乡村振兴背景下农户居住满意度及影响因素研究:以云南省典型县域农村地区为例

提升农户居住满意度和幸福感在推进乡村振兴中具有重要意义。依托2023年云南省乡村建设评价工作,选取云南省典型县域农村地区,采用问卷调查获取评价数据,基于Logistic模型分析农户居住满意度和其影响因素,剖析研究地区亟需改进的问题并提出针对性策略。结果表明:农村住房改善显著,但居住满意度水平整体不高。居住满意度受到住房特征、配套设施、生活环境、社会服务等因素的影响。年龄和家庭收入是影响农户居住满意度的显著因素,房屋的结构和设施状况及生活环境的优劣程度亦是影响农户居住满意度的重要因素。并从5个方面给出提升农户居住满意度的相应建议。

磷渣-水泥复合及碱磷渣胶凝材料力学性能实验研究

采用磷渣以20%、40%和60%的比例取代水泥制备磷渣-水泥复合胶凝体系(PSC-x)以及用浓度分别为6 mol/L、8 mol/L、10 mol/L和12 mol/L的NaOH溶液制备碱激发磷渣胶凝体系(PSA-x)。测试了两种体系的标准稠度用水(NaOH溶液)量、凝结时间、胶砂抗折强度和抗压强度,并结合XRD、TG-DSC和SEM-EDS等技术手段对其进行了物相组成及微观形貌的分析观测。研究结果发现:磷渣的掺入使PSC-x体系的标准稠度用水量降低了13.6%左右。而凝结时间却明显延长。增加NaOH溶液的浓度,PSA-x体系的标准稠度用液量也随之增加,且均高于PSC-x体系。凝结时间则较PSC-x体系明显缩短。适量掺入磷渣,能明显提高水泥胶砂试件的抗压强度;PSA-x体系的抗压强度发展良好,其强度值随激发剂浓度提高而呈下降趋势。PSC-x体系主要有Ca(OH)2、C-S-H凝胶、AFt和C4AHx等水化产物,而PSA-x体系则是Ⅰ型C-S-H凝胶,还有一定量的方沸石存在。

碳纳米管水泥基复合材料高温力学性能实验研究

研究多壁碳纳米管(MWCNTs)掺量(0wt%、0. 05wt%、0. 08wt%、0. 10wt%、0. 20wt%)对碳纳米管水泥基复合材料(CNT/CC)高温力学性能的影响。分别测试了常温时以及200℃、400℃、600℃和800℃高温后CNT/CC净浆试件的质量损失、抗折强度和抗压强度。结果表明:MWCNTs的加入能够降低水泥基体内部蒸汽压和温度梯度,有效地提高水泥基体抗高温爆裂能力。MWCNTs的掺入可在一定程度上降低水泥基材料的高温质量损失,但掺量过大时由于催化剂的热分解,质量损失会有所增加。热作用时,MWCNTs表面和端部易产生一些亲水基团和缺陷位,在一定程度上缓解了水泥基复合材料高温性能的劣化。800℃后,CNT/CC的相对残余抗折强度和相对残余抗压强度分别约为30%~35%和45%~50%。

悬索桥与稳定性悬索桥实验对比分析

本文对普通悬索桥和稳定性悬索桥在集中荷载、均布荷载和偏心荷载作用下的力学性质进行实验比较分析。首先建立一座普通悬索桥模型和与之相对应的稳定性悬索桥,进行多种工况下的静力学实验,对其进行挠度和角度的测量。随后,研究了反张索索力的增大和反张索线型的变化对稳定性悬索桥的影响。通过实验结果的比较分析,发现稳定性悬索桥的抗垂向弯曲能力和抗扭能力比之普通悬索桥有显著提高。

