基于微生物矿化沉积的混凝土裂缝修复研究进展

针对混凝土开裂工程难题,提出采用微生物矿化沉积材料进行裂缝修复的方法.详细讨论微生物矿化沉积的机理、修复剂各组分与混凝土基体的相互作用、修复后混凝土的强度和耐久性能这3个在裂缝修复中的关键技术问题,并探讨相应的最新进展.分析结果表明,沉积产物主要为碳酸钙矿物,且其修复的首要方面为改善混凝土的耐久性.当前亟待解决的问题包括微生物的有效保护、修复效率、经济性以及环境影响方面.结合实际应用前景,可预见智能化自修复是微生物修复技术未来重要的研究方向之一.     

Distribution of calcium carbonate in the process of concrete self-healing

The complete deposition distribution process of calcium carbonate is summarized in three directions of cracks. Distribution of calcium carbonate in the self-healing process of microbial concrete is studied in detail, with the help of a variety of analytical techniques. The results show that carbonate deposits along the x-axis direction of the cracks. The farther from the crack surfaces of concrete matrix in x-axis direction, the more the content of the substrate, the less content of calcium carbonate. Gradual accumulation of calcium carbonate along the y-axis direction is like building a house with bricks. Different repair points are gradually connected, and ultimately the whole of cracks are completely filled. In the z-axis direction, calcium deposits on the surface of fracture direction, when the crack is filled on the surface, because the internal crack hypoxia in the depths of cracks hardly produces calcium carbonate.     

既有钢筋混凝土码头保护层锈胀开裂计算时长对比

为评估北部湾某在役混凝土码头的耐久性状态,预测其剩余使用寿命.本文基于现场检测结果,通过确定性预测模型和随机性预测模型,对比分析了该混凝土码头的保护层锈胀开裂时长.结果表明,在确定性预测模型中,根据列举的8种模型计算得到保护层锈胀开裂时长为2.09~22.77 a.对于较为恶劣的氯离子侵蚀环境,学者和工程师给出的经验值2~5 a是合理的.在随机性预测模型中,本文考虑了裂缝宽度限值的随机性以及腐蚀速率时变特性,计算得到保护层锈胀开裂时长约为12.7 a,该值与确定性模型的计算结果相吻合.裂缝宽度限值和腐蚀速率对保护层锈胀开裂时长的预测有着显著影响.当腐蚀速率从0.5μA/cm2上升到1.0μA/cm2时,保护层锈胀开裂时长减少了14.75%;而当裂缝宽度限值从0.15 mm增加到0.5 mm时,保护层锈胀开裂时长则增加了39.13%.研究显示被检测混凝土码头能很好地满足设计使用年限要求.     

基于旧水泥路面加铺层的层间功能层研究

在旧水泥路面加铺新水泥混凝土面层时设置层间功能层具有良好的使用效果。借鉴马歇尔设计理念并结合功能层的特殊层位功能进行层间功能层沥青混合料设计,研究设置功能层后加铺层和基层的应力改善情况。结果表明:设置4 cm厚的AC-10沥青混合料功能层后面层底部温度应力降低18%,基层底部的荷载应力降低16%,且具有良好的防水及应力吸收作用,对减少加铺水泥混凝土路面的早期破坏,延长加铺新水泥混凝土路面使用寿命具有重要意义。     

年最大值抽样估算的暴雨频率设计值的低估问题探讨

由年最大值抽样(AMS)和年超大值抽样(AES)的基本理论及重现期(RP)的定义可知,AMS并不符合以"事件"为基础的重现期的定义.以美国西南半干旱区1 438个雨量站和太湖流域96个雨量站的降雨资料为例,通过经验频率与超过概率的比较,发现AMS估算的暴雨频率设计值偏小,尤其是对常遇频率降雨设计值的影响更加显著.美国的降雨量资料站点多、系列长,实际资料验证与理论分析一致.通过对太湖流域AMS资料的分布形态进行分析的结果表明:太湖流域的站点不多,资料长度不够,且大部分站点在雨量大值区数据稀少,使得频率直方图不连续,是造成我国太湖流域的资料验证效果不理想的可能原因.     

基于地形加权的降水空间插值方法研究

降水的时空分布存在高度不均匀性,而高精度的观测信息往往依靠有限的地面站点观测,所以获得高分辨率的观测降水信息需要进行空间插值.降水的空间分布受到地形的影响,尤其是地形雨的分布在迎风坡与背风坡差距很大,现有的插值方法很少考虑到该类地形的影响,导致降水插值误差很大.考虑坡向与流域边界对地形的影响,加入2个权重修正指数,改进...     

基于改进双阶段注意力机制的降水智能预报

为提高现有时间序列算法降水预报的准确率,本文提出一种基于改进双阶段注意力机制的时间序列降水预报模型(DeepAMogLSTM).该算法分为两部分,在输入注意力机制中,使用三层注意力机制对输入序列进行多重关注,选择稳定的输入特征;在时间注意力中,通过选择与目标值最相关的隐层状态,捕获时间序列的长期相关性.算法同时引入形变...     

