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湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 34-48页

作者：熊海贝武喆欧阳禄王治方陈佳炜同济大学土木工程学院上海200092 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

连接节点的设计是保证木-混凝土混合结构中两种材料协同工作的基础.为研究常用工程木-混凝土螺栓连接节点的力学性能及破坏模式,分别选用正交胶合木(Crosslaminated timber,CLT)-混凝土螺栓连接和云杉-松木-冷杉(Spruce Pine Fir,SPF)... 详细信息

连接节点的设计是保证木-混凝土混合结构中两种材料协同工作的基础.为研究常用工程木-混凝土螺栓连接节点的力学性能及破坏模式,分别选用正交胶合木(Crosslaminated timber,CLT)-混凝土螺栓连接和云杉-松木-冷杉(Spruce Pine Fir,SPF)规格材-混凝土螺栓连接作为试验对象,设计了27组单调加载试验和低周往复加载试验,归纳并对比了两类木-混凝土螺栓连接的典型破坏模式.结果表明:木-混凝土螺栓连接节点承载力大小与螺栓屈服模式相关,CLT-混凝土螺栓连接相较于SPF-混凝土螺栓连接更易发生双铰破坏,且CLT-混凝土螺栓连接具有更好的延性.基于对两类连接力学性能差异的影响机理分析,考虑钢垫板对承载力的影响,并引入CLT等效截面,提出了木-混凝土螺栓连接的承载力力学模型.计算结果与试验结果对比的平均误差为12.18%,表明计算值与试验值吻合良好,可为木-混凝土螺栓连接的设计与应用提供参考.

关键词：木-混凝土混合结构螺栓连接破坏模式力学性能计算模型

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脲酶喷洒工艺对赤泥矿化胶结及抑尘效果试验

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林业工程学报 2025年第2期10卷 173-179页

作者：胡雯璐刘鹏南京林业大学土木工程学院南京210037

脲酶矿化胶结表面防护处理是处理赤泥堆场扬尘的新技术。利用喷洒工艺将脲酶溶液渗透到赤泥表层,进行脲酶矿化赤泥试验,研究胶结液浓度、喷洒轮数对矿化效果的影响,并对试样进行风蚀试验,探究风速、吹蚀时间对试样抗风蚀性能的影响。研... 详细信息

脲酶矿化胶结表面防护处理是处理赤泥堆场扬尘的新技术。利用喷洒工艺将脲酶溶液渗透到赤泥表层,进行脲酶矿化赤泥试验,研究胶结液浓度、喷洒轮数对矿化效果的影响,并对试样进行风蚀试验,探究风速、吹蚀时间对试样抗风蚀性能的影响。研究结果表明:一定范围内,试样微型贯入阻力及碳酸钙生成量随着胶结液浓度和喷洒轮数的提高而上升,但碳酸钙转化率随之下降,喷洒首轮碳酸钙转化率最高可达66.39%,0.5 mol/L胶结液浓度下试样碳酸钙转化率高于1.0 mol/L的;经处理的试样水稳定性随着喷洒轮数和胶结液浓度的增加逐渐提高,喷洒1~3轮崩解率降低16%~19%,风蚀率随之降低;风蚀率随风速和吹蚀时间增加而上涨,1.0 mol/L胶结液浓度下试样风蚀率较小。脲酶矿化技术可以克服赤泥碱性强、颗粒细等缺点,与胶结液反应生成大量碳酸钙晶体,将赤泥颗粒胶结成硬壳层,改变赤泥原有的松散颗粒结构,为赤泥提供强度和稳定性,有效提高其抗风蚀能力,大大减少赤泥吹尘现象的产生。脲酶矿化技术可有效提升赤泥的力学特性及抗风蚀性能,具有一定的参考价值。

关键词：脲酶喷洒工艺赤泥风蚀率

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盾构接收涌水涌砂隧道受损冻结法加固修复与实测分析

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隧道建设(中英文) 2025年第4期45卷 804-815页

