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材料导报 2024年第17期38卷 1-6页

作者：李悦龙世儒王子赓王楠北京工业大学城市建设学部城市与工程安全减灾教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

本工作采用无需煅烧的天然水镁石作为镁质原料制备磷酸镁水泥(MPC),主要研究了磷镁物质的量比(P/M)对MPC工作性能、力学性能、物相组成及微观形貌的影响规律。结果表明:随P/M减小,MPC浆体流动度逐渐减小,凝结时间逐渐延长,抗压强度先提... 详细信息

本工作采用无需煅烧的天然水镁石作为镁质原料制备磷酸镁水泥(MPC),主要研究了磷镁物质的量比(P/M)对MPC工作性能、力学性能、物相组成及微观形貌的影响规律。结果表明:随P/M减小,MPC浆体流动度逐渐减小,凝结时间逐渐延长,抗压强度先提高后降低。P/M为1/4时,MPC综合性能较优,此时流动度为110 mm,凝结时间为7 min,1 d和28 d抗压强度分别为20.0 MPa和43.7 MPa。微观试验结果表明,MPC水化产物为MgKPO_(4)·6H_(2)O、Ca_(10)(OH)_(2)(PO_(4))_(2)。MPC水化28 d后,水镁石未完全反应。随着P/M减小,硬化体结构密实度增加,总孔隙率减小。

关键词：水镁石磷酸镁水泥 P/M 宏观性能水化产物

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基于土壤分层低频宽带隙地震超材料减震研究

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应用力学学报 2025年第2期42卷 446-453页

作者：石南南亢志宽罗方慧李振宝王利辉赵卓北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为研究土壤分层对地震超材料减震性能的影响,通过数值模拟,计算了4种在不同土壤分层工况下地震超材料的能带结构和透射谱。分析了在4层土壤分层时,钢管与混凝土的高度和厚度等几何参数对地震超材料全带隙宽度的影响。将地震超材料与隔... 详细信息

为研究土壤分层对地震超材料减震性能的影响,通过数值模拟,计算了4种在不同土壤分层工况下地震超材料的能带结构和透射谱。分析了在4层土壤分层时,钢管与混凝土的高度和厚度等几何参数对地震超材料全带隙宽度的影响。将地震超材料与隔震沟耦合,分析了结构沿ΓX方向衰减地震表面波的能力。结果显示,随着土层底部约束的增强,各条能带逐渐向上方移动。因此在实际工程中,可以通过增强地震超材料底部约束,获得预期全带隙宽度。几何参数分析表明,单胞高度和钢管厚度对地震超材料全带隙宽度有显著影响。通过设计钢管尺寸,可以得到宽度高达7.132 Hz的全带隙,这对共振基频在10 Hz内的高层和超高层建筑的抗震保护具有重要意义。隔震沟与地震超材料耦合后可以衰减沿ΓX方向0.1~20 Hz内的地震表面波,这有利于实现对地震表面波的全方位控制。

关键词：地震超材料土壤分层低频带隙地震表面波透射谱

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降雨条件下植被根系对非饱和土浅层滑坡的加固作用

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北京工业大学学报 2024年第9期50卷 1100-1110页

作者：赵旭范豪举许敬叔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 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为了研究降雨条件下植被根系对非饱和土边坡浅层滑移的稳定性,基于可计算任意时刻任意土层深度处孔隙水压力分布与变化特征的降雨入渗解析模型,通过理论解析方法研究降雨入渗作用、植被根系抗拉强度、根面积指数以及根系生长方向等因素... 详细信息

为了研究降雨条件下植被根系对非饱和土边坡浅层滑移的稳定性,基于可计算任意时刻任意土层深度处孔隙水压力分布与变化特征的降雨入渗解析模型,通过理论解析方法研究降雨入渗作用、植被根系抗拉强度、根面积指数以及根系生长方向等因素对边坡浅层滑移稳定性的影响。结果表明,植被根系的抗拉强度越大或根面积指数越大,则边坡的稳定性越强。随着边坡坡角的增大,植被根系对边坡稳定性的加固效应越加明显。此外,植被根系的生长方向也会对加固效果产生明显影响。在实际工程中,应在合理控制植被根系生长方向的基础上,选择根系发达且发育较长同时具有较大根面积指数的植被,以达到更好的护坡效果。

关键词：降雨入渗边坡稳定性浅层滑坡植被根系加固非饱和土解析解

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自洽法和Mori Tanaka法预测水泥浆体徐变的比较

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北京工业大学学报 2023年第11期49卷 1159-1166页

