引用格式:宋战平, 刘海波, 程昀, 等. 复杂地质环境下隧道底鼓灾害防治技术研究动态与展望[J].长沙理工大学学报(自然科学版), 2026, 23(2):1-16
Citation:SONG Zhanping, LIU Haibo, CHENG Yun, et al. Study advances and prospects in prevention technologies for tunnel floor heave disasters in complex geological conditions[J].J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2):1-16
作 者:宋战平,刘海波,程昀(通讯),安鹏,胡兴邦,丁霄霄,Rashidbek Hudaykulov
摘 要:【目的】本文聚焦于复杂地质环境下交通隧道的底鼓灾变问题,基于底鼓变形机制、底鼓量化与预测指标、底鼓灾害防治体系等多个维度研究了隧道底鼓防治技术的发展动态。【方法】利用Cite Space建立了2015-2025年隧道底鼓防治研究的文献数据库,明确了隧道底鼓的主要模式与灾变特点,指出了隧道底鼓防治技术的研究现状与不足。【结果】隧道底鼓主要发生于公路和铁路隧道,隧道底鼓主要由高地应力、岩体结构缺陷及水文地质条件耦合作用引发,可归纳为挤压流动型、挠曲褶皱型、遇水膨胀型和剪切错动型四类典型破坏模式。目前研究以数值模拟为核心方法,辅以现场监测与理论分析,仰拱处置是工程实践中防治底鼓的主流传统措施。传统注浆、锚杆/索等措施适用于一般地质条件,而U型可缩钢架、钻孔灌注桩等特殊结构可针对性补强复杂地质条件下的底鼓防控短板,显著提升了整体治理效果。针对复杂地质环境下隧道底鼓防控的现有局限,缺乏“实时监测-主动防护-自修复”的智能化防治体系。【结论】为应对复杂地质环境下隧道底鼓传统防控“被动响应、滞后调整”的局限,仍需深入研究智能监测系统-智能锚杆-自修复结构组成的隧道底鼓智能化监测系统,施工质量规范化、监测智能化与预测、底鼓模式创新理论研究仍是未来的研究重点。
关键词:隧道工程;底鼓变形;底鼓防治;底鼓预测;智能监测
02/ 南海土著菌的筛选及其耐盐碱矿化能力检验
引用格式:刘镕华,杨新华,戴悦,等.南海土著菌的筛选及其耐盐碱矿化能力检验[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 21-30. Citation:LIU Ronghua, YANG Xinhua, DAI Yue, et al. Screening of an indigenous strain from the South China Sea and verification of its salt alkali-tolerant mineralization ability[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 21-30.
作 者:刘镕华,杨新华,戴悦,程马遥
(1. 佛山大学 土木与交通学院,广东 佛山,528225; 2. 华中科技大学 航空航天学院,湖北 武汉,430074)
摘 要:【目的】为解决常规微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcite precipitation,MICP)菌株在盐 碱环境中存在的活性低、矿化效果差等问题,必须挖掘适用于南海高盐碱环境的矿化菌种资源。【方法】采用 富集培养和纯化分离等技术,从南海某红树林海泥中筛选出一株土著耐盐碱尿素分解菌——猪粪萨维奇氏 菌(Savagea faecisuis),并对其进行驯化。通过测定该菌株的生长曲线、脲酶活性以及在不同盐碱条件下的耐 受性,评估该菌株的矿化能力。该菌株被用来开展砂柱固化试验,以检验其在盐碱条件下的固化效果。 【结果】该菌株的脲酶活性随生长周期与环境盐碱度的变化而发生变化,其值最高可达7.11 mmol/(L•min); 矿化沉积量为1.43 g,产物为棱面状方解石晶体;该菌株对盐碱胁迫表现出较强的耐受性,最大耐受NaCl的 质量浓度β(NaCl)为0.09 g/mL,最大耐受pH值为10.5。通过逐步胁迫的驯化方法,菌株的环境生存能力与 脲酶活性稳定性均得到了增强。该菌株即使在β(NaCl)=0.09 g/mL与pH=10.5的条件下,仍具有稳定活性。 砂柱固化试验的结果表明:在β(NaCl)=0.05 g/mL和pH=9.5的条件下,固化砂柱的内部土体颗粒被沉积的碳 酸钙有效胶结,固化砂柱的无侧限抗压强度达到400 kPa左右。【结论】经筛选并驯化的猪粪萨维奇氏菌具有 优异的耐盐碱性和矿化能力,可为南海岛礁建设及盐渍土生态修复提供有效的微生物种源。
关键词:微生物矿化;猪粪萨维奇氏菌;微生物驯化;耐盐碱性;固化强度
03/ 多源遥感揭示公路边坡变形与裂缝的耦合机制
引用格式:李宁,陈青,桂敬聪,等.多源遥感揭示公路边坡变形与裂缝的耦合机制[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 31-46. Citation:LI Ning, CHEN Qing, GUI Jingcong, et al. Coupling mechanism of deformation and cracks in highway slopes revealed by multi-source remote sensing[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 31-46.
