最新刊期
      2024 年 第 55 卷 第 7 期

        矿业工程 • 冶金工程 • 环境工程 • 化学与化学工程 • 材料科学与工程

      • “在矿物加工领域，研究人员采用糊精作为黄铁矿抑制剂，通过实验阐明了糊精与黄铁矿的作用机理，并分析了钙离子、糊精与黄铁矿的吸附方式，为实现闪锌矿与黄铁矿的高效分离提供了新思路。”
        刘润清,翟启林,文晓飞,王长涛,陈攀,孙伟,唐鸿鹄
        2024, 55(7): 2447-2455. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.001
        摘要：闪锌矿与黄铁矿的浮选分离大多在高碱条件下进行，但这会导致药剂用量大、设备腐蚀严重等问题，为此，采用清洁高效的有机抑制剂糊精作为黄铁矿的抑制剂，通过矿物表面润湿性检测、吸附量测试以及红外光谱检测阐明糊精与矿物之间的作用机理，并利用浮选溶液化学理论分析钙离子、糊精与黄铁矿三者之间的吸附方式。研究结果表明：在弱碱性条件下，糊精单独作用时，对黄铁矿的抑制效果不佳，但加入钙离子后，糊精对黄铁矿的抑制作用显著增强；在弱碱性条件下，钙离子会以Ca(OH)+的形式强烈地吸附在黄铁矿表面，同时，Ca(OH)+与糊精之间也具有很强的吸附力，促进糊精在黄铁矿表面的吸附，从而加强了糊精对黄铁矿的抑制，实现闪锌矿与黄铁矿的浮选分离。  
        关键词：闪锌矿;黄铁矿;糊精;钙离子;浮选分离   
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        发布时间：2024-08-01
      • “晶硅太阳能电池产业中，从硅渣和金刚石线切割硅废料回收高纯硅的研究进展，为降低成本和绿色发展提供参考。”
        何乾,范斌,宋剑飞,邹应萍,伍继君,马文会
        2024, 55(7): 2456-2467. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.002
        摘要：随着晶硅太阳能电池的快速发展，晶体硅片的需求大幅增加。晶体硅片在生产制备过程中，大量的硅以硅渣和金刚石线切割硅废料的形式流失。硅渣和金刚石线切割硅废料中硅的回收再循环利用对降低晶硅太阳能电池的成产成本、有效解决晶体硅片短缺以及环境污染等问题具有重要意义。本文通过对从硅渣和金刚石线切割硅废料中回收制备高纯硅的现有工艺和研究进展进行综述，对不同回收工艺的优势、缺陷以及改进措施进行分析，有助于研究人员选择合理的高纯硅回收策略，为晶硅太阳能电池产业的低成本、绿色可持续发展提供参考。  
        关键词：晶硅太阳能电池;硅渣;金刚石线切割硅废料;高纯硅回收   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在材料科学领域，研究人员通过优化工艺条件，成功制备出平均粒度2微米、纯度超98%的超细高纯氢氧化镁，为材料制备提供新方法。”
        陈莹丽,杨喜云,童丽嵘,朱静
        2024, 55(7): 2468-2477. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.003
        摘要：以NH3·H2O沉淀硫酸镁溶液制备超细氢氧化镁，用NaOH脱硫得到超细高纯氢氧化镁，研究MgSO4浓度、NH3·H2O浓度、反应温度以及分散剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量对氢氧化镁粒度与纯度的影响，分析添加剂的作用机理。研究结果表明：以蛇纹石硫酸浸出液为原料，用质量分数为10%的活性MgO悬浮液为沉淀剂，H2O2为氧化剂，控制终点pH为7.5，反应温度为80 ℃，能完全脱除浸出液中的Fe3+、Al3+、Cr3+、Ni2+、Co2+、Mn2+，得到纯净的硫酸镁溶液；采用直接沉淀法制备超细氢氧化镁最佳工艺条件，即反应温度为35 ℃，MgSO4浓度为0.15 mol/L，NH3·H2O浓度为4 mol/L，CTAB添加量为3%，在此最佳工艺条件下制备的氢氧化镁产品平均粒度为2 μm，氢氧化镁纯度大于98%；加入CTAB后，合成体系中氢氧化镁ζ电位由4.53 mV升高到15.40 mV，抑制了氢氧化镁颗粒间的团聚，粒度分布范围变窄；同时，氢氧化镁(001)与(101)晶面衍射峰强度之比I(001)/I(101)增大，优先在(001)晶面生长，得到晶形完整、呈六方片状、分散性好的晶体。  
        关键词：CTAB;超细高纯;粒度;氢氧化镁   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在湿法炼锌领域，专家利用工业氧化锌烟尘为中和剂，开发了中和沉淀—浸出分离富集锗的工艺，有效提高了锗的回收率，为湿法炼锌锗回收提供了新方案。”
        甄勇,王梓澎,邓志敢,陆占清,魏昶,戴兴征,李兴彬
        2024, 55(7): 2478-2489. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.004
        摘要：湿法炼锌过程采用单宁沉锗回收锗的工艺，存在单宁消耗量大、单宁价格上涨导致锗回收成本高和单宁带入有机物对湿法炼锌系统产生不利影响等问题，本文以含锗氧化锌烟尘浸出液为原料，利用工业氧化锌烟尘为中和剂，开展中和沉淀—浸出分离富集锗的工艺研究。研究结果表明：通过两段逆流中和沉淀制备中和锗渣，在一段中和温度为45 ℃、时间为2.0 h、pH为4.0~4.5，二段中和温度为45 ℃、时间为 1.5 h、通氧速率为60 L/h、pH为5.0~5.2的条件下，所得中和锗渣中锗的质量分数为1.34%，沉锗后液中锗的质量浓度为1.98 mg/L，锗沉淀率达99%以上；在浸出温度为150 ℃、时间为4.0 h、氧分压为0.7 MPa、终点硫酸质量浓度为30 g/L的条件下，中和锗渣中的锗、铁、砷和硅的浸出率分别为86.54%、23.74%、54.41%和10.53%，氧压浸出液中锗的质量浓度为1.80 g/L；与含锗氧化锌烟尘浸出液相比，氧压浸出液中锗的质量浓度为原液中的9.06倍，锗铁的质量浓度比由0.05提升至1.18、锗砷的质量浓度比由0.34提升 至3.11、锗硅的质量浓度比由1.26提升至7.65；在浸出温度为90 ℃、时间为2.0 h、终点硫酸质量浓度为100 g/L的条件下，氧压浸出渣中的锗浸出率提升至95.31%。  
        关键词：中和沉淀;氧压浸出;富集锗;分离除杂   
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        发布时间：2024-08-01
      • “据最新研究报道，藻类生物量增长受微生物影响，揭示藻菌生态关系，为藻华防控提供科学依据。”
