开口型压型钢板-ECC组合楼板受力性能试验研究及数值模拟

为研究开口型压型钢板-工程增强水泥基复合材料(ECC)组合楼板的受力性能,对开口型压型钢板-ECC组合楼板试件进行静力加载试验及数值模拟,研究了试件破坏模式、端部滑移、荷载-挠度曲线、压型钢板应变分布及承载能力;利用ABAQUS有限元程序对试件受弯承载性能进行模拟,数值模拟结果与试验结果符合较好;在此基础上,分析了ECC截面高度、ECC抗拉强度、压型钢板厚度及剪跨比对组合楼板受弯承载性能的影响。基于ECC受拉应变硬化特性,建立了考虑ECC受拉作用的开口型压型钢板-ECC组合楼板受弯承载力计算公式。结果表明:对于纵向剪切破坏的试件,压型钢板的受拉作用未得到完全发挥,加载后期试件端部发生明显滑移;在其他参数相同的情况下,端部配置栓钉及抗剪钢筋的试件发生弯曲破坏,压型钢板达到全截面屈服,其峰值承载力为纵向剪切破坏试件的2.1倍~2.31倍;ECC截面高度在几个因素中对组合楼板受弯承载力的影响最为显著;所建立的计算公式能够较好地预测该类组合楼板的受弯承载力。

基体材料对铁路沿线风积沙ECC性能影响研究

为解决沙漠戈壁地区河砂资源紧缺、运输成本高等问题,同时减轻沙漠铁路风沙灾害,开展沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料(ECC)的试验研究。通过正交试验探究了不同风积沙掺量(S/C)、粉煤灰掺量(FA/C)和水胶比对ECC性能的影响,对三点弯曲试验的试件进行了开裂形态及荷载-挠度曲线的比较,并对流动度、表观密度、力学性能以及韧性进行了极差分析,结合微观分析初步确定出合理的基体配合比;在此基础上进一步探究了不同粉煤灰掺量对ECC抗压性能、弯曲性能、拉伸性能和变形能力的影响。研究结果表明:风积沙对流动度、弯曲性能影响最显著,粉煤灰对表观密度、抗压性能影响最显著;当风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.50、水胶比为0.34时材料的综合性能最好,即流动度、抗压抗折强度分别为:151 mm、50.1 MPa和17.3 MPa;粉煤灰掺量从1.50增加到3.50时,材料极限拉应变在2%~3.5%范围内波动,掺量为2.50时极限拉应变出现最大值3.5%;当掺量为3.0时轴拉试件裂缝宽度最小为100μm,此时裂缝数量最多、间距最小。风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.5时纤维表面有明显划痕且附着水化产物,纤维在基体中能较好地发挥桥联作用;水胶比为0.36时基体密实度较低,对纤维的锚固作用会被削弱。研究为风积沙在沙漠地区铁路工程中制备高延性混凝土提供了一定的理论依据。

公路隧道喷射型ECC物理力学性能及其喷层稳定性

传统纤维增强水泥基复合材料(ECC)存在成本高、收缩大和应用场景局限等问题,且关于开挖扰动下公路隧道喷射型ECC层稳定性的研究尚不完善,此外缺乏对其工程应用后的监测评估。基于此,本文研究了公路隧道喷射型ECC的物理力学性能,分析了开挖扰动下围岩及喷射型ECC层的稳定性,并通过现场监测分析了其应用效果。结果表明:将脱硫石膏、混杂纤维、机制砂、膨胀剂和减缩剂引入ECC中,所研发的喷射型ECC物理力学性能满足公路隧道喷射混凝土的要求。基于数值模拟,当支护12 m后,喷射型ECC层的拉伸和压缩最大主应力较C25喷射混凝土(C25SC)层分别提高了36.8%、28.4%,并且其内侧拱顶的最大竖向位移较C25SC可降低3.15%,仅为1.23 mm。基于现场实测,在近似相同的围岩地质条件下,使用喷射型ECC较C25SC,能够降低10.26%的竖直沉降变形,此外其喷层表面未发现开裂、线状渗水等情况。因此,喷射型ECC在公路隧道支护领域具有广阔的应用前景。

