检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2025年第1期42卷 299-309页

作者：张广毅李泽庄张超夏洋洋孟彭辉方宏远郑州大学水利与交通学院郑州450001

原位固化管道(Cured-in-place-pipe,CIPP)内衬用于修复被生物硫酸腐蚀的排水管道,也用于市政排海管道。而玻璃纤维/甲基丙烯酸酯基复合材料用于CIPP内衬,在硫酸和海水环境下的耐久性尚不明确。设计了0.5%硫酸、模拟海水与高温(80℃)加... 详细信息

原位固化管道(Cured-in-place-pipe,CIPP)内衬用于修复被生物硫酸腐蚀的排水管道,也用于市政排海管道。而玻璃纤维/甲基丙烯酸酯基复合材料用于CIPP内衬,在硫酸和海水环境下的耐久性尚不明确。设计了0.5%硫酸、模拟海水与高温(80℃)加速相耦合的老化实验,以纯水作为对照,基于吸水测试、三点弯曲测试、接触角分析、SEM和FTIR等表征测试方法,研究了玻璃纤维/甲基丙烯酸酯基CIPP内衬的老化行为。结果显示:0.5%硫酸、模拟海水和纯水加速老化1440 h后,弯曲强度分别下降了57.9%、58.4%和57.4%,而弯曲模量没有明显下降;酯键水解生成的羟基部分被氧化为羰基,使树脂老化后颜色发黄;硫酸劣化了树脂表面使润湿性降低,也通过腐蚀表面玻璃纤维促进了水分扩散;海水中盐分析出结晶阻碍了水分扩散,也严重破坏了材料表面的树脂层,使润湿性增强。提高CIPP内衬的耐久性,重点应该抑制水分扩散劣化界面。可为甲基丙烯酸酯用于CIPP修复材料的耐久性评估提供参考依据。

关键词：原位固化管道内衬玻璃纤维增强塑料甲基丙烯酸酯材料老化吸水性弯曲测试

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水环境中口罩源“塑料际”微生物生态

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环境科学 2025年第2期46卷 1193-1202页

作者：彭思伟张广毅焦园园郑州大学水利与交通学院郑州450001 郑州大学地下工程研究院郑州450001

因疫情及其它呼吸道疾病影响,医用口罩常态化使用增加,其废弃物进入环境中风险增大且产生的微塑料可能会对水生态系统产生影响.通过对口罩进入水环境的模拟实验,探究口罩不同层微生物群落多样性、功能、组装机制和相互作用.结果表明,各... 详细信息

因疫情及其它呼吸道疾病影响,医用口罩常态化使用增加,其废弃物进入环境中风险增大且产生的微塑料可能会对水生态系统产生影响.通过对口罩进入水环境的模拟实验,探究口罩不同层微生物群落多样性、功能、组装机制和相互作用.结果表明,各层口罩源“塑料际”有独特的微生物群落,且随时间增加,丰富度逐渐提高.口罩源“塑料际”微生物功能也随时间显著变化,且与致病微生物、光营养、有机物降解和C、N、S元素循环有关.口罩源“塑料际”微生物群落组装机制研究结果表明,随机性过程更为重要(NST>0.5),但随时间增加,确定性过程的作用逐渐提高.共生网络结果表明,不同层口罩源“塑料际”微生物都有较高的模块数和模块化程度,且随着定植时间增加,微生物群落复杂性逐渐降低.口罩源“塑料际”有着独特的生态过程,该研究有助于对口罩源“塑料际”生态效应和微生物定植过程的理解.

关键词：口罩塑料际微生物组装机制生态学

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水体中微塑料迁移行为的水力学实验与数值模拟

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中国环境科学 2025年第3期45卷 1765-1776页

作者：李煜瑄窦明李桂秋王振周雨泽邢澳琪郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 郑州大学水利与交通学院河南郑州450001

为了解微塑料在水体中的迁移行为,基于水力学实验和受力分析方法识别不同类型微塑料在水体中运动状态变化的水力学参数阈值,进而结合拉格朗日粒子追踪方法建立具有明确物理机制的微塑料迁移模型,对微塑料的迁移运动轨迹进行模拟,预测微... 详细信息