作者：李悦刘运泽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 工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为了预测水泥浆体的徐变性能,并对比不同预测模型的精度。使用微米压痕测试确定了水泥浆体的徐变模量,使用纳米压痕点阵测试获得微观物相的接触徐变模量。随后基于一系列微观测试获得物相的体积分数。将水泥浆体划分为2个尺度,分别基于... 详细信息

为了预测水泥浆体的徐变性能,并对比不同预测模型的精度。使用微米压痕测试确定了水泥浆体的徐变模量,使用纳米压痕点阵测试获得微观物相的接触徐变模量。随后基于一系列微观测试获得物相的体积分数。将水泥浆体划分为2个尺度,分别基于自洽(self-consistent,SC)法和Mori Tanaka法,采用4种组合方式进行徐变均匀化预测。结果表明,在凝胶尺度采用Mori Tanaka法,在浆体尺度采用SC法时,水泥浆体的长期徐变性能的预测精度较高。该研究为进行水泥基材料徐变均匀化时选择合适的计算方法提供了依据。

关键词：水泥浆体徐变压痕测试均匀化自洽法 Mori Tanaka法

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地震超材料设计方法研究进展

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材料导报 2023年第S01期37卷 132-138页

作者：石南南刘晗罗方慧王利辉李振宝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 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

地震超材料是在亚波长范围内设计的能够改变地面局域特性的人工复合材料,其周期排列组成的周期结构对调控波和波衰减具有明显的效果,通常基于布拉格散射或局域共振机制产生带隙,使带隙范围内的地震波无法通过。对于地震超材料的研究,其... 详细信息

地震超材料是在亚波长范围内设计的能够改变地面局域特性的人工复合材料,其周期排列组成的周期结构对调控波和波衰减具有明显的效果,通常基于布拉格散射或局域共振机制产生带隙,使带隙范围内的地震波无法通过。对于地震超材料的研究,其构型设计十分关键。然而,传统的结构设计方法依赖研究者的经验和大量重复的尝试,效率低且难以满足设计需求。随着计算机性能的发展和各种模型算法的提出,使逆向设计结构构型成为可能,以深度学习为代表的逆向设计方法可以在更广阔的参数空间寻找最优结构分布。本文对地震超材料设计方法的研究进行综述,介绍传统的设计研究和逆向设计的常用方法及其应用,并对深度学习在周期结构逆向设计的应用进行阐述。最后指出当前研究中所存在的问题,并对地震超材料结构设计领域未来的发展进行展望。

关键词：地震超材料周期结构拓扑优化深度学习逆向设计

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玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料力学和电磁性能影响的研究进展

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混凝土 2023年第4期 1-6页

作者：李悦程娅萍刘江林李洪文杨斌北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

玄武岩纤维已广泛应用于水泥、混凝土等建筑材料中。综述了玄武岩纤维的物理化学性质,具体为纤维的组成成分、力学性能和介电性能;介绍了玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料物理力学性能的影响,主要包括抗压、劈裂抗拉、弯曲、抗剪强度及电... 详细信息

玄武岩纤维已广泛应用于水泥、混凝土等建筑材料中。综述了玄武岩纤维的物理化学性质,具体为纤维的组成成分、力学性能和介电性能;介绍了玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料物理力学性能的影响,主要包括抗压、劈裂抗拉、弯曲、抗剪强度及电磁性能等。结果表明,玄武岩纤维抗拉强度高,力学性能好,电绝缘性能优越;玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料的抗压强度没有明显改善作用,但对其他力学性能均有较大幅度提升;玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料电磁性能影响的研究结果不统一。最后根据当前研究现状与存在的不足,指明了今后研究的方向。

关键词：玄武岩纤维水泥基材料力学性能电磁性能

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椭圆墩底隔震桥墩滞回特性研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第2期53卷 78-87页

作者：方蓉张文学张国伟焦驰宇北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 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 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室北京102616 北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044

为研究椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性,对加固前后的椭圆墩底隔震桥墩(IP-EPB)进行拟静力试验,对比分析加固前后椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性.在此基础上,建立椭圆墩底隔震桥墩的有限元模型,研究椭圆长半径和椭圆长短半径之比对其滞回特性... 详细信息

为研究椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性,对加固前后的椭圆墩底隔震桥墩(IP-EPB)进行拟静力试验,对比分析加固前后椭圆墩底隔震桥墩的滞回特性.在此基础上,建立椭圆墩底隔震桥墩的有限元模型,研究椭圆长半径和椭圆长短半径之比对其滞回特性的影响.研究结果表明:加固墩底马蹄可以提高椭圆墩底隔震桥墩的抗侧承载力和抗侧刚度,减小其残余位移,降低耗能能力;增大椭圆长半径可以提高椭圆墩底隔震桥墩的抗侧承载力和耗能能力,但是较大的椭圆长半径会导致墩底发生屈服破坏,因此建议椭圆长半径与墩底截面高度的比值取1.00~1.67;增大椭圆长短半径之比会提高椭圆墩底隔震桥墩的自复位能力,减小耗能能力.为了保证椭圆墩底隔震桥墩具有良好的耗能和自复位能力,建议椭圆长短半径之比取3~5.