环境因素对氧化石墨烯水泥基复合材料导电、压敏性能的影响

制备水泥基传感器,实现水泥基体的自感应,是目前结构健康监测领域极具发展前景的研究方向之一。将氧化石墨烯(GO)掺入水泥,制备氧化石墨烯水泥基材料(GO/CCs),能改善水泥基体的力学性能及压敏性能。因此,GO/CCs受到了学者们的广泛关注。由于水泥基传感器会受环境因素影响,环境的变化会使水泥复合材料的温度及含水量发生变化,这将影响水泥基传感器的实际使用。目前,环境因素对GO/CCs性能的影响研究较少,尤其是环境因素对GO/CCs导电性能、压敏性能的影响。本工作通过超声波与聚羧酸减水剂结合的方法,制备了不同GO掺量的GO/CCs试件,研究了含水量和温度对GO/CCs导电性能的影响,测试了含水量对不同GO掺量试件压敏性能的影响。通过SEM及电化学阻抗谱(EIS)测试分析了GO/CCs的微观形貌及导电机理。结果表明,含水量及温度对GO/CCs的导电性能有较大影响,水分的提升使GO/CCs离子导电增强。温度敏感系数(TC)随GO掺量增加先增大后减小。不同含水量状态的GO/CCs提升其压敏性能的最佳掺量不同。0.1%掺量的GO能使水饱合状态的GO/CC试件内部的电接触更加稳定。本研究为进一步推进水泥基传感器在结构健康监测中的应用提供了指导。

养护方式对碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料抗压强度影响研究

本工作主要研究了不同粉煤灰掺量的碱激发矿渣/粉煤灰复合胶凝材料(AASF)分别在标准养护、烘箱养护及微波养护下强度发展规律,并通过水化产物和微结构的演化就强度发展进行机理分析。采用X射线衍射(XRD)、热重-差示扫描热分析(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对水化产物微观结构进行了系统研究。结果表明:热养护能显著提高胶凝材料的前期水化反应,促进C(N)-S(A)-H凝胶的生成。对比标准养护1 d强度,经烘箱养护和微波养护后的AASF试样强度分别提升了144%~531%、184.4%~385.5%。相较于烘箱养护,绝大多数情况下微波养护具有更大的优势。随着粉煤灰掺量提高,标养试样各龄期强度均持续降低。而20%、40%的粉煤灰掺量分别对微波养护及烘箱养护试样抗压强度发展有积极的影响。

基于纹理特征的钢渣沥青路面抗滑性能测试与评价

沥青路面的抗滑性能快速下降一直是各国学者高度关注的问题。随着表面纹理逐渐磨损,沥青路面的抗滑性能也持续减弱。为了能更科学地评估和预测路面抗滑性能的衰减,有必要定量地建立起路面纹理和抗滑性能之间的关系。本研究采用了小型加速加载设备、高精度三维扫描设备以及数字图像处理来模拟路面纹理的磨损过程。本研究基于三维纹理特征系统评价了沥青路面的抗滑性能衰减。研究结果显示,英国摆值(BPN)与本研究采用的评价指标三维纹理参数(Sq、Ssk、Vmp、Vmc和Vvc)之间存在着紧密的联系。随着加载次数的增加,BPN和三维纹理参数都呈现出相同的衰减趋势。这些三维纹理参数不仅可以作为评估沥青路面抗滑性能的指标,还能精确地描绘钢渣沥青路面的微观磨损机制。本研究建立的关系将有助于预测路面的抗滑衰减情况,为钢渣沥青路面的路用性能研究提供了有力的技术支持。

BP神经网络在混凝土性能预测中的应用

综述了BP神经网络在混凝土抗压强度及其他力学性能、耐久性、混凝土结构构件相关性能预测中的应用。综述表明,模型误差在工程可控范围内,模型泛化能力较强,利用BP神经网络对混凝土性能开展预测是可行的。

CF密实剂对硫酸盐侵蚀下普通混凝土孔隙结构影响机制的研究

近年来,混凝土在硫酸盐侵蚀环境中的耐久性问题逐渐受到重视,而优化混凝土的孔隙结构是提升其耐久性的关键途径。为了增强混凝土在硫酸盐环境下的服役性能,研究密实剂对混凝土微观孔隙结构的影响机制具有重要意义。本研究针对普通混凝土,采用两种商业密实剂(CF-S2和CF-S5)对其孔隙结构进行优化,通过X射线衍射(XRD)和X射线断层扫描(X-CT)技术分析了28 d龄期净浆的水化产物及混凝土的微观孔隙结构。结果表明,CF密实剂能够促进水泥水化,生成更多的钙矾石,并有效细化混凝土基体的孔径,减少孔径大小的差异性,增加小孔数量,抑制连通孔隙的形成。CF密实剂对混凝土微观孔隙结构的改善,显著提升了其在硫酸盐环境下的耐久性,具有重要的工程应用价值。本研究结果可为CF密实剂在混凝土中的应用提供重要的理论支撑。