作者：杨平吴朝阳杨琼鹏李卫丁宇浩南京林业大学土木工程学院中铁隧道局集团有限公司

为修复因盾构接收突发涌水涌砂导致的双线隧道受损工程,采取双线隧道分离式布孔、同期冻结的修复方案,即一期垂直冻结明挖+二期水平冻结暗挖。针对2期工程中垂直钻孔、暗挖对接隧道等施工重难点,提出关键工艺:1)垂直钻孔时采取先隧道外... 详细信息

为修复因盾构接收突发涌水涌砂导致的双线隧道受损工程,采取双线隧道分离式布孔、同期冻结的修复方案,即一期垂直冻结明挖+二期水平冻结暗挖。针对2期工程中垂直钻孔、暗挖对接隧道等施工重难点,提出关键工艺:1)垂直钻孔时采取先隧道外加固再钻孔施工,先金刚石钻头钻孔取芯再改为回转式钻进泥浆护壁的方法; 2)暗挖时破损管片区和完好管片区采用2种开挖方式,对破损管片区采取全断面开挖,对完好管片区采取先开挖至封堵墙再拆除管片的方法。然后,对2期冻结全过程进行温度、变形监测,分析冻结温度场发展规律以及地表和建筑物沉降变化规律,并与常规洞门冻结工程对比。结果表明:1)冻土区与渗漏处热交换对测点冻结效果的影响大于冻结孔偏斜的影响; 2)在扰动地层左右线同期水平冻结时,左右线相邻冻结管处易发生冻结管断裂现象; 3)地层扰动大的修复工程中,水平冻结积极冻结期较长; 4)因回填土松散且有空洞,水平冻结钻孔施工阶段的地表沉降大于暗挖阶段。

关键词：盾构隧道人工冻结法加固及修复

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机械法施工联络通道管片严重错台冻结法修复技术

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隧道建设(中英文) 2025年第2期45卷 392-401页

作者：晏超杨平黎志喜张婷南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 中铁二局集团有限公司四川成都610031

针对苏州轨道交通7号线扬华路站至现代大道西站区间地铁盾构隧道机械法施工联络通道施工期间出现的涌砂涌水、管片严重错台,以及在原有小断面联络通道内修复作业困难等难题,提出并实施人工冻结修复施工关键技术。首先,将错台联络通道圆... 详细信息

针对苏州轨道交通7号线扬华路站至现代大道西站区间地铁盾构隧道机械法施工联络通道施工期间出现的涌砂涌水、管片严重错台,以及在原有小断面联络通道内修复作业困难等难题,提出并实施人工冻结修复施工关键技术。首先,将错台联络通道圆形结构优化为直墙拱顶结构;其次,在已完工联络通道内回填土后设置封堵墙,采用放射状布孔单侧分次冻结的冻结方案;再次,改进钻孔技术,利用高精度测斜仪,结合跟踪补偿钻孔方位角钻孔纠偏技术进行高精度成孔,并采用加密植筋和高强度混凝土浇筑进行盾构管片与人工构筑物修复搭接;最后,对冻结施工全过程的温度及变形位移进行研究分析。结果表明:1)放射状冻结帷幕外侧冻结壁发展速度约为常规联络通道的0.5倍;内侧发展速度与常规通道相近,且内侧发展速度约为外侧的2倍。2)地表沉降主要集中在冻结区周围,钻孔期间由于提前注浆控制涌砂冒水,导致地表隆起3.7 mm;撤出受困联络通道盾构后,引起地表沉降8 mm。3)在开挖施工和融沉注浆期间,由于联络通道顶部土体加固体的存在、冻结壁的持续发展以及开挖构筑物的影响,使得联络通道顶部变形显著,隆起达15 mm。

关键词：机械法施工联络通道管片严重错台控制修复工程人工冻结法

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不同温度下毛竹抗弯力学性能

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林业科学 2025年第2期61卷 163-171页

作者：李海涛周文静吴义强陈晨许伟南京林业大学土木工程学院南京210037 中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004 南京林业大学江苏竹木固碳材料与结构技术工程研究中心南京210037 南京林业大学机电产品包装生物质材料国家地方联合工程研究中心南京210037