        胡婷婷,张可佳,金莎,岑程,赖浩林,周沛璇
        2024, 55(7): 2490-2503. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.005
        摘要：水中藻类生物量的爆发性增长会破坏水体水质，对水生态系统稳定及人类健康造成危害，环境因素和生物因素共同影响着藻类生物量及群落组成。本文从微生物的角度出发，概述了藻际环境中细菌、真菌和古菌的多样性特征，阐述了藻菌之间建立的共生、共栖、竞争及溶藻的生态关系。微生物可以通过一系列营养物质和生长因子的交换促进藻类生长，也可以通过竞争生境中的营养物质或分泌溶藻化合物等方式抑制藻类生长。现阶段关于藻类群落动态变化的研究大多局限于环境因素的驱动作用，而忽视了生物因素的影响。阐明藻菌之间的相互作用有助于深入解析藻类群落时空演替特征，构建藻类群落动态变化的生态驱动机制，从而为藻华的可持续防控提供科学依据。  
        关键词：藻类群落;微生物;藻菌互作;群落动态   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在环境治理领域，研究人员利用PRB复合颗粒填料开展动态吸附试验，探究其对Cd2+的吸附规律与影响因素。研究发现，泵速为10 r/min、质量浓度为50 mg/L时，填料的平衡吸附量最大，达到1.81 mg/g。吸附后孔隙率提高7.79%，分形维数下降7.95%，孔隙堵塞对分形维数影响较大。”
        江杰,王树飞,罗豪豪,苏建,曹斐姝,廖长君,陈俊霖
        2024, 55(7): 2504-2515. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.006
        摘要：以PRB复合颗粒填料(CGF)开展动态吸附试验，探究其对Cd2+的动态吸附规律与主要影响因素；借助可视化手段与孔隙网络模型(PNM)，探究吸附前后CGF的几何特征与孔隙结构演变规律，明确填料消蚀与孔隙堵塞的动态平衡关系。研究结果表明：当泵速为10 r/min、质量浓度为50 mg/L时CGF的平衡吸附量最大，达到了1.81 mg/g；泵速对穿透曲线的影响最大，且低流量更有利于CGF对Cd2+的吸附。吸附后孔隙率提高了7.79%，分形维数最多下降了7.95%，孔隙堵塞对分形维数影响较大；CGF溶蚀降低了表面积与平均等效直径，但球度在1.4~1.6范围的颗粒占比提高到75.9%。吸附后平均配位数由10.43降低至8.65，降低了17.07%；同时参与配位的“棍体”与“球体”数量分别降低了43.28%与31.63%。CGF消蚀导致动态柱中部发生堵塞，降低了孔隙与喉道的连接，但并未出现“实质性”堵塞，PNM仍保持良好的连通性能。  
        关键词：可渗透反应墙(PRB);动态吸附;填料消蚀;孔隙堵塞;最大球算法   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在钛合金加工领域，研究者通过数值模拟和实验，优化了液氮冷却喷嘴结构，提高了切削速度和质量。”
        何奇汭,杨东
        2024, 55(7): 2516-2526. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.007
        摘要：液氮冷却低温切削是实现钛合金等难加工材料的绿色、高质量加工的有效手段之一。为实现面向超低温氮气射流过程温-速控制的喷嘴结构优选，采用数值模拟结合实验研究的方法，探析锥直型喷嘴入口直径D、出口直径d、收缩角α0以及长径比l/d对出口射流场温-速分布的影响规律。研究结果表明：存在一核心结构场使得场内射流速度和温度与喷嘴出口处的一致，而核心结构场外速度衰减幅值与温升幅值随出口直径d增加而减小。在实验条件下，当d从2.0 mm增至4.0 mm时，射流速度衰减幅值自386.3 m/s降至40.1 m/s，射流温升幅值自92.7 K降至41.1 K；射流速度核心区长度sn1和射流温度核心区长度sn2与d呈线性正相关，且sn1的变化率为sn2变化率的1.4倍；相较于l/d，d对出口轴心射流速度um的影响更显著。随着d从2.0 mm增至4.0 mm，um降低了74.9%；随着长径比l/d从1增至4，um增加了3.2%，表明减小喷嘴出口直径和增大长径比有利于提高锥直型出口射速。  
        关键词：超低温氮气射流;直射喷嘴结构;射流核心区长度;轴心射流速度;数值模拟   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在材料科学领域，专家通过二次开发非线性有限元模拟软件，建立了SA508Gr.4N钢末端淬火过程中的温度-组织耦合模型，并通过实验验证了模型的准确性，为预测材料淬火过程中的温度场及组织场变化规律提供了解决方案。”
        陆书萌,万莉,郑善举,李萌蘖,徐忠东,王辉
        2024, 55(7): 2527-2537. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.008
        摘要：为获得SA508Gr.4N钢末端淬火过程中温度场及组织场的变化规律，通过对非线性有限元模拟软件进行二次开发，建立SA508Gr.4N钢末端淬火过程中的温度-组织耦合的有限元模型，并通过实验对数值模拟结果进行验证。研究结果表明：所建立的温度-组织耦合模型计算结果与实验结果吻合良好，温度场的变化主要受综合换热系数影响；组织场模型适用于扩散型和非扩散型相变组织与维氏硬度的预测。随淬火端面的距离增大，试样组织呈现出由完全马氏体相到马氏体+贝氏体混合相的变化，维氏硬度逐渐降低，与温度-组织耦合模型计算得到的组织、硬度变化规律一致，因此，本文所提模型可以用于预测SA508Gr.4N钢末端淬火过程中温度场及组织场变化规律。  
        关键词：数值模拟;有限元法;末端淬火;SA508Gr.4N钢   
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        发布时间：2024-08-01

        机械工程 • 控制科学与工程

      • “在刮板输送机领域，专家提出了永磁半直驱系统，通过联合仿真分析，验证了其低速大扭矩输出和传动平稳性，为刮板输送机性能提升提供了新方案。”
        崔红伟,苏兴涛,师理智,廉自生,曹保林,冯浩帅,刘志,郝斌
        2024, 55(7): 2538-2551. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.009
