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大直径端承桩竖向分布荷载振动诱发三维地表运动的精确解析与波动机理研究
研究亮点本研究通过建立大直径端承桩的三维波动解析模型,首次完整揭示了竖向分布荷载作用下桩体振动诱发的复杂波场传播机制,为工程振动环境影响评估提供了突破性理论工具。问题描述如图1所示,端承桩嵌入有限深度弹性土层中,土层具有杨氏模量Es、泊松比νs和密度ρs。桩体长度为Lp,半径rp,被视为弹性连续介质。控制方程土壤和桩体的运动方程遵循弹性动力学基本定律:(λ+2μ)∇(∇·u) - μ∇×∇×u = ρü其中λ和μ为拉梅常数,u为位移矢量。对于轴对称问题,位移分量ur和uz可通过纵波和横波势函数解析表达。桩-土界面连续性条件通过严格满足界面位移和应力连续条件:usoilr│r=rp = upil
来源:Solid Earth Sciences
时间:2025-08-10
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凹岛式变墩高曲线桥梁抗震性能振动台试验研究
Highlight本研究亮点在于首次通过振动台试验揭示了凹岛式变墩高曲线桥的三维地震响应特性,特别关注了地震波入射角度、近远场地震差异和地震强度(PGA)对这类特殊桥梁的影响机制。Section snippets原型桥梁本文研究对象为山区典型的四跨曲线连续梁桥(4×20m布局),采用预应力混凝土小半径曲线箱梁(半径50m,中心角92°)。下部结构中2、3、4号墩为钢筋混凝土独柱墩,高度分别为15m、9m和12m,直径2m。主梁通过...模型动力特性采用频域分解法(FDD)在白噪声激励下识别桥梁模型动力特性,通过奇异值分解(SVD)获得前两阶固有频率分别为6.195Hz和6.424Hz。图9(a
来源:Solid Earth Sciences
时间:2025-08-10
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2021年日本福岛近海地震破裂源模型波形反演及其稳健性评估:对海洋工程抗震设计的启示
Highlight采用创新性波形反演技术揭示近海地震特征:本研究通过经验格林函数(EGF)方法,在0.2-2.0Hz关键工程频段成功解析了2021年福岛地震的破裂动力学过程,为理解近海地震与内陆地震的差异机制提供了新视角。Result analyses滑移分布与破裂特征:优选模型(EGF1+EGF3组合)显示震源西南侧存在两个显著滑移区,最大滑移量3.2m对应震源深度。破裂速度2.4km/s的时空特征与宽频带波形高度吻合,验证了模型在工程相关频段的可靠性。Discussion: validation and robustness evaluation of inverted source mo
来源:Solid Earth Sciences
时间:2025-08-10
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考虑土-结构相互作用效应的多层粮仓结构地震响应振动台试验研究
Highlight多层粮仓是一种新型散粮储存结构,其抗震性能研究对保障粮食安全至关重要。本研究通过振动台试验,首次系统探究了土-结构相互作用(SSI)效应对多层粮仓地震响应的影响机制。工程背景试验原型为广州某36.8米高的四层小麦储仓,1-3层为储粮层(最大储粮高度7米),顶层为设备层。通过设计固定基础和SSI系统下的满仓/空仓对比模型(表1),在结构实验室完成振动台试验。相似关系设计试验采用1:10缩尺模型,通过量纲分析确定相似关系。创新性地采用微型聚丙烯颗粒模拟小麦,其密度和摩擦系数与真实粮食相似。动力特性白噪声激励测试表明(表5):SSI系统使结构基频降低15%-20%,阻尼比提高30%
来源:Solid Earth Sciences
时间:2025-08-10
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屈曲约束支撑在强震荷载下的累积延性与疲劳寿命:实验研究与工程启示
在地震频发的地区,建筑结构的抗震性能一直是工程界关注的焦点。传统抗震结构往往通过构件自身的塑性变形来耗散地震能量,但这会导致结构损伤甚至倒塌。屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Brace, BRB)作为一种新型抗震装置,因其稳定的滞回行为和优异的能量耗散能力,近年来受到广泛关注。然而,关于BRB在结构全寿命周期内承受累积循环荷载的长期稳定性,特别是遭遇强震后的疲劳性能,仍存在诸多未解之谜。墨西哥国立自治大学工程学院的研究团队通过系统的实验研究,揭示了BRB在极端地震条件下的真实表现,相关成果发表在《Solid Earth Sciences》上。研究采用准静态循环加载试验方法
来源:Solid Earth Sciences
时间:2025-08-10
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地质封存CO2的岩石力学挑战与风险调控:从多尺度建模到工程实践
