采用局域共振超材料混凝土提升结构消波防护性能:综述和展望

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作者 姚未来 刘元雪 +3 位作者 孙涛 赵宏刚 穆锐 雷屹欣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-14,共14页

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... 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。 展开更多

关键词 超材料混凝土 能量带隙 消波滤波 防护工程

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气凝胶复合材料的制备及保温隔热应用进展 被引量：4

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作者 穆锐 刘元雪 +5 位作者 欧忠文 胡志德 姚未来 成鑫磊 雷屹欣 杨秀明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期291-304,共14页

气凝胶复合材料由于具有密度低、比表面积大、孔隙率高和导热系数低等结构功能特性,成为最主要的新型保温隔热材料之一。本文简述了气凝胶复合材料的发展历程、制备工艺及方法,从气凝胶复合材料的微观形貌结构、热量传递组成、隔热传热... 气凝胶复合材料由于具有密度低、比表面积大、孔隙率高和导热系数低等结构功能特性,成为最主要的新型保温隔热材料之一。本文简述了气凝胶复合材料的发展历程、制备工艺及方法,从气凝胶复合材料的微观形貌结构、热量传递组成、隔热传热表征等方面对其保温隔热性能及机理进行分析,重点介绍了近年来气凝胶复合材料的保温隔热性能应用在军事航空航天、建筑节能环保、能源存储转化、极端环境材料、电动汽车电池、冷藏(冻)运输以及供热锅炉管道等诸多领域中取得的新进展。同时,对其在各个领域应用中遇到的问题进行了详细讨论并给出建议。此外,文末对气凝胶复合材料在未来的研发、生产及应用中的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 气凝胶复合材料 制备方法 基体增强 传热表征 隔热机理 保温隔热

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基于阵列信号空频域分析的隧道衬砌开裂声波定位法

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作者 王云潇 刘元雪 +2 位作者 姚未来 穆锐 龚宏伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期165-173,共9页

裂缝的实时监测对隧道的长期稳定和正常使用至关重要,在隧道病害的超前预警与防治中具有重要作用。本工作提出一种基于阵列信号频域相位差与声源空域方位函数关系的定位新方法。衬砌开裂产生的声波以开裂点为球心向隧道内辐射,到达直角... 裂缝的实时监测对隧道的长期稳定和正常使用至关重要,在隧道病害的超前预警与防治中具有重要作用。本工作提出一种基于阵列信号频域相位差与声源空域方位函数关系的定位新方法。衬砌开裂产生的声波以开裂点为球心向隧道内辐射,到达直角三棱锥传感器阵列的声信号相位差与频率线性相关,斜率是声源方位的三角函数。利用衬砌开裂声波的宽频特性可获得多频率下的相位差,通过线性拟合获得斜率,进而确定声源方位,方位矢量与衬砌表面相交可确定三维坐标。仿真模拟直墙拱顶隧道在混响与噪声条件下衬砌开裂发出声波,采用本方法获得了较高的定位精度,通过回龙山隧道的数值模拟裂缝定位与直墙拱顶隧道的现场试验验证了此方法可有效监测隧道衬砌裂缝的裂缝长度和扩展方向。 展开更多

关键词 裂缝监测 声波定位 相位差 三棱锥阵列 到时拾取

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钢-FRP混合配筋转换梁结构抗震性能有限元分析

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作者 龚宏伟 刘元雪 +2 位作者 陈进 姚未来 王云潇 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1097-1108,共12页

开展4榀不同配筋方式的转换梁结构拟静力试验,并分析各榀试件的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等抗震性能。采用OpenSees中基于刚度法的宏观梁柱纤维单元,选取适宜的本构材料并考虑筋材的黏结滑移,建立合理的转换梁结构数值分析模型... 开展4榀不同配筋方式的转换梁结构拟静力试验,并分析各榀试件的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等抗震性能。采用OpenSees中基于刚度法的宏观梁柱纤维单元,选取适宜的本构材料并考虑筋材的黏结滑移,建立合理的转换梁结构数值分析模型,将数值模拟和试验结果进行比较,最后进行抗震性能参数分析。结果表明:混合配筋试件具有良好的抗震性能,数值分析模型能较好地模拟出滞回曲线的捏缩效应,对特征状态下的荷载值模拟精度较高;增大混凝土强度或者柱纵筋配筋率对试件ZHL-4抗震性能有利,而墙肢轴压比的提高将不利于试件ZHL-4抗震性能。 展开更多

关键词 转换梁 混合配筋 抗震性能 有限元分析 数值模拟

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高韧性水泥基复合材料强度尺寸效应试验研究与正交分析 被引量：7

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作者 李雪阳 江世永 +1 位作者 飞渭 姚未来 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期473-478,共6页