        摘要：提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型，完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种工况进行仿真分析，得到各工况下永磁电机的输出特性和刮板输送机的动力学特性。研究结果表明：永磁半直驱系统能够实现低速大扭矩的快速输出，转速输出波动小，转矩输出具有良好的跟随性；永磁半直驱系统具有良好的启动性能和传动平稳性。刮板输送机机头转速、链环速度、链条张力在链轮多边形效应影响下呈周期性波动，受多边形效应影响链环在啮合过程中发生滑移，使得接触力呈波动变化，负载转矩和链条张力的波动随负载增大而加剧，随链轮转速增大而增大。  
        关键词：刮板输送机;永磁同步电机;半直驱系统;机电耦合;动力学特性   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在齿轮制造领域，专家基于误差和间隙影响，建立了中心距变化的齿面接触应力计算模型，为提升齿面接触性能提供重要参考。”
        汪红兵,冯世成,尹来容,胡波
        2024, 55(7): 2552-2566. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.010
        摘要：齿轮制造/安装误差和轴承径向间隙导致齿轮中心距变化，改变齿面的接触特征，影响齿面的磨损和疲劳寿命。本文基于考虑制造/安装误差和轴承径向间隙影响的2种齿轮中心距模型，结合赫兹接触理论和齿轮啮合原理，建立了考虑中心距变化的齿面接触应力计算模型，并通过将该模型所得结果与有限元接触模型结果对比，验证所提出模型的准确性。此外，进一步研究了齿轮中心距变化对齿面接触应力的影响。研究结果表明：随着实际中心距的增大，本文模型结果与有限元模型结果的误差减小。随着齿轮中心距的增大，单齿对啮合区沿啮合线方向左移，齿面接触应力减小，但齿轮重合度也减小。因此，合理控制齿轮中心距变化对齿面接触性能的提升具有重要意义。  
        关键词：齿轮中心距;接触应力;制造/安装误差;轴承径向间隙   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在车联网领域，研究者提出了一种基于多智能体强化学习的边缘服务器部署策略，有效优化了负载均衡，降低了时延和能耗。”
        李闯,纪剑桥,胡志刚,周舟
        2024, 55(7): 2567-2577. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.011
        摘要：为解决车联网环境下边缘服务器选址难的问题，提出一种基于多智能体强化学习的边缘服务器部署策略(记为CKM-MAPPO)，重点优化边缘服务器间的负载均衡，同时最小化边缘服务器的时延和能耗。首先，使用Canopy和K-means算法确定边缘服务器部署的数量和初始位置；然后，基于多智能体强化学习算法确定边缘服务器的最优部署位置；最后，通过一系列实验评估所提出算法的准确性和有效性。研究结果表明：与基准算法相比，本文提出的方法的负载均衡度提升了26.5%，时延和能耗分别降低了12.4%和17.9%。  
        关键词：边缘计算;服务器部署;车联网;负载均衡;强化学习   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在云计算领域，专家提出了一种结合服务构造的服务部署策略，有效减少网络负载量，缩短用户请求服务延迟时间。”
        冯国富,刘桂,王娟
        2024, 55(7): 2578-2587. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.012
        摘要：考虑到传统的云端服务生成后再下载部署服务的方法存在性能不佳的情况，本文依据感知数据在从边端向云端上传的过程中在各级网络设备中构造生成服务的情况，将服务部署的时间提前到服务生成过程中，结合用户访问特征，提出一种结合服务构造的服务部署策略。该策略包括自底向上的分布式服务构造机制以及自上而下的服务部署机制。研究结果表明：与最少使用更新的服务部署(LRU)策略相比，本文提出的基于服务构造的服务部署(SPSG)策略可以有效减少68.7%的网络负载量，用户请求服务的延迟时间缩短了48.0%，证实了所提策略的有效性。  
        关键词：边-云计算;数据服务化构造;服务部署;负载;延迟   
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        发布时间：2024-08-01

        地质工程 • 土木工程

      • “在交通领域节能减排研究中，专家采用XGBoost-SVR模型，基于自适应赋权，为高速公路建造碳排放量预测提供高精度解决方案。”
        林宇亮,熊锦江,邢浩,宁曦
        2024, 55(7): 2588-2599. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.013
        摘要：开展高速公路碳排放量预测是实现交通领域节能减排的重要内容之一。选取高速公路建设中影响碳排放的路基长度、路面面积、桥梁长度、隧道长度等14个参数，采用生命周期评价法(LCA)对高速公路建造碳排放量进行核算，获得80个高速公路碳排放样本，并对碳排放量影响参数的重要性进行分析。通过等值赋权、残差赋权和自适应赋权3种赋权组合方式，建立XGBoost-SVR机器学习组合模型。结合高速公路碳排放样本，通过XGBoost-SVR组合模型训练得到碳排放量预测结果。基于误差和相关指数分析，对3种赋权方式的组合模型预测结果进行评判，并与单机器学习模型结果进行对比。研究结果表明：XGBoost-SVR组合模型融合了XGBoost和SVR模型的优点，其预测效果明显优于单机器学习模型的预测效果；对比等值赋权、残差赋权和自适应赋权，基于自适应赋权的XGBoost-SVR模型预测精度最高，建议应用于高速公路建造碳排放量预测。  
        关键词：高速公路;碳排放量预测;组合模型;自适应赋权   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在交通工程领域，专家建立了列车荷载与水耦合作用下的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道-离缝积水双向瞬态流固耦合计算模型，揭示了无砟轨道层间离缝内动水压力和水流速度的分布及其峰值的变化规律，为解决无砟轨道层间离缝扩展问题提供解决方案。”
        宋力,饶佳琪,刘冉,蒋丽忠,余志武
        2024, 55(7): 2600-2611. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.014
