摘要：雪层烧结是全球高纬度寒区雪跑道建造的重要环节,是指雪颗粒间胶结强度随时间不断增长的过程。为确定压实雪层烧结时间设计值,并深入对比有压烧结和无压烧结雪层烧结强度变化规律,自主研发加压设备进行无侧限抗压强度试验。研究表明,无侧限压缩应力-应变曲线呈现有峰值强度和无峰值强度两种形式,有峰值的情况更易发生在高压和长烧结时间下。有压烧结时雪颗粒不断受到挤压,促进雪融化成水,有利于冰的形成,故雪的密度随烧结时间延长先快后慢不断增长,而无压烧结时密度基本不发生变化,进而造成有压烧结雪样的强度和弹性模量均大于无压烧结雪样。无压烧结15 d后雪的强度增长显著放缓,故雪跑道建设过程中,在烧结温度为-10℃左右,建议取15 d作为压实雪层烧结时间设计值。研究成果可用来指导雪跑道建造中雪层强度指标和变形指标的确定。

摘要：针对平面线聚焦菲涅尔太阳能聚光透镜在光线倾斜入射条件下的焦距变化问题,从菲涅尔透镜结构、材料折射率以及光线倾斜入射角对其焦距的影响出发,分析得出兼顾许用倾斜入射角范围大和焦距变化范围小的设计参数。进而示例设计宽度为200 mm、焦距为300 mm、材料折射率为1.5的平面线聚焦菲涅尔透镜,分析其焦距变化特性,并采用缩短接收面与菲涅尔透镜之间安装距离的方法,分析得到适用于该菲涅尔透镜的最佳接收器宽度和安装位置,使其许用光线倾斜入射角范围达到±40°以上,以此维持平面线聚焦菲涅尔太阳能聚光器的有效工作时间达到接近6 h。

摘要：黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及。鉴于此,本工作获得了不同掺砂率条件下的混合料最大干密度,配制相同压实度和不同掺砂率的风积砂-黄土混合料环状试样,开展不同竖向压力和剪切速率条件下的混合料与钢制界面的环形剪切试验,借助扫描电镜观测不同混合料的颗粒分布特征以及颗粒破碎特征,揭示风积砂-黄土混合料与钢制界面环形条件下的残余强度形成机制。结果表明,随着掺砂率的增大,风积砂-黄土混合料的物理力学特征由黄土向砂土过渡。竖向压力小于100 kPa条件下,混合料产生剪胀的概率增大。混合料与钢界面之间的残余强度与竖向压力呈线性关系,变化趋势符合摩尔-库仑定律。随着掺砂率的增大,风积砂颗粒破碎效应增大,混合料与钢界面之间的残余内摩擦角及残余黏聚力均会减小。剪切速率的增大会缩短混合料与钢界面之间的接触时间,两者之间的接触、咬合效应尚不足以发挥作用进而减小了界面残余强度。研究结果预测了风积砂中掺入黄土的比例,可以为风积砂地基处理提供有益参考,也可为风积砂-黄土混合料施工力学行为研究提供科学借鉴。

摘要：超材料是一种通过设计获得的人造材料,具备自然材料所不具备的超常物理性能,这种特殊性能并非来自于材料组分,而是来源于经过特别设计过的人工结构。超材料最初源自电磁学领域,可表现出频率禁带(带隙),即在该频谱范围内,电磁波传输将被有效抑制。这种能对电磁波加以操控和处理的特性为解决各类工程问题提供了方便,激发了人们将其迁移至其他学科领域的热情。随后,声学超材料被提出,可对声波进行类似的操控,实现消声和隔音。与之相似,力学超材料也应运而生,可利用带隙特性对应力波进行处理,实现消波、滤波,提升结构的防护性能。超材料混凝土是力学超材料在土木工程领域的一项具体应用,其利用人工骨料的局域共振行为产生带隙,实现特定频率应力波的阻断。可见,超材料混凝土从波的操控角度实现了防护性能,与传统防护材料通过强度、韧性实现防护目的的本质不同,具有明显的创新性,开展相关研究对提升结构的防护性能具有重要意义。本文对超材料混凝土自提出至今的主要研究进行系统梳理,立足于工程应用视角,对超材料混凝土消波的实际验证、共振骨料带隙特征及设计准则、共振骨料空间分布及掺量效应、动荷载下的能量转移规律、共振骨料的改造五个方面进行综述,最后总结了当前研究的主要结论,并紧扣工程实际应用提出了对未来研究的展望。

