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硫酸盐侵蚀作用下粗糙混凝土裂缝面渗流特性研究
1
作者 甘磊 杨卓 +3 位作者 张宗亮 沈振中 宋新伟 刘玉 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期333-340,共8页
混凝土裂缝面的渗流-侵蚀耦合作用是导致涉水混凝土结构性能劣化的主要诱因之一。为探究侵蚀作用下粗糙混凝土裂缝面渗流特性,设计了不同侵蚀溶液质量分数和渗流压力条件下的混凝土裂缝面(CFS)渗流试验,并与混凝土-花岗岩组合裂缝面(CG... 混凝土裂缝面的渗流-侵蚀耦合作用是导致涉水混凝土结构性能劣化的主要诱因之一。为探究侵蚀作用下粗糙混凝土裂缝面渗流特性,设计了不同侵蚀溶液质量分数和渗流压力条件下的混凝土裂缝面(CFS)渗流试验,并与混凝土-花岗岩组合裂缝面(CGFS)渗流试验进行对照分析,探讨了不同条件对CFS渗流特性的影响机制。结果表明,CFS受侵蚀作用影响明显,各组试样渗流量与渗透率均呈现先快速下降、后缓慢下降、最终稳定的变化趋势。随侵蚀溶液质量分数的增加,各试样平均裂隙开度逐渐减小,而CFS中钙离子累计溶出率呈先升后降的趋势,并在侵蚀溶液质量分数为5%时达到峰值16.12 g/m^(3)。在渗流压力作用下,CGFS渗流特性变化规律与CFS一致,钙离子累计溶出率随渗流压力增大而增大,最大值为54.32 g/m^(3)。 展开更多
关键词 混凝土裂缝 花岗岩 侵蚀溶液 渗透率 渗流特性
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基于CT扫描技术的透水混凝土孔隙特性研究
2
作者 徐丽娜 魏超 +2 位作者 丁旭 黄占芳 刘宁 《水电能源科学》 北大核心 2026年第1期114-118,共5页
为深入研究聚丙烯仿钢纤维透水混凝土的微观机理,采用CT扫描技术对试件进行扫描,通过三维数字重构技术建立了孔隙结构的可视化模型。基于图像分析方法对比研究了纤维改性前后材料内部孔隙系统的形态演变特征。结果表明,聚丙烯仿钢纤维... 为深入研究聚丙烯仿钢纤维透水混凝土的微观机理,采用CT扫描技术对试件进行扫描,通过三维数字重构技术建立了孔隙结构的可视化模型。基于图像分析方法对比研究了纤维改性前后材料内部孔隙系统的形态演变特征。结果表明,聚丙烯仿钢纤维的加入可有效提高试件的强度,但会抑制试块的透水性能,试块各层面孔隙率稳定在15%~20%之间,且连通孔隙占总孔隙的97%以上;未添加纤维的试块中大孔数量较少,但其体积占比较大;加入纤维后,部分大孔转化为中孔并抑制孔隙间的连通,从而改变孔隙结构。 展开更多
关键词 聚丙烯仿钢纤维透水混凝土 CT扫描 孔隙结构 透水性能
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复合应力状态下超高性能混凝土的断裂行为
3
作者 徐世烺 王庆敏 +2 位作者 李庆华 全冠 银星 《水利学报》 北大核心 2026年第1期76-90,共15页
超高性能混凝土(UHPC)在水利工程中具有广阔的应用前景,但其在复合应力状态下的断裂行为尚不明确。本文通过试验与数值模拟相结合的方法,研究UHPC在拉-剪复合应力作用下的断裂性能。试验采用斜切缺口短梁试件,通过系统改变缺口倾角和钢... 超高性能混凝土(UHPC)在水利工程中具有广阔的应用前景,但其在复合应力状态下的断裂行为尚不明确。本文通过试验与数值模拟相结合的方法,研究UHPC在拉-剪复合应力作用下的断裂性能。试验采用斜切缺口短梁试件,通过系统改变缺口倾角和钢纤维体积掺量,分析断裂混合度与纤维掺量对裂缝起裂、裂缝扩展及承载力的影响。通过显性建立纤维自由度并采用合适的基体本构关系和基体-界面粘结滑移关系,建立了分析UHPC在复杂应力状态下断裂破坏的三维细观数值模型。