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河北工程大學學報（社會科學版）

最新一期目錄 2020年第3期



  合并選項

    室內二維彌散試驗拖尾現象研究----陳亮,張賞,余旺,顧家慧
    纖維加筋土剪切過程中顆粒運動特征研究----張福海,白巖輝,周天寶,陳良
    基于UDEC節理巖體抗壓強度的數值研究----魯皓琰,栗東平,鐘江城,李沖
    噴涂聚脲彈性體H型鋼柱抗爆性能研究----趙亞軍,王玉瓏
    深基坑鋼支撐預加力對圍護墻變形影響----曹雪山,額力素,曹懷玉
    抗裂型外加劑對粉煤灰混凝土抗壓強度的影響----蔣建華,林明益,裘佳琪
    復合防火自保溫外模板抗折性能試驗研究----鄭賢賢,王二成,張京軍,李傳浩,李沖,趙陽
    預應力混凝土連續剛構橋模糊綜合評估法研究----王紅偉,謝開仲
    隧道開挖對鄰近樁基影響的兩階段分析方法----張坤勇,徐娜,臧振君,王乾坤,張彥紅
    基于ARFIMA模型的鋼材價格預測研究----陳雪,申建紅,徐文慧,朱琛
    金沙江梯級水庫群供水發電聯合調度研究----陳雨菲,董增川
    基于ANP和指標權重敏感性分析的礦區生態安全評價----史紅偉,田磊
    準噶爾盆地侏羅系煤系烴源巖有機顯微組成及意義----劉栩,程青松
    白鹿塬西南廢棄黃土窯洞邊坡破壞機理研究----劉祥,蘇生瑞,肖云飛
    鎮巴縣地質災害發育規律與危險性評價----史琳鵬,范文,李培,曹琰波,柴小慶,全倬梁
    塊體SmCo₇/Nd₂Fe₁₄B異質納米復合永磁體的微結構和磁性能----黃光偉,王亞娜,宋文鵬,鄭立允,賀洪江

    室內二維彌散試驗拖尾現象研究
    2020 Vol.37(3) 1-8[摘要]()    [PDF   6043k] ()
    陳亮,張賞,余旺,顧家慧

    針對傳統二維彌散試驗理論模型解析解不能描述拖尾現象的問題，建立了指數衰減模型來模擬二維彌散試驗中C-t曲線濃度下降段并描述拖尾現象，通過室內二維彌散試驗來進行驗證，發現模擬效果較好，通過改變水力梯度和濃度來研究指數衰減模型相關參數α、β的意義及變化規律，研究結果表明α為污染物濃度隨時間變化的速率，β為投源孔初始濃度與測孔峰值濃度的比值。污染物濃度越大，α值越小，污染物衰減速度越慢，拖尾時間越長；水力梯度越大，α值越大，污染物衰減速度越快，拖尾時間越短，而β值與流速無關；距離投源孔越遠，α值越小，污染物衰減速度越慢，拖尾時間越長，而β值越來越大，C-t曲線濃度峰值越來越小。
    纖維加筋土剪切過程中顆粒運動特征研究
    2020 Vol.37(3) 9-16[摘要]()    [PDF   26831k] ()
    張福海,白巖輝,周天寶,陳良

    為探究纖維對土體的加固機理，通過離散元法進行直剪試驗，分析纖維土與素土在剪切過程中顆粒運動特征。建立素土模型與0.6%纖維含量的纖維土模型，選取3個典型位移點，分析在典型位移點下素土與纖維土的運動特征，得出如下結論：纖維土在剪切部位位移較大，在上部位移較小，體現出了更大的整體性。在峰值位移前，纖維土的大轉角區域較素土大。峰值位移后，素土的大轉角區域較粗，周圍土體基本不存在大轉角區域；纖維土的大轉角區域較細，周圍土體存在大轉角區域且呈條狀分布。纖維土的大轉角主要分布在剪切處與纖維處。素土的剪切帶較纖維土的剪切帶大。剪切帶內纖維土的相對滑動與相對轉動都略大于素土。剪切帶外纖維土與素土的相對滑動與相對轉動相差不大。不論剪切帶內外土體的相對滑動與相對轉動都隨著剪切發展而增加。
    基于UDEC節理巖體抗壓強度的數值研究
    2020 Vol.37(3) 17-25[摘要]()    [PDF   3577k] ()
    魯皓琰,栗東平,鐘江城,李沖