关键词：桥梁抗震椭圆墩底隔震桥墩滞回特性拟静力试验椭圆长半径椭圆长短半径之比

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基于正交试验的超高层泵送混凝土配合比优化研究

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混凝土 2022年第12期 110-116页

作者：李战国张浩王子赓李悦北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室、工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

依托于武汉某超高层高压泵送工程,采用正交设计试验对泵送混凝土配合比进行了优化,选择水胶比、砂率、单位立方米水泥用量、粉煤灰掺量、矿粉掺量、硅灰掺量6个影响因素进行研究,每个因素选取了5个水平,坍落度、扩展度、V型漏斗流空时... 详细信息

依托于武汉某超高层高压泵送工程,采用正交设计试验对泵送混凝土配合比进行了优化,选择水胶比、砂率、单位立方米水泥用量、粉煤灰掺量、矿粉掺量、硅灰掺量6个影响因素进行研究,每个因素选取了5个水平,坍落度、扩展度、V型漏斗流空时间、抗压强度、抗拉强度、28 d干燥收缩率作为考核指标。根据正交设计方案进行了25组试验,并据此进行了极差分析和方差分析,得到了6种因素的影响规律以及满足不同泵送高度工程需求的优化配合比。

关键词：正交试验超高层泵送混凝土极差分析方差分析影响规律优化配合比

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纳米压痕法表征水泥基材料徐变的研究进展

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混凝土 2022年第12期 68-71页

作者：李悦刘运泽李洪文北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

水泥基材料的徐变是造成结构失效的重要因素。应用纳米压痕技术研究水泥基材料的徐变是一种新颖且有效的方法。综述了当前国内外基于纳米压痕技术表征水泥基材料徐变的研究现状,包括对微观物相、硬化浆体的直接压痕表征,对混凝土的多尺... 详细信息

水泥基材料的徐变是造成结构失效的重要因素。应用纳米压痕技术研究水泥基材料的徐变是一种新颖且有效的方法。综述了当前国内外基于纳米压痕技术表征水泥基材料徐变的研究现状,包括对微观物相、硬化浆体的直接压痕表征,对混凝土的多尺度徐变研究,以及应用纳米压痕分析温湿度场对水泥基材料徐变的影响。最后就当前研究现状提出了亟待解决的问题和对未来的展望。

关键词：纳米压痕徐变水泥基材料多尺度温湿度

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考虑局部稳定影响的不锈钢圆管短柱轴压承载力试验研究

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建筑结构学报 2023年第12期44卷 225-232页

作者：柳子涵杨璐袁焕鑫代鹏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 北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心北京100124 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

为研究不锈钢轴心受压圆管的局部稳定承载性能,对9根奥氏体型不锈钢圆管短柱、7根双相型不锈钢圆管短柱以及作为对比的3根Q355圆钢管短柱进行轴心加载试验,得到了不锈钢轴压短柱的破坏模式和局部稳定承载力。研究发现短柱均发生局部失... 详细信息

为研究不锈钢轴心受压圆管的局部稳定承载性能,对9根奥氏体型不锈钢圆管短柱、7根双相型不锈钢圆管短柱以及作为对比的3根Q355圆钢管短柱进行轴心加载试验,得到了不锈钢轴压短柱的破坏模式和局部稳定承载力。研究发现短柱均发生局部失稳破坏,径厚比是影响轴心受压短柱承载力的重要因素。将局部稳定承载力试验结果与欧洲不锈钢结构设计规范EN 1993-1-4、美国冷成型钢结构设计规范AISI S100-2016、美国钢结构建筑规范ANSI/AISC 360、美国不锈钢建筑结构规范ANSI/AISC 370-21中的设计方法进行对比,结果表明:对于径厚比较小的不锈钢圆管短柱,四种规范的预测承载力较为保守;对于部分径厚比较大的不锈钢圆管短柱,规范预测承载力偏于危险。

关键词：不锈钢圆管局部稳定静力试验轴压承载性能

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