作 者:李宁,陈青,桂敬聪,袁利伟
摘 要:【目的】针对传统方法在复杂山区公路边坡滑坡识别中效率低、覆盖难的问题,探索一种高效精准的 识别与机理分析方法。【方法】以云南省华宁县G357线K2643+617处典型滑坡为研究对象,采用永久散射体 合成孔径雷达干涉测量(persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar,PS-InSAR)、机载激光雷达 (light detection and ranging,LiDAR)与高分辨率光学遥感等多源技术,形成协同解译技术路径,充分发挥PS InSAR在毫米级形变监测、机载LiDAR在植被穿透与微地貌精细刻画、光学遥感在边界快速解译方面的优 势。【结果】滑坡体处于持续运动状态,最大累积形变量达−20 mm,年均形变速率达−8 mm·a−1;基于机载 LiDAR数据精准识别出滑坡后缘及前缘3条主要滑坡裂缝及2条与既有抗滑桩空间位置重合的工程变形边 界;形变-裂缝空间叠加分析显示,高形变速率区(形变速率为[−8,−4.8) mm·a−1)与密集裂缝发育带高度重合,2 条主要裂缝的主体部分都位于高形变速率区(占比66.7%),1条主要裂缝的主体部分位于中形变速率区(形变 速率为[1.6,4.8)及[−4.8,−1.6) mm·a−1);2条工程变形边界的主体部分均位于高形变速率区(占比100%),揭 示了滑坡中前部为变形累积与应力集中的关键区域。【结论】该滑坡是以抗滑工程失效和降雨为诱发因素的 牵引式复活滑坡,多源遥感协同技术可为滑坡灾害早期识别、机制剖析与风险防控提供关键的技术支撑。
关键词:公路边坡滑坡;多源遥感;永久散射体合成孔径雷达干涉测量;机载激光雷达;无人机航测;形变监测;裂缝识别
04/ 复杂地形风场多尺度耦合的地形边界效应研究
引用格式:李泽辉,沈炼,韩艳,等.复杂地形风场多尺度耦合的地形边界效应研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 47-58+68. Citation:LI Zehui, SHEN Lian, HAN Yan, et al. Research on terrain boundary effects of multi-scale coupled wind fields over complex terrain [J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 47-58.