    通過對江西某礦區巖樣進行巖石力學試驗，得到巖石試件的力學參數，利用Hoek-Brown法估算巖體力學參數?；诜中卫碚?，結合Monte Carlo方法生成節理巖體平面網絡圖，以巖體網絡圖中心為基點，選取節理巖體模擬試件，采用離散元軟件UDEC開展節理巖體抗壓強度的數值實驗。結果表明：選取角度、圍壓相同時，隨著巖體尺寸的增大，節理巖體各向異性減弱，抗壓強度呈非線性減小趨勢，并趨向于某一定值，可擬合為負指數變化關系；圍壓、尺寸相同時，隨著選取角度的增大，節理巖體抗壓強度呈微幅波動趨勢，這應與節理分布的分形特性有關。取樣角度（所截取的巖體試件與水平方向的夾角）為60°時，抗壓強度值略高，節理巖體尺寸效應與圍壓效應也較為明顯；選取角度、尺寸相同時，隨著圍壓的增大，巖體各向異性減弱，抗壓強度呈線性增大趨勢。
    噴涂聚脲彈性體H型鋼柱抗爆性能研究
    2020 Vol.37(3) 26-32[摘要]()    [PDF   8915k] ()
    趙亞軍,王玉瓏

    為研究聚脲涂層對H型鋼柱的抗爆效果，基于ANSYS/LS-DYNA有限元軟件，對噴涂聚脲彈性體H型鋼柱進行抗爆數值分析。研究了H型鋼柱在爆炸荷載作用下的動態響應，并分析了不同聚脲厚度對H型鋼柱的防護作用及其機理。研究結果表明：當沖擊波沿鋼柱弱軸方向傳播時，沖擊波對鋼柱的最大破壞作用出現在柱腳附近腹板中心，聚脲涂層能夠有效提高H型鋼柱的整體剛度和抗爆能力，大幅降低鋼柱的整體和局部變形，并減小鋼柱吸收的內能。
    深基坑鋼支撐預加力對圍護墻變形影響
    2020 Vol.37(3) 33-39[摘要]()    [PDF   3649k] ()
    曹雪山,額力素,曹懷玉

    深基坑工程的鋼支撐軸力初始實測值時常小于設計預加力。預加力的不足嚴重影響鋼支撐的支撐效果，是造成深基坑圍護墻出現較大變形的一個重要因素。以南京某地鐵車站深基坑工程為例，運用Midas GTS軟件建立二維數值計算模型?；诂F場監測數據與數值計算結果，驗證了計算模型與參數的合理性；分析不同預加力值對圍護墻水平位移值、鋼支撐最終軸力值的影響。研究表明：預加力是克服鋼支撐的理論抗壓剛度小的有效方法，是提高鋼支撐的實際抗壓剛度的手段；以鋼支撐軸力設計值為參考，預加力比值與圍護墻深層水平位移最大值具有負線性關系，對支撐軸力最終值的影響不顯著；從施加的預加力效果看，預加力比值為40%時，經濟性最佳。最后提出了低、高雙向預警和對應的預加力取值方法。
    抗裂型外加劑對粉煤灰混凝土抗壓強度的影響
    2020 Vol.37(3) 40-46[摘要]()    [PDF   3973k] ()
    蔣建華,林明益,裘佳琪