BFRP网格增强ECC复合加固混凝土圆柱轴压性能研究

为研究玄武岩纤维网格增强工程水泥基复合材料(BFRP-ECC)加固混凝土圆柱的轴压力学性能,对BFRP(basalt fiber reinforced polymer)网格增强ECC(engineered cementitious composites)和BFRP网格增强水泥砂浆(BFRP-mortar)复合加固混凝土柱进行了轴压对比试验,分析了BFRP-ECC加固混凝土柱的破坏模式、承载力和变形能力等。采用ABAQUS有限元软件建立BFRP网格-基质复合加固混凝土柱数值模型,并通过对比模拟结果与试验结果验证了有限元建模的准确性;同时,考虑了核心混凝土柱初始损伤的影响,建立了复合材料加固损伤混凝土柱有限元分析模型,研究了BFRP-ECC加固损伤混凝土圆柱各部件的受力特点和破坏模式等。结果表明:采用BFRP网格增强水泥基质加固混凝土柱可以显著提高其承载力和变形能力,其中:ECC作为基质时效果更优;BFRP-ECC加固混凝土柱破坏具有延性特征,核心区塑性变形分布均匀;核心柱初始损伤对BFRP-ECC复合加固混凝土柱破坏模式的影响较小,且ECC以及BFRP网格仍表现出良好的协调变形能力。

钢筋PVA-ECC柱复合受扭性能试验研究及损伤分析

为研究复合受力状态下钢筋PVA-ECC构件的受扭性能,进行了9根PVA-ECC柱和1根普通混凝土(RC)柱的单调加载试验,考虑不同轴压比、扭弯比、剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距等参数,研究其破坏特征、扭矩-扭率曲线特征,并进行了损伤演变分析。结果表明,PVA-ECC试件受力过程均经历了弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;PVA-ECC试件在受扭承载能力和扭转变形方面与RC试件相比有很大提升;降低轴压比、增大扭弯比和剪跨比可有效提高试件的扭转延性,减小箍筋间距和剪跨比、增大轴压比可有效延缓试件开裂;采用PVA-ECC材料能有效抑制试件的损伤发展;剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距对复合受扭作用下试件的损伤有较大影响;纵筋配筋率越大和剪跨比、箍筋间距越小,试件复合受扭的损伤程度越小。

融合DES和ECC算法的物联网隐私数据加密方法

为避免物联网隐私数据在加密过程中产生较多重复数据,导致计算复杂度较高,降低计算效率和安全性问题,提出融合DES(Data Encryption Standard)和ECC(Ellipse Curve Ctyptography)算法的物联网隐私数据加密方法。首先,采用TF-IDF(Tem Frequency-Inverse Document Frequency)算法提取物联网隐私数据中的特征向量,输入BP(Back Propagation)神经网络中并进行训练,利用IQPSO(Improved Quantum Particle Swarm Optimization)算法优化神经网络,完成对物联网隐私数据中重复数据的去除处理;其次,分别利用DES算法和ECC算法对物联网隐私数据实施一、二次加密;最后,采取融合DES和ECC算法进行数字签名加密,实现对物联网隐私数据的完整加密。实验结果表明,该算法具有较高的计算效率、安全性以及可靠性。

基于ECC算法的安全芯片增强双向匿名认证方法

为了解决现有芯片认证方案中,双向通信协议的合法性与唯一性无法保证,导致信息无法完整传输的问题,提出了基于ECC算法的安全芯片增强双向匿名认证方法。设计芯片安全增强结构,计算用户、权威机构密钥,验证传输信息可靠性,以此保证会话密钥分配的安全性。由发送端芯片A向接收端芯片B发送证书,实现证书交换。发送端芯片A根据一定概率推断出接收端芯片B的身份,结合字符实现双向隐匿。设计双向“挑战—应答”机制,根据响应协议,保证了双向通信协议合法性与唯一性,以及信息的完整传输。由实验结果可知,所研究方法在重放攻击情况下能完整传输信息,在口令猜测攻击情况下丢失了[2,7]、[4,5]、[5,5]、[6,6]位置的信息,不能完整传输。