作 者:李泽辉,沈炼,韩艳,胡朋,潘小旺,蔡春声
摘 要:【目的】探究地形边界效应对复杂地形多尺度耦合风场数值模拟精度的影响,解决入口边界设置不合 理导致模拟误差较大的问题,为复杂地形风能资源评估和风电场选址提供数据支撑。【方法】以贵州黔东南某 复杂山地风电场为研究对象,采用中尺度气象模型与计算流体力学多尺度耦合方法,将中尺度气象模型模拟 结果经空间与时间降尺度处理后作为计算流体力学的入流边界条件;设计6组不同水平入口边界长度与入 口地形起伏特征的组合工况,通过平均绝对误差、均方根误差等指标,结合实测数据验证模拟结果的可靠性。 【结果】近地面风场对水平入口边界长度与入口地形起伏特征敏感,上游区域风场差异显著,随高度和计算距 离增加,地形变量对风场影响减弱,风场分布趋于一致;数千米级范围内适中的水平入口边界长度可促进风 场模拟误差收敛;入口区域地形平缓、负坡权重小的工况模拟结果可靠性更高,其中最优工况的模拟精度显著优于传统中尺度气象模型的模拟精度。【结论】水平入口边界长度与入口地形起伏特征是影响多尺度耦合 风场模拟精度的关键因素,合理优化地形参数可有效提升复杂地形风场模拟的准确性,研究成果对复杂地形 风能资源评估具有实践意义。
关键词:地形边界效应;多尺度耦合;复杂地形;风场特性;数值模拟
【路面工程】栏目
05/ 预处理工艺对钢渣特性与钢渣沥青混合料路用性能的影响研究
引用格式:钱国平,刘禹,于华南,等.预处理工艺对钢渣特性与钢渣沥青混合料路用性能的影响研究[J].长沙理工大学学报(自然科学 版),2026,23(2):59-68. Citation:QIAN Guoping, LIU Yu, YU Huanan, et al. Study on influence of pretreatment processes on steel slag characteristics and road performance of steel slag asphalt mixture[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 59-68.
作 者:钱国平,刘禹,于华南,孙宇扬,邹腾,唐敏,孟涛
摘 要:【目的】针对钢渣作为沥青混合料集料时存在的体积安定性不良、界面水稳定性差两大技术瓶颈,本 研究旨在探寻有效的预处理工艺,以推动钢渣在道路工程中的高效资源化利用。【方法】本研究采用自然陈 化、蒸汽处理、乙酸浸泡、草酸改性、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)处理5种工艺对钢渣进行预处理;采用 浸水膨胀、冻融循环质量损失等宏观测试与微观分析,系统评价预处理效果;进而以改性钢渣制备SMA-13沥 青混合料,并检验其路用性能。【结果】草酸改性可显著降低钢渣的浸水膨胀率与冻融循环质量损失,扫描电 镜(scanning electron microscope,SEM)分析表明钢渣表面生成致密沉淀物,有效提升了体积稳定性;PVA处理 则能在钢渣表面形成网状有机包覆层,明显改善钢渣的吸水性与沥青的黏附性。基于这两种改性钢渣制备 的沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及抗飞散性均显著优于基于仅经自然陈化的钢渣制备的。【结论】本研 究从宏观、微观视角,揭示了预处理可通过“表面改性-界面强化”机制提升钢渣性能,并验证了钢渣沥青混合 料具有优良的路用性能,为钢渣在沥青路面中的规模化、资源化利用提供了理论依据与技术支撑。
关键词:沥青混合料;钢渣;预处理工艺;路用性能;体积安定性;资源化利用
06/ 基于胎-水-路耦合路面抗滑性能评价方法研究
引用格式:李智,叶俊涵,李迎辉.基于胎-水-路耦合路面抗滑性能评价方法研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 69-78. Citation:LI Zhi, YE Junhan, LI Yinghui. Study on evaluation method of pavement skid resistance based on tire-water-road coupling[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 69-78
作 者:李智,叶俊涵,李迎辉
摘 要:【目的】在道路行驶中,胎-水-路耦合作用下的路面抗滑性能对行车安全至关重要,这是当前道路工 程领域关注的重点。本研究旨在实现复杂胎-水-路耦合工况下路面抗滑性能的模拟与检测。【方法】本研究 基于流体力学理论,利用伯努利方程和连续性方程构建胎-水-路耦合作用模型,创新路表动态走水测试系统 及评价方法,并研发配套试验设备。以路表等效走水半径为核心指标,在小汽车常规胎压为0.25 MPa± 0.02 MPa的动载条件下,对AC-13、GAC-13和SMA-13三种混合料进行测试。【结果】SMA-13、GAC-13、AC-13 的抗滑性能依次降低,与构造深度及摆值测试结果一致;路表构造越丰富,越能缓解胎压升高的负面影响,如 路表等效走水半径下降幅度从AC-13的27%变为SMA-13的24.7%。【结论】本研究可为路面抗滑设计提供新 的理论依据和测试手段。
关键词:路面抗滑性能;胎-水-路耦合;路表等效走水半径;路表动态走水测试系统;路表构造;胎压影响
07/ 考虑交互作用的地聚物乳化沥青冷再生混合料设计及性能研究
引用格式::王宗瑞,潘浩,蒙祚华,等.考虑交互作用的地聚物乳化沥青冷再生混合料设计及性能研究[J].长沙理工大学学报(自然科学 版),2026,23(2):79-88. Citation:WANG Zongrui, PAN Hao, MENG Zuohua, et al. Research on design and performance of geopolymer-asphalt emulsion cold recycled mixture considering interaction effects[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 79-88.