研究结果表明:UHPC基体的混合型断裂临界状态符合最大能量释放率准则;纤维掺量的提高和复合应力状态中剪应力成分的提高使得UHPC的断裂过程区增大、基体剥落现象更显著;发展的三维细观数值模型成功复现了试验结果,可以较好地预测复合应力状态下UHPC的断裂破坏特征。本研究深化了对复合应力下UHPC断裂行为的理解,可为其在水利工程中的安全设计和应用提供参考。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 混合型断裂 纤维掺量 细观数值模拟 损伤演化
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筑坝堆石料动力特性试验研究
4
作者 李东 杜俊 +2 位作者 王孝东 张瑞 熊治茗 《水电能源科学》 北大核心 2026年第2期100-104,99,共6页
堆石料作为典型粗粒土已广泛应用于土石坝建设中,研究其动力特性对土石坝抗震安全评价具有重要意义。基于DJSZ-150大型粗粒土动静三轴试验机,开展堆石料动力特性试验,深入研究围压和固结比对土体动态参数的作用机制。试验结果表明,动模... 堆石料作为典型粗粒土已广泛应用于土石坝建设中,研究其动力特性对土石坝抗震安全评价具有重要意义。基于DJSZ-150大型粗粒土动静三轴试验机,开展堆石料动力特性试验,深入研究围压和固结比对土体动态参数的作用机制。试验结果表明,动模量随动应变增大逐渐衰减,而围压和固结比的增大均会引起动模量增大;动剪切模量比在动剪应变小于0.1%时缓慢下降,超过0.1%后快速衰减,最后趋于稳定,曲线表现出明显的归一性;阻尼比随动剪应变的增加呈非线性增长,增大固结比能显著增强堆石料的能量耗散能力。该研究揭示了应力状态对堆石料动力特性的调控机制,可为土石坝抗震设计提供理论基础。 展开更多
关键词 动三轴试验 围压 固结比 动模量 阻尼比
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基于遗传算法与神经网络的逆向侵蚀管涌通道表征方法
5
作者 梁越 饶育锋 +5 位作者 赵卓越 许彬 杨晓霞 夏日风 邓惠丹 RASHID Hafiz Aqib 《岩土力学》 北大核心 2026年第1期323-336,共14页
堤防是应用最广泛且有效的防洪工程措施之一。然而,由于堤防老化、加固措施不力以及复杂的地质条件,在汛期常发生管涌等险情,导致重大且往往难以修复的损失。以双层堤基逆向侵蚀管涌(backward erosion piping,简称BEP)为研究对象,开展... 堤防是应用最广泛且有效的防洪工程措施之一。然而,由于堤防老化、加固措施不力以及复杂的地质条件,在汛期常发生管涌等险情,导致重大且往往难以修复的损失。以双层堤基逆向侵蚀管涌(backward erosion piping,简称BEP)为研究对象,开展遗传算法(genetic algorithm,简称GA)优化的反向传播(back propagation,简称BP)神经网洛对逆向侵蚀管涌通道进行刻画研究。主要研究工作及成果包括:(1)通过非均质含水层中BEP的数值模拟构建训练数据集,并利用室内沙槽管涌试验验证了该数据集的可靠性;(2)从BEP室内试验的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组数据中提取水头H和渗透系数K数据,进行数据集扩充,并优化GA-BP模型以表征I组试验结果,结果表明优化后的模型能更准确地刻画K≤1.0 cm/s的区域;(3)利用优化后的GA-BP模型表征BEP通道的发展过程。结果表明,该模型能准确捕捉总体发展趋势,但在表征通道位置和尺寸方面与实际条件仍存在微小偏差。综上所述,研究为表征BEP提供了有效工具,并证明了GA-BP网络模型在该领域的实际应用潜力。 展开更多