温升作用下ECC 修复CRTSⅡ型板式无砟轨道 宽窄接缝的损伤机理

为了探究采用超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)修复宽窄接缝时,纵连板式无砟轨道宽窄接缝在整体温升荷载下的损伤演化规律,建立含层间内聚力和ECC宽窄接缝拉压非线性本构模型的CRTSⅡ型板式无砟轨道三维数值模型,分析宽窄接缝采用ECC和C55混凝土时轨道板与宽窄接缝层间损伤、宽窄接缝损伤的差异,研究不同ECC材料参数下宽窄接缝的损伤机理,提出了合适的ECC力学性能指标。结果表明:在50℃温升荷载作用下,相比于C55混凝土,常规ECC可使宽窄接缝总刚度损伤降低51%,受拉损伤因子降低88%,垂向位移减小34%;提高ECC抗拉和抗压强度均可以有效减小受压、受拉损伤因子及接缝纵向位移,ECC抗拉强度由3 MPa提高至5 MPa时,受压、受拉损伤因子降幅分别约45%、50%,ECC抗压强度由30 MPa提高至60 MPa时,受压、受拉损伤因子降幅分别约51%、44%。建议采用ECC修复宽窄接缝损伤时,ECC抗拉强度取5 MPa,抗压强度取50~60 MPa。

基于FPGA的AES和ECC算法图像加密

随着数字图像的使用次数日益增多,保护机密图像数据免受未经授权的访问较为重要。针对数字图像在通信、存储和传输等领域存在的安全问题,文中基于对称算法模型和非对称算法模型的优点提出一种具有高安全性和高速度性的数字信封技术密码方案。该方案以AES(Advanced Encryption Standard)和ECC(Elliptic Curve Cryptography)为基础,经优化后用于对称密钥共享的ECC硬件架构来提高密钥的安全性。通过加入伪随机数、使用列移位替代列混淆运算以及三维S-box等方式对传统AES进行优化,在保持香农扩散和混淆原理的同时降低了时间复杂性。基于FPGA(Field Programmable Gate Array)实现AES算法的数字图像加密仿真以及性能测试。测试结果表明,所提密码方案具有快速性、高安全性和有效性等优点,能够有效地实现图像加密。

高应变率荷载作用下钢筋与ECC的黏结滑移关系研究

采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与ECC的动态黏结滑移性能试验,分析了ECC强度等级、应变率、钢筋直径对极限黏结强度、刚度和滑移量的影响规律,获得了高应变率下钢筋与ECC的平均黏结滑移曲线,得到其黏结滑移破坏模式。并与静态黏结滑移试验进行对比,得到了动态黏结强度增强因子。进一步,通过钢筋开槽内贴应变片法,获得不同锚固位置的黏结应力及相对滑移的分布规律,提出黏结位置函数。最后,根据试验结果得到钢筋与ECC平均黏结滑移本构,进而乘以黏结位置函数得到考虑锚固位置影响的动态黏结滑移本构,为ECC结构构件设计及有限元分析提供试验依据和理论参考。

P-ECC-RC组合柱偏心受压力学性能仿真分析

工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite, ECC)具有卓越的韧性和抗裂性能,然而其存在现场浇筑困难、造价高等问题。鉴于此,本文提出了一种带ECC壳的装配式混凝土组合柱(P-ECC-RC)。首先建立了其数值仿真分析模型,并通过既有试验验证;进而开展了参数影响分析,探究了ECC强度和纵筋配筋率对P-ECC-RC的偏压力学性能的影响。研究结果表明:对于组合柱,峰值荷载随着偏心距的增加而显著降低,但延性提升;ECC强度增加对组合柱的承载能力有正向影响,但延性会有所降低;增加纵向钢筋配筋率可有效增加组合柱的承载能力以及延性。