        摘要：在雨水充沛或排水不畅地区，积水会造成无砟轨道层间离缝扩展显著加速。针对含层间离缝的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的水力特性问题，建立列车荷载与水耦合作用下的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道-离缝积水双向瞬态流固耦合计算模型，揭示无砟轨道层间离缝内动水压力和水流速度的分布及其峰值的变化规律，并分析列车轴重、行车速度、离缝形态及积水深度对动水压力和水流速度的影响。研究结果表明：随着列车的趋近与远离，层间离缝内固定点处的动水压力与水流速度呈周期性的正负交替变化；动水压力沿着离缝出口方向逐渐减小，其峰值发生在离缝尖端处，而水流速度沿着离缝出口方向逐渐增大，其峰值发生在离缝出口处；动水压力与水流速度峰值随列车轴重增加而线性增大，轴重每增加1 t，动水压力和水流速度峰值分别增加2.850 kPa、0.085 m/s；动水压力峰值与车速呈二次方增大关系，而在车速小于300 km/h时水流速度峰值与车速基本上呈线性关系，超过该车速后流速增长趋势较之前更大；动水压力、水流速度峰值与离缝开口量呈反比关系；动水压力与水流速度峰值都随着离缝深度和离缝积水深度增加而显著增大，且两者都与离缝深度呈3次多项式增大关系，与离缝积水深度呈2次方增大关系。研究结果可为CRTS Ⅲ型板式无砟轨道在列车荷载与水耦合作用下的层间离缝扩展分析以及养护维修工作提供依据和参考。  
        关键词：CRTS Ⅲ型板式无砟轨道;层间离缝;流固耦合;动水压力;水流速度   
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        发布时间：2024-08-01
      • “华南某海岸机场风速实测数据研究揭示了不同风气候下风速时距转换系数的变化规律，为风荷载计算提供参考。”
        黄东梅,郑焙元,杨曙光,苏华海,周建军,陈雨豪
        2024, 55(7): 2612-2624. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.015
        摘要：以华南地区某海岸机场区域2012—2021年的风速实测数据为对象，根据这10 a内台风的登陆情况，将其划分为良态风气候和台风气候，研究不同风气候环境下风速时距转换系数的变化规律。研究结果表明：在良态风气候下，月、季、年极值风速的分布规律均符合极值Ⅰ型(Gumbel分布)，统计发现转换系数随时距增大呈指数递减的变化规律，基于此拟合得到良态风气候下月、季、年极值风速的时距转换系数公式；在台风气候下，时距转换系数曲线的平稳程度随台风强度的减小而减弱；时距3 s与10 min的转换系数的分布规律符合极值Ⅰ型分布，30 min、1 h与10 min的转换系数的分布规律符合极值Ⅲ型分布；使用良态风转换系数公式估计台风气候时距3 s与10 min的转换系数时，会存在10%~30%的相对误差，可将转换系数乘以对应的放大系数去近似估计，或直接采用1.63的转换系数。该研究结果可为不同风气候条件的风荷载计算提供参考。  
        关键词：时距;极值风速;风速转换系数;良态风气候;台风气候   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在深埋隧道围岩压力计算领域，专家基于极限分析理论，提出了一种新的计算方法，为软弱围岩隧道设计提供解决方案。”
        傅鹤林,易海东,胡凯巽,李鲒
        2024, 55(7): 2625-2634. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.016
        摘要：基于极限分析理论，提出一种适用于软弱围岩的深埋隧道围岩压力的计算方法。考虑隧道底部塑性变形区的影响，构建纺锤形的破坏模型。基于该破坏模型构建围岩速度场，引入侧压系数λ1和底压系数λ2，推导围岩压力的理论计算公式。根据计算公式进行编程优化计算，分析不同非线性系数m下，侧压系数λ1、底压系数λ2对围岩压力的影响。研究结果表明：随着内摩擦角减小，“纺锤”上下两端塑性区不断向外延伸；非线性系数m对围岩压力有显著影响，当非线性系数一致时，提高侧压系数λ1可以降低拱顶和隧道底部压力，提高底压系数λ2可以降低拱顶和边墙压力；在岩土体非线性特征明显的地区，计算深埋隧洞围岩压力时应考虑底部塑性区。  
        关键词：深埋隧道;极限分析;围岩压力;上限解   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在大型复杂工程结构领域，专家基于多点约束方程法提出局部多尺度有限元方法，为节点局部受力性能分析提供高效解决方案。”
        梁诗洋,侯文崎,高芸,国巍,林泓志,黄通
        2024, 55(7): 2635-2649. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.017
        摘要：岗厦北综合交通枢纽核心换乘区的中庭51.2 m×48.0 m(南北长度×东西长度)范围为无柱设计范围，其跨度在全国尚属最大。梁-柱节点是该结构传力关键，但数量繁多、类型复杂，且建造过程存在多重体系转换，必须确保节点传力顺畅。基于多点约束方程法(MPC)，提出一种局部多尺度有限元方法(LMFEM)。采用LMFEM方法，进一步研究梁、柱贯通方式对本文依托工程典型梁-柱节点受力性能的影响，发现柱贯通节点整体应力较低，传力顺畅，应力集中不显著，更适用于岗厦北大跨无柱地下空间结构。基于现场监测，将节点受力状态实测值与不同方法所得计算值进行对比分析。研究结果表明：相比于传统局部精细化有限元方法(LRFEM)，LMFEM方法具有建模工作量小、边界条件易于满足圣维南原理、可兼顾计算精度和计算效率的特点；在同等建模规模和网格细度情况下，LRFEM2模型计算值与实测值的最大相对误差为11.8%，LMFEM模型计算值与实测值的最大相对误差为12.5%，但后者具有更少的节点数量和更短的计算时间，而LRFEM方法的计算精度受边界条件和单元网格细度影响较LMFEM方法的大；本文提出的LMFEM方法具有计算精度高、计算效率高、边界条件易明确等优势，可应用于大型复杂工程结构的节点局部受力性能分析。  
        关键词：局部多尺度;梁-柱节点;贯通方式;大跨无柱结构;网格细度;边界条件   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在深埋圆形隧道力学响应领域，专家基于统一强度理论建立二向不等压弹塑性解，验证了其准确性和适用性，为解决隧道损伤问题提供解决方案。”
        杨益,施成华,郑可跃,雷明锋,贾朝军,娄义黎