基于细观力学模型的混凝土温度裂缝研究

建立了混凝土的细观力学模型,考虑骨料、砂浆和界面的3相组成,利用Weibull概率分布对各相材料的力学参数进行随机赋值,体现出材料的细观特征和不均质特性.基于混凝土弹脆性损伤模型,对混凝土开裂进行数值模拟,以单轴压缩和3点弯曲梁实验对该方法进行了验证,同时提出了通过宏观性质演算细观参数的方法,最后,模拟了寒潮工况下早龄期混凝土在不同保温条件下的开裂.结果表明:该方法能较好地模拟混凝土材料中微裂纹的萌发和扩展,能较好地反应混凝土材料在温度荷载下开裂的全过程.     

基于PLS的面雨量统计学降尺度

基于GIS的面雨量估算方法和基于模式输出的雨量产品都无法解决分辨率过低的问题,并且都不同程度地忽略了中小尺度地形对降水的影响.回顾了各种统计学降尺度方法,使用NCEP/NCAR提供的2011年4—9月的6 h一次的再分析资料,以及江苏省气象台提供的全省20多个常规站降水实况观测资料,结合高分辨率DEM数据,利用偏最小二乘法（PLS）设计了一套考虑地形因子动力作用的面雨量降尺度方案.通过合理选择和构造大尺度预报因子,地形因子动力作用参数化,回归分析与空间插值相结合的面雨量降尺度方案,成功还原了研究区域内代表站的实况降水序列,并绘制出研究区域内高分辨率的面雨量空间分布图.     

基于SIMULINK的混凝土浇筑温度仿真研究

解决工序资源协作状态下工序主元状态变化率 ,研究资源量间的耦合作用和主元状态变化率函数的表现形式 ,利用系统控制的模拟和仿真是一种有效方法 ,引入系统动态仿真工具SIMULINK分析解决工程施工中系统控制问题 ,对混凝土浇筑温度进行仿真模拟研究     

An improved purification method for preparation of basic nickel carbonate of high purity via chemical precipitation

The adsorption mechanism of Na^＋, Cl^- and other impurities on the surface of basic nickel carbonate was clarified by electric double layer model. Based on the mechanism, a new purification method was studied. The method can be described as washing-drying-rewashing-drying. The experimental results indicate that the process is very efficient to remove impurities adsorbed by the precipitate when using NiCl2 and Na2CO3 as the raw materials. The finished product＇s contents of sodium and chlorine are both less than 0.01 wt%.     

基于泰森多边形法的庆阳市面雨量计算

以甘肃省庆阳市为例,利用结合各雨量站点权重的泰森多边形法进行面雨量计算,分别采用AutoCAD2008软件进行人工网格划分和ArcGIS9．3程序进行自动网格划分,并与传统的算术平均法进行比较,探讨了雨量站对计算结果的影响、人为划分网格的主观性因素、泰森多边形法的精度问题等。结果表明,与算术平均法相比,基于泰森多边形法的两种网格划分下的面雨量计算结果更接近实际降雨量,雨量站与网格划分都是影响计算结果的重要因素。     

基于统计降尺度方法的夏季降水精细化预报

利用1999—2009年安徽省淮河以南地区60个县市站夏季逐日降水资料和安庆市探空站逐日资料,研究了中低层不同风向配置下局地降水与大尺度降水场之间的关系,以3种不同预报对象及相应的预报因子分别采用神经网络和线性回归方法设计6种预报模型对观测资料进行逼近和优化,从而实现空间降尺度.分析对比6种预报模型46站逐日降水量的拟合和预报效果,结果表明:采取相同的预报对象及预报因子的BP神经网络模型在拟合和预报效果上均好于线性回归模型,可见夏季降水场之间以非线性相关为主;神经网络模型预报结果同常用的Cressman插值预报相比,能很好地反映出降水的基本分布及局地特征;预报对象为单站降水序列的神经网络模型在以平原、河流为主要地形的区域预报效果较好,预报对象为REOF主成分的神经网络模型则在山地和丘陵地形区域预报效果较好.     

井点降水及水泥搅拌截渗桩在泵站工程中的应用

文章介绍在密集建筑区基坑施工中井点降水和水泥搅拌截渗桩的施工方法,并指出注意的问题.     