ECC-RC组合柱轴压性能研究

工程水泥基复合材料(Engineered Cenmentitious Composites, ECC)具有延性高、耗能能力强、裂缝控制能力优异等特点,然而,ECC材料现场施工难度大、质量难以保证、且工程应用成本较高,使得其应用推广受限。有鉴于此,本文提出了一种ECC-RC (Engineered Cenmentitious Composites-Reinforced Concrete, ECC-RC)组合柱,基于ABAQUS平台通过数值仿真分析的方法,探究了ECC强度、箍筋间距、箍筋直径对ECC-RC组合柱轴压力学性能的影响规律。结果表明,ECC强度越大,ECC-RC组合柱的峰值承载能力越好,但延性越差;减小箍筋间距,组合柱的峰值承载力、延性提高幅度较大,试件的轴压力学性能较好;增大箍筋直径时,试件的峰值承载力、延性均可得到一定程度的提高。

基于ECC的物联网三因素双向认证协议

为解决物联网中用户和服务器双方认证过程中存在的隐私泄露、非法攻击等安全问题,提出一种基于ECC的物联网三因素双向认证协议。首先,使用ECC算法和Hash函数将用户密码、生物特征和智能卡三者结合生成三因素认证码,以提高系统安全性并降低系统运算复杂度。其次,认证双方通过2次信息交互实现双向认证,并引入数字签名和时间戳来保障认证的准确性与时效性,进一步增强协议安全性。最后,在认证结束后,设计会话密钥自动更新机制以防止会话密钥泄露引起的安全问题。在Ubuntu22.04虚拟机环境中对协议的操作时间进行测试,实验结果及分析表明,该协议对各种已知攻击具有鲁棒性,与其他协议相比,该协议具有明显的安全优势和性能优势。

基于AES与ECC混合算法的计算机网络通信数据安全加密方法

为了提高通信数据在计算机网络中的安全性,提出一种基于AES与ECC混合算法的计算机网络通信数据安全加密方法。通过时域分析,得到通信数据在计算机网络边缘的频率分布情况,根据通信数据中冗余信息的密度,离散化处理通信数据内的噪声,提取出通信数据的特征向量。根据通信数据的明文空间进行加密处理,计算出待加密通信数据的密文值,将计算机网络通信数据的加密过程约束成加密函数的计算,设定通信数据安全加密的约束条件,采用AES算法加密通信数据的明文,利用ECC算法加密AES密钥,将AES与ECC结合,生成通信数据的密钥密文,实现通信数据的安全加密。实验结果表明,所提方法能够保证通信数据在计算机网络中的安全,可以将通信数据加密后的受攻击指数控制在0.1以内,提高通信数据的加密效果。

Remote sensing image encryption algorithm based on novel hyperchaos and an elliptic curve cryptosystem

Remote sensing images carry crucial ground information,often involving the spatial distribution and spatiotemporal changes of surface elements.To safeguard this sensitive data,image encryption technology is essential.In this paper,a novel Fibonacci sine exponential map is designed,the hyperchaotic performance of which is particularly suitable for image encryption algorithms.An encryption algorithm tailored for handling the multi-band attributes of remote sensing images is proposed.The algorithm combines a three-dimensional synchronized scrambled diffusion operation with chaos to efficiently encrypt multiple images.Moreover,the keys are processed using an elliptic curve cryptosystem,eliminating the need for an additional channel to transmit the keys,thus enhancing security.Experimental results and algorithm analysis demonstrate that the algorithm offers strong security and high efficiency,making it suitable for remote sensing image encryption tasks.