作 者:王宗瑞,潘浩,蒙祚华,杨潇帆,林俊涛
摘 要:【目的】研究地聚物与乳化沥青的交互作用对混合料配合比设计及路用性能的影响,为提升冷再生混 合料的性能提供参考。【方法】首先,采用响应面设计法对地聚物-乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计,以 粉煤灰/矿渣含量、乳化沥青含量和碱激发剂含量作为主要因素,以冷再生混合料的28 d的劈裂抗拉强度和 破坏拉伸应变为响应变量,综合模拟出3D模型并进行响应面分析。然后,研究地聚物-乳化沥青的交互作用 对冷再生混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。【结果】粉煤灰/矿渣含量、碱激发剂含量、乳 化沥青含量3因素对混合料28 d的劈裂抗拉强度和破坏拉伸应变的影响存在明显的交互作用,且根据响应 面分析并考虑经济适用性,最终确定适宜的掺量为4%地聚物和4%乳化沥青。相比于单独含有地聚物或乳 化沥青的混合料,地聚物-乳化沥青复合冷再生混合料的高温稳定性、低温抗拉强度以及水稳定性都处于二 者的之间,且低温抗裂强度最大。整体而言,冷再生混合料的高温稳定性、水稳定性随着乳化沥青含量的增 加而降低;低温抗裂性随着乳化沥青含量的提高而增强。【结论】地聚物-乳化沥青复合冷再生混合料的性能 兼顾柔性混合料和半刚性混合料的特征,其中地聚物与乳化沥青存在显著的交互作用,在合适的组成下具有 应用于沥青路面结构中的潜力。
关键词:地聚物;乳化沥青;冷再生混合料;响应面设计;交互作用;路用性能
08/ 热再生沥青混合料微波加热自愈性能研究
引用格式:石丽芳,曹宗勇,董靖旻,等.热再生沥青混合料微波加热自愈性能研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 89-100.Citation:SHI Lifang, CAO Zongyong, DONG Jingmin, et al. Study on self-healing performance of hot recycled asphalt mixture under microwave heating[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 89-100.