纳米二氧化锆对超高性能混凝土力学性能、抗硫酸盐侵蚀和抗碳化性能的影响

超高性能混凝土(UHPC)因优异的力学性能和耐久性而成为工程领域中的研究热门材料,纳米材料的引入则进一步优化了UHPC的性能。本研究选用了六种不同掺量(0%、1%、2%、3%、4%、5%)的纳米二氧化锆(NZ)替代水泥,系统地研究了NZ对UHPC抗压强度、抗折强度以及耐久性(包括抗硫酸盐侵蚀和抗碳化性能)的影响。实验结果表明,随着NZ掺量的增加,UHPC的抗压和抗折强度都呈先提高后降低的趋势,其中3%NZ掺量的UHPC的力学性能最优异,标准养护28 d后的抗压强度和抗折强度分别比对照组高19.5%和20.8%。耐久性实验显示,掺入NZ的UHPC在硫酸盐侵蚀和碳化环境下均表现出更好的性能,3%NZ掺量的UHPC具有最佳的耐久性,在硫酸盐侵蚀90次循环后,抗压强度最高,为131.3 MPa,质量的损失率最低,为0.13%。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析机理,NZ颗粒能够减小氢氧化钙(CH)晶体的尺寸和取向,促进水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的生成,从而改善UHPC的微观结构。结果表明,确定3%为NZ在UHPC中的最佳掺量。本研究为促进NZ在UHPC中的应用提供指导。

基于改进多点支撑骨架状态模型的热再生沥青混合料配合比设计

由于就地热再生旧料(Reclaimed asphalt pavement,RAP)的异同性,目前还没有对设计热再生沥青混合料的最合适方法达成共识。因此,通常基于符合高速公路法规中马歇尔沥青混合料设计方法进行设计,这并不能保证充分地利用RAP且需要大量的时间和劳动成本。本工作通过改进多点支撑骨架状态模型提出了一种热再生沥青混合料配合比的设计方法,设计了四种不同RAP掺量下的热再生沥青混合料;然后通过高温车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和间接拉伸疲劳试验测试不同RAP掺量下的新方法设计的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和疲劳耐久性等路用性能,并与沥青玛蹄脂(Stone mastic asphalt,SMA)热再生沥青混合料进行对比。结果表明:新方法设计热再生沥青混合料的高温稳定性较SMA提升了10%左右;水稳定性增强了1%~2%;而低温抗裂性有些许的下降,但仍满足规范要求;在RAP掺量小于40%时,新方法设计的热再生沥青的疲劳寿命和SMA相当,当RAP掺量大于40%时,新方法设计的热再生沥青疲劳寿命显著降低;因此确定了新方法设计的最大粒径为16 mm的热再生沥青混合料的最佳RAP掺量为40%左右。

盐雾腐蚀对W1型弹条疲劳性能影响的试验研究

为研究WJ-7型弹条扣件系统中的W1型弹条在沿海腐蚀环境下的疲劳性能,采用人工模拟海洋大气环境对金属材料的加速腐蚀试验方法,通过15、30、45、60 d的中性盐雾腐蚀试验,探讨漆膜对弹条的保护作用,以及弹条腐蚀的发展趋势。再通过疲劳试验分析了不同周期盐雾腐蚀对弹条疲劳寿命的影响,探索了弹条扣压力、变形的变化规律,并对疲劳寿命进行可靠性分析。结果表明:在盐雾环境下,漆膜对W1型弹条有较好的保护作用,对于漆膜破损脱落的弹条:腐蚀15、30、45、60 d时的腐蚀率分别为1.64%、4.28%、5.52%、6.96%;疲劳寿命平均值分别为34 736、27 176、23 778、20 254周次;腐蚀周期越长,疲劳失效时会有越大的扣压力衰减和塑性变形。