        2024, 55(7): 2650-2662. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.018
        摘要：为了研究二向不等压地应力环境下深埋圆形隧道损伤后的力学响应问题，通过考虑深部围岩的损伤效应，基于统一强度理论建立二向不等压深埋圆形隧道弹塑性解，依托华丽高速东马场隧道验证解的准确性和适用性；研究损伤效应和中间主应力对围岩应力分布和变形的影响，并探讨不同侧压力系数、剪胀系数和支护反力下深埋圆形隧道围岩的损伤程度。研究结果表明：二向不等压深埋圆形隧道开挖后，围岩峰后的损伤效应会加剧隧道的挤压变形，考虑损伤效应的变形计算结果与现场实测结果更接近；中间主应力能提高围岩的承载能力，抑制隧道的挤压变形，不考虑中间主应力会高估隧道的变形潜势；侧压力系数决定围岩损伤区的形状和大小，施工时应根据围岩不同位置的损伤程度对关键变形部位进行注浆加固；剪胀系数越大，围岩的损伤程度越大，损伤区的范围越大；支护反力能抑制围岩的损伤效应，在实际工程中需及时施作支护约束围岩变形，以改善围岩的受力情况。  
        关键词：二向不等压;损伤效应;深埋圆形隧道;统一强度理论   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在高层建筑风荷载研究领域，专家通过风洞试验分析了设置结构缝的矩形高层建筑各单元的风荷载和风振特性，为抗侧力构件差异化布置提供依据。”
        袁家辉,陈水福,夏俞超,刘奕
        2024, 55(7): 2663-2676. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.019
        摘要：大长宽比的矩形高层建筑往往需要设置结构缝，设缝后建筑物的风压分布仍由整体建筑外形决定，但各建筑单元的风荷载及风致响应与单一建筑相比会有很大不同。为探究设缝建筑中各单元的风荷载和风振特性，本文以长宽比为3的单一建筑为参照对象，对长宽比分别为6和9、在长边分别设置1道和2道结构缝的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验；分析正交风向下不同建筑单元的三分力系数、功率谱和整体体型系数特性；对不同建筑单元采用同一结构参数计算其风振响应，探讨不同单元的顶层位移和加速度响应随风向角的变化特点，考察正交风向下这些响应的频谱特性。研究结果表明：不同单元的气动力系数和气动力谱差别明显，且短边迎风时的差异大于长边迎风时的差异；考虑全风向角情况，设置结构缝的建筑两侧单元整体体型系数比同等长宽比的单一建筑的小，中间单元整体体型系数与单一建筑的基本相同；两侧单元的顶层平动风振响应比单一建筑的小，扭转风振响应比单一建筑的略大，中间单元的平动和扭转响应都明显比单一建筑的小。因此，设置结构缝的矩形高层建筑不同单元的抗侧力构件应采取差异化布置。  
        关键词：高层建筑;风洞试验;结构缝;气动力系数;整体体型系数;风振响应   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在土体渗蚀领域，专家基于CFD-DEM方法，研究了细粒含量与间断比对渗蚀的联合作用机理，为土体稳定性研究提供新思路。”
        刘垒雷,邓刚,李维朝,陈锐,周超,徐立强
        2024, 55(7): 2677-2689. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.020
        摘要：基于CFD-DEM方法，开展了不同细粒含量(质量分数，下同)与间断比下不连续级配砂砾土渗蚀数值试验，从宏细观角度研究了细粒含量与间断比对渗蚀的联合作用机理。研究结果表明：土体侵蚀率随间断比的增大而增加，当间断比G较小(G<3)时，土样内部未发生颗粒迁移现象，表现出较好的内部稳定性，与KÉZDI判别准则吻合。当细粒含量不同时，间断比对渗蚀宏细观特征行为影响程度差异显著。当细粒含量较低(如15%)时，细颗粒较少参与土体内部应力传递，渗蚀过程中土样体积、强接触力链以及细颗粒应力分担系数几乎不发生改变，粗颗粒间孔隙直径增大，导致更多弱接触细颗粒流失，从而使得侵蚀率随间断比增加；相反，当细粒含量较高(如35%)时，参与应力传递的细颗粒比例相对较高，间断比增大导致粗颗粒数量减少，细颗粒流失易导致整个土体力链体系破坏，引起骨架颗粒重组变形，进而释放更多约束颗粒，加剧颗粒流失，故侵蚀率增加是孔隙直径增大和渗蚀过程中土骨架不断发生变形共同作用的结果。  
        关键词：CFD-DEM;渗蚀;间断比;不连续级配土;侵蚀率;颗粒迁移   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在土钉注浆领域，专家通过对比试验探究了不同注浆工艺对土钉抗拔性能的影响，发现改进式压密注浆工艺和分步改进式压密注浆工艺能显著提高土钉抗拔力，为土钉工程应用提供理论参考。”
        李煜,张升,叶新宇,刘玮,时一帆,李柔锋,田奔
        2024, 55(7): 2690-2700. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.021
        摘要：针对传统注浆工艺下土钉注浆控制难、抗拔性能不佳的问题，开展不同注浆工艺的土钉现场抗拔对比试验，探究传统注浆工艺、改进式压密注浆工艺以及分步改进式压密注浆(预注浆+改进式压密注浆)3种工艺下土钉抗拔性能及荷载传递规律，并将多节泡土钉抗拔力现场试验结果与理论模型计算结果进行对比分析。研究结果表明：注浆工艺对土钉的抗拔力影响显著，改进式压密注浆工艺和分步改进式压密注浆工艺下的土钉抗拔力是传统注浆工艺下的2倍以上，且拉拔初期的硬化现象更明显；改进式压密注浆工艺下土钉的轴力在节泡段变化显著，节泡端抗力占总抗拔力的75%左右；分步改进式压密注浆工艺下土钉轴力后段变化趋势与改进式压密注浆工艺下的土钉轴力变化趋势相似，其前段变化趋势与传统注浆工艺下土钉轴力的变化规律一样，呈线性减小，土钉端反力与侧摩擦力基本相等，且出现抗拔力软化时对应的拉拔位移最大；在3种注浆工艺下，土钉侧摩擦力都是靠近拉拔端最先屈服，且直径越大的节泡段提供的侧摩擦力越大。抗拔力理论模型能够基本反映不同注浆工艺下土钉在现场应用的抗拔规律，可为多节泡土钉的现场应用提供理论参考。  
        关键词：土钉;注浆工艺;多节泡;土工织物;抗拔力   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在非饱和土边坡浅层破坏研究领域，专家通过孔隙表面分维描述土的孔隙结构，应用分形模型确定非饱和土的水力特性，为相关工程地质问题研究提供参考。”
        王骜洵,蒋函静,许帅,徐永福