关键词 逆向侵蚀管涌 管涌通道 BP神经网络 遗传算法 渗透系数
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动力锚跨介质侵彻特征的可视化试验研究
6
作者 刘明潇 孟奔 +2 位作者 代宏飞 孟亚旭 刘俊国 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期1-8,共8页
【目的】为了满足堤防溃口抢险迅速、高效的要求,研究带索动力锚跨越不同介质时的侵彻运动特性。【方法】采用透明介质Slime凝胶,设计研发了一套可视化侵彻试验装置,以概化动力锚为研究对象,采用不同初始条件进行带索动力锚的侵彻试验... 【目的】为了满足堤防溃口抢险迅速、高效的要求,研究带索动力锚跨越不同介质时的侵彻运动特性。【方法】采用透明介质Slime凝胶,设计研发了一套可视化侵彻试验装置,以概化动力锚为研究对象,采用不同初始条件进行带索动力锚的侵彻试验研究。通过多组次试验,获取了侵彻轨迹、速度、界面震荡及锚固力等实测数据。【结果】锚体侵彻轨迹近似遵循三次函数变化规律,锚体停滞前明显向界面法线内侧偏转;锚体进入凝胶后速度衰减很快,发射初始条件对锚体侵彻特性有重要影响,锚体侵彻深度与发射力近似呈对数函数的响应关系,侵彻深度与锚固力具有较好的正相关性,呈现指数函数变化特征。【结论】锚体速度衰减与轨迹变化的函数关系近似,且锚体偏转受发射角度影响较大。锚体发射初始条件除影响侵彻深度外,还会直接影响锚固力。研究成果有助于促进跨介质侵彻理论研究与抢险动力锚的设计研发。 展开更多
关键词 可视化侵彻 透明凝胶 动力锚 运动特性 试验研究
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主动多孔护岸混凝土的植生及抗冲刷性能实验结果及新认知
7
作者 万娟 许欣 +2 位作者 肖衡林 吕锋 欧阳帆 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第5期2138-2146,共9页
针对用于岸坡防护的传统植被混凝土的连通孔隙率低、植物根系扩展受限、植物成活率不稳定等问题,制备了主动多孔护岸混凝土(active porous riparian concrete, APRC),探讨不同的主动开孔率和开孔数对植物生长和抵抗河岸水流冲刷的能力... 针对用于岸坡防护的传统植被混凝土的连通孔隙率低、植物根系扩展受限、植物成活率不稳定等问题,制备了主动多孔护岸混凝土(active porous riparian concrete, APRC),探讨不同的主动开孔率和开孔数对植物生长和抵抗河岸水流冲刷的能力。设置0、12%、18%和24%主动开孔率和0、1、2和4个开孔数的APRC试样,选取狗牙根开展植生模型试验,分析土体pH、狗牙根发芽数和生长高度的变化规律;采用自行设计的水流冲刷装置开展0.2、0.4和0.6 m/s三种不同流速的冲刷试验,分析试样土体流失量和覆土抗冲系数的变化规律。研究表明:主动开孔有利于APRC内部狗牙根生长。APRC的植生性能和抗冲刷性能与开孔率和开孔数呈正相关关系。24%开孔率下APRC的植生效果最佳,开4个孔的APRC中狗牙根种子发芽数最多,开1个孔的APRC中狗牙根生长高度最高。各APRC在不同水流冲刷速度下土体流失量均小于未开孔的植被混凝土,其中12%开孔率、开4个孔时在0.2 m/s流速下的APRC覆土抗冲刷性能最好。 展开更多
关键词 主动多孔护岸混凝土 开孔率 开孔数 植生性能 抗冲刷性能
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水下自密实堆石混凝土拌合物性能试验研究
8
作者 袁金峰 茹世荣 +3 位作者 张丽梅 张晓辉 王超 呼子博 《混凝土世界》 2026年第3期50-56,共7页
