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关键词： 崩岗   微观结构   胶结作用   黏聚力   内摩擦角  

摘要： [目的]从微观层面分析无定形氧化铁调控崩岗土体力学性能的关键机制,为崩岗侵蚀防治提供理论基础。[方法]以福建省典型崩岗区土壤中主要黏土矿物为研究对象,通过向高岭土中添加不同浓度无定形氧化铁(1,2,3,10 g/kg),并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及直剪试验,分析其对土体微观结构及抗剪强度参数的调控作用。[结果] XRD分析表明无定形氧化铁未与高岭土发生化学反应,主要通过物理包覆作用改变矿物特征。无定形氧化铁浓度对不同粒径胶结体的分布具有显著影响,其对2~250μm粒径胶结体的形成具有显著调控作用;微观结构参数中,仅颗粒长轴和圆度发生显著变化,3 g/kg处理的样品颗粒长轴缩短了22%;2 g/kg处理的样品圆度降低了25%,其余参数的变异系数均小于15%。添加3 g/kg的处理在各围压水平下均表现出最高抗剪强度,试样抗剪强度的提升与微观结构的变化密切相关。3 g/kg处理组黏聚力提升最显著,较纯高岭土提高24.82%;而内摩擦角变动幅度小于5.30%。[结论]无定形氧化铁通过胶结包裹作用优化土壤结构,进而增强抗剪性能。

关键词： 生物炭   减量灌水   土壤团聚体   稳定性   碳氮分布  

摘要： 探究减量灌水配施生物炭对北疆灌区麦田土壤团聚体稳定性及其碳氮分布的影响,为灌区农田土壤改良和节水灌溉提供理论依据。采用随机区组设计,设4个生物炭用量(B0:0 t·hm-2;B1:10 t·hm-2;B2:20 t·hm-2;B3:30 t·hm-2)和2个灌水量(W0:4.50×10~3 m3·hm-2常规灌溉;W1:4.05×10~3 m3·hm-2减量灌水),共8个处理,分析不同处理下不同土层(0-20cm,20-40 cm)土壤团聚体及其碳氮含量变化。结果表明:各处理下土壤团聚体主要以0.25-2 mm团聚体为主,其中减量灌水配施生物炭20 t·hm-2时各土层土壤0.25-2 mm团聚体占比最高(B2W1),分别为46.4%(0-20 cm土层)和46.2%(20-40 cm);施用生物炭20 t·hm-2显著提升了0-20 cm土层土壤团聚体平均质量直径、几何质量直径和>0.25 mm大团聚体含量(p<0.01),较不施生物炭处理分别增加8.66%、11.7%和2.91%;>2 mm粒级土壤团聚体的碳氮比。各粒级团聚体的有机碳和全氮含量均随生物炭施用量增加而显著增加,且减量灌水条件下的有机碳和全氮含量均高于常规灌溉。综上,减量灌水配施生物炭能够有效促进土壤大团聚体的形成并提高其稳定性,同时通过调控土壤碳氮水平进一步提升土壤肥力,当生物炭施用20t·hm-2时具有最佳的改良效果。该研究可为北疆灌区农田合理施用生物炭并节水灌溉提供理论依据和数据支撑。

关键词： 路基工程   加筋土挡墙   筋材布置   拟静力   台阶式   安全系数  

摘要： 为分析筋材台阶式布置时挡墙的地震稳定性,采用有限元极限分析法与强度折减法对加筋土挡墙开展拟静力研究。结果表明:与极限平衡法计算结果相比,本方法更接近振动台模型试验测试结果;当筋材平均长度大于0.7倍墙高、墙高不超过6 m时且竖向间距较小时宜采用台阶式筋材布置方式;采用较大剪胀角将高估台阶式筋材布置方式的作用效果,尤其是筋材长度沿墙高分布的差异较大时。

关键词： 简支梁桥   预应力混凝土节段梁   架桥机   逐跨拼装施工   吊挂体系   影响矩阵法   有限元法   梁体拆除  

摘要： 针对预应力混凝土节段梁逐跨拼装中出现的梁体破坏情况,为更换破坏梁体,确保吊挂体系拆除过程安全,以某多跨预应力混凝土简支梁桥节段梁上拱受压破坏为背景进行研究。首先利用影响矩阵法对破坏状态下的吊挂体系进行反演模拟,然后进一步利用反演模型研究预应力放张对吊挂体系受力变形的影响,最后提出相应的梁体拆除方案,并进行工程应用。结果表明:反演模拟得到吊挂体系受力、变形与实际情况较为吻合,吊杆力计算值与实测值平均误差在10%以内,梁体处于稳定的全截面受压状态,验证了采用影响矩阵法进行吊挂体系破坏状态反演模拟基本准确;相比梁体恢复至全悬挂状态,在确保梁体下缘始终受压下,维持现有线形状态分级放张拆除方案具有可行性;利用反演模型计算得到预应力分级放张水平和不同水平下吊杆力的主动调整值,用于指导节段梁预应力的放张,确保了吊挂体系拆除过程安全;建议在节段梁的设计阶段考虑架桥机与主梁之间的协作效应,在施工阶段可采用预应力分级张拉方案以有效减小梁底压应力。