为了解微塑料在水体中的迁移行为,基于水力学实验和受力分析方法识别不同类型微塑料在水体中运动状态变化的水力学参数阈值,进而结合拉格朗日粒子追踪方法建立具有明确物理机制的微塑料迁移模型,对微塑料的迁移运动轨迹进行模拟,预测微塑料的最终运动状态以及归趋,并结合贾鲁河郑州市区段实测数据对模型进行验证.结果表明:贾鲁河郑州市区段中粒径在0.5mm以下的微塑料占比为66.79%,主要的形状是碎片状(31.1%)与纤维状(29.2%).PP作为漂移质迁移,且迁移速率最快;PS与粒径小于0.5mm的PA作为悬移质迁移;PET与粒径大于0.5mm的PA作为推移质进行推移运动或静止在水底.在流量为14m^(3)/s与20m^(3)/s的两种工况下,微塑料在36h内的滞留率为43.79%与47.85%,其中颗粒占比最大,PA与PET为主要的滞留微塑料种类.

关键词：微塑料水力学实验迁移模型粒子追踪法贾鲁河

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基于洪灾综合损失评估的河道治理工程防洪效益量化方法

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水利学报 2025年第2期56卷 277-286页

作者：张亚东李宗坤葛巍徐宏殷陈利军王特郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 河南省水利勘测设计研究有限公司河南郑州450016

通过工程实施前、后洪灾经济损失对比计算河道治理工程的防洪效益时,对效益构成考虑不全,降低了防洪效益计算的合理性。本文从概念上明确了河道治理工程的防洪效益由经济效益、生命效益和环境效益构成;引入统计生命价值,提出了洪灾生命... 详细信息

通过工程实施前、后洪灾经济损失对比计算河道治理工程的防洪效益时,对效益构成考虑不全,降低了防洪效益计算的合理性。本文从概念上明确了河道治理工程的防洪效益由经济效益、生命效益和环境效益构成;引入统计生命价值,提出了洪灾生命损失货币量化方法;筛选出影响洪灾中环境价值损失的关键因素,构建了环境损失率计算函数,基于生态系统服务价值,货币量化了洪灾环境影响;结合洪灾经济损失,提出了洪灾综合损失评估方法;简化了计算防洪效益的频率法,提出了考虑洪灾综合损失的河道治理工程防洪效益量化方法。研究成果为洪灾损失量化和水利工程防洪效益计算提供了有效工具。

关键词：防洪效益频率法经济损失生命损失环境影响

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基于Levy飞行和麻雀搜索算法优化集成学习模型的水质估算

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第3期53卷 450-461页

作者：李爱民康轩袁铮王海隆闫翔宇许有成郑州大学地球科学与技术学院河南郑州450001 郑州大学水利与交通学院河南郑州450001

由于水体的光学复杂性和不同水质参数之间的相互作用,利用集成学习方法估算水质参数具有优势;然而,在建模过程中如何合理选择超参数仍然是一个难题。麻雀搜索算法能够快速搜索集成学习模型的最优参数;而Levy飞行算法可以防止麻雀搜索算... 详细信息

由于水体的光学复杂性和不同水质参数之间的相互作用,利用集成学习方法估算水质参数具有优势;然而,在建模过程中如何合理选择超参数仍然是一个难题。麻雀搜索算法能够快速搜索集成学习模型的最优参数;而Levy飞行算法可以防止麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)陷入局部最优,并提高模型的准确性和效率。使用Levy飞行算法和麻雀搜索算法对随机森林(RandomForest,RF)、自适应回归(AdaBoost Regression,ABR)和类别提升回归(CatBoost Regression,CBR)3种集成学习模型进行了优化。以郑州东风渠和熊耳河为研究区,基于实测叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)和总悬浮物(total suspended solids,TSM)数据,构建了LSSA-RF、LSSA-ABR和LSSA-CBR这3种估算模型。实验结果表明:模型经过优化后,各项指标均有不同程度的提高。其中表现最优的是LSSA-CBR模型;CBR模型是在梯度提升框架下进行的建模,对比RF和CBR模型具有更高维度的学习能力。在叶绿素a的估算中,LSSA-CBR估算模型的均方根误差为2.325μg·L^(-1),决定系数为0.896;在总悬浮物的估算中,LSSA-CBR模型的均方根误差为1.598 mg·L^(-1),决定系数为0.882。最后,将精度较好的LSSA-CBR模型应用于卫星Planet影像中,以评估河流叶绿素a和总悬浮物的空间分布情况。研究结果可为环保部门快速了解城市河流水质分布及进行水质评价与管理提供参考。

