检索结果-内蒙古大学图书馆

建筑结构学报 2025年第2期46卷 1-10页

作者：刘占省莫言迟侯本伟许成顺李伟一北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

城市生命线工程系统具有空间尺度大、震后性能评估耗时长等特点,导致该系统抗震性能评估、震后恢复过程模拟和韧性分析计算效率低下。为了直观且高效地展示生命线工程系统震后受损情况,为其震前评估和震后功能恢复模拟提供快速决策分析... 详细信息

城市生命线工程系统具有空间尺度大、震后性能评估耗时长等特点,导致该系统抗震性能评估、震后恢复过程模拟和韧性分析计算效率低下。为了直观且高效地展示生命线工程系统震后受损情况,为其震前评估和震后功能恢复模拟提供快速决策分析工具,提出了数字孪生五维模型。在此基础上,以供水系统为例,根据厂站和管线等物理实体的空间布局,建立了供水系统的三维虚拟几何模型。通过有限元数值分析模型的赋值计算,并结合计算机编程软件的解码转换,实现了地震灾害场景下供水系统中典型构件力学响应的可视化。结果表明:数字孪生五维模型能够直观地反映供水系统全局的地震响应;建筑信息模型与有限元方法的闭环映射体系能够在保证虚拟模型建模效率的基础上,提升地震灾害场景下典型构件响应计算结果的准确性;虚实关联建模方法能够将虚拟模型与物理实体间的融合简化为参数的耦合,从而实现数字孪生模型的虚实交互表达。

关键词：生命线工程系统数字孪生地震场景物理与虚拟建模交互映射

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考虑地震动场空间变异性的城市供电-燃气系统连通可靠性研究

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世界地震工程 2024年第4期40卷 1-10页

作者：陈新霖缪惠全侯本伟许成顺马天鹤北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

城市供电系统和燃气系统(简称“电-气系统”)是生命线系统的重要组成部分,地震作用下系统内结构和设备等设施受到不同程度的破坏,会导致电-气系统服务功能下降或丧失。文中基于非一致地震动场和系统元件地震易损性模型,提出了电-气系统... 详细信息

城市供电系统和燃气系统(简称“电-气系统”)是生命线系统的重要组成部分,地震作用下系统内结构和设备等设施受到不同程度的破坏,会导致电-气系统服务功能下降或丧失。文中基于非一致地震动场和系统元件地震易损性模型,提出了电-气系统抗震连通可靠性评估模型。首先,根据地震动参数衰减关系生成空间非一致地震动场,结合电-气系统主要元件地震易损性模型,计算空间地震动场下不同系统元件的失效概率;其次,为考虑元件地震破坏的不确定性,利用Monte Carlo方法模拟地震对系统元件造成的破坏,并通过修改系统网络拓扑的邻接矩阵来反映元件失效。考虑燃气门站邻近的供电节点失效导致的燃气系统源点故障,以及发电厂邻近的供气节点失效导致的供电系统源点故障,建立了双向耦合系统的分析模型;最后,通过IEEE30供电系统与47节点燃气系统对该框架进行了验证。研究结果表明:地震动场空间变异性对系统抗震性能影响显著,相较于一致地震动场,空间地震动场中供电系统和燃气系统连通可靠度分别下降了20.2%和18.7%。电-气系统双向耦合中,供电系统和燃气系统的连通可靠度分别下降了9.4%和22.1%;空间地震动场中,供电系统元件的易损性大并且系统抗震连通可靠度较低,供电系统对燃气系统的影响更大。

关键词：生命线空间地震动场连通可靠性抗震性能 Monte Carlo模拟

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聚脲材料动态力学性能试验研究

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应用力学学报 2024年第2期41卷 309-317页

作者：刘文礼杜修力李亮马睿北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

应用低阻抗分离式霍普金森压杆和拉杆试验装置开展了聚脲材料动态力学性能的试验研究。分别开展了聚脲8380材料常温条件(T=18℃)下的动态压缩和动态拉伸试验,以及高温(50、80℃)和低温(-40、-20℃)条件下的动态压缩试验,研究了该种材料... 详细信息