Highlight地质CO2封存的未来取决于技术创新与靶向研究,以解决持续存在的不确定性并提升实施安全性。首要任务是精确重建原位应力(In-Situ Stress)。现有方法空间覆盖有限,且常忽略注入过程中的应力异质性或时序变化。可采用先进方法——如结合测井数据、微震监测与区域地震活动的概率应力反演(Probabilistic Stress Inversion)——来构建更可靠的三维应力场模型。结论本综述系统探讨了地质CO2封存安全长期部署涉及的岩石力学风险与建模方法。核心在于原位应力的精准表征,其主导着断层活化、盖层完整性和井筒稳定性。关键发现表明,必须整合实验室实验、现场数据与先进建模技术
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-08-10
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基于精细离散元胞自动机的行人动力学模型开发:融合经验加速机制的应急疏散仿真研究
Highlight行人紧急疏散过程中的速度频繁波动可达5 m/s,传统地板场元胞自动机(FFCA)模型假设速度瞬时跃变,导致高密度场景失真。本研究通过精细离散化FFCA框架,首次系统整合了全速度区间(0-5 m/s)的经验加速机制。Experimental Setup2022-2025年在西南交通大学开展的系列控制实验中,我们构建了1米宽、10-25米长的走廊场景。32名受试者(23男9女,平均20.9岁)在开放广场进行多速度段测试,通过视频追踪提取加速度触发阈值和动态特征。FFCA Model for Pedestrian Dynamics创新性采用0.1 m×0.1 m精细网格,时间步长Δ
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-08-10
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恶劣天气下网联自动驾驶车辆(CAV)协同感知对城市交通的主动调控机制研究
Highlight恶劣天气显著削弱自动驾驶车辆(AV)的环境感知能力,而具备车际通信(V2V)的网联自动驾驶车(CAV)通过协同感知机制有望解决这一难题。本研究首次系统探究了CAV在雨雾天气中对城市交通的主动调控作用。Weather effects on automotive sensors由于毫米波(mm-wave)波长与雨滴尺寸相近,其在雨滴中频繁发生折射和散射现象。基于雷达理论,我们量化了降雨对毫米波雷达的两大影响:信号衰减(attenuation)和反向散射(backscatter)。通过建立物理模型,真实再现了传感器在恶劣天气下的性能退化过程。Integrating microsco
来源:Simulation Modelling Practice and Theory
时间:2025-08-10
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基于树状层级融合网络的多模态指部特征识别研究:提升生物特征识别的安全性与准确性
亮点• 指纹和指静脉图像同时包含细节特征和长程特征。为此,我们提出结合非局部操作与残差连接的残差非局部(Res-NL)主干网络,其中残差连接避免网络加深时细节特征丢失,而非局部操作学习长距离点对点关系以精准捕获多尺度信息。• 提出层级卷积树(HiCT)自适应选择并组合通道注意力块,学习具有分布差异的指纹与指静脉图像间的隐含关联,从而生成具有强识别能力的多模态特征空间。• 通过卷积运算、压缩激励和有效通道注意力等多重互补操作构建树状边缘,实现特征交互与整合的层级融合,在精度与识别时间间取得良好平衡。方法由于指纹和指静脉在分布与表征上的不一致性,构建网络架构以学习精确的共性特征空间成为深度学习方法
来源:Signal Processing: Image Communication
时间:2025-08-10
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双表面AlOx封装MnBi2Te4中拓扑量子相的显著增强及其在自旋电子学中的应用
亮点我们开发了一种蜡辅助剥离转移法,首次实现双表面AlOx封装的MnBi2Te4(MBT)器件制备。这种"双面装甲"策略使拓扑量子相的性能产生飞跃:偶数层魔法:6-SL器件中轴子绝缘体态(axion insulator)展现超宽零霍尔平台(|μ0H| < 3.5 T)和高纵向电阻(≈15 h/e2),导电行为完美符合拓扑量子限域理论。奇数层奇迹:7-SL器件的量子反常霍尔效应(QAH)出现锐利平台跃迁,磁滞回线宽度达1.8 T——比单面封装样品提升3倍!结果轴子绝缘体的完美呈现在6-SL器件中,我们捕捉到教科书级的轴子绝缘体特征:低场反铁磁(AFM)态下,霍尔电导σyx严格为零,而纵向电导σx
来源:Science Bulletin
时间:2025-08-10
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电化学CO2还原制甲酸/甲酸盐的阳离子耦合反应路径:电动力学机制与催化设计新视角