作 者:石丽芳,曹宗勇,董靖旻,张怡宁,詹小丽,陈吉利
摘 要:【目的】在环境与资源的约束下,道路废旧沥青混合料(reclaimed asphalt pavement,RAP)已广泛应用 于众多改扩建再生项目。然而,与传统新铺沥青路面相比,这些再生路面更容易出现开裂隐患,其长期服役 性能也会受到影响。针对热再生沥青路面易开裂且自愈合行为尚不明确的问题,本研究旨在通过引入微波 加热技术,量化探究其开裂损伤的自愈合性能,以明确关键影响因素与作用机制,为提升再生路面的耐久性 提供技术依据。【方法】本研究设计了3组再生沥青混合料组及1组新拌基质沥青混合料组,系统分析了微波 加热时长、拌和时间及旧料老化程度对再生沥青混合料自愈性能的影响,并将其与传统新拌基质沥青混合料 组的自愈结果进行了对比。【结果】再生沥青混合料虽具备自愈能力,但达到与新料相近的自愈率需更长的微 波加热时间与更高的愈合温度。同时,新旧沥青融合度与旧沥青老化属性亦显著影响自愈行为。在短期微 波作用下,融合不充分或掺入的旧料老化程度更严重,自愈过程主要依靠较软的新质沥青部分,这部分在微 波加热下被激活软化,发挥了良好的愈合作用;而在长期微波加热下,新旧沥青均能被充分软化,3组再生组 的自愈率为80%~91%,接近新料水平,但须注意局部沥青软化与松散风险。【结论】微波加热技术可有效促进 再生沥青路面裂缝愈合,但其自愈行为受新旧沥青融合度、旧沥青属性及微波加热时长共同影响。在实际应 用中,应合理选用微波加热时长,以平衡其自愈效果与松散鼓胀风险。
关键词:热再生沥青路面;自愈合技术;新旧沥青融合度;微波加热技术;低温开裂损坏
09/ 基于分子动力学模拟的生物油改性沥青自愈合机理研究
引用格式:冯新军,赵翰祺,朱韩铮.基于分子动力学模拟的生物油改性沥青自愈合机理研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026, 23(2):101-115. Citation:FENG Xinjun, ZHAO Hanqi, ZHU Hanzheng. Study on self-healing mechanism of bio-oil modified asphalt based on molecular dynamics simulation[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 101-115.
作 者:冯新军,赵翰祺,朱韩铮
摘 要:【目的】从分子层面揭示生物质衍生油(后文简称“生物油”)对沥青自愈合性能的影响机理。【方法】采 用Materials Studio软件,基于四组分模型构建了基质沥青、废食用油改性沥青及椰子油改性沥青的分子模 型,并通过密度、内聚能密度和溶解度参数验证了模型的合理性。随后,建立了3种沥青的自愈合模型,在 4种温度、1 atm及NPT系综条件下进行了200 ps的分子动力学模拟。基于模拟结果,采用密度与扩散系数评 价了沥青的愈合性能,并依据Arrhenius方程计算了愈合反应的活化能与频率因子。【结果】废食用油对沥青 扩散系数的提升效果很明显,提升幅度为32.79%~77.03%,而椰子油对沥青扩散系数的提升幅度仅为 15.22%~44.59%。生物油的加入会略微增大沥青缩合反应的活化能,废食用油和椰子油分别使活化能增加 了10.36%和13.52%。同时,废食用油和椰子油均显著增大了自愈合反应的频率因子,相应的增幅分别达到 了219.44%和150.25%。这表明,生物油的核心作用是极大地提升了自愈合反应速率。【结论】本研究从分子 层面阐明了生物油改善沥青自愈合性能的关键机制——生物油分子的掺入能有效破坏沥青质的聚集状态, 为其他组分提供扩散通道,从而显著提升沥青体系的分子扩散能力与自愈合速率。
关键词:生物油改性沥青;沥青自愈合;分子动力学;沥青质聚集;扩散系数;活化能
10/ 回收粉流态填筑材料胶凝组分优化及水化机理分析
引用格式:李闯民,蒋妤婕,周海洋,等.回收粉流态填筑材料胶凝组分优化及水化机理分析[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026, 23(2):116-130.Citation:LI Chuangmin, JIANG Yujie, ZHOU Haiyang, et al. Optimization of cementitious components and analysis of hydration mechanism for flowable fill materials using recycled powder [J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 116-130.