水下自密实堆石混凝土具有施工工艺简单、效率高、综合单价低、水化温升低的特点,但对混凝土拌合物性能要求较高,需要同时满足混凝土拌合物的抗分散性、填充性、间隙通过性和抗离析性,方可保证水下自密实堆石混凝土的施工性和硬化后性... 水下自密实堆石混凝土具有施工工艺简单、效率高、综合单价低、水化温升低的特点,但对混凝土拌合物性能要求较高,需要同时满足混凝土拌合物的抗分散性、填充性、间隙通过性和抗离析性,方可保证水下自密实堆石混凝土的施工性和硬化后性能。本文通过由普通硅酸盐水泥、高铝水泥、无水石膏、粉煤灰和硅粉组成的多元复合胶凝材料(组合比为1∶0.06∶0.11∶0.1∶0.03),掺入羟丙基甲基纤维素(HPMC)、速溶胶粉等材料对混凝土拌合物进行改性,结果表明:多元复合胶凝材料用量不宜低于400 kg/m^(3),过少会影响混凝土拌合物的抗分散性。HPMC掺量宜为0.05%~0.10%,过低会影响混凝土拌合物的抗分散性和抗离析性,过高会影响混凝土拌合物的流动性和扩展性,进而影响其填充性和间隙通过性。速溶胶粉掺量宜为0.05%~0.10%,若不在此范围则会影响混凝土拌合物的抗分散性、填充性、间隙通过性和抗离析性。工程应用时应在满足水泥流失量较小且不产生离析的前提下,尽量增大拌合物的坍落扩展度,缩短其T500扩展时间和V漏斗排空时间,以满足水下自密实堆石混凝土的施工性和最终质量。 展开更多
关键词 水下自密实堆石混凝土 抗分散性 填充性 间隙通过性 抗离析性
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严寒地区酸性骨料水工沥青混凝土性能研究
9
作者 闫小虎 李海峰 +1 位作者 李大宏 冯伟 《长江科学院院报》 北大核心 2026年第3期185-191,199,共8页
酸性砾石骨料水工沥青混凝土是一种新型的水工建筑材料,可用于水利工程中的沥青混凝土心墙坝、沥青混凝土面板坝和渠道防渗等。为推广酸性砾石骨料在西部严寒地区沥青混凝土心墙中的应用,通过试验研究和理论分析,探讨了酸性砾石骨料对... 酸性砾石骨料水工沥青混凝土是一种新型的水工建筑材料,可用于水利工程中的沥青混凝土心墙坝、沥青混凝土面板坝和渠道防渗等。为推广酸性砾石骨料在西部严寒地区沥青混凝土心墙中的应用,通过试验研究和理论分析,探讨了酸性砾石骨料对水工沥青混凝土性能的影响。研究结果表明,酸性砾石骨料采用水泥填料或者掺非胺类抗剥落剂,能够显著提高沥青混凝土的力学性能、抗水损害和耐久性。研究成果为酸性砾石骨料水工沥青混凝土的工程应用提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 严寒地区 沥青混凝土心墙 酸性砾石骨料 水工沥青混凝土耐久性
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高抗侵蚀混凝土配合比设计
10
作者 罗纬邦 李泽发 +1 位作者 高磊 张燕 《水利规划与设计》 2026年第4期55-60,161,共7页
为提高混凝土在超高浓度复合盐环境下的抗侵蚀性能,针对新疆部分盐渍土地区供水工程面临的超高浓度复合盐(硫酸盐+氯盐)侵蚀环境,系统开展了高抗侵蚀混凝土配合比试验研究。通过对比“普通硅酸盐低碱水泥+矿物掺合料”与“高抗硫酸盐水... 为提高混凝土在超高浓度复合盐环境下的抗侵蚀性能,针对新疆部分盐渍土地区供水工程面临的超高浓度复合盐(硫酸盐+氯盐)侵蚀环境,系统开展了高抗侵蚀混凝土配合比试验研究。通过对比“普通硅酸盐低碱水泥+矿物掺合料”与“高抗硫酸盐水泥+矿物掺合料”2种胶凝体系,结合正交试验优化设计,提出了适用于四类与五类环境作用等级的高抗侵蚀混凝土配合比,可为类似工程的应用提供参考。 展开更多
关键词 混凝土 高抗侵蚀 复合盐 配合比设计
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单组份聚脲涂层耐热空气老化性能研究