Highlight电化学CO2还原(CO2RR)生成甲酸/甲酸盐是最具经济前景的碳利用路径之一。尽管催化剂和电解槽设计已取得显著进展,但关于反应路径和碱金属阳离子作用的争议仍未解决。本研究通过开发宽pH稳定的BiPO4预催化剂和高精度离子色谱检测技术,首次实现全pH范围内的精确电动力学分析。Results and discussion实验发现:1)反应遵循分步电子-质子转移机制(非传统质子耦合电子转移PCET),速率决定步骤(RDS)随过电位变化而转变——低过电位时质子转移(CO2–质子化)为RDS,高过电位时首步电子转移(生成CO2–)主导;2)质子来源取决于电解质pH值;3)通过K+反应级
来源:Science Bulletin
时间:2025-08-10
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深共晶准固态电解质中锂离子传导与溶剂化结构的解耦策略实现高压锂离子电池性能突破
亮点本研究通过分级调控策略,在二甲基砜(DMS)基准固态电解质中实现Li+传导与溶剂化结构的解耦:LiDFOB添加剂诱导形成阴离子富集的Li+溶剂鞘(CIPs/AGGs),促进电极界面稳定相形成;PVDF框架则重构局部配位环境,建立快速Li+传输通道,使离子电导率提升至10–3 S cm–1量级。分级调控的配位结构DMS基固态电解质(SE)以LiTFSI为主盐,当nLi:nDMS=1:4时形成最优共晶结构(PLC体系)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)显示LiDFOB的引入使TFSI–的S=O振动峰红移,证实阴离子参与Li+配位。分子动力学模拟揭示PVDF骨架通过C-F…Li+相互作用削弱溶剂鞘
来源:Science Bulletin
时间:2025-08-10
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多孔二氧化钛涂层氧化锆的制备及其促成骨性能研究
牙齿缺失和牙列缺损严重影响患者的生理和心理健康,而氧化锆(ZrO2)因其优异的机械性能和美学特性成为钛种植体的替代材料。然而,氧化锆的生物惰性导致其骨整合速度较慢,增加了种植手术失败率。传统表面改性方法如喷砂酸蚀虽能提高粗糙度,但可能损害机械强度;而羟基磷灰石(HA)等涂层又存在热膨胀系数不匹配导致的结合强度不足问题。如何在不影响机械性能的前提下增强氧化锆的生物活性,成为临床应用的重大挑战。北京口腔医院(首都医科大学附属)的研究团队创新性地通过水解-烧结法制备了多孔TiO2涂层氧化锆,相关成果发表在《RSC Advances》。研究人员将预烧结氧化锆浸入含ZrOCl2和纳米TiO2的混合溶液,
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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多孔TiO2涂层增强氧化锆种植体骨整合性能的机制研究
牙齿缺失和牙列缺损严重影响患者生理和心理健康,而氧化锆(ZrO2)种植体因其优异的机械性能和美学特性成为钛合金的替代材料。然而,氧化锆的生物惰性导致其骨整合速度慢、失败率高,传统表面改性方法又可能损害机械强度或涂层结合力。针对这一临床难题,首都医科大学附属北京口腔医院的研究团队创新性地开发了一种多孔二氧化钛(TiO2)涂层技术,相关成果发表在《RSC Advances》上。研究团队采用水浴反应结合高温烧结的技术路线,将预烧结氧化锆浸入不同浓度的氧氯化锆(ZrOCl2)和纳米TiO2混合溶液,通过调控水解特性形成多孔结构。利用扫描电镜(SEM)观察表面形貌,X射线衍射(XRD)分析物相组成,接触
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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石墨烯改性黄麻/玻璃纤维杂化复合材料的缠绕结构设计与性能强化研究
在追求轻量化与可持续发展的材料科学领域,天然纤维增强复合材料正成为传统合成纤维的有力替代品。然而,黄麻纤维虽具有成本低、可降解等优势,但其固有的力学缺陷和未经优化的纺织结构严重限制了其在承重工程中的应用。如何通过创新设计提升黄麻纤维复合材料的性能,同时减少对不可再生材料的依赖,成为研究者亟待解决的难题。针对这一挑战,达卡工程技术大学纺织工程系(Dhaka University of Engineering and Technology Gazipur)的Forkan Sarker团队在《RSC Advances》发表了一项突破性研究。他们创造性地采用纤维缠绕技术,构建了以玻璃纤维为核、黄麻纤维
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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综述:多功能s-三嗪-BODIPY偶联物:合成策略、光物理见解及新兴应用
