十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙轴压性能研究

为研究十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压受力性能,通过模型试验研究和ABAQUS数值模拟相结合的方法,对不同腔体数十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压性能进行分析。首先,根据轴压试验结果对剪力墙的破坏形态和轴向荷载-应变曲线等轴压受力性能进行分析,提出轴压承载力计算公式。其次,建立剪力墙轴压有限元计算模型,将试验结果和模型计算结果进行对比以验证有限元模型的准确性。最后,根据有限元参数化分析结果验证并修正剪力墙轴压承载力计算公式。研究发现,剪力墙的轴向荷载-应变曲线在不同腔体数下具有相似的特征,表明其变形能力良好。在破坏过程中,钢管束对核心混凝土的约束作用显著,提高了试件的延性和承载能力,其中钢管束的破坏主要表现为多波鼓曲和焊缝开裂,尤其是在钢管束中部的1/4区域。此外,随着腔体数增加,剪力墙极限承载力提升,但其延性系数有所下降。本研究提出的简化公式与有限元分析结果的误差控制在10%以内,该公式可为工程设计应用提供理论借鉴。

压滤渣粉活性及其对水泥胶砂性能的影响研究

针对搅拌站压滤渣的资源化利用问题,分析了其矿物组成,利用化学滴定法和热重法分析了压滤渣中未水化水泥的近似含量,并研究了搅拌站压滤渣粉对水泥胶砂需水性、力学性能的影响。结果表明:压滤渣中矿物种类稳定,相对于水泥,压滤渣粉的需水量增加;存放18 d,压滤渣中未水化水泥质量分数约为27.7%,活性较低,粉磨处理对提高压滤渣粉活性影响不大;相对于原状压滤渣粉,粉磨处理后的压滤渣粉对水泥胶砂抗压强度和抗折强度提升效果甚微。磨细压滤渣粉混凝土的干燥收缩性能低于基准组,且在28 d时的干燥收缩率达到最大,标准养护28 d时压滤渣粉混凝土的表面存在不连续的纤维状C-S-H凝胶,分布零乱,没有形成网状结构。

基于AlexNet卷积神经网络模型的宁夏天然地震和非天然地震识别研究

宁夏回族自治区及周边天然地震和非天然地震频发,精确快速识别天然和非天然地震有利于震后应急响应、科学研究、赈灾救援等工作。基于AlexNet卷积神经网络模型,选取宁夏境内及周边130个地震事件(天然地震80个、非天然地震50个),对其进行了单个台站波形记录地震事件的训练和多个台站波形记录地震事件的测试,并将模型结果与宁夏测震台网人工编目结果进行比对,结果表明单个台站波形记录地震事件的训练结果中,AlexNet卷积神经网络模型对宁夏天然地震和非天然地震的正确识别率为99%;多个台站波形记录地震事件的测试结果中,此模型对宁夏天然地震和非天然地震的正确识别率为97.01%。AlexNet卷积神经网络模型作为人工智能领域的成熟技术之一,可以很好的运用于宁夏天然地震和非天然地震的识别工作之中。

宁夏大武口区地震应急避难场所空间布局优化研究

宁夏回族自治区石嘴山市大武口区位于鄂尔多斯断块体西北角,与贺兰山断隆区交汇,地质构造复杂,历史地震灾害频发。本文针对宁夏大武口区当地实际城镇布局情况,结合LA模型理论和GIS空间分析理论,以人口分布、建筑分布、公共设施分布、城市道路分布为基础参数,结合容纳性、可达性、就近性、平灾结合性等优化布局原则,对宁夏大武口区的地震应急避难场所进行优化布局设计,希望通过合理有效的宁夏大武口区地震应急避难场所优化设计,对今后此地区的城市规划建设以及后续地震应急避难场所的布局起到一个很好的参考作用。

煤火区不同温度后砂岩动态特性试验研究

为揭示煤火燃烧区砂岩的动态力学行为规律及特性,本文以宁夏汝籍沟煤田火区砂岩为研究对象,采用分离式霍普金森压杆试验装置对其进行多次冲击试验。本文选择25、200、400、600、800和1000℃6个温度等级,冲击气压0.58、0.60和0.62 MPa 3个气压等级为试验参数,研究不同冲击气压下不同高温后砂岩试件的动态力学参数及动态破坏形态的影响规律。研究表明:在同一冲击气压作用下,砂岩应变率随温度的升高而增大,而峰值应力随温度的升高而降低;当砂岩处于同一热处理温度时,砂岩的应变率随冲击气压的增大而增大。在冲击气压为0.6 MPa时,常温和热处理温度为200、400、600℃砂岩试件的破坏裂纹均出现在侧表面;热处理温度为800和1000℃砂岩试件的撞击端呈粉碎性破坏。煤火区砂岩在不同温度下的热损伤能够改变其动态力学性能。