11
作者 梁慧 夏清 +3 位作者 贺尧 廖灵敏 赵挺 刘梦颖 《水力发电》 2026年第4期116-121,共6页
新疆夏季气温普遍较高,尤其是吐鲁番、哈密等地,最高气温可达40℃以上,吐鲁番甚至出现过50℃的极端高温。普通高分子类水工混凝土表面防护涂层材料在夏季高温环境下,因与水工混凝土热膨胀系数差异易导致应力裂纹,同时,反复热循环加速涂... 新疆夏季气温普遍较高,尤其是吐鲁番、哈密等地,最高气温可达40℃以上,吐鲁番甚至出现过50℃的极端高温。普通高分子类水工混凝土表面防护涂层材料在夏季高温环境下,因与水工混凝土热膨胀系数差异易导致应力裂纹,同时,反复热循环加速涂层疲劳失效。本文选取了一种综合性能较好的单组份聚脲涂层材料,设计了热空气加速老化室内模拟试验,开展了聚脲涂层的拉伸性能、与混凝土的粘结性能研究,并通过扫描电子显微镜、红外光谱方法分析了涂层微观形貌和内部结构的变化,发现在热空气老化过程中,涂层在热空气老化过程中表面没有发生较为激烈的化学键断裂,表明单组份聚脲涂层的破坏形式以物理破坏为主。 展开更多
关键词 单组份聚脲 热空气老化 界面 力学性能 水工混凝土
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多维度水利工程混凝土抗压强度异常析因研究
12
作者 尹新龙 倪东华 +3 位作者 朱泽河 黎秋锋 李川 李世楚 《广东水利水电》 2026年第3期29-34,共6页
水工混凝土是根据水利水电工程的特点设计和生产的混凝土,混凝土抗压强度是否满足设计要求,是评判水工结构安全的重要指标,影响混凝土抗压强度的因素诸多,包括原材料品质、配合比设计与实施控制、混凝土拌和物性能控制以及硬化混凝土性... 水工混凝土是根据水利水电工程的特点设计和生产的混凝土,混凝土抗压强度是否满足设计要求,是评判水工结构安全的重要指标,影响混凝土抗压强度的因素诸多,包括原材料品质、配合比设计与实施控制、混凝土拌和物性能控制以及硬化混凝土性能检测与评估等环节。在工程项目建设中,混凝土抗压强度不满足设计要求现象时有发生,该文选取某一项目,从材料、生产、施工、检测等多维度深入分析混凝土抗压强度异常原因并提出建议,为后续混凝土质量控制提升提供参考。 展开更多
关键词 水利工程 水工混凝土 强度 压碎指标 含气量
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PCCP保护层砂浆尺寸效应及掺合料影响研究
13
作者 罗纬邦 马小宇 +1 位作者 陆云才 周丽娜 《新疆大学学报(自然科学版中英文)》 2026年第1期82-92,共11页
预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)保护层砂浆的厚度通常仅为25 mm,但实验室标准砂浆试件尺寸为70.7 mm或40 mm,为在试验结果与构件真实性能之间建立有效关联,系统探究尺寸效应的影响至关重要.针对上述问题... 预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)保护层砂浆的厚度通常仅为25 mm,但实验室标准砂浆试件尺寸为70.7 mm或40 mm,为在试验结果与构件真实性能之间建立有效关联,系统探究尺寸效应的影响至关重要.针对上述问题,本文通过改变粉煤灰(Fly Ash,FA)和纳米二氧化硅(Nano Silica,NS)掺量,制作70.7 mm、40 mm及25 mm 3种尺寸的立方体试件,探究掺合料对PCCP保护层砂浆性能的影响,并揭示其强度随试件尺寸变化的规律.主要结论如下:首先,确定了FA(20%)与NS(3%)的最优复掺配比,其28 d力学性能与尺寸稳定性均最优.其次,砂浆强度表现出清晰的尺寸效应,即试件尺寸从70.7 mm减小至40 mm时强度升高,进一步减小至25 mm时则降低.最终,所建立的尺寸换算方程表明,换算系数随掺量呈先升后降趋势,且具有掺量依赖性,这为精确预测PCCP薄层砂浆的真实性能提供了理论依据. 展开更多