1. 引言s-三嗪(1,3,5-三嗪)作为对称性芳香杂环化合物,其独特的平面结构和电子分布特性(Hirshfeld电荷分析显示氮原子带-0.165部分负电荷)使其成为构建多功能分子的理想骨架。与之互补的BODIPY(4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮-s-吲哚)荧光团则凭借高荧光量子产率(可达0.98)和可调谐的光物理性质,在生物成像和光敏剂领域大放异彩。两者的结合催生出兼具治疗与诊断功能的"诊疗一体化"分子平台。1.1 s-三嗪合成策略氰尿酰氯(2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪)是构建s-三嗪衍生物的核心原料,其温度梯度亲核取代特性(0°C、室温、70-100°C分步取代氯原子)允许精
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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铁氧体-双钙钛矿的结构、介电、光学与磁学特性及其潜在工业应用研究
在当今材料科学领域,多铁性材料的开发因其在信息存储、传感器和能源转换等领域的潜在应用而备受关注。其中,BiFeO3(BFO)作为典型的室温多铁性材料,因其同时具备铁电性和反铁磁性而成为研究热点。然而,BFO在实际应用中面临两大挑战:Bi3+离子的挥发性导致的高漏电流,以及单一功能难以满足复杂应用场景的需求。这些问题严重制约了BFO基材料在工业领域的推广应用。为突破这些限制,来自国内 Siksha 'O' Anusandhan(被视为大学)工程学院物理系的研究团队创新性地设计了一种双钙钛矿材料Bi0.5Ca1.5Fe0.5Zr1.5O6(BCFZO)。通过Ca2+和Zr4+的协同掺杂,研究人员成
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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煤矸石负载纳米FeS同步去除酸性矿山废水中Cr(VI)、Cu(II)和Cd(II)的吸附特性及机制研究
矿山开采产生的酸性废水(AMD)如同地球的"伤口",其中高毒性的铬(Cr)、铜(Cu)、镉(Cd)等重金属离子不断渗出,威胁生态环境和人类健康。传统处理方法要么成本高昂,要么难以同步去除多种重金属。更棘手的是,采矿伴生的固体废弃物煤矸石堆积如山,既占用土地又存在自燃风险。如何"变废为宝",用煤矸石治理重金属污染,成为环境领域亟待解决的难题。辽宁工程技术大学的研究团队独辟蹊径,将纳米硫化亚铁(FeS)与煤矸石(CG)这对"黄金搭档"结合,开发出新型复合材料nFeS-CG。通过超声沉淀法让纳米FeS均匀锚定在煤矸石表面,既解决了纳米颗粒易团聚的缺陷,又激活了煤矸石的吸附潜能。实验显示,这种材料在p
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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生物质衍生5-(甲苯甲基)糠醛作为柴油添加剂的制备、放大与发动机性能研究
在全球能源转型背景下,传统石油基燃料的环境污染与资源枯竭问题日益凸显。据统计,80%的原油被加工为汽油、柴油等液体燃料,而交通运输领域的碳减排压力尤为紧迫。尽管电动汽车技术快速发展,但内燃机仍将在中长期内主导重型运输领域。为此,科学家们将目光投向生物质衍生燃料,特别是糠醛类化合物——这类物质既能保留生物碳循环的可持续性,又因其含氧特性可改善燃烧效率。然而,经典的5-羟甲基糠醛(HMF)存在水解稳定性差、纯化困难等瓶颈,限制了其工业化应用。针对这一挑战,印度国立卡纳塔克理工学院(National Institute of Technology Karnataka, NITK)化学系的Abhish
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10
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微波辅助铬掺杂UiO-66的制备及其在吸附储热中的高性能研究
随着化石能源枯竭与环境恶化,开发高效清洁的储热技术成为研究热点。吸附储热系统因其能量品位提升能力和环境友好特性备受关注,但其核心瓶颈在于缺乏兼具高吸附容量和稳定性的吸附材料。传统金属有机框架(MOFs)材料UiO-66虽具有优异的水热稳定性,但其0.36 g g−1的饱和吸水率和低亲水性严重限制了实际应用。北京科技大学冶金与生态工程学院的研究团队在《RSC Advances》发表研究,创新性地采用微波辅助水热法(MAH)结合Cr3+掺杂策略,仅用2小时便成功制备出系列MW-xCr-UiO-66材料。通过SEM、XRD、FT-IR、N2吸附等表征技术,系统研究了材料结构与性能的构效关系。关键研究
来源:RSC Advances
时间:2025-08-10