【目的】探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响,为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。【方法】以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象,制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个;设置11个目标温度(-60、-40、-20、0、20、6... 详细信息

【目的】探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响,为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。【方法】以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象,制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个;设置11个目标温度(-60、-40、-20、0、20、60、100、130、175、185和200℃)进行三点弯曲试验,测试毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量,分析温度对毛竹抗弯力学性能的影响规律;利用相关性分析,探讨温度与抗弯强度、抗弯弹性模量的关系,并提出毛竹抗弯强度温度影响系数与温度以及抗弯弹性模量温度影响系数与温度的二次函数方程;通过微观结构观察,分析低温和高温条件下毛竹细胞壁的变化情况,揭示毛竹抗弯力学性能变化的内在机制。【结果】温度对毛竹抗弯力学性能具有显著影响,随着温度升高,毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量呈显著下降趋势;当温度升至200℃时,有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下(20℃)抗弯强度的31%和31%,抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的44%和41%;相较而言,当温度降至-60℃时,有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下(20℃)抗弯强度的116%和115%,抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的135%和128%;低温条件下毛竹表现出较高的强度和明显的脆性,高温条件下则表现出较低的强度和较大的塑性变形;竹节对抗弯强度的影响较小,无论是低温还是高温条件,有竹节和无竹节试件的抗弯强度差异均不明显;竹节对抗弯弹性模量具有显著不利影响,尤其在-40~130℃范围内表现明显;微观结构分析表明,低温条件下毛竹细胞壁保持完整且紧密,有助于力学性能提升,高温条件下由于水分蒸发和化学成分转化,毛竹细胞壁软化并逐渐变薄,其力学性能显著下降。【结论】在极端环境条件下,毛竹抗弯力学性能受温度变化的显著影响,低温有助于增强毛竹强度,但会导致更高的脆性;高温会削弱毛竹强度,并导致较大的塑性变形;竹节对毛竹抗弯强度影响较小,但对弹性模量具有一定不利影响。

关键词：竹材温度竹节抗弯强度抗弯弹性模量

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胺化改性竹粉吸附剂的优化制备及吸附铜效果

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森林工程 2025年第2期41卷 225-232页

作者：林少华孙芹菊南京林业大学土木工程学院南京210037 南京林业大学生态与环境学院南京210037

为优化制备胺化改性竹粉(AMBP),考察碱预处理浓度、环氧化时间和温度、胺化改性剂和改性温度等因素的影响,并利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行表征。结果表明,碱预处理浓度、环氧化温度和... 详细信息

为优化制备胺化改性竹粉(AMBP),考察碱预处理浓度、环氧化时间和温度、胺化改性剂和改性温度等因素的影响,并利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行表征。结果表明,碱预处理浓度、环氧化温度和时间、胺化温度和改性试剂种类均对吸附剂的制备存在显著影响。吸附剂最佳制备条件为,原竹粉3.0 g,经2 mol/L NaOH碱处理,于100 mL的8%NaOH和15 mL的环氧氯丙烷中,40℃下环氧化反应8 h;再在5 mL四乙烯五胺(TEPA)、1 g Na_(2)CO_(3)、100 mL水中,40℃下反应2 h。原竹粉的竹纤维结构在改性过程中得到了较好保留,胺化改性后,氮元素质量分数显著增加,引入新的—NH_(2)、—NH—等基团。吸附剂AMBP-TEPA对水中游离态和络合态Cu(Ⅱ)均具有良好吸附效果。研究结果为竹材的资源化利用提供新的途径和技术支撑。

关键词：竹粉胺化优化改性铜吸附

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农业土壤中铜的吸附与解吸影响因素研究进展

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应用化工 2025年第2期54卷 457-461页

作者：杨琦玥朱仁超原樱其文思杰孙梓阳刘晓龙余爱华南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

铜(Cu)作为潜在有毒重金属,严重危害了生态系统和人类健康,农业土壤中的铜污染已然成为全球性的环境问题。从土壤理化性质、土壤成分、微塑料和竞争吸附四个方面综述了农业土壤中铜吸附与解吸的影响因素;最后,从加强多种影响因素综合作... 详细信息