    考慮抗裂型外加劑類型及其摻量的影響，開展了粉煤灰混凝土在養護與硫酸鹽腐蝕條件兩種情況下抗壓強度的試驗研究。試驗結果表明：不同粉煤灰摻量下UEA型膨脹劑對混凝土力學性能的影響規律一致，HME-V高效抗裂劑的影響規律不同。養護齡期內，摻加UEA或HME-V與30%粉煤灰的混凝土抗壓強度值均在90 d后處于穩定，摻量均以5%為最佳強度摻量，硫酸鹽腐蝕后以5%外加劑摻量的試件損失最低。5%和8%兩種摻量下，隨著粉煤灰摻量的提高（10%~30%），摻加兩種抗裂外加劑的試件28 d抗壓強度均降低。養護的30%粉煤灰摻量的UEA試件強度總大于HME-V試件。硫酸鹽腐蝕后摻加HME-V的試件強度大于UEA試件強度。HME-V外加劑較UEA能更好地延緩硫酸鹽腐蝕造成的力學性能損失。
    復合防火自保溫外模板抗折性能試驗研究
    2020 Vol.37(3) 47-51[摘要]()    [PDF   5309k] ()
    鄭賢賢,王二成,張京軍,李傳浩,李沖,趙陽

    為研究復合防火自保溫外模板的抗折性能，對6個復合防火自保溫外模板試件進行抗折試驗，分析試件的破壞形態、受力性能、抗折強度以及抗折強度與彈性模量之間的相關性。結果表明：復合防火自保溫外模板的破壞形態均表現為底部跨中砂漿層開裂，裂縫方向垂直于模板縱軸線且貫穿整個寬度；各試件的荷載-跨中位移曲線變化規律基本一致，最大荷載、抗折強度和彈性模量的均值分別為846.34 N、2.59 MPa、5 125 MPa，滿足相應規范的要求，具有良好的抗折性能；復合防火自保溫外模板的抗折強度與彈性模量在0.01水平上，相關系數R=0.972 5，具有較強的線性相關性。
    預應力混凝土連續剛構橋模糊綜合評估法研究
    2020 Vol.37(3) 52-56[摘要]()    [PDF   938k] ()
    王紅偉,謝開仲

    為了準確評估預應力混凝土連續剛構橋的健康狀態，提出了基于層次分析法和模糊理論的預應力混凝土連續剛構橋狀態綜合評估方法。首先采用層析分析法（AHP）建立了預應力混凝土連續剛構橋底層-中間層-頂層的三層狀態評估指標體系，確定了各層指標狀態和總體評估狀態的等級劃分，制定了預應力混凝土連續剛構橋狀態評估體系中各層指標的定量指標評判標準。其次選擇了梯形和半梯形的隸屬函數，建立了預應力混凝土連續剛構橋模糊綜合評估法的主要步驟，提出了狀態評估體系中各層指標常權、變權和評判向量的計算方法，最后將該方法應用在欽江三橋的狀態評估中。結果表明：預應力混凝土連續剛構橋狀態評估方法可以評估預應力混凝土連續剛構橋的狀態，采用該方法評估的欽江三橋的狀態為"優秀"，與橋梁的荷載試驗結果一致，評估結果驗證了提出的模糊綜合評估方法的可行性與有效性。
    隧道開挖對鄰近樁基影響的兩階段分析方法
    2020 Vol.37(3) 57-63[摘要]()    [PDF   10282k] ()
    張坤勇,徐娜,臧振君,王乾坤,張彥紅

    隧道開挖過程中必然引起周圍土體的側向移動，從而使鄰近樁基產生水平變形和附加彎矩。目前有限元數值模擬法建模與計算過程較為繁瑣，為了解決隧道開挖下樁土相互作用問題，基于Winkler地基模型，采用兩階段分析方法，建立了隧道開挖條件下被動樁受力分析模型，推導出樁土相互作用控制方程，并基于有限差分思想給出近似解的形式。最后結合工程實例表明，該近似解與現場監測數據較為吻合，能夠有效地分析隧道開挖對鄰近樁基的影響。
    基于ARFIMA模型的鋼材價格預測研究
    2020 Vol.37(3) 64-68[摘要]()    [PDF   1852k] ()
    陳雪,申建紅,徐文慧,朱琛