作 者:李闯民,蒋妤婕,周海洋,刘群艳
摘 要:【目的】研究沥青拌合站回收粉流态填筑材料胶凝组分配比优化问题。【方法】基于响应曲面法(Box Behnken设计)分析水泥掺量、粉煤灰掺量和矿渣粉掺量对材料工作性能(流动度、泌水率)与力学性能(7 d、 28 d抗压强度)的影响规律,并通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、红外光谱(infrared spectroscopy,IR)、 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)等微观测试揭示其水化机理。【结果】流动度主要受粉煤 灰掺量影响,水泥掺量与矿渣粉掺量次之;水泥掺量-粉煤灰掺量交互作用在中低掺量时显著提升流动性;泌 水率与水泥掺量呈非线性关系,在水泥6%、粉煤灰5%时最低;矿渣粉掺量对抗压强度贡献最大,其与粉煤灰 掺量、水泥掺量的交互作用显著。在胶凝组分优化配比(m水泥 ︰m粉煤灰 ︰m矿渣粉 =33∶26∶41)下,模型预测误差小 于5%,最优配比为m回收粉 ︰m水泥 ︰m粉煤灰 ︰m矿渣粉 =100∶7.28∶5.78∶8.99、水固比0.39、减水剂1.7%。综合性能指标 为流动度209 mm、泌水率3.93%、7 d抗压强度3.34 MPa、28 d抗压强度7.88 MPa。回收粉流态填筑材料的水 化产物以C-S-H凝胶为主,粉煤灰与矿渣粉的火山灰效应促进了C-S-H凝胶的生成。【结论】该配比兼具环保 性与工程适用性,可为回收粉流态填筑材料设计提供试验技术支持。
关键词:流态填筑材料;回收粉;响应曲面法;胶凝组分优化;微观机理;工作性能;力学性能
【新材料】栏目
11/ 基于混融程度的厂拌热再生沥青混合料水稳定性研究
引用格式:欧阳振欣,宋亮,王乐,等.基于混融程度的厂拌热再生沥青混合料水稳定性研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026, 23(2):131-141. Citation:OUYANG Zhenxin, SONG Liang, WANG Le, et al. Study on water stability of recycled hot-mix asphalt mixture based on blending degree[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 131-141.
作 者:欧阳振欣,宋亮,王乐,陶明文,高杰
摘 要:【目的】针对早期路面病害中普遍存在的水损害及其对路面寿命和服役性能的显著制约,本研究旨在 通过分析新旧沥青混融程度对厂拌热再生沥青混合料(recycled hot-mix asphalt mixture,RHAM)水稳定性的 影响,为优化再生沥青混合料设计与应用提供依据。【方法】首先,采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)定量分析热拌过程中新旧沥青的混融程度;然后,利用动态剪切流变仪 (dynamic shear rheometer,DSR)对FTIR结果进行验证;最后,通过冻融循环试验评价不同混融程度下混合料 的空隙率、冻融劈裂抗拉强度(indirect tensile strength,ITS)、冻融劈裂抗拉强度比(tensile strength ratio,TSR)。 在此基础上,建立新旧沥青混融程度与RHAM水稳定性之间的关系。【结果】延长拌和时间和降低沥青路面 回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量均可有效提高新旧沥青的混融程度,进而改善混合料的水稳定 性。当混融程度超过81.6%时,随着冻融循环次数的增加,RHAM空隙率增幅减小;而在低混融程度条件下, 冻融作用导致空隙率显著增大,TSR和水稳定性显著下降。【结论】新旧沥青的混融程度是影响厂拌热再生沥 青混合料水稳定性的关键因素,较高的混融程度可显著提升混合料的抗水损害能力。本研究为再生沥青混 合料的配比设计与工艺控制提供了理论依据,有助于延长路面服役寿命,并提升其使用性能。
关键词:再生沥青混合料;混融程度;傅里叶变换红外光谱;冻融循环;水稳定性
12/ 硫酸盐-铬盐耦合环境下混凝土耐久性研究
引用格式:王辉,唐钰枫,向军威,等.硫酸盐-铬盐耦合环境下混凝土耐久性研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 142-151. Citation:WANG Hui, TANG Yufeng, XIANG Junwei, et al. Study of concrete durability in coupled sulfate and chromate environment[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 142-151.