GFRP管-石粉地聚物混凝土-钢管组合短柱轴压性能研究

玻璃钢纤维增强复合材料管-石粉地聚物混凝土-钢管组合柱(DSTC-GC)是一种将废弃大理石粉地聚物混凝土代替普通混凝土而得到的一种新型组合柱。以玻璃钢纤维增强复合材料(GFRP)及钢管的外直径与管厚、混凝土类型、截面空心率等为参数共设计制作了11根试件并开展了轴压性能研究。结果表明:DSTC-GC试件出现三种典型破坏形态,试件曲线呈典型的双线性强化,较普通混凝土DSTC试件发现荷载-钢管应变曲线出现平缓屈服台阶。GFRP及钢管对试件力学性能及变形影响显著,合理的空心率有利于提高DSTC-GC试件材料的使用效率及延性。废弃石粉在DSTC-GC试件中的掺量为50%(质量分数)时试件的轴压性能较好,而普通混凝土DSTC试件轴压性能优于DSTC-GC。基于试验结果,建立了f_(cc)/f_(c0)、ε_(cc)/ε_(c0)及λ_(t)之间的函数关系,对比发现Gao等模型更适用DSTC-GC试件承载力计算。

CaF_(2)污泥对硅酸盐水泥性能的影响及机理分析

固废利用是实现“双碳”目标的重要途径之一。本文以固废CaF_(2)污泥为水泥掺合料,通过抗压强度、浆体流动度试验探讨了CaF_(2)污泥掺量对水泥胶凝材料性能的影响,并结合XRD、SEM及TGA-DSC等微观表征测试进行机理分析。结果表明,CaF_(2)污泥的掺加有利于提高水泥胶凝材料的早期强度,CaF_(2)污泥掺量为8%(质量分数)的胶凝材料抗压强度表现较好。CaF_(2)污泥的掺加会导致浆体流动度降低,但掺量低于10%(质量分数)时对浆体流动度影响并不显著,掺量为8%、10%(质量分数)时浆体流动度比未掺加CaF_(2)污泥时降低了3.0%。CaF_(2)污泥在胶凝材料中主要起物理效应,CaF_(2)污泥能够形成更多的结晶位点,促进水泥水化。CaF_(2)污泥掺量增加使水泥的稀释效应及团聚效应显著。掺量为8%(质量分数)的CaF_(2)污泥复合水泥的微观性能较好。

黑山峡地区地表形变预测模型适用性分析

滑坡等地质灾害对拟建的黑山峡水利枢纽库区存在较大危害,现有的山体滑坡研究大多只关注过去某些时期的情况,缺乏对未来可能发展的预测,因此无法采取足够的措施应对未来可能由山体滑坡引起的自然灾害。文章基于PS-InSAR地表沉降数据,分析地表沉降预测模型在黑山峡地区的适用性。预测模型包括灰色矩阵(GM)预测模型、反向传播神经网络(BPNN)预测模型和灰色神经网络(GNNM(1,1))。结果表明灰色神经网络具有更高的预测准确性和稳定性,可以更好地适应黑山峡地区真实情况。该结论对于进行黑山峡区域地表形变监测和未来预测的相关研究和决策具有重要意义。

沙漠砂基础隔震垫层隔震性能试验研究

基于沙漠砂的有效利用,提出了一种沙漠砂基础隔震垫层,通过小型振动台试验,研究了沙漠砂基础隔震垫层的隔震性能,分析了沙漠砂基础隔震垫层的工作原理,探讨了不同地震波、垫层厚度、基底压力、垫层含水率等因素对沙漠砂基础隔震垫层减震效果的影响.结果表明,沙漠砂基础隔震层能有效降低上部结构的地震作用,尤其是应对高烈度地震时效果更加明显;垫层厚度的增加能显著提高沙漠砂基础隔震垫层的减震效果;上部结构重量增加使沙漠砂垫层减震系数逐渐减小,但是变化程度不明显;而垫层含水率增加会使沙漠砂基础隔震层减震效果由于内部颗粒黏结作用而减小.