关键词： 退耕还林   团聚体   土壤结构   时空变化   土壤有机质  

摘要： 土壤团聚体结构及其稳定性是评估土壤结构和抗侵蚀能力的关键指标,也是评估生态恢复措施效益的重要手段,但现有研究中缺乏针对长期生态修复条件下土壤团聚体稳定性的变化机理研究。因此,为查明川中丘陵石灰性紫色土区退耕还林对耕层土壤团聚体组成及稳定性的影响,该研究选择耕地、退耕25 a样地、退耕50 a样地和林地等4个不同退耕还林年限的样地为研究对象,在坡面上不同位置以分层剖面调查的方法探究不同样地中30 cm耕层土壤的土壤团聚体组成及稳定性的空间分布特征,并利用结构方程模型探究退耕还林影响土壤团聚体稳定性的关键驱动因子。结果表明:1)耕地中不同粒级的土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量沿垂直方向呈均匀分布趋势,而退耕25a样地、退耕50a样地和林地中土壤团聚体组成的剖面分布差异主要体现在>5 mm粒级的土壤机械稳定性团聚体和>2 mm粒级的水稳性团聚体含量中,沿垂直方向则分别呈波动增加和波动减小趋势;此外,各样地>5 mm粒级的机械稳定性团聚体含量在坡中位置达到最大值,而>2 mm粒级的水稳性团聚体含量则较小。2)耕地土壤团聚体稳定性的剖面和坡面分布均呈均匀分布,而退耕25a样地、退耕50a样地和林地的土壤团聚体稳定性则在表层土壤中较高,且退耕50a样地和林地土壤团聚体稳定性在坡中位置显著较低。3)相较于耕地,退耕还林样地可显著增加耕层土壤团聚体稳定性,WR0.25(>0.25 mm水稳性团聚体占比)、WSAR(土壤团聚体稳定率)、MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径)的增幅分别为33.37%~41.59%,33.96%~44.64%,23.18%~36.02%和49.02%~83.77%,且主要通过改善土壤理化性质和土壤团聚体组成而间接实现,间接效应高达0.717,土壤有机质和容重是关键驱动因子。本研究结果可为退耕还林改良土壤结构和质量的效益评估提供系统认识,并为未来退耕还林项目实施与规划提供参考依据。

关键词： 金属切削   非线性颤振   分岔   混沌   稳定性  

摘要： 切削颤振是高速、高精密机械加工和制造系统中常见的一种复杂物理现象,具有高维数、非光滑、强非线性、多变参数和时滞效应等特征,属于机械系统动力学研究的重点与难点。非线性是切削系统基本元素,是引发非线性颤振的直接原因,认知非线性动力学有助于揭示切削过程不稳定现象本质,为解决颤振问题提供思路。概述切削系统主要非线性因素,包括切削力和结构、刀具和工件/切屑间摩擦、刀具-工件分离等;归纳非线性模型求解主要方法;以切削过程典型非线性动力学响应为主线,简要介绍有关切削系统周期响应、概周期响应、分岔与混沌研究实例;针对存在问题及未来可能研究方向给出建议和展望。

关键词： 中-西非裂谷系   构造应力   洋底扩张   热点影响   板块碰撞  

摘要： 中-西非裂谷系横跨中非大陆,其形成演化的应力机制仍不明确。本文通过梳理中生代非洲大陆周缘构造应力发育特征,对比各应力在裂谷系内部的响应特征,揭示出中-西非裂谷系两个分支分别继承了跨撒哈拉活动带和中非剪切带等构造薄弱带。在先存薄弱带的基础上,周缘大洋扩张带来的远程挤压效应、热点隆升垂向挤压、新特提斯洋裂谷拉张和非洲—欧亚板块碰撞挤压等四类构造应力是中-西非裂谷系发育的关键外因。其中,周缘大洋扩张产生的挤压应力分别来自西侧大西洋和东侧西索马里海盆,扩张速率越快,对应的挤压应力越大,地质历史上扩张速率的突变可直接导致邻近盆地的沉积不整合,并与洋底断裂带走向突变具有明显对应关系。裂谷系中非分支完整记录了中生代两期拉张作用和一期构造反转,西非分支则只记录了第二期NE—SW向拉张和圣通期构造反转。西索马里海盆扩张挤压应力和新特提斯裂谷拉张应力影响裂谷系西非分支和中非分支Benue槽以东地区,南大西洋扩张挤压应力影响整个裂谷系,圣通期挤压应力作用集中于西非分支和中非分支的中西部,热点活动的影响范围则局限于Benue槽。各类构造应力在中-西非裂谷系汇聚并叠加影响,其基本形态与规模于中生代奠定。