不同硫化体系对硫化天然橡胶改性沥青性能及微观结构的影响

天然橡胶是一种生物质聚合物,作为沥青改性剂在环境可持续性上具有明显优势。然而,其对沥青物理及流变性能的提升不显著。硫化可以改善天然橡胶改性沥青(Natural rubber modified asphalt,NRMA)的性能,但硫化是一个复杂的过程,硫化体系众多,不同硫化体系对硫化天然橡胶改性沥青(Vulcanized natural rubber modified asphalt,VNRMA)的影响尚不明确,这极大地影响了进一步开发高性能VNRMA以获得更广泛的应用。基于此,本研究通过普通硫化体系(Conventional vulcanization,CV)、半有效硫化体系(Semi-efficient vulcanization,SEV)和有效硫化体系(Efficient vulcanization,EV)制备不同的VNRMA,并探究硫化体系对VNRMA性能及微观结构的影响。结果表明:在高温性能和温度敏感性方面,SEV/VNRMA的复数模量、相位角、车辙因子以及温度敏感性系数VTS表现最好;在低温性能方面,三种硫化体系制备的VNRMA均能满足规范要求,但CV/VNRMA低温性能最佳,更适合在低温环境下使用;相容性方面,SEV/VNRMA的Han曲线在低频区斜率值(1.042)最大,相容性最好;施工和易性方面,SEV/VNRMA占据优势,其通过传统等黏度法确定的拌合温度比CV/VNRMA和EV/VNRMA最大分别降低5℃和5℃,压实温度最大分别降低5℃和6℃。通过FM和FTIR对VNRMA的微观结构和化学结构进行分析,结果显示,相比于CV/VNRMA和EV/VNRMA,SEV/VNRMA更加均匀且致密的网状结构是其在相容性和高温性能方面表现优异的主要内在原因。综上,SEV对NRMA的硫化效果最佳,推荐后续研究使用。

硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料应变感知性能研究

通过开炼法制备出甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料,研究MWCNT含量对复合材料分散性能、导电性能及电阻-应变响应性能的影响。结果表明:适量的MWCNT能够均匀分散在VMQ中,形成三维隧穿导电网络,使复合材料具备较低的渗流阈值(2.51%,质量分数,下同),较大的传感范围(>200%)及高灵敏度(GF>2 546.16),在多次循环过程中具有稳定的电阻响应信号,特别是在4 000次循环中展现出优异的电阻信号稳定性,同时没有出现肩峰现象。通过隧道效应理论模型分析,解释了电阻-应变响应机理,明确复合材料具有对大变形隔震支座进行实时应变监测的潜力。

活化胶粉/纳米碳酸钙复合改性沥青性能影响及机理研究

目前日益增长的交通轴载量给沥青路面带来了更大的压力。本文选用不同活化程度的废旧胶粉(CR)和表面改性后的纳米碳酸钙(Nano⁃CaCO_(3))作为改性剂,制备活化胶粉/Nano⁃CaCO_(3)复合改性沥青样品,并通过针入度、软化点、延度的比较提出了3种最优的改性体系。在此基础上,通过动态剪切流变仪(DSR)研究改性沥青的高温性能。通过薄膜烘箱试验(TFOT)研究改性沥青的抗老化性能。通过离析试验研究改性沥青的贮存稳定性。通过荧光显微镜(FM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)观测改性沥青的微观形貌和官能团变化。结果表明,活化处理可以改善胶粉与沥青的相容性,提高改性沥青的贮存稳定性。3种最优改性体系的改性沥青具有良好的高低温性能、抗老化性能、施工和易性和贮存稳定性。对于活化胶粉和活化胶粉/Nano⁃CaCO_(3)复合改性沥青,改性过程中既发生物理反应,也发生化学反应。其中5#改性沥青为3种复合改性体系中综合性能最优的改性体系。

硅烷改性磷石膏对沥青流变性能的影响

为了减轻磷石膏(PG)的大量堆积和填埋对环境造成的污染,本工作将经偶联剂处理后的磷石膏作为填料替代部分或全部矿粉,探究改性磷石膏对沥青胶浆的流变性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了各样品的化学组成和微观形貌,然后制备沥青胶浆使用三大指标和布什旋转黏度研究其基础性能,最后通过多重应力蠕变(MSCR)试验、温度扫描和低温弯曲梁蠕变试验研究了样品的流变性能和疲劳性能。研究表明,经偶联剂改性后的磷石膏比表面积显著增大,表面粗糙多孔,更容易与沥青形成牢固的界面。在相同温度下,改性后的磷石膏沥青胶浆的高温性能进一步得到提升,在高、低应力下的弹性恢复能力优于磷石膏沥青胶浆。