关键词：叶绿素a 总悬浮物集成学习模型 Levy飞行—麻雀搜索算法城市河流

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温度对高聚物浆液在裂隙中扩散特性影响研究

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土木工程学报 2025年第1期58卷 111-125页

作者：李晓龙桂云祥贾赫扬钟燕辉张蓓郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001

具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为... 详细信息

具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为。为深入揭示温度对高聚物浆液在裂隙中扩散行为的影响机制,以一种工程中应用的自膨胀聚氨酯高聚物浆液为对象,基于浆液聚合反应机理和计算流体动力学理论,用准三维有限体积法离散浆液流动控制方程,用三维有限体积法离散裂隙壁热传导方程,建立模拟分析高聚物浆液在裂隙中膨胀扩散过程的热-流耦合仿真模型,实现对浆液化学反应进程、流场和“浆液-裂隙”体系温度场的耦合求解。开展不同注浆量、预热温度条件下无水平板裂隙高聚物注浆模型试验,通过浆液扩散范围、密度、温度等实测数据与计算结果的对比,验证所建立数值模型的适用性。在此基础上,分析预热温度、环境温度对浆液在平板裂隙中扩散行为的影响,结果表明,相同环境温度条件下,随着浆液预热温度升高,浆液扩散速率及升温速度加快,峰值温度增大,达到峰值点时刻越早;相同预热温度条件下,环境温度越高,浆液扩散速率越快,扩散半径越大;当浆液预热温度或环境温度升高至一定值时,浆液最终扩散范围不再发生明显改变;随着环境温度降低,所需的浆液最低预热温度逐渐增大。该文工作对高聚物裂隙注浆浆液预热温度设定具有一定指导作用。

关键词：自膨胀高聚物裂隙注浆扩散机理温度试验仿真方法

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基于中心点法的高聚物防渗墙堤坝地震变形可靠度分析

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世界地震工程 2025年第1期41卷 189-196页

作者：张泽瀚薛冰寒赵冠奇方宏远石明生郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学黄河实验室河南郑州450001

高聚物防渗墙技术具有高效、微创和经济等优点,已在中小型土质堤坝除险加固中得到广泛的应用。对于建在震区的高聚物防渗墙堤坝,其在地震作用下的变形可靠度分析尚未开展。因此,基于倾度法和中心点法开展高聚物防渗墙堤坝地震变形的可... 详细信息

高聚物防渗墙技术具有高效、微创和经济等优点,已在中小型土质堤坝除险加固中得到广泛的应用。对于建在震区的高聚物防渗墙堤坝,其在地震作用下的变形可靠度分析尚未开展。因此,基于倾度法和中心点法开展高聚物防渗墙堤坝地震变形的可靠度分析,采用倾度法评价高聚物防渗墙堤坝的坝体变形情况,通过倾度值计算地震变形的可靠度评价指标,基于中心点法对高聚物防渗墙堤坝的地震变形进行可靠度分析。对某高度为15m的高聚物防渗墙堤坝进行了分析,其设计基准期内年计地震变形失效概率P y=2.44×10-7,对应的可靠指标β=5.03,满足规范要求,为高聚物防渗墙堤坝的抗震设计和安全评价提供了依据。

关键词：高聚物防渗墙堤坝可靠度分析地震变形倾度法中心点法

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富水砂层联络通道冻结温度场影响因素分析

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地下空间与工程学报 2025年第1期21卷 61-69页

作者：徐平韩述琦郑州大学水利与交通学院郑州450001 中国建筑第五工程局长沙410000

以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合... 详细信息

以郑州机场至许昌市域郑州段某区间富水砂层联络通道冻结加固法施工场地为工程实例,基于考虑流热耦合作用的温度场和渗流场控制方程,运用COMSOL软件构建了联络通道进深2.0 m横截面的二维模型,采用Logistic函数建立实测盐水回路温度拟合曲线,将拟合函数作为冻结孔的管壁温度边界条件,通过数值计算得到了联络通道冻结过程中的温度场云图和温度变化曲线。通过比对数值结果与现场实测数据验证了数值模型的准确性和合理性,并进一步研究了地下水流速、冻结管间距、冻结管直径、初始地温等因素对温度场发展的影响。引入单因素灵敏度分析法,求解了各因素对冻结壁交圈时间影响的灵敏度,确定了各因素影响的大小排序,结果表明:当地下水流速较大时,减小冻结管间距是削弱地下水流速对冻结温度场影响的最佳选择;当初始地温较高时,通过增大冻结管直径或减小冻结管间距都能提高冻结效率。