关键词 PCCP砂浆 抗压强度 尺寸效应 矿物掺合料
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受弯作用下沥青混凝土残余力学性能研究
14
作者 王龙 范庭梧 +1 位作者 陈占江 邱涛 《水利水电快报》 2026年第3期95-100,共6页
为探究水工沥青混凝土心墙在弯曲变形后的残余性能,基于沥青混凝土大梁弯曲试验(沥青混凝土水稳定试验、小梁弯曲试验),结合现有试验检测手段,对水工沥青混凝土弯曲后残余力学性能进行研究。结果表明:水工沥青混凝土在弯曲变形达到1%,3%... 为探究水工沥青混凝土心墙在弯曲变形后的残余性能,基于沥青混凝土大梁弯曲试验(沥青混凝土水稳定试验、小梁弯曲试验),结合现有试验检测手段,对水工沥青混凝土弯曲后残余力学性能进行研究。结果表明:水工沥青混凝土在弯曲变形达到1%,3%,5%,7%后,水稳定性能和弯曲应变基本维持在未受弯状态同一水平,弯曲应力及弯曲模量随着残余应变弯曲增长而增大。研究成果可为沥青混凝土心墙设计提供性能指标参考。 展开更多
关键词 沥青混凝土 残余变形 水稳定性能 弯曲变形
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基于疏浚土的气泡混合轻质土性能及纤维改性的试验研究
15
作者 庄宁 王涯琳 +1 位作者 夏旭江 曾易 《水运工程》 2026年第4期41-51,共11页
针对长江疏浚土资源化利用难(含水量高、强度低、成型难),且传统气泡混合轻质土抗拉强度不足、脆性大,无法适配浮岛载体的问题,开展相关轻质化及纤维改性研究。采用正交试验,以灰砂比、泡沫体积掺量、水砂比为变量确定最优配合比,再掺... 针对长江疏浚土资源化利用难(含水量高、强度低、成型难),且传统气泡混合轻质土抗拉强度不足、脆性大,无法适配浮岛载体的问题,开展相关轻质化及纤维改性研究。采用正交试验,以灰砂比、泡沫体积掺量、水砂比为变量确定最优配合比,再掺入不同参数的玄武岩纤维(basalt fiber,BF)和聚丙烯纤维(polypropylene fiber,PPF),结合力学性能测试与微观分析探究改性效果。结果表明:最优配合比为灰砂比0.40、泡沫掺量10%、水砂比0.35,对应干密度0.77 g/cm^(3)、湿密度0.84 g/cm^(3)、28 d抗压强度最优、吸水率12.3%;BF最佳掺量0.5%(长度12 mm),劈裂抗拉强度提升18%,干缩率显著降低;PPF最优掺量0.3%(长度9 mm),28 d韧性提升30%、饱水抗压强度提高、脆性破坏几率降低,两种纤维均使界面黏结力有所提升。该材料密度与水接近,可作为漂浮景观载体,为长江疏浚土轻量化与生态化利用提供技术支撑。 展开更多
关键词 疏浚土 气泡混合轻质土 纤维 体积掺量 最优配合比 漂浮景观
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高耐久混凝土配比优化——以新沂河海口枢纽工程为例
16
作者 丁跃 柳豹 蒋礼瑜 《江苏水利》 2026年第2期59-63,共5页
为提升近海水利枢纽工程混凝土结构的耐久性能,结合新沂河海口枢纽工程实际需求,开展高耐久混凝土的配合比优化研究。通过对工程所用原材料进行系统检测,在满足技术标准的基础上,设计多组高耐久混凝土配合比并进行试验验证。结果表明,... 为提升近海水利枢纽工程混凝土结构的耐久性能,结合新沂河海口枢纽工程实际需求,开展高耐久混凝土的配合比优化研究。通过对工程所用原材料进行系统检测,在满足技术标准的基础上,设计多组高耐久混凝土配合比并进行试验验证。结果表明,优化后的高耐久混凝土在抗压强度与普通混凝土相近的前提下,其抗拉性能、抗裂性、抗渗性、抗冻性、抗碳化能力及抗氯离子渗透性能均显著提升。该研究成果对类似海洋及近海环境下钢筋混凝土结构的耐久性设计与施工具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 新沂河海口枢纽工程 高耐久混凝土 配比优化