作 者:王辉,唐钰枫,向军威,唐建林,姚佳良
摘 要:【目的】揭示硫酸盐与铬盐耦合侵蚀下混凝土的力学性能及微观结构的劣化机制,为严酷服役环境下 混凝土结构的耐久性设计与防护提供理论依据。【方法】依据实体工程环境配制含不同质量分数的硫酸根、不 同质量浓度的三价铬及六价铬的耦合侵蚀溶液,通过干湿循环模拟侵蚀过程,对混凝土开展抗压强度耐蚀系 数和氯离子迁移系数研究,使用扫描电子显微镜观测微观形貌,使用X射线衍射仪分析腐蚀产物。【结果】相 对于标养条件,混凝土在硫酸盐和铬盐耦合侵蚀下经90次干湿循环后的抗压强度下降4.2%~15.1%,氯离子 迁移系数上升69.2%~384.6%。分析结果表明,硫酸盐侵蚀引起的混凝土的抗压强度及氯离子迁移系数的变 化幅度均较大,而铬盐侵蚀引起的混凝土的抗压强度及氯离子迁移系数的变化幅度均较小。在硫酸盐侵蚀 前期,钙矾石和石膏不断生成并填充孔隙;在硫酸盐侵蚀后期,Ca(OH)₂和水化硅酸钙凝胶被消耗,同时钙矾 石分解成石膏。硫酸盐、铬盐的渗透深度与腐蚀产物含量均随干湿循环次数的增加而显著上升。【结论】在硫 酸盐-铬盐耦合侵蚀环境下,硫酸盐通过钙矾石-石膏的膨胀反应主导混凝土的劣化;铬盐未影响硫酸盐的反 应产物的形态,其对混凝土性能的影响可忽略;在硫酸盐、铬盐两者共存时,未发现明显的相互促进或抑制作 用。干湿循环加速了离子迁移与孔隙结构的破坏,从而进一步削弱了混凝土的耐久性。因此,对于硫酸盐 铬盐耦合侵蚀环境下的混凝土工程,应做好对干湿交替区的硫酸盐侵蚀的防控措施,以延长混凝土的服役 寿命。
关键词:混凝土;硫酸盐;铬盐;耦合作用;耐久性;干湿循环;劣化机理
【智慧交通】栏目
13/ 无人机与地面车辆协同配送模型研究进展与展望
引用格式:覃梓豪,龙泺安,杨云龙,等.无人机与地面车辆协同配送模型研究进展与展望[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23 (2):152-165.Citation:QIN Zihao, LONG Luo’an, YANG Yunlong, et al. Research progress and prospects of collaborative delivery models involving unmanned aerial vehicles and ground vehicles[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 152-165.
作 者:覃梓豪,龙泺安,杨云龙,赵昱程,牟振华
摘 要:随着低空经济的快速发展,无人机与地面车辆协同配送模式成为解决物流“最后一公里”瓶颈的关键 路径。本文系统梳理了空地协同系统的概念界定、典型应用场景与运行模式,提出“时间-空间-任务”三维耦 合是空地协同问题的核心需求。空地协同系统可归纳为车载起降、固定交接点与动态交汇三种运行模式,模 型的建立经历从机理基准到动态鲁棒的四个层次。求解方法从精确方法转向以可行性保证为核心的混合优 化框架,包括数学分解、元启发式与学习驱动方法的融合应用。当前研究存在空域监管约束内生化不足、复 杂环境适应性弱和工程可部署性差等挑战。未来,需通过分层一体化建模、容量与拥堵效应内生化,以及鲁 棒与在线优化机制,推动空地协同系统从理论最优走向稳定可运行,实现其规模化、可持续应用。
关键词:无人机配送;空地协同;无人机-地面车辆协同;任务分配与时间同步;工程可行性约束
14/ 无信控路口人驾车对自动驾驶车的欺凌行为分析
引用格式:王杰,肖婷,梁林海.无信控路口人驾车对自动驾驶车的欺凌行为分析[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 166-176.Citation:WANG Jie, XIAO Ting, LIANG Linhai. Analysis of bullying behavior by human-driven vehicles toward automated vehicles at unsignalized intersections[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 166-176.