关键词：富水砂层联络通道冻结加固流热耦合理论灵敏度分析

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考虑龄期影响的再生混凝土力学性能及损伤机制研究

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工程力学 2025年第2期42卷 127-141页

作者：白卫峰耿越管俊峰苑晨阳谢超鹏陆孝峰华北水利水电大学水利学院郑州450046 华北水利水电大学土木与交通学院郑州450045

研究了不同养护龄期下含偏高岭土(MK)再生骨料混凝土(RAC)的单轴压缩力学性能和损伤演化规律。制备了MK含量分别为0%和15%的RAC试件,获取了不同龄期下RAC试件的应力-应变全曲线。利用核磁共振(NMR)分析RAC内部孔隙率以及孔径分布的变化... 详细信息

研究了不同养护龄期下含偏高岭土(MK)再生骨料混凝土(RAC)的单轴压缩力学性能和损伤演化规律。制备了MK含量分别为0%和15%的RAC试件,获取了不同龄期下RAC试件的应力-应变全曲线。利用核磁共振(NMR)分析RAC内部孔隙率以及孔径分布的变化情况;利用扫描电子显微镜(SEM)分析水化产物的微观形貌特征,探讨MK的掺入对孔结构改善的微观机理;通过声发射(AE)监测RAC微裂纹发展过程。研究结果表明:随着龄期的增长,试件内部水化反应进一步充分,峰值应力和弹性模量逐渐增大,峰值应变呈减小趋势,应力-应变曲线的上升段和下降段的连接部分由平缓变得陡峭;加入MK改善了试件的微观结构,提高了峰值应力、弹性模量和峰值应变。结合统计损伤理论,考虑存在断裂和屈服两种细观损伤模式,通过对5个特征参数E_(0)、ε_(a)、ε_(h)、ε_(b)和H演化规律的分析,揭示龄期和MK对RAC细观损伤机制的影响规律;从有效应力的角度解释了AE峰值信号滞后于峰值应力的现象。提出“有效应力极值”理论,进一步讨论了复杂条件下混凝土细观损伤演化机制之间的内在联系。

关键词：再生骨料混凝土单轴压缩细观损伤机制偏高岭土养护龄期

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涌波作用下小箱梁受荷机理试验

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中国公路学报 2025年第2期38卷 33-46页

作者：杨绍林齐怀远杨万理王宁郑元勋郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 新疆工程学院土木工程学院新疆乌鲁木齐830023 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了明晰涌波作用下小箱梁的受荷机理及荷载计算方法,采用溃坝波试验模拟了系列涌波,开展了系列涌波与小箱梁的水动力相互作用试验。系统深入地分析了相互作用过程特性,梁体外表面不同位置的压力时程特性,水平力、竖向力和弯矩的冲击峰... 详细信息

为了明晰涌波作用下小箱梁的受荷机理及荷载计算方法,采用溃坝波试验模拟了系列涌波,开展了系列涌波与小箱梁的水动力相互作用试验。系统深入地分析了相互作用过程特性,梁体外表面不同位置的压力时程特性,水平力、竖向力和弯矩的冲击峰值随着初始水深、来流波高、梁体高程的演变规律;基于试验研究给出了涌波作用下小箱梁荷载冲击峰值的计算方法。研究结果表明:波前形态随着来流波高与初始水深之比逐渐变化;梁体的水平力、竖向力和弯矩的冲击峰值仅由梁体前侧和梁底前部的水体压力产生;梁体前侧、后侧、顶部及底部不同位置处的压力时程具有显著差异;水平力冲击峰值随着梁体中点与最大波高中点之间的偏离程度的减小而增大;当梁体位于来流波高中上部时,竖向力冲击峰值随着梁体高程的减小而增加,梁体高程较小时该情况有所变化;静水压力在竖向力冲击峰值中的占比显著大于其在水平力冲击峰值中的占比。所提计算方法可为小箱梁涌波荷载快速计算提供参考和借鉴。

关键词：桥梁工程涌波荷载试验研究小箱梁溃坝波计算方法

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