铜(Cu)作为潜在有毒重金属,严重危害了生态系统和人类健康,农业土壤中的铜污染已然成为全球性的环境问题。从土壤理化性质、土壤成分、微塑料和竞争吸附四个方面综述了农业土壤中铜吸附与解吸的影响因素;最后,从加强多种影响因素综合作用研究,完善动态模型,进行田间试验等方面对该研究领域进行了展望,旨在为我国农业土壤中铜污染的控制和修复治理提供科学依据。

关键词：铜吸附与解吸影响因素土壤理化性质土壤成分

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考虑多层施工缝界面效应的富水高铁隧道底鼓变形机制

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铁道科学与工程学报 2025年第1期22卷 443-455页

作者：陈鑫磊余楚海张学民武朝光张永兴中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 南京市燕子矶片区整治开发有限责任公司江苏南京210028 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

当前,针对富水高铁隧道底鼓病害的研究尚未考虑隧底分层浇筑施工缝界面效应的影响。为补充相关研究空白,结合既有隧道底鼓病害案例,通过引入内聚力模型模拟隧底分层施工结构缝界面力学效应,建立富水高铁隧道底鼓精细化数值计算模型,分... 详细信息

当前,针对富水高铁隧道底鼓病害的研究尚未考虑隧底分层浇筑施工缝界面效应的影响。为补充相关研究空白,结合既有隧道底鼓病害案例,通过引入内聚力模型模拟隧底分层施工结构缝界面力学效应,建立富水高铁隧道底鼓精细化数值计算模型,分析外水压力作用下高铁隧道底部结构施工缝界面损伤状态、变形模式及应力场分布,揭示高水压作用下高铁隧道轨隆病害及层间离缝形成机制,并对不同仰拱施工方式与不同施工缝界面处理措施开展参数分析。研究结果表明:相较于传统不建立隧底施工缝界面接触单元的计算模型,考虑隧底施工缝界面效应时计算所得底鼓变形明显增大,增幅约31%;外水压抬升隧底结构会造成施工缝界面开裂,界面离缝主要分布于整个仰拱-填充界面,和靠近拱脚侧填充-找平层界面;靠近边墙侧道床板-找平层界面同样会产生损伤,其损伤范围较小,但受列车荷载循环作用该初始损伤存在进一步扩展的风险;仰拱-填充界面是削弱隧道抗底鼓变形能力的主要因素,通过界面凿毛以及涂刷界面剂增强施工缝黏结强度可有效提高隧底结构的抗底鼓变形能力;针对富水深埋高铁隧道,建议施工阶段应当重视仰拱与填充分层浇筑界面的强化处理,而在病害整治过程中应关注相关位置的离缝检测与控制。

关键词：高铁隧道高水压底鼓变形界面开裂内聚力模型

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深水大坝缺陷鲁棒实时检测方法

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武汉大学学报(信息科学版) 2025年第4期50卷 684-698页

作者：李扬涛包腾飞李田雨南京林业大学土木工程学院江苏南京210042 河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学水灾害抵御国家重点实验室江苏南京210098

大坝长期服役过程中,在水环境和外部荷载的交互耦合作用下,其深水结构部位易出现各类缺陷病害,影响工程服役安全稳定和功能发挥。水下机器人搭载可见光相机,可以非接触形式实现结构损伤的高分辨率空间信息采集,如何从海量图像视频数据... 详细信息