作 者:王杰,肖婷,梁林海
摘 要:【目的】自动驾驶汽车(automated vehicle,AV)的快速发展在提升交通安全潜力的同时,也带来了人机 混合环境下的新型交互风险,其中之一便是人类驾驶车辆(human-driven vehicle,HDV)对AV的欺凌行为。 现有研究多聚焦于欺凌行为的外在表现,而缺乏对心理机制的深入探讨。为此,本文旨在解析HDV驾驶员 对AV产生欺凌行为意向的心理认知路径,并评估车车(vehicle-to-vehicle,V2V)通信技术作为干预手段的有 效性。【方法】以计划行为理论(theory of planned behavior,TPB)为基础,构建包含态度、主观规范与感知行为 控制的欺凌行为心理模型,并引入V2V信息交互作为外部干预变量。研究选取无信号灯交叉路口为典型场 景,通过对中国长沙地区驾驶员进行问卷调查(有效样本数N=407),采用结构方程模型(structural equation model,SEM)进行假设检验与路径分析。【结果】模型拟合良好,结果显示:感知行为控制、主观规范与态度均 对欺凌意向具有显著影响;年轻驾驶员及驾龄较长者表现出更强的欺凌倾向;V2V通信技术可有效抑制欺凌 意向,且在女性、年长及经验丰富的驾驶员中效果更为显著。【结论】本文创新性地构建并验证了TPB框架下 HDV驾驶员对AV实施欺凌行为的心理机制模型,并将V2V通信技术作为行为干预变量纳入分析,为AV人 机交互设计与针对性防控策略提供了实证依据。
关键词:交通工程;自动驾驶汽车;计划行为理论;欺凌意图;车车通信技术
15/ 不同权力结构下考虑技术效率不确定的绿色供应链决策
引用格式:姜跃,魏炳东.不同权力结构下考虑技术效率不确定的绿色供应链决策[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2026,23(2): 177-190.Citation:JIANG Yue, WEI Bingdong. reen supply chain decision-making considering technical efficiency uncertainty under different power structures[J]. J Changsha Univ Sci Tech (Nat Sci), 2026, 23(2): 177-190.
作 者:姜跃,魏炳东
摘 要:【目的】分析绿色技术效率不确定性在不同供应链权力结构下对绿色供应链决策的影响,探索制造商 与零售商博弈关系对绿色水平和价格策略的作用机制。【方法】在技术效率不确定性的情况下,构建制造商主 导零售商为跟随者(manufacturer-leader-retailer,MLR)、零售商主导制造商为跟随者(retailer-leader manufacturer,RLM)、制造商和零售商权力对等(manufacturer-onpar-retailer,MOR)、集中决策(centralized, C) 四种供应链权力结构下制造商和零售商的博弈模型,分别采用Stackelberg博弈和Nash博弈方法,分析各权 力结构下的最优决策解,并通过数值仿真对比不同结构下技术效率不确定对绿色水平与价格的影响。【结果】 技术效率均值的提高有助于提升绿色水平,但不同权力结构下定价策略存在差异;MOR权力结构更具绿色 投入优势和抗风险能力;在波动性增强时,C权力结构与MOR权力结构表现出更强的稳定性。【结论】绿色技 术效率的不确定性与供应链权力结构共同影响绿色供应链决策。研究结果可为企业选择适宜的合作结构和 制定绿色战略提供参考,也为政策制定者提供理论支持。
关键词:供应链;权力结构;技术效率不确定性;绿色水平;供应链决策
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编辑:周紫嫣
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《长沙理工大学学报(自科版)》编辑部
2026年6月3日