- 郑强;武迪;张敏;于娇;王鑫鹏;
为降低超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)的能耗，探讨将赤泥作为矿物掺合料制备低碳超高性能混凝土(Low-Carbon Ultra-High Performance Concrete, LCUHPC)的可行性。基于颗粒紧密堆积理论，利用Modified Andreasen&Andersen模型设计了赤泥基UHPC,并对其工作性能、力学性能和耐久性能进行了系统表征。试验结果表明：赤泥的掺加降低了UHPC的工作性能、早期(7 d)抗压强度和耐久性。大掺量(30%)赤泥改性UHPC 28 d抗压强度大于100 MPa,电通量小于100 C,验证了赤泥制备LCUHPC的可行性。此外，有害组分浸出结果表明UHPC能有效固结赤泥中的重金属离子，有效降低了赤泥的高碱液浸出的风险。
2024年04期 v.45;No.199 1-7+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] - 甄智聪;郑强;于娇;侯东帅;
为解决橡胶垃圾的环保处理问题，采用橡胶颗粒为填充骨料，制备生态型超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete, UHPC)。研究结果表明橡胶的掺量和粒径显著影响了UHPC的界面过渡区结构宽度和孔隙率，从而对UHPC产生不同的劣化效应。以工作性能和强度为因变量，确定了橡胶颗粒的最优掺量(10%)和粒径(0.850 mm),制备出抗压强度大于120 MPa的生态型UHPC,为橡胶的回收利用提供了思路。
2024年04期 v.45;No.199 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 3233K] - 张玉凤;赵瑞传;张素磊;
随着我国城市化进程的高速发展，传统单向两车道隧道已满足不了现有交通运输需求，特大断面隧道建设规模日渐增大。依托山东省某单向四车道特大断面隧道工程，利用ABAQUS进行数值模拟，研究并得出了8组不同扁平率下隧道围岩变形和支护结构受力变化规律，确定出隧道合理扁平率范围。研究结果得出当扁平率为0.66～0.70时，隧道断面受力较均衡，支护结构稳定性较好，并且隧道开挖费用较低。本特大断面隧道断面优化方法可为今后同等条件下公路隧道内轮廓设计提供参考。
2024年04期 v.45;No.199 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K] - 王琳;郁有升;杨怡亭;
耦连比是影响联肢剪力墙结构抗震性能的重要参数。为研究联肢体系下新型钢板仓组合剪力墙的抗震性能和破坏特征，并确定该种结构较为适宜的设计耦连比取值范围，借助ABAQUS软件建立了10个不同耦连比的联肢钢板仓组合剪力墙有限元分析模型，并进行了单调推覆和循环往复加载。结果表明，不同耦连比下，联肢钢板仓组合剪力墙的抗震性能以及破坏特征存在明显差异。耦连比过小，钢连梁将首先破坏并造成联肢体系失效；耦连比过大，组合墙肢将在钢连梁耗能不充分的情况下提前破坏。因此，建议将塑性耦连比的取值范围控制在45%～50%之间，并将其与弹性耦连比的比值限制在90%以下，以确保钢连梁先于组合墙肢屈服，从而提高结构的抗震性能。
2024年04期 v.45;No.199 24-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 5024K] - 孟凯琪;王铭浩;焦力;李亮;徐亮;胡俊;高原;
坑底隆起破坏是导致基坑失稳的关键因素之一。对坑底隆起的影响因素展开研究工作，分析基坑宽度以及软弱土层厚度对坑底隆起变形以及基坑抗隆起稳定可靠度的影响规律。首先，建立不同工况的基坑开挖有限元模型，获取坑底不同特征点的隆起变形值，分析其变形规律，进而构建基于隆起变形限值的坑底抗隆起失效极限状态函数，最后采用蒙特卡罗法对坑底进行概率分析。数值模拟结果表明：当软弱土层厚度足以使隆起破坏滑动面贯通时，窄基坑的坑底两侧隆起变形大，中间小，宽基坑隆起变形规律与之相反；两种类型基坑坑底隆起变形都随基坑宽度增加而增大。改变软弱土层厚度，坑底各特征点隆起变形值随之变化，当为窄基坑时，坑底隆起变形依旧是中间小，两侧大；当基坑为宽基坑时，随软弱土层厚度增加，隆起变形随之增大，且坑底中心隆起变形逐渐超过两侧隆起变形；依据变形规律得到不同宽度基坑隆起破坏滑动面贯通时的软弱土层厚度。坑底抗隆起稳定可靠度与基坑宽度、特征点位置以及软弱土层厚度有关，坑底的稳定状态以及可靠度最低的特征点位置随基坑宽度以及软弱土层厚度变化而变化。