    鋼材價格的準確預測有利于施工企業擬定合理的材料采購策略。針對當前鋼材價格的預測研究中均未考慮其價格變動的長記憶性，導致建模過程中有效信息丟失，預測誤差增大。建立了考慮長記憶性的ARFIMA鋼材價格預測模型，以青島市2014年1月到2019年6月螺紋鋼的價格為研究對象進行了鋼材價格預測，并利用ARFIMA模型和ARIMA模型的預測值與真實值進行對比分析，實驗結果顯示：ARFIMA模型較ARIMA模型的鋼材價格預測精準度提高了1.7%，且預測效果更穩定。
    金沙江梯級水庫群供水發電聯合調度研究
    2020 Vol.37(3) 69-74[摘要]()    [PDF   1142k] ()
    陳雨菲,董增川

    為使金沙江下游梯級水庫群在不同典型年、不同調度期下的實際調度中發揮最大效益，以梯級總發電量最大和缺水量平方和最小為目標，建立金沙江下游水庫群優化調度模型，采用NSGA-II算法對其進行求解，得到不同典型年和分周期下的非劣解集，并引入置換率的概念分析兩目標間的競爭關系，最后分析了枯水年不同偏好下的水位過程。結果表明：發電與供水目標間的競爭關系主要體現在水庫蓄水期與供水期，在汛期與汛前消落期為協同關系；供水-發電目標置換率隨梯級發電量呈遞增趨勢，依據置換率曲線得到不同梯級發電量情況下提高單位發電量對供水造成的影響，在實際調度中設置合理發電量可以使得發電、供水目標效益最大化。
    基于ANP和指標權重敏感性分析的礦區生態安全評價
    2020 Vol.37(3) 75-81[摘要]()    [PDF   1437k] ()
    史紅偉,田磊

    以山西省長治市潞安王莊礦區為研究對象，基于壓力-狀態-響應（PSR）模型框架建立了一套生態安全評價指標體系，對礦區這一典型的復合生態系統進行生態安全評價。根據指標體系的結構特點，采用網絡層次分析法（ANP）確定指標權重，并對評價結果進行權重敏感性分析來確定影響礦區生態安全的敏感性因子。評價結果表明：（1）王莊礦區生態安全綜合指數從2006年的0.512增加至2010年的0.644，總體呈逐年上升趨勢，2009年以后生態安全狀況處于較安全水平，礦區近幾年所采取的響應政策對這種狀況的改變起到了關鍵的作用；（2）生態安全綜合指數對GDP增長率、廢水循環利用率、人均綠化面積等9個指標表現出相對敏感性，主要是因為這些指標權重較大并且變化較為明顯。礦區應當特別針對處于低水平的相對不敏感性指標和呈下降趨勢的相對敏感性指標采取相應措施，以進一步改善礦區的生態安全狀況。
    準噶爾盆地侏羅系煤系烴源巖有機顯微組成及意義
    2020 Vol.37(3) 82-90[摘要]()    [PDF   6377k] ()
    劉栩,程青松