        2024, 55(7): 2701-2711. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.022
        摘要：通过孔隙表面分维描述土的孔隙结构，应用分形模型确定非饱和土的水力特性。选取基质吸力变化分布作为评价指标，通过二维渗流计算获取降雨-蒸发循环作用下非饱和土边坡的扰动程度和大气影响深度。进一步分析土的孔隙表面分维、进气值和饱和渗透系数及降雨强度与非饱和土边坡的浅层破坏形式的相关性。研究结果表明：降雨-蒸发循环作用引起的边坡土层的基质吸力变化比体积含水率的变化显著；土的孔隙表面分维、进气值和饱和渗透系数均与大气影响深度呈正相关，降雨强度影响较小；基质吸力可以作为边坡扰动程度和大气影响深度的评价指标；非饱和土边坡浅层破坏形式受土的孔隙表面分维、进气值和饱和渗透系数控制，与降雨强度相关性低。本研究可为非饱和土边坡浅层破坏及相关工程地质问题研究提供参考。  
        关键词：孔隙表面分维;非饱和土;浅层破坏;降雨入渗   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在高速铁路领域，专家基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立了冻胀路基静动力分析模型，提出了冻胀变形分级控制限值，为冻土区无砟轨道养护维修提供参考。”
        魏绍磊,肖宏,王宏阁,王阳,钱忠霞
        2024, 55(7): 2712-2726. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.023
        摘要：我国冻土地区高速铁路分布广泛，路基冻胀对高速铁路无砟轨道结构损伤影响较为突出，危害行车安全。但是目前尚未建立针对铺设CRTS III型板式无砟轨道地段的路基冻胀控制限值。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论和混凝土塑性损伤理论，考虑混凝土结构损伤和车轨相互作用，建立车辆-无砟轨道-冻胀路基静动力分析模型，分析路基冻胀对CRTS III型板式无砟轨道结构的损伤和车辆动力性能指标的影响。综合静、动力控制指标，提出一种针对冻胀变形的分级控制限值；分别考虑轨道结构层间离缝和结构损伤、钢轨垂向动位移、乘车舒适性和行车安全性等多项控制指标，将路基冻胀限值划分为5个区域。研究结果表明：路基冻胀作用于轨道板中部时损伤和离缝量出现极值；结构损伤和车辆动力学响应均随波长减小和波峰增大而呈增大趋势，且均对波长的影响更为敏感。可以根据不同分区的冻胀限值保障车辆运营安全，为冻土区无砟轨道养护维修提供参考。  
        关键词：高速铁路;路基冻胀限值;CRTS III型板式无砟轨道;车辆-轨道耦合动力学;混凝土塑性损伤   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在基坑开挖领域，专家推导了盾构隧道上浮量计算公式，为控制隧道上浮提供解决方案。”
        魏纲,周烨波,王哲,翁家华
        2024, 55(7): 2727-2736. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.024
        摘要：基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮，隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法，推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先，基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力，采用能够考虑土质条件的方法计算得到隧道内堆载引起的隧道附加应力，叠加得到总的附加应力；其次，采用转动与错台协同模型计算得到隧道受力与变形；使用Midas有限元软件对具体工况进行三维建模，并将隧道纵向隆起量数值模拟结果与公式计算结果进行对比。研究结果表明：本文方法计算结果与有限元模拟结果较吻合，验证了本文方法的合理性；假设基坑开挖长度为L，最佳堆载范围为距离堆载中心±L/3范围内，超出最佳范围时堆载控制效果减弱；土体内摩擦角对隧道变形影响较大，土体内摩擦角越小，堆载对隧道变形的控制效果越好。  
        关键词：基坑工程;盾构隧道;隧道内堆载;影像源法;附加应力   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在基坑爆破振动控制领域，武汉地铁7号线巨龙大道站工程通过现场监测和数值模拟，验证了减振孔参数对围护桩结构减振效应的影响，为基坑爆破振动控制提供了解决方案。”
        任颖博,蒋楠,周传波,姚颖康,吕国鹏
        2024, 55(7): 2737-2750. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.025
        摘要：基坑开挖爆破过程中振动荷载易对围护桩结构造成影响，临近围护桩结构预设爆破减振孔是重要控制手段。为评价爆破减振孔作用下围护桩结构的减振效应，以武汉地铁7号线巨龙大道站基坑爆破工程为背景，通过现场振动监测分析获得围护桩结构顶部振动速度；利用LS-DYNA软件建立基坑爆破数值计算模型，在结合现场监测数据验证计算模型及参数可靠性的基础上，采用控制变量法设计减振孔参数组合计算方案，计算分析各参数对减振效应的影响规律；提出围护桩结构稳定性的安全判据，在最优减振孔减振方案下，分析围护桩结构动力响应特征，并实现其现场工程应用检验。研究结果表明：减振孔的减振效应与减振孔的孔径、孔深、孔距和排数都存在相关性，其中减振孔的孔深、孔距和排数对减振效应的影响较大，而减振孔孔径对减振效应的影响较小；围护桩结构爆破振动速度安全判据为26.10 cm/s；以孔径为100 mm、间距为0.2 m、孔深为0.7 m的双排梅花型减振孔为优化设计方案，在此方案下，围护桩上最大振速为25.57 cm/s，小于爆破振速安全判据。  
        关键词：振动控制;围护桩;减振孔;减振效应;安全判据   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在土体材料力学性质研究领域，专家通过显微观测和离散元模拟，揭示了尾矿颗粒形态对土体液化特征的影响，为土体材料研究提供了新见解。”
        江春林,王光进,王琦
        2024, 55(7): 2751-2762. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.026