再生细骨料和超细粉煤灰增强UHPC的力学性能研究

为研究超细粉煤灰和再生细骨料对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,通过工作性能、轴心抗压、轴心抗拉和电镜扫描试验研究了超细粉煤灰和再生细骨料对UHPC抗压强度、抗拉强度和微观结构的影响规律,并建立了基于超细粉煤灰和再生细骨料影响的UHPC强度预测模型。结果表明:增加超细粉煤灰掺量,UHPC扩展度增加流动性较好,掺量不超过10%可改善UHPC抗压强度,达到115.36 MPa,超过后抗压强度有所降低,抗拉强度呈现上升趋势;再生细骨料掺量增加UHPC工作性能变差,但抗压强度及抗拉强度逐渐升高;电镜扫描试验发现粉煤灰消耗Ca(OH)_(2)产生更多C-H-S凝胶使得结构内部更加密集。基于改进的可压缩堆积理论模型,建立了超细粉煤灰改性再生细骨料UHPC强度预测模型。

微波加热法增强再生粗骨料性能的试验研究

为了获取更优的再生粗骨料老旧砂浆的去除方法,试验研究了微波加热功率、加热-水冷循环次数及冷却方式等不同处理技术去除再生粗骨料表面老旧砂浆的效果和对再生粗骨料性能的影响,并对再生粗骨料表面老旧砂浆的去除方法进行优化,探究在此基础上制备的再生混凝土的力学性能。结果表明:微波加热功率、加热-水冷循环次数及冷却方式是影响再生粗骨料表面老旧砂浆去除效果的主要因素;基于能量利用最大化及经济性考虑,选取中等微波功率(960 W)下微波加热-水冷循环10次为最优方案,经过该方案处理过的再生粗骨料老旧砂浆去除率较未处理的再生粗骨料提高了17.7%;用该骨料制备的再生混凝土,在取代率为25%时,混凝土强度有一定的提高。

水泥粉煤灰炉渣煤矸石混合料的力学性能试验研究

【目的】研究水泥粉煤灰稳定炉渣-煤矸石混合料的力学性能,解决宁夏地区粉煤灰、炉渣和煤矸石等工业废渣大量堆积的问题。【方法】开展不同水泥掺量(3%、4%、5%、6%)及炉渣替代率(0%、25%、50%、75%、100%)混合料的无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、三轴试验和超声波试验,在此基础上,进行了5%水泥掺量50%炉渣替代率混合料的微观机理分析。【结果】炉渣替代率的增加会降低混合料的强度,而水泥掺量的增加会增大混合料的强度;建立了试件的无侧限抗压强度和劈裂强度的关系模型;在三轴试验中,试件的破坏形态受围压影响较大且表现为典型的剪切破坏;根据试验结果,拟合得到了炉渣替代率、水泥掺量与峰值应力和围压之间的关系公式;根据扫描电镜检测结果,发现试件的主要水化产物为C-S-H、AFt等;根据超声波试验结果,试件的无侧限抗压强度与振幅之间呈正相关性。【结论】因此,将粉煤灰、炉渣和煤矸石混合料用作大坝和路面基层铺筑可行,为粉煤灰、炉渣和煤矸石混合料的工程应用提供参考。

采用CFRP增强的GFRP管混凝土短柱轴压性能试验研究

通过碳纤维增强复合材料(CFRP)布对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土短柱进行不同方式的加强,制作了12个两两相同的GFRP管约束混凝土短柱试件,研究不同增强模式下GFRP管约束混凝土短柱在单调轴压及重复轴压下的力学性能。分析了试件的破坏模式、承载能力、变形能力、增强效果、应力应变曲线、塑性残余应变与卸载应变的关系以及极限状态。结果表明:3种增强模式下试件的极限承载力均有很大提升;单轴受压试件的应力应变曲线与其在反复受压时的应力应变包络线基本一致;试件加强前后的塑性残余应变和卸载应变均存在线性关系,且在同种增强模式下,随着约束作用的加强,直线的斜率也随之增大。对Lam等提出的FRP约束混凝土加卸载模型进行修正,并对不同增强模式下GFRP管约束混凝土短柱在重复轴压下的卸载路径进行预测,通过与试验结果对比发现,修正后模型与试验结果吻合较好。

复合加固混凝土柱轴压承载力计算及力学性能研究

为探究角钢自密实混凝土复合加固柱在轴压荷载下的力学性能,以不同加固方式、缀板间距及角钢型号为参数,设计制作了8个试件开展轴压试验。结果表明:不同试件破坏特征基本一致,复合加固方式提高了柱的承载力,变形性能及耗能能力均得到了改善,选用复合加固优于包钢加固方法;相同缀板间距,复合加固试件随着角钢型号的增大,核心混凝土的约束作用加强,试件承载力、延性及轴压耗能能力增加;相同角钢型号、复合加固试件随着缀板间距的减小,核心混凝土套箍作用增强,缀板间距>150mm时,钢骨对混凝土约束作用出现降低现象,承载力、延性变形及轴压耗能系数降低,采用角钢自密实混凝土复合加固试件缀板间距不宜过大。基于约束混凝土作用效应及叠加理论,推导了承载力计算公式,计算值与试验结果吻合度高。