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胶结砂砾石三维孔隙结构与层面抗剪性能的关系 被引量：1
17
作者 张亚楠 蔡新 +1 位作者 陈徐东 郭兴文 《建筑材料学报》 北大核心 2026年第2期223-232,共10页
为探究不同层面处理方式下胶结砂砾石(CSG)内部孔隙结构与层面抗剪性能的关系,通过Python程序对3种层面处理方式下CSG的X射线计算机断层扫描图像进行预处理及三维重构,实现了CSG内部孔隙结构的三维可视化与定量表征;结合室内直剪试验,采... 为探究不同层面处理方式下胶结砂砾石(CSG)内部孔隙结构与层面抗剪性能的关系,通过Python程序对3种层面处理方式下CSG的X射线计算机断层扫描图像进行预处理及三维重构,实现了CSG内部孔隙结构的三维可视化与定量表征;结合室内直剪试验,采用XGBoost算法建立了CSG三维孔隙结构参数与宏观力学性能之间的关系。结果表明:层面处理方式对CSG的三维孔隙结构和力学性能有显著影响,不处理层面的孔隙分布不规则,易导致应力集中,而层面铺设砂浆或净浆能有效改善CSG的孔隙结构;净浆的改善效果最佳,显著提升了CSG孔隙的均匀性与复杂性;孔隙球度与孔径分布之间呈双指数衰减关系,接近球形的孔隙有助于提高CSG的摩擦性能;研究结果可以优化CSG层面施工工艺,提升其力学性能。 展开更多
关键词 胶结砂砾石 三维孔隙结构 层面结构 抗剪性能 XGBoost算法
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基于BP神经网络参数反演的混凝土化-热-湿多场耦合分析
18
作者 刘昶 张永振 +5 位作者 王桥 栗雨辰 王小毛 周伟 常晓林 田文祥 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第2期122-129,共8页
建立多场耦合模型对混凝土性能演化预测已成为一种重要手段,而模型中各项参数的取值对计算结果影响很大。针对早龄期混凝土有限元模拟中参数难以确定导致模拟精度不足的问题,提出一种融合物理实验与BP神经网络参数反演的混凝土化-热-湿(... 建立多场耦合模型对混凝土性能演化预测已成为一种重要手段,而模型中各项参数的取值对计算结果影响很大。针对早龄期混凝土有限元模拟中参数难以确定导致模拟精度不足的问题,提出一种融合物理实验与BP神经网络参数反演的混凝土化-热-湿(CTH)多场耦合模拟方法。首先,通过引入了优化的化学亲和力函数和修正后的可蒸发水方程,实现对相对湿度多阶段演变的准确模拟;随后,利用基于BP神经网络的参数反演方法,结合物理实验数据,反演优化CTH多场耦合模型关键参数,构建高精度数值模型,并运用在混凝土分块浇筑模拟计算中。该方法的BP神经网络模型训练结果稳定性良好,湿度下降期预测值与实验数据拟合度达90%以上。模拟结果表明构建的CTH多场耦合模型能够精确模拟混凝土内部温湿度场的时空演化过程。这项研究成果为早龄期混凝土多场耦合模型参数标定与工程预测提供了理论与方法支撑。 展开更多
关键词 混凝土 温度 相对湿度 化-热-湿多场耦合模型 BP神经网络 分块浇筑
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考虑骨料级配和衍生特征的Stacking深度集成混凝土强度预测