        摘要：土体材料由大量单个颗粒组成，颗粒形态对于土体的宏细观力学性质有直接的影响。通过显微观测，考虑颗粒形态效应，对尾矿颗粒进行一系列离散元模拟。通过CT扫描与图像处理技术，研究3组不同围压下真实颗粒试样与圆颗粒试样的液化特征。研究结果表明：尾粉砂颗粒多以粒状和片状形式存在，以边边接触和面面接触为主。离散元试样在液化时会出现“连通带”现象。在不同围压下，圆颗粒试样的动孔压表现为“快—平稳”，动应变发展均呈现“喇叭状”，而真实颗粒试样的动孔压则由低围压时的“快—平稳”变为高围压时的“快—平稳—慢”发展模式，动应变发展则由低围压时的“喇叭状”变为高围压时的“号角状”。2种试样所表现出的孔隙率、配位数与能量发展变化均有所不同。  
        关键词：颗粒形状;显微观测;尾矿材料;力学性质;离散元模拟   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在地震作用下，次生胶结物对岩体微裂纹扩展有显著影响，降低了岩体损伤应力阈值，为岩体损伤机理研究提供新思路。”
        朱凌,崔圣华,裴向军,孙平贺,梁玉飞,孙梦宇
        2024, 55(7): 2763-2779. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.027
        摘要：斜坡岩体裂隙中广泛存在后期次生胶结物，地震过程中次生胶结岩体极易发育密集微裂纹。开展单轴静荷载和加卸载试验，通过声发射频谱演化特征研究荷载条件下次生胶结物对岩体微裂纹扩展过程的影响。研究结果表明：静荷载下小尺度裂纹、微小裂纹、沿晶裂纹和穿晶裂纹贯穿整个试验过程，低频高频信号对应的大尺度裂纹主要产生在不稳定扩展阶段，加卸载条件下声发射主频演化类型受到次生胶结物面积的影响，次生胶结物对岩体损伤起主要控制作用，降低了造成岩体损伤的应力阈值，加卸载作用下次生胶结物与岩石性质差异造成的非协调变形是造成损伤的根本原因。  
        关键词：次生胶结岩体;加卸载;声发射频谱;渐进损伤   
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        发布时间：2024-08-01
      • “最新研究发现，玄武岩纤维增强泡沫混凝土在硫酸盐环境下的抗压强度显著提高，合理纤维掺量约为0.36%，为建筑材料领域提供新解决方案。”
        罗如平,周宇航,朱碧堂,余金,胡扬扬
        2024, 55(7): 2780-2791. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.028
        摘要：开展不同纤维掺量的玄武岩纤维增强泡沫混凝土(BFFC)在硫酸盐环境下的侵蚀试验，探究BFFC的破坏形式、无侧限抗压强度、质量及微观结构的演变特性。根据试验结果提出不同纤维掺量及硫酸盐循环侵蚀次数下BFFC无侧限抗压强度的预测模型。研究结果表明：纤维体积掺量为0.18%、0.36%、0.48%、0.60%的BFFC无侧限抗压强度分别比无纤维掺入的混凝土抗压强度提高了58%、85%、88%、94%，BFFC合理纤维掺量约为0.36%；在质量分数为10%的硫酸盐溶液中，BFFC试件进行干湿循环试验的侵蚀稳定时间约为15 h；BFFC无侧限抗压强度和质量随着侵蚀循环次数增加均表现为先增长后衰减的趋势；纤维体积掺量为0、0.18%、0.36%、0.48%、0.60%的BFFC试块经过30次循环时的质量损失至原始质量的55%、60%、70%、72%、80%，其强度降低至初始强度的35%、40%、42%、48%、50%。  
        关键词：玄武岩纤维增强泡沫混凝土;抗侵蚀性;干湿循环;强度预测模型;微观结构   
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        发布时间：2024-08-01

        能源工程 • 交通运输工程

      • “在甲烷空气预混火焰调控领域，专家基于单头部钝体旋流模型燃烧器，探究了H2、O2和CO2添加剂对火焰结构、稳定性和排放特性的影响规律，为实现甲烷稳定低排放燃烧调控提供有效方法。”
        张玮杰,左睿烨,胡光亚,李德立,王金华,黄佐华
        2024, 55(7): 2792-2800. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.029
        摘要：基于单头部钝体旋流模型燃烧器，以H2、O2和CO2为添加剂对甲烷空气预混火焰(CH4/air)进行调控，探究其对火焰结构、火焰稳定性和排放特性的影响规律。对各个掺混气进行变量控制和工况设计，利用数码相机和OH基平面激光诱导荧光技术测量火焰结构，利用Testo340烟气排放仪测量烟温及污染物CO和NOx排放量。研究结果表明：H2和O2掺混使火焰更加紧凑并增强燃烧强度，而CO2添加对此具有调节作用，它使火焰分布更宽，燃烧强度降低。O2掺混促成富氧燃烧之后，CO和NOx排放量均明显增加，不利于排放特性优化。相比之下，H2掺混在降低CO排放的同时能基本不影响NOx排放水平，同时以CO2替代N2虽然会提高CO排放，但可大幅降低NOx排放。H2和CO2掺混的影响具有较好的互补性，两者结合是实现甲烷稳定低排放燃烧调控的有效方法。  
        关键词：燃烧调控;富氢燃烧;富氧燃烧;CO排放;NOx排放   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在高品质钢材制造领域，专家建立了高温矩形浅熔池内渣气流动传热模型，考察冶金渣气系统的界面Marangoni效应，为解决高温熔池冶炼过程中渣/金/气界面流动传热问题提供解决方案。”
        王计敏,陈喜,汪彬彬,吴玉喜
        2024, 55(7): 2801-2812. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.030
        摘要：高品质钢材制造与钢铁在高温熔池冶炼过程中渣/金/气界面流动传热等物理机制息息相关。考虑熔池向外界散热和渣气相界面变形，耦合熔渣表面张力随温度变化，建立高温矩形浅熔池内渣气流动传热模型，运用CLSVOF方法考察冶金渣气系统的界面Marangoni效应。研究结果表明：熔池内热毛细对流远强于Marangoni对流，热毛细对流显著影响冶金渣气系统的温度场分布和流场结构，贡献率约占96%。随着水平壁面温差增加，Marangoni-热毛细对流增强，相界面变形加剧，熔渣温度均匀性提高约0.018%/K，但是相界面附近壁面耐火材料腐蚀情况更加严重。  
        关键词：冶金渣气系统;Marangoni-热毛细对流;水平壁面温差;CLSVOF;数值模拟;界面变形;表面散热   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在计算颗粒流体力学领域，研究了颗粒筛分变化对临界流化风速的影响，发现增加细颗粒含量和减小初始床支撑料粒度可降低临界流化风速。ERGUN关联式预测结果偏差较小，WEN-YU关联式预测结果明显偏低。”