2024年04期 v.45;No.199 35-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2691K] - 徐鹏松;贺可强;
由于地铁深基坑支护方案的选择是一种受多因素共同作用影响的复杂项目，需对支护方案进行探讨分析与评价，研究和确定最优支护方案，以期提高支护施工效益并减少支护不当造成的安全风险。依层次分析法构建结构模型，通过综合考虑安全可行、经济成本、环境影响、施工方案4个方面，分析13个影响因素，并利用信息熵综合优化权重，再与模糊综合评价相结合，对支护方案进行综合评价。结合青岛地铁深基坑工程实例，对提出的3种备选方案进行打分、计算处理，并通过对比各因素之间重要程度及总综合评价值，进而得出适合本工程的最优支护方案。研究结果表明，3种支护方案的总综合评价值W′_3=3.1433<W′_1=3.1486<W′_2=3.3140,可知方案2(围护桩+内支撑支护)为最佳支护方案，并通过模拟验算其满足施工要求，且支护效果较好；该评价方法较为准确可行，操作简单，且适用于各种基坑的支护方案选择，可为地铁深基坑支护方案评选提供参考。
2024年04期 v.45;No.199 45-52+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K] - 衣紫薇;李龙;邵志国;
基于新基建投资和新型城镇化发展的耦合机制构建指标体系，应用熵权法对评价指标进行赋权，并结合耦合协调度评价模型、空间自相关模型和标准差椭圆模型，探索我国内地30个省(自治区、直辖市)2013—2020年新基建投资与新型城镇化发展的耦合协调状态并揭示其时空演化特征。结果表明：新基建投资和新型城镇化发展的综合指数从2013年的0.104、0.234分别升至0.177、0.363;新基建投资和新型城镇化发展的耦合协调度持续上升，但区域之间存在明显的差异，呈由东至西递减的分布格局；研究期内的Moran’s I指数波动上升，耦合协调度具有显著的空间正相关性；标准差椭圆重心呈现向西南方向小幅度迁移趋势且椭圆的面积不断减小，说明耦合协调度呈集聚收敛发展的态势。因此应继续加强宏观调控，强化东部沿海地区的区域带动作用，以进一步实现新基建和新型城镇化的协同发展。
2024年04期 v.45;No.199 53-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1252K]
- 兰志向;李伟;刘鹏云;赵乾;刘纳;郭健翔;魏业欣;于永强;梁茂冰;
针对超临界甲烷在翼型肋片印刷电路板式换热器内的流动和换热性能开展了数值模拟。对比了6种不同型号NACA00XX翼型肋片的流动和换热性能；研究了翼型肋片均匀分布时，交错、垂直和水平间距3种布局参数对流动和换热性能的影响；设计了3种前疏后密和3种前密后疏的不均匀分布形式的翼型肋片，将流动和换热性能与均匀分布的进行了对比分析。结果表明：NACA0025翼型肋片的综合性能最佳；翼型肋片均匀分布时，无量纲交错间距和无量纲垂直间距分别为1和4时综合性能最佳；翼型肋片非均匀分布时，前密后疏分布的综合性能优于均匀分布的，而前疏后密分布的综合性能劣于均匀分布的；保持翼型肋片数量不变，在拟临界点附近布置更密的翼型肋片能够强化综合性能。
2024年04期 v.45;No.199 80-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2309K] - 沈传龙;任鹏;来文艳;葛宝鑫;徐畅;来文娟;张大磊;齐元峰;
采用电镀法，考察Cu~(2+)浓度、电流密度、电镀时间对镀层形貌及电镀速率的影响，以SEM-EDS、XRD、CV等分析方法对所获得的铜电镀污泥碳进行表征；并进一步制备三元微电解陶粒，考察不同加铜方式对陶粒性能的影响。结果表明：在Cu~(2+)浓度为0.15 mol/L、电流密度为12.5 mA/cm~2时镀层均匀、致密；铜电镀掺杂制备的三元微电解陶粒对硝基苯废水的降解有更高的去除效果，在初始pH为3且废水中的硝基苯浓度为100 mg/L时，反应180 min即可达到90.61%的硝基苯去除率，且对硝基苯的降解符合伪一级动力学反应，反应速率常数可达到0.010 58 min~(-1)。