应用低阻抗分离式霍普金森压杆和拉杆试验装置开展了聚脲材料动态力学性能的试验研究。分别开展了聚脲8380材料常温条件(T=18℃)下的动态压缩和动态拉伸试验,以及高温(50、80℃)和低温(-40、-20℃)条件下的动态压缩试验,研究了该种材料的动态压缩和动态拉伸性能,并研究了应变率和温度对材料动态力学性能的影响规律。研究结果表明:在不同温度下,聚脲8380材料的动态力学性能均呈现出显著的应变率效应;随着加载应变率的增大,材料的强度、变形能力和耗能能力均有不同程度的提升;聚脲8380材料的动态力学性能具有明显的温度相关性,高温和低温条件下材料的动态压缩性能呈现出不同的变化规律;高温条件下聚脲8380材料的动态压缩性能发生劣化,其动态抗压强度较常温条件下有较大幅度的降低,随着温度的升高,材料的动态抗压强度降低;低温条件下聚脲8380材料的动态压缩性能有显著的改善与提升,其动态抗压强度和耗能能力较常温条件下有大幅度的提高,随着温度的降低,材料的动态抗压强度提高。

关键词：聚脲材料动态压缩动态拉伸应变率

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非质心推进航天器近距离接近姿轨一体化控制

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宇航学报 2024年第12期45卷 1959-1973页

作者：李婧涵周荻李思远杜润乐刘佳琪哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 试验物理与计算数学国家级重点实验室北京100076

针对航天器推力器布局限制以及姿轨一体化控制问题,提出了一种新型航天器推进器配置和姿轨一体化控制方案。为描述航天器平移和旋转运动的耦合效应,基于对偶四元数建立了一体化相对运动模型。随后,针对航天器近距离接近问题,设计了一种... 详细信息

针对航天器推力器布局限制以及姿轨一体化控制问题,提出了一种新型航天器推进器配置和姿轨一体化控制方案。为描述航天器平移和旋转运动的耦合效应,基于对偶四元数建立了一体化相对运动模型。随后,针对航天器近距离接近问题,设计了一种适用于对偶四元数模型的模型预测控制器。进而,针对所研究的非质心推力布局航天器,提出了一种指令规划与执行方案。最后,对闭环控制系统进行仿真验证,并与其它控制方法进行了比较。结果表明,本方案中基于对偶四元数的模型预测控制系统收敛速度更快,姿态和轨道控制精度更高;并且控制指令规划与执行方法能够很好地将一般化的控制指令应用于非质心推进航天器,从而验证了本方案的可行性与有效性。

关键词：对偶四元数模型预测控制推力器布局姿轨一体化

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强震作用下跨断层管道柔性接口抗震加固研究

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世界地震工程 2024年第1期40卷 25-33页

作者：钟紫蓝赵鑫张亚波李锦强许成顺杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

强烈地震引起的地面永久性大变形是导致埋地供水管线损坏的主要威胁之一。该研究借鉴链式结构的设计思想,基于传统承插式管道接口形式,研发了一种新型管道抗震接口,其可支持一定的轴向伸缩自由变形。当接口变形量达至极限状态时,接口发... 详细信息

强烈地震引起的地面永久性大变形是导致埋地供水管线损坏的主要威胁之一。该研究借鉴链式结构的设计思想,基于传统承插式管道接口形式,研发了一种新型管道抗震接口,其可支持一定的轴向伸缩自由变形。当接口变形量达至极限状态时,接口发生自锁现象并能提供较高的抗拉承载力,进而带动相邻管道滑移,以抵消断层错动引起的变形量。针对新型抗震接口开展了轴向力学性能试验,并建立了跨断层下的管线数值模型;同时,数值结果与相关全尺寸试验进行对比验证。该研究以土体压实条件和断层穿越管道位置作为关键变量,研究了加固前后断层错动下承插式管道的力学响应。研究结果表明:提出的抗震接口能够有效地提高管道抵抗地面大变形能力,并且提高接口的轴向抗拉拔能力是提升管道抗断层错动能力的关键;对于松砂土跨断层下的承插式管道接口震损较为严重;断层穿越管道不同的位置会造成不同的接口变形规律;国内规范中管道接口的转角限值过于保守,不利于对跨断层承插式管道安全性能进行合理验算。

关键词：巨震作用跨断层球墨铸铁管抗震加固接口变形

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上覆软黏土层对桩-筒复合基础承载性能的影响

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哈尔滨工业大学学报 2023年第2期55卷 108-116页

