩空气与密封层之间的热交换致使密封层温度出现较大 幅度上升,而混凝土衬砌和围岩温度上升幅度较小。在距洞壁较近处,各结构层在高压作用下产生了较大的 应力和位移,但随着与洞壁表面距离的增加,应力和位移逐渐减小。各结构层应力和变形均在允许范围内, 储气库围岩稳定性良好。在循环压力的作用下,各结构层温度、位移及应力均呈现周期性的变化特征,且距 洞壁越近,其变化幅度越大,而远离洞壁的围岩的温度及力学响应明显滞后。

    • SiCp/Al复合材料超疏水功能表面的性能及制备

      2021, 18(3):87-96. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.011

      摘要 (37) HTML (0) PDF 5.51 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高SiCp/Al复合材料的服役性能,本研究采用紫外激光刻蚀与盐酸溶液腐蚀相结合的方法,在 SiCp/Al复合材料试样表面构建二级微结构,经低表面能处理后制备出超疏水功能表面。采用超景深三维 显微系统、扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,SEM)、能量色散 X 射线能谱仪(energydispersive spectrometer,EDS)、接触角仪等设备,以及电化学试验、温度循环试验、摩擦试验等方法,研究了所制备的 SiCp/Al复合材料超疏水功能表面的微观形貌、组成成分、疏水性、耐腐蚀性、温度稳定性以及耐磨性。试验 结果表明:所制备的试样具备良好的超疏水性能,10μm 粒径试样表面的接触角达到了163.8°,且滚动角小 于1°。与未处理试样相比,所制备试样的表面具有良好的耐腐蚀性、防污性和温度稳定性,以及一定的耐磨 性能。同时,SiC颗粒的粒径越大,激光刻蚀难度越大,所制备试样表面的耐腐蚀性能越好。SiC颗粒粒径对 所制备试样表面的防污性、温度稳定性和耐磨性能的影响较小。

    • 考虑自重影响和屈曲约束的结构拓扑优化方法

      2021, 18(3):97-104. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.012

      摘要 (157) HTML (0) PDF 3.34 M (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:为综合解决考虑自重影响和屈曲约束的结构拓扑优化问题,提出一种新的拓扑优化设计方法。首 先,针对优化过程中低密度区域的伪屈曲模态问题和自重引起的寄生效应问题,同时为了减少计算量,提出 了改进的材料惩罚模型,并引入伪屈曲模态的识别和删除措施。其次,为克服常规应力单元的应力刚化问 题,采用混合应力单元对结构应力进行了精确评估。基于密度过滤及 Heaviside三场映射方案,建立了目标 函数为考虑自重影响的结构柔顺度最小、满足屈曲和体积主动约束的拓扑优化模型。利用伴随变量法对屈 曲约束的灵敏度进行了推导,并采用移动渐近线 (methodofmovingasymptotes,MMA)算法对模型进行了 优化求解。最后,通过算例说明了本研究方法的正确性和可行性。

    • 风机叶片根部连接螺栓的弯曲疲劳试验研究

      2021, 18(3):105-110. DOI: 10.19951/j.cnki.cslgdxxbzkb.2021.03.013

      摘要 (94) HTML (0) PDF 387.22 K (145) 评论 (0) 收藏

      摘要:在叶轮旋转过程中,位于风机叶片根部用于紧固的连接螺栓因受到周期性的弯曲应力而容易疲劳。弯曲疲劳是造成螺栓松弛、损伤甚至断裂的重要原因。本研究以某风电厂2 MW 风机高强连接螺栓为研究 对象,利用 PQ1-6弯曲疲劳试验机开展螺栓试样的旋转弯曲试验研究;通过宏观分析、化学成分分析、显微 组织检测及扫描电子显微镜断口微观分析等方法,探究试验过程中螺栓材料的组织演变规律,研究螺栓失效 的微观机理及其疲劳损伤的发展过程。结果表明:在250N 的负荷下螺栓的旋转弯曲疲劳寿命为76200周 次;由旋转弯曲疲劳载荷引起的螺栓试样组织演变和疲劳损伤累积呈全域性分布特点,并在螺栓试样材料的 不同部位形成了疲劳影响带,且其距离断口越近材料组织的疲劳损伤程度越大;疲劳损伤带由表及里向试样 内部扩展;断口处疲劳裂纹从试样表面开始萌生,断裂机理为韧性断裂;螺栓材料中的夹杂物加剧了弯曲疲 劳裂纹的集中和扩展,进一步缩短了螺栓的疲劳寿命。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行