    通過對準噶爾盆地侏羅系的18個煤系烴源巖樣品，進行巖石熱解、有機碳測試、鏡質體反射率檢測、顯微組分鑒定等實驗分析，發現：熱解法和顯微類型指數法得到的有機質類型評價結果相矛盾。利用熱解法判斷煤系烴源巖有機質類型時，煤的有機質類型最好、炭質泥巖次之、泥巖最差；而利用有機顯微類型指數法判斷有機質類型時，泥巖有機質類型最好、炭質泥巖次之、煤最差。進一步研究發現，傳統認為不生烴的鏡質組具有重要的生烴貢獻。鏡質組的生烴能力認識是導致兩種有機質類型評價方法出現矛盾的關鍵。對于煤系烴源巖而言，利用熱解法進行有機質類型劃分更加的準確且經濟。
    白鹿塬西南廢棄黃土窯洞邊坡破壞機理研究
    2020 Vol.37(3) 91-97[摘要]()    [PDF   13187k] ()
    劉祥,蘇生瑞,肖云飛

    以白鹿塬西南長安區四坡村廢棄黃土窯洞邊坡為研究對象，借助邁達斯（MADIS GTS NX）有限元軟件模擬不同窯洞狀態下窯洞邊坡的應力應變特征，進而揭示廢棄黃土窯洞邊坡變形破壞機理并提出相應的防治措施。分析總結不同狀態窯洞邊坡的MADIS數值模擬結果顯示，隨著窯洞廢棄，土體含水量的增加導致土體力學性質降低，局部臨空面土體發生失穩掉落，加之降雨影響，土體力學性質進一步降低，窯洞拱形結構遭到破壞，從而引起窯洞所在邊坡發生崩塌等整體失穩破壞。
    鎮巴縣地質災害發育規律與危險性評價
    2020 Vol.37(3) 98-106[摘要]()    [PDF   17483k] ()
    史琳鵬,范文,李培,曹琰波,柴小慶,全倬梁

    以"漢江中游任河流域鎮巴縣幅地質災害調查及專題研究"項目為依托，基于區域地質環境概況、遙感解譯與野外實地考察，研究了鎮巴縣幅地質災害的發育規律。在此基礎上，選擇坡高、坡度、坡形、降雨量、工程地質巖組、距斷層距離、距河流距離、人類工程活動與災害點密度9種評價因子，采用層次分析法建立各評價因子的判斷矩陣，確定地質災害危險性評價指數，對鎮巴縣幅地質災害危險性進行評價和分區。結果表明：（1）鎮巴縣幅地質災害類型主要為滑坡、崩塌、泥石流，其中滑坡93處，崩塌6處，泥石流4處；（2）地質災害多發育在坡形為凹凸面坡、坡度為0°~10°、起伏度為0~30 m的斜坡中，且集中分布在河谷兩側的高程為500~800 m的低山區；（3）地質災害危險性可分為高、中、低三類，面積分別為62.05、143.43、224.57 km²。高危險區主要分布在涇洋河流域，占總面積的14.4%。
    塊體SmCo₇/Nd₂Fe₁₄B異質納米復合永磁體的微結構和磁性能
    2020 Vol.37(3) 107-112[摘要]()    [PDF   0k] ()
    黃光偉,王亞娜,宋文鵬,鄭立允,賀洪江

    采用高壓熱壓縮變形技術對高能球磨的SmCo基非晶-納米晶粉體與商用的Nd-Fe-B納米晶粉體的混合物冷壓塊進行變形處理，成功制備出塊體各向異性SmCo₇/Nd₂Fe₁₄B異質納米復合永磁體。通過X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）以及振動樣品磁強計（VSM）對塊體SmCo₇/Nd₂Fe₁₄B異質納米復合永磁體的微結構和磁性能進行分析研究得出：所制備磁體的微結構由SmCo₇/Nd₂Fe₁₄B納米晶區域組成，且SmCo₇/Nd₂Fe₁₄B納米晶具有沿其（00l）方向（平行于壓力方向）的擇優取向；磁體具有明顯的磁各向異性，室溫下沿壓力方向具有16 MGOe的最大磁能積；磁體具有較好的溫度穩定性，其矯頑力溫度系數β_{（RT-250℃）}=-0.26%℃^-1。研究結果表明，所制備磁體具有較高的潛力，可應用于國防軍工、軌道交通等科技領域。