2024年04期 v.45;No.199 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K] - 许浩;李金成;闫博引;郭雅婧;郑泽坤;陈国壮;宋双;夏文香;
将超声波与光催化技术耦合(US/UV),对吸附苯酚饱和的活性炭进行再生，对比了光催化、超声波及超声波耦合光催化3种工艺条件下的再生效果，研究了TiO_2投加浓度、超声波功率和再生液初始pH值对活性炭再生的影响，并分析了不同工艺再生前后活性炭结构的变化。实验结果表明，US/UV耦合工艺的再生效果优于单独的光催化再生和超声波再生工艺。当TiO_2浓度为100 mg/L,超声波功率为100 W,pH为7～9时，US/UV耦合工艺的再生率达到74.51%;并且对活性炭的孔隙结构破坏较小，微孔恢复程度较高，具有再生速率快、再生液苯酚残留浓度低、再生效果稳定的特点。
2024年04期 v.45;No.199 99-107+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2230K] - 邵壮;侯文鑫;刘佳盈;刘长青;赵方超;
等剪切振动膜技术是一种新型的膜过滤技术，通过产生强烈且恒定的剪切力有效地减轻膜污染。使用该技术分别进行了回流和浓缩过滤微藻实验，通过对跨膜压差(TMP)、膜形貌变化以及膜上胞外有机物(EOM)组分的分析，探究等剪切振动膜在小球藻浓缩过程中的抗污染能力。结果表明，等剪切振动膜在微藻浓缩实验中受到了较为严重的污染，主要是由于在浓缩过程中藻液浓度不断升高，造成了较高的可逆污染(72.24%),但在冲洗后膜通量可以得到有效恢复，纯水通量由329.8 L/(m~2·h)恢复至2400.5 L/(m~2·h)。综合考虑，采用等剪切振动膜进行微藻过滤浓缩是可行的。
2024年04期 v.45;No.199 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K] - 徐光瑞;于慧俐;王禹浩;胡松涛;
海床砂土源热泵是典型的清洁能源供能系统之一。为探究其毛细管前端换热器的换热性能，利用Matlab软件构建了换热器各个毛细管的数值传热模型，并基于该模型分析了管席不同位置处毛细管出口温度变化情况以及毛细管间距、埋深、管长对换热器换热性能的影响。模拟结果表明：当换热达到稳定时，管席顶部管和底部管的换热效果均优于中间各管的换热效果，并且毛细管间距、埋深和管长的增加有利于毛细管换热器换热性能的提升，毛细管间距从20 mm增大到60 mm时，冬夏季毛细管换热量分别增加了51.9%和17.8%,埋深从0.5 m增大到2.5 m时，冬夏季毛细管换热量分别增加了74.3%和53.9%,管长从0.5 m增大到3.0 m时，冬夏季换热量则均扩大了3.9倍。研究可为海床砂土源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。
2024年04期 v.45;No.199 115-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1960K] - 田雅文;于慧俐;赵雪;王禹浩;董文洁;胡松涛;
海水源热泵系统面临着生物附着、管道腐蚀、严寒天气换热器结冰等问题，影响其性能系数。将材质为PP-R的毛细管网换热器埋置于海床砂土中的海水源热泵系统能够有效避免以上问题。基于能耗模拟数据，对比了海水源热泵系统、空气源热泵系统和冷水机组+燃气锅炉系统的经济性和环保性。结果显示，应用埋式毛细管网换热器的海水源热泵系统的经济效益和环保效益均为最优。系统运行20年，海水源热泵系统的全寿命周期成本为459.5万元，最小年费用为46.8万元，建筑生命周期内其单位面积的碳排放量比空气源热泵系统低10%,比冷水机组+燃气锅炉系统低21%。本研究使消费者对该热泵系统有了更深的了解，为推广此应用提供数据支撑。
2024年04期 v.45;No.199 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1239K]