摘要：森林消防远程供水系统是森林火灾扑救的重要技术手段,为研究系统输水效果,对聚氨酯水带的水力特性开展了理论分析和试验研究。结果表明:聚氨酯水带沿程摩阻损失同雷诺数Re和管壁粗糙度?有关。其流动一般处于紊流区,在光滑管紊流区,摩阻系数λ只与Re有关;在混合摩擦区,λ与Re和?均有关;在粗糙管紊流区,λ只与?有关。同等流量下,管径越小,Re越大,摩阻损失越大,流态进入下一区间的时间越早。同一段管道,粗糙度越低,λ越小;粗糙度降低一个数量级,水力损失降低40%左右,可以极大提升输水效率。通过试验测得系统选用的DN100单层聚氨酯水带的绝对当量粗糙度约为0.3 mm,并以此计算出10 km远程供水系统的管路特性曲线,同试验结果基本一致,验证了供水系统在设计流量下工作的科学性。

摘要：信息技术和自动化控制技术的不断发展,使得自动仓储物流技术得到了新的利用和优化。为了使自动导引车在物流运输中能够利用最小化成本实现最大化收益,此次研究结合遗传算法设计了自动导引运输车路径优化方案,并且设计了物流仓储系统自动化闭环管控方案。研究结果表明,相较于狼群算法和传统的遗传算法来说,改进后的遗传算法能够更好地对自动导引车的运输路径进行优化。当分别以成本最小化和路径最小化为优化目标时,改进遗传算法分别迭代187次和92次就能完成收敛,对于最优运输路径的规划时间分别为2.08 min和1.96 min。综上,此次研究所采用的路径优化方案具有一定的有效性,将其与自动仓储系统结合能够实现高效的闭环管控。

摘要：相比传统除冰方式,微波可穿透冰层并选择性加热路面,进而破坏冰对路面的粘附性。针对现有吸波混凝土应用于整个面层,进而导致吸波骨料利用率不足的问题,本工作设计了一种具有吸波功能层的路面结构。首先综合对比分析了三种吸波骨料与石灰岩的微波升温特性、微波耐久性、骨料与水泥石粘附性以及经济性能,选择综合性能较好的吸波骨料;然后探究了不同粒径的吸波骨料的升温速率和替代石灰岩后其对混凝土力学性能的影响程度,以及不同厚度的吸波混凝土上、下表面温度及上下表面温度差变化规律,推荐了最佳的吸波骨料替换粒径及功能层厚度;最后研究了石墨掺量对微波均匀性及力学强度的影响,推荐了最佳石墨掺量。结果表明:在四种骨料中,磁铁矿的综合性能较好;磁铁矿的粒径为16~19 mm时升温速率最快,且其替换相应粒径的石灰岩所制备的吸波混凝土结构强度比普通混凝土高50%,吸波混凝土功能层设计厚度为5 cm可保证材料的最优利用率。同时,3%的石墨掺量可改善微波加热的均匀性并满足力学要求。研究结果可为微波除冰应用于道路及机场路面提供参考。

摘要：课程思政建设是军队人才培养的一项重要任务,从实践的角度探索军队院校行之有效的课程思政体系是实现“立德树人”目标的有力支撑。文章在对军队院校课程思政的内涵和特点分析的基础上,以“军事工程混凝土结构”课程为例,总结了军校土木工程专业课程思政框架体系及资源的设计方法,并重点介绍了该课程课程思政的设计与教学效果,最后探讨了军队院校课程思政的策略路径,以期为其他本科专业课的授课提供参考和借鉴。

摘要：针对目前掩蔽部在搭设及使用期间存在的一些问题,研制了一款新型高抗力装配式玻璃纤维增强复合材料构件,用于搭设掩蔽部顶盖。通过爆炸试验和数值模拟的方法,验证了该构件研制的可行性;根据爆炸荷载作用下构件的动态响应和冲击波在构件中的传播规律,探究了其抗爆炸冲击性能。研究发现:构件在多次爆炸荷载作用下,可以通过发生较大塑性变形起到耗能缓冲的目的,具有良好的抗爆炸冲击性能;该构件可用于覆土条件下抵御155 mm榴弹直接命中的防护工事,满足高抗力的设计要求。

摘要：油气集输是油田开发生产过程的重要阶段,准确预测油气集输系统能耗能够为生产调度和能源管控提供支持。为提高油气集输系统能耗预测的准确性,针对其线性和非线性特征,综合考虑数理统计和机器学习预测方法的优缺点,提出一种基于季节性差分自回归积分滑动平均(SARIMA)和长短期记忆(LSTM)神经网络的组合预测模型。根据S油田M环状掺水油气集输系统6年的运行数据,设计组合模型的网络结构,训练组合模型的网络参数。研究结果表明:与传统的SARIMA模型和LSTM神经网络相比,组合模型对三个能耗指标的预测准确性显著提高,可为企业调整生产运行方案和优化能源管控方案提供指导和数据支持。