关键词： 大豆分离蛋白凝胶   冻融稳定性   质构   联合效应  

摘要： 本研究探讨了冻融循环对大豆蛋白凝胶(SPI)质地、结构及冻融稳定性的影响,并研究了甲基纤维素(MC)和六偏磷酸钠(SHMP)及其组合对凝胶性能的改善作用。通过制备不同的SPI凝胶,并进行冻融循环处理(0-5次),采用保水能力、水分分布分析、全质构分析(TPA)、流变学测定、表面疏水性分析、分子间作用力分析、浊度、粒径及电位分析、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对凝胶的质地、结构和冻融稳定性进行系统研究。结果表明,冻融循环显著降低了SPI凝胶的持水能力,增加了凝胶的硬度和黏性,破坏了凝胶的微观结构,并导致蛋白质分子间作用力和二级结构的变化。添加MC的凝胶表现出较高的持水能力和硬度,但冻融稳定性较差;添加SHMP的凝胶具有较高的冻融稳定性,但对凝胶网络结构的改善不显著。而MC与SHMP的联合作用显著提高了凝胶的持水能力、硬度和弹性,同时增强了凝胶的冻融稳定性。研究表明,MC与SHMP的联合交联作用能够形成更致密的凝胶网络结构,减少冰晶的形成,降低凝胶网络的破坏程度,为食品工业中大豆蛋白凝胶的应用提供了理论依据。

关键词： 堆载组合   钢板-混凝土地下组合结构墙   多物理场数值分析   弯矩   位移   沉降   土压力  

摘要： 为研究非对称堆载开挖条件下钢板-混凝土地下组合结构墙的受力与变形特性,本文开展了模型试验与设计分析。试验以不同非对称堆载组合与钢板厚度为主要变量,系统监测了墙体侧向位移、弯矩分布、土压力演化及地表沉降等响应规律。结果表明:在开挖过程中,堆载不均匀分布会显著改变土压力重分布与墙体内力发展,非对称堆载组合下墙体变形与弯矩响应更为不利且更接近工程实际;相较之下,采用无堆载或对称堆载假定可能低估不利变形与土压力重分布效应,从而对结构承载力与安全储备产生偏乐观的估计。基于试验结果,建立并验证了三维耦合多物理场模型,模拟结果与试验测值吻合良好,能够较好再现关键变形与内力特征。研究成果可为中国工程建设标准化协会CECS《地下组合结构墙技术规程》提供设计参考和理论支持。

关键词： 火力发电   结构应力   P92钢   三通焊接接头   细晶热影响区   蠕变  

摘要： 【目的】旨在探究锅炉管道系统结构拘束引起的附加结构应力对三通焊接接头蠕变行为的影响。【方法】使用有限元法模拟了P92钢三通焊接接头蠕变演化过程。【结果】结果表明,轴向拉伸/压缩结构应力会显著增加管道细晶热影响区(Fine grain heat affected zone, FGHAZ)蠕变变形,并且对管道外壁的影响显著高于内壁。弯矩因受支管支撑作用,对三通焊接接头内壁FGHAZ的蠕变变形影响微弱,但可显著降低外壁FGHAZ的蠕变变形,扭矩虽能一定程度抑制管道外壁的蠕变变形,但会严重加剧管道内壁(尤其FGHAZ)的蠕变变形。在30 MPa×Wt (Wt为主管的抗弯截面模量)的弯矩作用下,三通主管支管侧和无支管侧外壁FGHAZ等效蠕变相比无结构应力时降低了40.0%和了78.3%,在30 MPa×Wn (Wn为主管的抗扭截面模量)的扭矩作用下,三通主管支管侧和无支管侧内壁FGHAZ等效蠕变应变相比无结构应力时增加了93.9%和110.5%。【结论】在P92钢三通焊接接头的寿命评估中应考虑考虑结构附加应力的影响。