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作者 蔡志坚 王晓玲 +3 位作者 张君 王栋 吴斌平 余红玲 《水力发电学报》 北大核心 2026年第2期15-30,共16页
抗压强度预测对于混凝土施工质量控制具有重要意义。现有抗压强度预测模型多关注于初始配合比的影响,缺乏考虑骨料级配及衍生特征的影响及其可解释性分析。针对上述问题,本研究提出一种综合考虑骨料级配和衍生特征的Stacking深度集成抗... 抗压强度预测对于混凝土施工质量控制具有重要意义。现有抗压强度预测模型多关注于初始配合比的影响,缺乏考虑骨料级配及衍生特征的影响及其可解释性分析。针对上述问题,本研究提出一种综合考虑骨料级配和衍生特征的Stacking深度集成抗压强度预测模型,用于提升抗压强度预测精度和可解释性。该模型采用三种主流集成学习模型与卷积神经网络作为基学习器,以充分利用各主流算法的多样性和异质性。其中,为弥补基于树的模型对超参数敏感以及对高维特征提取能力弱的不足,引入通道注意力机制对卷积神经网络进行改进,进而提升特征提取能力。采用融合注意力机制的多层感知机模型作为元学习器,以降低模型过拟合风险。基于SHAP理论,深入挖掘混凝土强度预测的关键特征及特征交互影响。结果表明,所提模型综合考虑了骨料级配和衍生特征,抗压强度预测精度提高了27.53%。SHAP分析表明,水胶比,水,粉煤灰/水,水泥以及31.5~40 mm粒径的骨料质量分数为关键的模型驱动因素。本研究所提模型不仅提升了强度预测准确性,还通过可解释性分析揭示了影响混凝土强度的核心参数,为混凝土智能化管控提供了理论指导。 展开更多
关键词 混凝土 抗压强度预测 骨料级配 卷积神经网络 Stacking深度集成模型 SHAP分析
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高土石坝深厚覆盖层旁压试验及其参数反演分析
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作者 张石 吴世勇 +4 位作者 吴忠 陈聪 石北啸 傅华 凌华 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期128-137,共10页
【目的】为了克服在深厚覆盖层上建设高土石坝的难题,开展深厚覆盖层的现场试验与室内试验,为坝基与坝体设计提供科学依据。【方法】针对拟建的中波水电站坝址河床深厚覆盖层开展现场原位旁压试验,获取不同地层的地基承载力参数;通过有... 【目的】为了克服在深厚覆盖层上建设高土石坝的难题,开展深厚覆盖层的现场试验与室内试验,为坝基与坝体设计提供科学依据。【方法】针对拟建的中波水电站坝址河床深厚覆盖层开展现场原位旁压试验,获取不同地层的地基承载力参数;通过有限元数值分析方法模拟旁压试验过程并分析其变形机理,基于遗传优化算法对旁压试验进行反演,获得坝基沉降变形分析所需的各地层邓肯-张E-B模型参数;结合坝基土层开展室内大型三轴试验,获得邓肯-张E-B模型参数,提出室内试验参数与反演参数的折减公式,并应用工程案例对折减公式进行比较验证。【结果】(1)旁压试验的结果表明,覆盖层的原位结构性与试验段水平土体的压密特性是反演参数结果比三轴试验参数结果大的主要原因。(2)有限元数值分析的反演曲线斜率与现场试验实测曲线的一致,证实了数值反演旁压试验规律的准确性。(3)提出的室内试验参数与反演参数的折减公式应用于工程案例,验证效果良好,说明折减公式的预测性好,能够实现室内试验参数结果与反演分析参数结果之间的相互转换。【结论】通过现场旁压试验反演本构模型参数并经过公式合理折减能够准确获得土体材料的变形计算参数,为类似的堆石坝工程提供有益参考。 展开更多
关键词 深厚覆盖层 旁压试验 反演分析 邓肯-张E-B模型参数
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