作者：孙艳国许成顺杜修力豆鹏飞王丕光孙毅龙城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124 清华大学土木水利学院北京100084

中国大多数海洋场地存在上覆软弱地层,这种海床特性对海上风电场建设十分不利。为研究上覆软黏土层对新型桩-筒复合基础承载性能的影响,基于有限元软件ABAQUS,建立不同厚度的上覆软黏土层场地中桩-筒复合基础数值分析模型,分别对桩-筒... 详细信息

中国大多数海洋场地存在上覆软弱地层,这种海床特性对海上风电场建设十分不利。为研究上覆软黏土层对新型桩-筒复合基础承载性能的影响,基于有限元软件ABAQUS,建立不同厚度的上覆软黏土层场地中桩-筒复合基础数值分析模型,分别对桩-筒复合基础施加单向荷载(V、H、M)和复合荷载(H-M),研究上覆软黏土层厚度对各向极限承载力、桩-筒复合基础中各结构荷载分担比以及初始刚度k_(init)的影响。结果表明:桩-筒复合基础各向极限承载力随着上覆软黏土层厚度的增加而减小,当上覆软黏土层厚度等于筒结构入土深度(b=6 m)时,桩-筒复合基础的竖向极限承载力降低了12.86%,水平极限承载力降低了46.55%,抗弯极限承载力降低了34.86%;桩-筒复合基础的初始刚度k_(init)随着上覆软黏土层厚度的增加而减小。海上风电桩-筒复合基础的设计应充分考虑上覆软黏土层对承载特性的影响。

关键词：桩-筒复合基础海上风机上覆软黏土层降低率荷载分担比初始刚度

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增强型集气覆盖层闭气能力影响因素及优化布置

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浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 121-129页

作者：李光耀刘思达李鹤詹良通夏敏北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 北京工业大学重庆研究院重庆401151 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

为了实现我国生活垃圾填埋场的高效集气,消除填埋气无序逸散造成的环境污染及人身安全问题,提出由HDPE土工膜、膜下集气管和土质调节层构成的增强型集气覆盖层(EGCC)结构.采用Geo-studio软件中的Air/W模块,分析增强型集气覆盖层的闭气... 详细信息

为了实现我国生活垃圾填埋场的高效集气,消除填埋气无序逸散造成的环境污染及人身安全问题,提出由HDPE土工膜、膜下集气管和土质调节层构成的增强型集气覆盖层(EGCC)结构.采用Geo-studio软件中的Air/W模块,分析增强型集气覆盖层的闭气效果及其影响因素.结果表明,土质调节层的固有渗透率、膜下集气管的抽气压力和单层填埋垃圾的厚度是影响增强型集气覆盖层闭气效果的3个主要因素.膜下最大气压随着土质调节层的固有渗透率的降低、膜下集气管抽气压力的提高和单层填埋垃圾厚度的提高而增大.提出基于土质调节层的固有渗透率和膜下集气管抽气压力的膜下集气管布置间距估算公式,建议优先选用当地容易获得的中砂或更粗的土料作为土质调节层.在深圳下坪填埋场采用增强型集气覆盖层并结合集气井技术后,2014—2019年期间填埋气收集量提升7倍以上,收集率由不到30%提升至超过90%.

关键词：垃圾填埋场填埋气增强型集气覆盖层(EGCC) 集气管间距优化布置

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考虑尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力计算方法

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第5期46卷 143-151页

作者：金浏祝华杰杜修力北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室北京100124

近年来,钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注,现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来,并未考虑尺寸效应的影响,对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。对比分析国内外规范中RC构件纯扭承载力计算方法公式,基... 详细信息

近年来,钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注,现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来,并未考虑尺寸效应的影响,对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。对比分析国内外规范中RC构件纯扭承载力计算方法公式,基于钢筋混凝土柱纯扭加载三维细观数值模拟结果,总结钢筋混凝土柱名义抗扭强度尺寸效应规律,建立可定量反映配箍率影响的名义抗扭强度尺寸效应律公式;通过引入尺寸效应系数αh建立考虑结构尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力建议预测公式,并将αh分为3个区域,综合考虑结构设计的安全性和经济性,从而保证大尺寸试件承载力预测值的安全度;通过与90个试验数据的对比,证明修正公式能有效提高大尺寸试件承载力预测值的安全储备。