宁夏地区公路病害特征及其成因分析

宁夏属于典型的季节冻土区,季节冻土区的公路因受气候、环境及周期性冻融循环作用的影响,极易产生路基路面病害,给公路运营带来严重影响。因季节冻土表现出很强的地域性,宁夏地区独特的自然与地理条件使该地区的公路病害也具有地域性特征。专门针对宁夏地区公路病害特征的研究既紧迫又势在必行,通过对宁夏地区北部、中部及南部部分市区内道路、部分国道及省道典型路段的路面病害特征进行调查研究,并对病害的成因进行分析,以期为宁夏地区的公路建设以及病害防治提供借鉴和参考。

基于双曲线模型的冻土中锚杆荷载传递特性研究

为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性。基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明:冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力。

花岗岩石粉对水泥浆体力学性能的影响

以花岗岩石粉(GP)为矿物掺合料,通过X射线衍射仪、扫描电镜、综合热分析仪研究了GP对水泥浆体力学性能、物相组成、微观形貌的影响。结果表明:在标准养护条件下,掺加15%(质量分数,下同)GP的水泥浆体28 d抗压强度最高,为37.0 MPa;与未掺加GP的水泥浆体相比,掺加10%GP的水泥浆体56 d线收缩下降了18.3%,掺加20%GP的水泥浆体初凝时间和终凝时间分别缩短了20.7%、18.2%。在水养条件下,掺加20%GP的水泥浆体28 d抗折强度较标准养护条件下提高了48%。GP通过火山灰效应参与水泥浆体水化过程,形成更多的水化硅酸钙(C-S-H),掺加GP可以促进水泥浆体形成Ⅰ型C-S-H,有利于提高水泥浆体力学性能,缩短凝结时间。

复掺再生砂和超细粉煤灰对超高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了研究再生砂超高性能混凝土(UHPC)的抗硫酸盐侵蚀性能,对掺再生砂和超细粉煤灰的超高性能混凝土进行了硫酸盐干湿循环侵蚀试验,测试了硫酸盐溶液侵蚀前后试件的抗压强度、相对动弹性模量、质量变化。通过离子滴定测定了不同侵蚀深度下硫酸根离子的分布,分析了再生砂和超细粉煤灰对硫酸根离子传输的影响。结果表明:经过90次硫酸盐干湿循环后,UHPC的耐侵蚀系数随着超细粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小的趋势;超细粉煤灰掺量为20%(质量分数,下同)时,侵蚀全过程中UHPC的耐侵蚀系数、相对动弹性模量最大,硫酸根离子含量较低;再生砂掺量为50%时,UHPC在干湿循环45次之前的相对动弹性模量最大,相同深度下的硫酸根离子含量最低;复掺20%超细粉煤灰和50%再生砂的UHPC抗硫酸盐侵蚀性能最优。

野外作业中自然地面控制点对无人机遥感影像精度纠正分析

无人机遥感影像技术在滑坡、泥石流、地震等自然灾害分析中运用广泛。无人机遥感影像由于无人机镜头的焦距变动、像主点偏移、镜头畸变等问题会导致遥感影像数据存在几何畸变,为提高无人机航拍正射影像的精度,利用几何形态较好的自然地表物体作为地面像控制点,通过对自然地面控制点纠正后的正射影像和数字高程模型进行精度检验试验,其结果表明该方法对于无人机遥感影像精度的纠正具有良好的可行性。

黄河砂与沙漠砂胶砂强度及微观机理

针对天然砂料日趋枯竭的问题,采用黄河砂和沙漠砂分别全部替代天然砂配置砂浆,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、X-射线能量光谱(energy dispersive spectrometer,EDS)和背散射电子(back scatter electrons,BSE)及元素扫描微观表征手段并联合力学强度试验,从宏微观角度揭示两种砂浆强度发展机理。结果表明:沙漠砂体系中胶砂界面处的钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)发育完善,养护前期大量层状Ca(OH)2紧密堆积,强化了胶砂界面结构;沙漠砂砂浆中的Ca/Si随龄期增加1.64,黄河砂砂浆的钙硅比增加0.52,有效保证其强度稳定性;沙漠砂颗粒黏结性强,充分填充砂浆界面孔隙,优化了砂浆结构的密实性,从而提升了其力学强度。