大坝长期服役过程中,在水环境和外部荷载的交互耦合作用下,其深水结构部位易出现各类缺陷病害,影响工程服役安全稳定和功能发挥。水下机器人搭载可见光相机,可以非接触形式实现结构损伤的高分辨率空间信息采集,如何从海量图像视频数据中提取结构损伤密切相关信息成为当前亟待解决的关键问题。结合机器视觉和深度学习理论方法,提出了一种兼顾检测精度和推理效率的大坝深水多类别缺陷实时目标检测方法。该框架以单阶段目标检测网络YOLOv5-s为基模型,构建大坝多类别缺陷识别器;利用模型稀疏化和剪枝策略,改变模型批处理层权重分布并去除模型冗余参数;进一步地,综合运用模型迁移和知识蒸馏理论,恢复由于剪枝压缩带来的精度劣化问题,据此构建出强背景干扰下大坝深水多类别缺陷实时检测方法。以某高坝深水探测工程为实例,引入多种深度学习目标检测算法作为对比,验证所提方法在障碍物遮挡、低可见度、光照不均等复杂深水检测场景的效果。案例分析结果表明,该方法可有效克服多种水下不利成像环境干扰,并准确辨识、区分不同类型缺陷,量化其真实尺寸。此外,剪枝后轻量化模型每秒可推理超过100张缺陷图像,具备较强的实时推理能力。

关键词：深水检测隐蔽病害识别损伤识别目标检测人工智能

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周丛生物膜强化微污染水脱氮除磷效能及其微生物群落特征

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环境工程学报 2025年第3期19卷 684-696页

作者：张林防钟琦王骏吴苏李豪黄晓丹付国楷张智张俊翔南京林业大学土木工程学院南京210037 重庆大学环境与生态学院重庆400044 昆山市水务局苏州215301

利用天然周丛生物构建了微藻-细菌-真菌三元复合生物膜,探讨了复合生物膜强化城乡小微水体微污染水脱氮除磷处理效能及其微生物群落结构特征。结果表明,相比于单一异养生物膜,微藻-细菌-真菌三元复合生物膜对总氮(total nitrogen,TN)和... 详细信息

利用天然周丛生物构建了微藻-细菌-真菌三元复合生物膜,探讨了复合生物膜强化城乡小微水体微污染水脱氮除磷处理效能及其微生物群落结构特征。结果表明,相比于单一异养生物膜,微藻-细菌-真菌三元复合生物膜对总氮(total nitrogen,TN)和磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)的去除效率分别提高了34.2%和60.1%。正交实验分析结果表明,光照强度对复合生物膜强化微污染水氮、磷去除效能的影响最为显著,在最佳运行条件下,TN和PO_(4)^(3-)-P的最大去除率分别为94.1%和98.2%。批次活性实验结果表明异养硝化-好氧反硝化、厌氧氨氧化、微藻/光合细菌同化、微生物诱导磷酸盐沉淀等过程可能共同驱动了微污染水中氮、磷的有效去除。16S rDNA/ITS/18S rDNA扩增子高通量测序结果表明,Proteobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidota、Planctomycetota、Verrucomicrobiota、Actinobacteriota、Dependentiae为复合生物膜中的优势细菌门;Ascomycota、Basidiomycota、Rozellomycota、Chytridiomycota为优势真菌门;Chlorophyta、Bacillariophyceae是优势微藻门。Silanimonas、Chloroplast、Cyanobium_PCC-6307、Blastomonas、Leptolyngbyaceae、Porphyrobacter、NS11-12_marine_group、Sediminibacterium、Curvibacter、OLB12、Pirellula是复合生物膜中的优势细菌属;Trichoderma是优势真菌属;Chlorella、Chlamydomonas为优势微藻属。其中,Silanimonas、NS11-12_marine_group、Sediminibacterium、Curvibacter、OLB12及Trichoderma是负责异养硝化-好氧反硝化过程的关键微菌属;作为典型的厌氧氨氧化菌属,Pirellula可能有助于贫营养条件下氮的去除。研究结果初步解析了复合生物膜处理微污染水的多路径脱氮除磷过程及微生物群落特征,对城乡小微水体的生态修复及其生态涵养价值的提升具有重要意义。

关键词：周丛生物膜小微水体微污染水脱氮除磷微生物群落结构

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