低温脱硫预处理制备橡胶改性沥青的研究

为了提高碎橡胶(CR)在沥青基质中的相容性,减少橡胶屑脱硫过程中有毒气体的排放。本工作介绍了五种在不同脱硫工艺(150℃/52 min、155℃/40 min、160℃/33 min、165℃/28 min、170℃/25 min)制备的脱硫碎橡胶(DCR)和脱硫碎橡胶改性沥青(DCRMA)。分析了DCRMA和碎橡胶改性沥青(CRMA)的物理性能和贮存稳定性,使用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)测试了橡胶改性沥青在高温和低温条件下的流变性能。使用电子显微镜(SEM)、荧光显微镜(FM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析了其微观形貌、微观结构和改性机理。结果表明,DCR微观结构变得不规则且粗糙,增大了与沥青基体的接触面积。DCRMA的旋转粘度和软化点差值均显著减小,说明低温脱硫预处理有效地改善了CR与沥青基体的相容性。流变结果表明,DCRMA的高温性能相较CRMA有所减弱,但DCRMA的低温抗裂性显著提高。FM试验表明,DCR在沥青中分散均匀且部分溶胀。FTIR试验表明,脱硫过程中既发生物理反应也发生化学反应。该研究为废碎橡胶这一固体废物提供了一种相对节能减排的处理方法。

硅烷偶联剂优化多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料的电阻-应变响应性能

通过溶液共混法制备出多壁碳纳米管(MWCNT)-硅烷偶联剂(KH550)/高温硫化硅橡胶(HTV)导电纳米复合材料,研究在KH550作用下复合材料的分散情况、导电性能以及电阻-应变响应性能。结果表明,将KH550作为改性剂,改善了MWCNT在基体中的分散性,提升了复合材料的整体性能。KH550的加入有效降低了复合材料的渗流阈值(1.51%),在较低的MWCNT含量下能够实现导电网络的形成。此外,复合材料展现出优异的应变传感性能,特别是在经过10000次循环加载-卸载测试后,依然保持了良好的稳定性和重复性,表明其在长期监测过程中具备高度的可靠性。同时,复合材料在电阻-应变响应性能测试中未出现肩峰现象。通过扫描电子显微镜(SEM)图像发现KH550改性后的MWCNT在基体中均匀分布,均匀分散的微观结构是电阻响应信号稳定的关键因素之一。此外,解释了复合材料的传感机理。优异的力电响应特性和长周期稳定性使该复合材料成为一种具有潜力的智能传感材料。

砂岩对路面基层强度及水稳定性的影响研究

为了分析砂岩对路面基层强度及水稳定性的影响,研究了不同砂岩置换率下,水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度及水稳定性随养护龄期的发展规律。此外,对试件的破坏形态、无侧限抗压强度和劈裂强度之间的关系进行了分析。结果表明:水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳定性均随砂岩置换率的增加而呈现下降趋势,当砂岩置换率为100%时,7、28、60、90 d的无侧限抗压强度较未掺砂岩试样分别降低了44.1%、21.8%、20.0%、23.4%;劈裂强度分别降低了38.8%、21.9%、29.6%、29.9%,而当砂岩置换率超过50%时,试样软化系数小于0.85,表明此时水泥稳定碎石混合料抵抗水损害能力较弱。抗压试件的破坏类型和传统的水泥稳定碎石破坏类型相同,为中心抗压破坏,劈裂试件的破坏主要是由界面过渡区和粗集料的破坏造成的。另外,水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度与劈裂强度之间存在较强的线性相关关系。综合考虑砂岩对路面基层强度及水稳定性的影响,砂岩置换率不宜高于50%。

粘贴钢板加固竖向开裂T梁加固效果评价

为研究粘贴钢板对竖向开裂预应力混凝土T梁的加固效果,通过破坏性试验研究2片20 m预应力混凝土竖向开裂T梁的受力性能。分别从裂缝、位移、应变等方面对加固效果进行评价。结果表明:竖向开裂T梁的结构安全储备不足,但相比于未加固梁,通过粘贴钢板加固,开裂后的刚度提升了33.2%,屈服荷载和极限承载力分别提升了34.7%、52.9%;减少了33.7%的裂缝产生与扩展;并且在混凝土进入软化阶段前,钢板与结构的协同受力能力优异。可见,粘贴钢板加固预应力混凝土竖向开裂T梁的加固效果优异。