Trust-region based instantaneous optimal semi-active control of long-span spatially extended structures with MRF-04K damper

In the field of civil engineering, magnetorheological fluid （MRF） damper-based semi-active control systems have received considerable attention for use in protecting structures from natural hazards such as strong earthquakes and high winds. In this paper, the MRF damper-based semi-active control system is applied to a long-span spatially extended structure and its feasibility is discussed. Meanwhile, a _trust-region method based instantaneous optimal semi-active control algorithm （TIOC） is proposed to improve the performance of the semi-active control system in a multiple damper situation. The proposed TIOC describes the control process as a bounded constraint optimization problem, in which an optimal semi- active control force vector is solved by the trust-region method in every control step to minimize the structural responses. A numerical example of a railway station roof structure installed with MRF-04K dampers is presented. First, a modified Bouc- Wen model is utilized to describe the behavior of the selected MRF-04K damper. Then, two semi-active control systems, including the well-known clipped-optimal controller and the proposed TIOC controller, are considered. Based on the characteristics of the long-span spatially extended structure, the performance of the control system is evaluated under uniform earthquake excitation and travelling-wave excitation with different apparent velocities. The simulation results indicate that the MR fluid damper-based semi-active control systems have the potential to mitigate the responses of full-scale long-span spatially extended structures under earthquake hazards. The superiority of the proposed TIOC controller is demonstrated by comparing its control effectiveness with the clipped-optimal controller for several different cases.     

围压与冲击扰动作用下组合煤岩超低摩擦效应分析

深部煤岩在垂直扰动作用下发生振动,当水平冲击足以克服块体间摩擦阻力时,极易发生超低摩擦型冲击地压。文章以细砂岩-煤-细砂岩组合块体为研究对象,考虑顶板-煤-底板临近工作面开采工况,采用数值模拟方法,建立围压与冲击扰动下组合煤岩数值模型,以煤块水平位移、垂直加速度差值作为超低摩擦效应特征参数,分析围压、垂直冲击及水平冲击对特征参数的影响规律。研究结果表明:在垂直冲击与围压共同作用下,煤岩体残余位移及水平位移峰值随围压增大且呈指数增长趋势;在垂直冲击、水平冲击和围压三者共同作用下,煤岩体超低摩擦效应强度与作用时间都随着围压呈增加趋势;垂直冲击对组合煤岩超低摩擦效应的影响最为显著。      

半水磷石膏的矿物学特征

讨论了半水磷石膏的化学组成、矿物组成、热性能、微观形貌以及胶凝性能。结果表明:半水磷石膏中主要化学组成为CaO和SO3,其总量达到70%,含有少量的结晶水和P2O5;半水磷石膏中含有放射性元素,但未超过GB/T6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的限值;半水磷石膏矿物组成主要是α型的烧石膏相,但其放热峰面积小,主要以不同取向的硫酸钙晶体的聚晶形式存在,胶凝性能差,烘干强度仅为0.38 MPa。半水磷石膏与二水石膏制备的α型半水石膏在微观形貌上存在较大差异,将其直接应用于建筑材料还有待于进一步研究。     

长江口及邻近海域表层沉积物pH、Eh分布及制约因素

使用精密酸度计和新型全自动氧化还原电位仪测定了长江口及其临近海域表层沉积物中的pH、Eh值,分析了它们的分布特征,并从水团性质、层化特征、底质类型、生物扰动等方面深入探讨了pH、Eh的影响因素和影响机理。研究表明:研究区内表层沉积物属于中性—弱碱性环境,pH值变化于7.1～7.8之间,空间分布上具有分带性和不均一性特征;为还原环境,Eh变化于-100～-300 mV之间,大部分在-250 mV左右,其空间分布也具有弱分带和不均一的特点。该区沉积物酸碱性主要受水团性质的制约,同时底质类型、生物扰动对沉积物酸碱性也有一定影响,而氧化还原电位则主要受水团性质、水层层化和生物扰动等的影响。     

泉州湾海域海浪谱

本文根据福建泉州湾大量实测海浪谱资料,分析了该海域海浪内部结构特征,比较和检验了国内外常用的Ｐ－Ｍ谱、Ｊｏｎｓｗａｐ谱、规范谱及国内沿岸海区的一些经验谱,结果取了与本海区实测海浪个例谱结构接近程度最好的Ｊｏｎｓｗａｐ谱拟合泉州湾海浪谱模式。     