关键词：钢筋混凝土构件纯扭承载力尺寸效应抗扭设计

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基于数字孪生的索膜结构构件失效机制研究

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天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2025年第4期58卷 357-367页

作者：刘占省史国梁王泽强赵一峰贾玮寒北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 天津大学建筑工程学院天津300072 北京市建筑工程研究院有限责任公司北京100039

索膜结构在运维过程中容易受到风荷载、温度等外界环境因素的影响,导致节点松动、构件失效进而严重影响了结构的安全性能.如何实现结构服役期安全状态的精准仿真,有效提高结构的抗倒塌性能,同时降低健康监测的成本是实现索膜结构智慧运... 详细信息

索膜结构在运维过程中容易受到风荷载、温度等外界环境因素的影响,导致节点松动、构件失效进而严重影响了结构的安全性能.如何实现结构服役期安全状态的精准仿真,有效提高结构的抗倒塌性能,同时降低健康监测的成本是实现索膜结构智慧运维所面临的关键问题.本文提出了基于数字孪生的索膜结构构件失效机制分析方法.首先从几何和物理两个层面修正虚拟模型,形成高保真的数字孪生模型的建立方法,从而高效精准地映射结构受力状态.其次,在孪生模型的基础上,给出构件失效前后力学响应的分析流程.在孪生模型中设置构件失效工况,获取结构的力学响应规律.根据失效前后结构力学性能的变化情况,计算构件重要性系数,捕捉关键受力构件.在关键构件失效后分析结构内力分布情况,得到结构倒塌前的传力机理.以长春东收费罩棚索膜结构为研究对象进行方法应用,验证了理论方法的可行性.案例应用结果表明:所建立的孪生模型可以有效仿真结构的受力状态,计算误差在3%以内;通过分析各类构件失效后的结构力学性能得到了力学响应表现规律和关键受力构件;基于关键受力构件失效前后的力学响应,建立了传力机理,获取了内力传递路径,明确了结构健康监测对象.本研究方法为制定结构安全的智慧运维策略和提高结构抗倒塌性能提供了可靠支撑.

关键词：索膜结构数字孪生构件失效力学响应传力机理

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调控内生正磷酸盐强化好氧颗粒污泥脱氮除磷

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中国环境科学 2023年第10期43卷 5239-5247页

作者：李冬解一博高飞雁祝彦均张杰北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

采用絮状活性污泥为接种污泥,以人工配水为进水,分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组活性污泥序批式反应器(SBR),探究不同内生正磷酸盐调节方式对于富集反硝化聚磷菌(DPAOs)和造粒等方面的影响.结果表明,以内生正磷酸盐排出液回流... 详细信息

采用絮状活性污泥为接种污泥,以人工配水为进水,分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组活性污泥序批式反应器(SBR),探究不同内生正磷酸盐调节方式对于富集反硝化聚磷菌(DPAOs)和造粒等方面的影响.结果表明,以内生正磷酸盐排出液回流方式运行的颗粒污泥脱氮除磷效果更好,DPAOs活性更高,并且颗粒沉降性能良好.其中,相较于以微好氧模式运行的颗粒污泥系统,以厌氧/微好氧(AO)模式运行的颗粒污泥系统的污染物处理污染物性能更优,其化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除效率可分别达到92.57%、94.7%和97.62%.这主要是由内生正磷酸盐刺激、DPAOs和反硝化聚糖菌(DGAOs)的协同作用等多种因素共同影响的结果,在周期性调控系统中内生正磷酸盐后,系统中污泥的内碳源转化率明显提高,DPAOs和DGAOs的活性得到增强,异养反硝化菌(DOHOs)活性被抑制,这也是在进水水质不变的情况下系统脱氮除磷效果得到明显提高的原因,而在较长的周期运行模式下,氨氧化菌(AOB)与DPAOs形成互生作用的同时也抑制其他异养微生物的生长.本研究结果可为同步短程硝化反硝化除磷(SPNDPR)工艺的实际工程化应用提供理论支持.

关键词：内生正磷酸盐反硝化除磷菌同步硝化反硝化颗粒污泥

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