结合ECC算法的电力监控网络智能接入协议

为了进一步降低电力监控网络遭受攻击的风险,基于ECC公钥加密算法,提出了具有较高安全性能的智能接入协议。通过研究电力监控网络的基本架构和安全体系,总结了电力监控终端所面临的多种攻击方式。并在此基础上,利用ECC公钥加密算法,深度改进适用于电力监控网络的智能接入协议,进而优化协议的加密耗时、解密耗时及安全强度等多项参数。仿真结果表明,与基于RSA算法的协议相比,基于ECC算法的智能接入协议具备更高的安全强度。

早强低收缩ECC薄层修补材料的制备与性能分析

文中针对传统薄层修补材料韧性差以及工程水泥基复合材料(ECC)干缩大、黏度高等问题,研究了硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-硅灰复配、混杂钢-PVA纤维、缓凝早强组分复配对ECC工作性能、力学性能、干缩性的影响规律,开发了初始流动度大于200 mm、4 h抗压强度大于40 MPa、60 d干缩率小于1.0×10^(-4)、韧性指数I20大于20、服役性能优异的机场水泥混凝土路面薄层修补材料。

机制砂高延性工程水泥基复合材料(ECC)的性能研究

采用双因素方差分析法,研究了水胶比(0.30、0.35、0.40)和砂胶比(0.35、0.45、0.55)对工程水泥基复合材料(ECC)抗压和抗折强度的影响,优选出了最佳水胶比和砂胶比。在此基础上,研究了PVA纤维体积掺量(1.0%、1.5%、2.0%)和机制砂掺量(0、50%、100%)对ECC弯曲韧性的影响,并采用非线性回归法建立了预测模型。结果表明:ECC的最佳水胶比和砂胶比分别为0.30和0.55;掺入适量机制砂能在一定程度上提高ECC的峰值挠度,改善ECC的弯曲韧性;当PVA纤维体积掺量为2.0%、机制砂掺量为50%时,ECC的各项弯曲韧性指标相对最优;建立的机制砂高延性ECC峰值抗弯强度和峰值挠度预测模型的拟合精度较高,具有一定的适用性。

ECC-既有混凝土界面黏结性能研究

利用工程水泥基复合材料(ECC)对混凝土结构进行维修和加固时,新旧材料的界面黏结强度至关重要。研究了不同养护条件(标准养护、20℃水养、-10℃自然养护、40℃自然养护)下,涂刷界面剂[乙酸乙烯酯(VA)、乙酸乙烯酯-乙烯(VAE)、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯(VA/VeoVa)]对ECC-既有混凝土界面黏结性能的影响,并在标准养护条件下,对比分析了涂刷VA/VeoVa、凿毛、凿毛+涂刷VA/VeoVa对ECC-既有混凝土界面黏结性能的影响。结果表明:与VA、EVA相比,VA/VeoVa在各养护条件下均能有效提高试件的拉伸黏结强度;标准养护条件下,凿毛+涂刷VA/VeoVa对试件拉伸黏结强度的提高效果最好,其次是凿毛,最后是涂刷VA/VeoVa。

ECC-方钢管-再生混凝土叠合柱偏压力学性能数值分析

采用数值方法研究钢筋增强ECC-方钢管再生混凝土叠合柱偏心受压力学性能受相关参数的影响,结论如下:钢筋增强ECC-方钢管再生混凝土叠合柱破坏模式与方钢管再生混凝土叠合柱一致,偏心荷载作用下,试件的破坏模式可分为小偏心破坏、界限偏心破坏和大偏心破坏。在相同偏心距下,钢管厚度和强度增加可显著提高叠合柱的承载力和极限弯矩。小偏压下,增加钢管强度和钢管厚度使得承载力和极限弯矩近似同比例增加,而大偏压下,极限弯矩增幅远超承载力。ECC和核心RAC强度提高试件的承载能力和极限弯矩均有显著提高。但叠合柱的延性受钢管外ECC抗压强度变化影响显著,ECC强度越高叠合柱延性越差,而核心RAC对试件的延性影响较小。再生骨料替代率增加,试件的承载力降低。