超临界萃取／气相色谱—质谱测定油页岩中的生物标志物

采用超临界萃取 /气相色谱 -质谱技术测定了广东茂名油页岩中环己烷的链取代烃、甾烷、甾烯和藿烷等生物标志物 ,其分析结果与经典索式抽提和文献结果基本相符。该方法与索式抽提法相比简单、快速、无污染和危险 ,可用于油页岩等固体样品中生物标志物的分析     

中国南方发现大型文石笋

中国南方大量石笋剖面研究表明,石笋矿物组成有方解石、文石、方解石-文石三种类型。石笋沉积纹(微)层结构构造特征大同小异,但是文石石笋的放射状纹(微)层构造更显著。文石石笋沉积生长的气候环境是滴水多而稳定,水温低、气温略高的冷、湿的洞穴气候条件。文石转变为方解石常保留文石的针状、柱状晶形,并存在于石笋沉积生长的始终。文石结构构造转化在常温或低温、常压或低压下自调整作用的成晶成岩环境进行,其强度取决于所在洞穴气候环境、滴水在石笋的渗流和石笋的含水度。转化作用不影响同位素分馏,石笋同时全面记录古气候环境信息。研究文石石笋对重建古气候环境、成岩成矿作用都有重要理论和实践意义。     

南京粉细砂空间孔隙结构表征单元体确定

确定统一的表征单元体(REV)尺寸是研究土体细观孔隙结构时首先需要解决的问题。使用6.5μm分辨率同步辐射显微CT扫描南京粉细砂试样,从土样三维重构模型的5个代表性部位提取5组立方体孔隙REV,对每个REV采用最大球算法分析,建立孔隙网络模型,从中提取孔隙率、单位体积孔隙数、孔隙平均体积、孔隙最小体积、孔隙最大半径、孔隙最小半径、孔隙平均半径、孔隙截面积平均形状因子等8个孔隙结构参数,建立其与REV尺寸间的相关性。利用假设检验T检验和F检验,最终确定样品孔隙结构参数的统一REV边长尺寸为400像素,即2.60mm。该方法可用于砂土、粉土等颗粒土体细观孔隙结构分析。     

基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发适宜性评价

地下空间开发地质适宜性评价是合理进行地下空间开发、降低开发地质风险的重要手段。传统的评价方法没有考虑地下空间复杂的垂向变化,因而无法满足越来越精确的地下空间规划要求。本文以西咸新区沣东沣西为例,结合该区地质地貌背景、工程地质特征、水文地质条件、不良地质作用以及地下空间开发现状等特点,建立地下空间开发地质适宜性评价因子体系;利用三维精细化剖分的评估单元为载体,综合使用多种三维空间分析方法从多要素地质模型中定量或定性提取各项指标,运用层次分析法模型开展研究区地下空间开发适宜性评价。评价结果表明：研究区60 m以浅地下空间开发利用条件优越,总体适宜开发建设。浅层空间易受文物保护区、地面水体、活动断裂影响,中层空间受城市建成区既有设施及地下构筑物影响较大,深部地下空间主要受断裂影响。该方法能够精细刻画地下空间在垂向上的差异,评估过程与结果能够立体透明化表达,能够定性、定量地为地下空间开发利用提供辅助决策,以达到资源保护优先、协同开发的开发利用格局。     

临震天体引潮力和地面长波辐射OLR异常

利用天体引潮力周期变化模型和地面长波辐射(OLR)数据资料,分析2010~2011年云南、西藏地区的4次M5.0以上地震震前OLR异常,探讨了诱发地震的外部因素,即天体引潮力周期与红外异常发展的关联特征。结果显示:以临近发震时刻所在周期引潮力值最低点日期为OLR参照背景,获取的地震前后NOAA长波辐射OLR日增量分布图像显示:震中附近热异常明显,异常受构造控制,且其分布与断裂关系密切;异常演化经历起始-加强-高峰-衰减-再增强-发震-平静的过程,符合岩石因应力增加而破裂的规律。一方面表明地应力的临界状态演化过程可通过OLR辐射变化来反映。另一方面表明引潮力可以改变构造内部地应力的状态。