Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

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Articles

Packing and film thickness theories for the mix design of high-performance concrete

Pui-Lam Ng, Albert Kwok-Hung Kwan, Leo Gu Li

DOI: 10.1631/jzus.A1600439 Downloaded: 3396 Clicked: 5553 Cited: 1 Commented: 0(p.759-781) <Full Text>   <PPT>  2691

Chinese summary   <947>  基于填充理论和膜厚度理论的高性能混凝土配合比设计

目的:通过建立和发展填充理论和膜厚度理论,建立基于水膜厚度、净浆膜厚度、砂浆膜厚度的混凝土设计方法,建构高性能混凝土三梯度配合比设计新体系。
创新点:1. 堆积密实度湿测法;2. 膜厚度理论;3. 三梯度配合比设计法。
方法:1. 堆积密实度试验方法;2. 流变性能试验方法;3. 强度性能试验方法。
结论:1. 堆积密实度与膜厚度是影响混凝土材料各项性能的关键影响因素;2. 基于填充理论和膜厚度理论的高性能混凝土三梯度配合比设计新体系对推动混凝土科学的发展有重要意义。

关键词组:混凝土配合比设计;混凝土科学;膜厚度;高性能混凝土;堆积密实度;可持续性

Three-dimensional inversion analysis of an in situ stress field based on a two-stage optimization algorithm

She-rong Zhang, An-kui Hu, Chao Wang

DOI: 10.1631/jzus.A1600014 Downloaded: 767 Clicked: 1665 Cited: 0 Commented: 0(p.782-802) <Full Text>   <PPT>  302

Chinese summary   <23>  大型地下洞室群区域三维地应力场二次反演分析

目的:地下洞室群区域地应力分布繁杂多变,勘测点因数量有限难以反映初始地应力场空间分布特征。考虑工程区域内的地质构造、地形地貌及河谷的发育演化史等因素,提出综合反映工程区复杂地质条件及地层剥蚀过程的地应力场二次反演方法,揭示工程所在区域的三维地应力场分布特征,为地下工程的开挖加固设计提供更加准确的基础资料。
创新点:1. 基于地应力场反演基本理论,建立逐步回归-差异进化-支持向量机模型(SR-DE-SVM)的二次反演非线性模型;2. 通过SR-DE-SVM算法计算流程,成功模拟工程区域地应力场分布。
方法:1. 通过工程勘测分析,推导出构造运动对工程区域地应力场分布产生的影响(表5和图13);2. 基于智能反演方法,构建SR-DE-SVM的二次反演非线性模型(公式(10)),得到SR-DE-SVM算法的计算流程(图2);3. 通过数值仿真模拟,结合地质历史的发展过程,验证所提出的二次反演方法的可行性和有效性(图10和11)。
结论:1. 工程区域内初始地应力水平属中等,主要受到岩体自重与构造运动的双重影响。2. SR-DE-SVM二次反演方法可更加清楚地明确初始地应力形成的主导成因,且更加准确、高效和真实地模拟工程区域三维地应力场的分布规律;3. 围岩类别对黄登地下洞室群区域内的初始地应力场影响不大,仅在断层带及III、IV类凝灰岩夹层带切割部位有显著的应力释放效应。

关键词组:初始地应力;逐步回归;支持向量机;差异进化;有限元;黄登地下洞室

Visualization of the formation and features of soil arching within a piled embankment by discrete element method simulation

Han-jiang Lai, Jun-jie Zheng, Rong-jun Zhang, Ming-juan Cui

DOI: 10.1631/jzus.A1500302 Downloaded: 976 Clicked: 2051 Cited: 1 Commented: 0(p.803-817) <Full Text>   <PPT>  351