基于M-Unet的混凝土裂缝实时分割算法

针对主流深度学习裂缝分割算法消耗大量计算资源、传统图像处理方法检测精度低、丢失裂缝特征等问题,为了实现对混凝土裂缝的实时检测和在像素级水平上分割裂缝,提出一种基于轻量级卷积神经络M-Unet的裂缝语义分割模型,首先对MobileNet＿V2轻量网络进行改进,修剪其网络结构并优化激活函数,再用改进的MobileNet＿V2替换U-Net参数量巨大的编码器部分,以实现模型的轻量化并提升裂缝的分割效果。构建包含5 160张裂缝图像的SegCracks数据集对提出方法进行验证,试验结果表明：优化后的M-Unet裂缝分割效果优于U-Net、FCN8和SegNet等主流分割网络和传统图像处理技术,获得的IoU＿Score为96.10%,F1＿Score为97.99%。与改进前UNet相比,M-Unet权重文件大小减少了7%,迭代一轮时间和预测时间分别缩短了63.3%和68.6%,IoU＿Score和F1＿Score分别提升了5.79%和3.14%,并且在不同开源数据集上的交叉验证效果良好。表明提出的网络具有精度高、鲁棒性好和泛化能力强等优点。     

基于Tebaldi模型集成法的降水变化不确定性分析

分别使用SDSM、SVM、LARS-WG等3种统计降尺度模型对淮河流域蚌埠以上流域在HadCM3模型A2情景下2070-2099年的日降水特征进行了预估,并应用Tebaldi法集成3种模型的结果,量化分析了各月平均日降水与最大日降水变化特征的不确定性.多模型集成的结果显示,平均日降水在总体上呈现出干旱季节增大,而湿润季节减小的趋势,且在干旱季节,平均日降水变化的不确定性更为显著;最大日降水的变化更为一致,除11月与12月外,最大日降水均呈现出较为显著的减小趋势.淮河流域的实例分析表明,Tebaldi法为分析比较降尺度模型的特点、概率预估降水变化以及量化评估因应用不同降尺度模型所带来的不确定性提供了一种灵活有效的途径.     

基于预应力度法的预应力混凝土结构的设计

预应力度是反映预应力混凝土结构性能的一项重要指标。文章基于构件使用性能的预应力度定义,推导了预应力混凝土静定结构和超静定结构的预应力筋计算公式,建立了预应力度和等效荷载的关系表达式,给出了基于预应力度的设计方法和步骤。     

铁强化微生物除磷的效能及机理

从深海菌中筛选出一株高效除磷菌,并研究了铁强化此除磷菌在高盐合成废水中的除磷效能及机理。通过批次试验研究了铁磷物质的量比、初始pH值对除磷效率的影响以及铁强化生物除磷的动力学,并利用扫描电镜和能谱分析对微生物表面形貌进行了研究。结果表明,与单独铁盐和生物除磷相比,铁强化微生物除磷效率更高效且稳定在95%以上。当n(Fe(III)):n(P)=1:1时,铁强化微生物除磷的最大效率达98.50%,相比单纯生物除磷提高30%,而单独铁盐除磷n(Fe(III)):n(P)=2:1～3:1时,除磷率仅90%;当n(Fe(III)):n(P)≤1:1时,铁强化微生物除磷以微生物除磷为主,铁盐辅助,处理后水pH中性且稳定;当物质的量比n(Fe(III)):n(P)>1:1时,由于Fe(III)水解造成pH降低至5.50以下,微生物生长受抑,磷的去除主要靠化学沉淀。废水初始pH在6.0～9.0范围内,铁强化生物除磷去除率均在95%以上。准一级动力学模型能够很好地模拟生物除磷过程;准二级动力学模型能够很好地模拟铁强化生物除磷,且较长时间内无磷释放现象。铁强化生物除磷的机理包括:(1)细菌生长除磷以及胞外聚合物对磷的吸附;(2)在混合液中形成了羟基磷酸铁络合物;(3)在细菌表面形成了由细菌诱导的铁磷微沉淀。     

基于BP网络的粉煤灰混凝土强度计算

为计算粉煤灰混凝土在一定条件下的强度,基于改进的BP算法,建立了6个粉煤灰混凝土28 d抗压强度BP网络训练及计算模型.模型均以水灰比为输入,分别以粉煤灰等量取代水泥5%卵石混凝土28 d抗压强度、粉煤灰等量取代水泥15%卵石混凝土28 d抗压强度、粉煤灰等量取代水泥25%卵石混凝土28 d抗压强度、粉煤等量取代水泥5%碎石混凝土28 d抗压强度、粉煤灰等量取代水泥15%碎石混凝土28 d抗压强度及粉煤灰等量取代水泥25%碎石混凝土28 d抗压强度为输出.该6个模型的计算结果为:模型1相对误差平均值为3.371%;模型2相对误差平均值为4.415%;模型3相对误差平均值为3.483%;模型4相对误差平均值为4.743%;模型5相对误差平均值为3.346%;模型6相对误差平均值为5.317%.由此可见,所建立的BP网络模型,训练及计算结果较为理想.     

基于DEA的全国电网供热效率综合评判模型的研究

针对城市电网规划综合评判因素的复杂性问题及数据包络分析模型评价效率值的不足,在传统交叉效率模型的基础上引入改进后的交叉效率模型,构建了基于DEA的交叉效率评判模型,并建立了一套完整的电网规划综合评判体系,应用该模型的评价流程对一个实际电网规划算例进行了分析计算,得到的结果与实际情况相一致,其评价结果科学,可行,为发电所需能耗的节省提供了科学理论依据。