        于艺,马有福,吕俊复
        2024, 55(7): 2813-2818. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.031
        摘要：基于计算颗粒流体力学(CPFD)，通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO2颗粒，研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明：在相同床层高度下，Set 1、Set 2和Set 3床料的临界流化风速分别为0.51、0.30和0.20 m/s。表明增加炉内细颗粒含量和减小初始床支撑料粒度均可明显降低临界流化风速。将宽筛分颗粒临界流化风速的数值模拟结果与相关关联式预测结果进行对比，表明ERGUN关联式的预测结果偏差较小，WEN-YU关联式的预测结果明显偏低。  
        关键词：循环流化床锅炉;临界流化风速;宽筛分颗粒;计算颗粒流体力学   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在隧道火灾烟气输运特性研究领域，专家构建了高速列车运动火灾数值仿真方法，并通过动模型试验验证了其可靠性。研究发现竖井高度对烟气输运特性有显著影响，为隧道火灾安全提供了重要参考。”
        周丹,唐健瑜,唐子童
        2024, 55(7): 2819-2830. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.032
        摘要：为研究隧道竖井高度对高速列车火灾烟气输运特性的影响规律，采用带有浮力修正的RNG k-ε双方程模型和体积热源模型，构建隧道高速列车运动火灾数值仿真方法，并通过动模型试验验证数值模拟方法的可靠性。研究结果表明：对于着火列车迫停于竖井上游的火灾场景，竖井高度变化对烟气输运特性的影响主要体现在停车后期；列车停车360 s时，随竖井高度增大，竖井烟囱效应增强，隧道拱顶纵向流速正峰值增大，而隧道拱顶温度峰值呈减小趋势。对于着火列车迫停于竖井下游的火灾场景，竖井烟囱效应以及隧道内活塞风对火灾烟气输运起主导作用；列车停车90 s时，烟气出现逆流现象，随着竖井高度增大，火源上游烟气逆流速度峰值增大，烟气逆流长度先增大后保持不变，当竖井高度由20 m增大至100 m时，火源上游高温烟气逆流至竖井底部所需时间缩短253 s；列车停车360 s时，隧道拱顶处温度峰值的变化规律发生改变，当竖井高度由20 m增大至100 m时，隧道拱顶处温度峰值先增大后减小。  
        关键词：高速列车火灾;隧道竖井;移动火源;烟气输运   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在交通工程领域，专家建立了车辆-钢轨-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型，研究了不同车辆类型在多种平曲线线型条件下的动力响应特性，为小半径曲线线路条件的适用性和可行性评估提供了解决方案。”
        闫斌,金浩然,杜香刚,徐磊,盘柳
        2024, 55(7): 2831-2839. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.033
        摘要：基于车辆-轨道耦合动力学及有限元方法，采用ABAQUS®-MATLAB®联合仿真技术，建立车辆-钢轨-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型，研究不同的车辆类型在多种平曲线线型条件下大调整量弹性支承块式无砟轨道的动力响应特性，分析并评估弹性支承块式无砟轨道用于小半径曲线线路条件的适用性和可行性。研究结果表明：轨下垫板高度的调整对各项指标的影响比支承块帽檐高度调整对各项指标的影响小，当调高从-60 mm增加到60 mm时，轨距扩大量增幅达到了235.00%，当且仅当在调低或调高轨下垫板高度时，轨距扩大量才会发生明显变化；随曲线半径减小，轨距扩大、行车安全性、稳定性等指标随之增大；小曲线半径对支承块的轨距保持能力具有较大影响，当半径减小到2 800 m时，轨距扩大量相比于半径5 000 m的增大了67.50%；与客车相比，当货车运行至小半径曲线路段时，轨距扩大量具有明显的增大趋势，在相同运行条件下，相比于客车的轨距扩大量，货车的轨距扩大量增幅达到110.45%。总体而言，在不同曲线半径、支承块调高情况下，列车运行各项安全性、稳定性及轨距扩大量等指标均在规范规定的安全限值以内，总体来看轨道几何保持能力良好；在实际工程中，当列车尤其是货车经过小曲线半径路段时，应尽量降低行驶速度，以避免困难路段所带来的影响行车安全性、稳定性等隐患。  
        关键词：联合仿真;弹性支承块式无砟轨道;平曲线;客货共线   
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        发布时间：2024-08-01
      • “在高速铁路轨道动力学分析领域，专家基于350 km/h高速线路数据，构建了不同工况下的轨道谱，为轨道几何状态分析提供新方法。”
        刁洪宝,欧燕强,支洋,赵钢,杨飞
        2024, 55(7): 2840-2855. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.07.034
        摘要：为将高速铁路轨道谱细化以应用到不同工况动力学分析中，基于10条设计速度为350 km/h的典型高速线路轨道不平顺动态检测数据及谱构建算法，对高速线路不同轨下基础无砟轨道谱进行构建分析。首先，对动态检测数据进行预处理，并对不同窗函数、参数模型估计阶数及谱估计算法进行对比分析，选用新矩形窗的改进周期图法计算各类轨道谱，分析谱概率分布特征，提出谱峰自动识别剔除算法并对比不同阶数多项式拟合模型以对随机谱线进行表征，构建CRTS Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型板式及双块式高速铁路路基、桥梁、隧道地段轨道谱，并对各类型不同波段无砟轨道几何状态进行对比分析。研究结果表明：路基、桥梁地段Ⅲ型板线路轨道不平顺状态最优，其次为Ⅱ型板线路、Ⅰ型板线路，双块式随机不平顺状态最差；隧道地段Ⅱ型板线路轨道不平顺状态比双块式的好。  
        关键词：高速铁路;轨道不平顺;功率谱密度;无砟轨道;谱估计方法   
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