Chinese summary   <73>  桩承式路堤中土拱结构的形成与形态特征离散元数值分析

目的:旨在从宏细观角度探究桩承式路堤中土拱结构的形态特征及其演化规律。
创新点:1. 基于接触力链网络的细观统计与分析并结合土拱结构的特点,对路堤中的接触力链进行划分;2. 从宏细观角度,揭示路堤中土拱结构的形态特征,并研究土拱结构随桩土相对位移增加的演化规律。
方法:1. 采用傅里叶级数近似法对接触力链组构各向异性进行统计与划分;2. 基于路堤填料位移、接触力分布以及组构各向异性主方向等的分布及变化规律,从宏细观角度对土拱结构的形态及其演化规律进行综合分析。
结论:1. 土拱结构是由路堤中大于1.5倍接触力均值的强力链构成,而弱力链则主要起支撑作用。2. 土拱结构随桩土相对位移的增加而历经倾斜剪切面→半圆形拱→悬链线形拱的演化规律,土拱结构的最大高度约为0.8倍桩净间距。3. 路堤填料内摩擦角对土拱结构的形态及演化规律几乎无影响;路堤填筑高度对土拱结构形态则有显著影响;桩净间距对土拱结构的演化有一定影响,但是对其最终形态特征则几乎无影响。

关键词组:桩承式路堤;数值模拟;离散元法;土拱结构;形成;形态特征

A column system for modeling bentonite slurry infiltration in sands

Xin-sheng Yin, Ren-peng Chen, Yu-chao Li, Shuai Qi

DOI: 10.1631/jzus.A1500290 Downloaded: 813 Clicked: 1390 Cited: 0 Commented: 0(p.818-827) <Full Text>   <PPT>  257

Chinese summary   <60>  一种模拟膨润土泥浆在砂土中渗透的试验装置

目的:泥水盾构掘进时通过加压泥浆维持开挖面稳定,泥浆中的小颗粒渗入土体,大颗粒在土体表面堆积形成泥膜。本文研究泥浆的渗透行为和泥膜的渗透系数,提高对泥水盾构维持开挖面稳定机理的认识。
方法:1. 通过渗透柱试验模拟泥浆在砂土中的渗透;2. 通过土体电导率的测定和电镜扫描,观测泥浆在渗透距离内的分布情况;3. 假设泥膜厚度不变,通过孔压和渗流量观测泥膜渗透系数随时间的变化情况。
结论:1. 在泥浆的渗透距离内,泥浆含量沿着渗透方向以对数形式降低,大部分泥浆的细小颗粒集中在约100-300 mm的区域内,这个区域的大小与泥浆压力成正比;2. 低渗透性泥膜形成时间约5 mim,泥水盾构掘进过程中,开挖面上来不及形成不透水泥膜。

关键词组:渗透柱;泥浆渗透;隧道盾构;泥膜;渗透系数

Non-dispersive solvent extraction of p-toluic acid from purified terephthalic acid plant wastewater with p-xylene as extractant

Qing-ran Kong, You-wei Cheng, Li-jun Wang, Xi Li

DOI: 10.1631/jzus.A1500281 Downloaded: 944 Clicked: 971 Cited: 1 Commented: 0(p.828-840) <Full Text>   <PPT>  272

Chinese summary   <265>  对二甲苯非分散相溶剂萃取精对苯二甲酸工业废水中的对甲基苯甲酸

目的:采用对二甲苯为萃取剂,通过非分散相溶剂萃取(膜基萃取)同时回收利用精对苯二甲酸(PTA)工业废水中的对甲基苯甲酸和水。
创新点:1. 采用非分散相溶剂萃取有效地实现了工业条件下PTA废水的净化和资源的回收利用;2. 采用数学模拟优化工业萃取的操作参数。
方法:1. 进行对二甲苯萃取实验,考察操作条件对萃取效率和萃余水杂质浓度的影响;2. 通过数学模拟,建立膜萃取过程的数学模型,对操作参数与膜结构参数进行敏感性分析。
结论:1. 非分散相溶剂萃取可以有效解决PTA工业废水的回收利用问题;2. 质量传递的速率控制步骤是管程中的水相扩散;3. 优化的工业操作条件为:中空纤维膜内径为200~250 μm,萃取时间为50~60 s,水油两相体积比为9.0,萃取温度为318 K。

关键词组:非分散相溶剂萃取;PTA废水;对甲基苯甲酸;对二甲苯;质量传递

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