尺寸效应是水泥基材料的固有特性,它与材料的配合比、强度以及结构组成等因素有关。高韧性水泥基复合材料是一种新型复合材料,具有优异的韧性,但同时其结构组成与普通混凝土相比也具有较大差异。然而,目前针对尺寸效应的研究大多限于普... 尺寸效应是水泥基材料的固有特性,它与材料的配合比、强度以及结构组成等因素有关。高韧性水泥基复合材料是一种新型复合材料,具有优异的韧性,但同时其结构组成与普通混凝土相比也具有较大差异。然而,目前针对尺寸效应的研究大多限于普通混凝土和高强混凝土,并且尚无相关标准对高韧性水泥基复合材料尺寸效应的处理作出规范。为了探究该种复合材料的抗压强度尺寸效应,本文采用两种不同尺寸的立方体试件,对16组不同配合比的高韧性水泥基复合材料进行了单轴抗压试验和正交分析,研究了纤维掺量、水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比这4个因素对材料强度尺寸效应的影响情况。试验结果表明:与普通混凝土相比,高韧性水泥基复合材料的脆性特征明显减小;诸因素对尺寸效应影响的主次顺序为水胶比>纤维掺量>粉煤灰掺量>砂胶比,其中水胶比和纤维掺量的影响均非常显著,而砂胶比对尺寸效应影响甚微。 展开更多

关键词 尺寸效应 高韧性水泥基复合材料 配合比 抗压试验 正交分析

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高韧性纤维混凝土单轴受压性能及尺寸效应 被引量：23

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作者 江世永 陶帅 +2 位作者 姚未来 吴世娟 蔡涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期161-168,173,共9页

高韧性纤维混凝土(ECC)具有优异的韧性、卓越的耗散能力及裂缝无害化分布的特点,能够明显改善结构的抗震性能与耐久性。通过对三种不同高厚比的立方体与棱柱体共60个试件进行单轴受压试验,探究高韧性纤维混凝土的受压性能、变形机制及... 高韧性纤维混凝土(ECC)具有优异的韧性、卓越的耗散能力及裂缝无害化分布的特点,能够明显改善结构的抗震性能与耐久性。通过对三种不同高厚比的立方体与棱柱体共60个试件进行单轴受压试验,探究高韧性纤维混凝土的受压性能、变形机制及尺寸效应对试件力学性能的影响,测得了不同高厚比试件受压的应力-应变全曲线。结果表明:高韧性纤维混凝土在裂缝发展及破坏模式上与普通混凝土存在明显的区别,由于纤维的桥接作用,在加载过程中材料表现出较强的压缩韧性,试件破坏以后仍保持相对完整,极限压应变约为普通混凝土的10倍;当高厚比大于1时,材料抗压强度对尺寸的敏感性降低;峰值应变与抗压韧性系数随着高厚比的增加逐步减少。结合电镜扫描结果,对高韧性纤维混凝土中纤维的分布、桥接情况及纤维增韧增强机制进行了分析与讨论。 展开更多

关键词 高韧性纤维混凝土(ECC) 受压性能 尺寸效应 抗压韧性 应力-应变全曲线

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高韧性水泥基复合材料拉伸试验与正交分析 被引量：7

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作者 李雪阳 江世永 +1 位作者 姚未来 蔡涛 《后勤工程学院学报》 2017年第3期29-34,共6页

利用正交试验设计原理,对9组不同配合比的高韧性水泥基复合材料进行了直接拉伸试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比和减水剂掺量这4种因素对高韧性水泥基复合材料极限拉应变的影响。试验结果表明:高韧性水泥基复合材料的极限拉应变... 利用正交试验设计原理,对9组不同配合比的高韧性水泥基复合材料进行了直接拉伸试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比和减水剂掺量这4种因素对高韧性水泥基复合材料极限拉应变的影响。试验结果表明:高韧性水泥基复合材料的极限拉应变远大于普通混凝土,具有优异的韧性;各因素对材料极限拉应变影响的主次顺序为水胶比>粉煤灰掺量>减水剂掺量>砂胶比,其中水胶比的影响远大于其他因素;材料的极限拉应变随着水胶比或粉煤灰掺量的提高而增大,但砂胶比和减水剂掺量的影响规律不明显。 展开更多

关键词 正交试验 高韧性水泥基复合材料 配合比 极限拉应变

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全CFRP筋混凝土柱低周反复荷载试验研究 被引量：4

8

作者 江世永 余晗健 +1 位作者 姚未来 李雪阳 《四川建筑科学研究》 北大核心 2017年第3期99-104,共6页

对6根不同轴压比及剪跨比的CFRP筋混凝土柱进行了低周反复荷载试验,记录了试验现象,分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能性能和刚度退化。研究结果表明,CFRP筋混凝土柱的承载能力较强,轴压比和剪跨比对试件抗震性能的影响与钢筋混凝... 对6根不同轴压比及剪跨比的CFRP筋混凝土柱进行了低周反复荷载试验,记录了试验现象,分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能性能和刚度退化。研究结果表明,CFRP筋混凝土柱的承载能力较强,轴压比和剪跨比对试件抗震性能的影响与钢筋混凝土柱类似,均为影响其抗震性能的重要因素。运用传统延性指标计算了试件的延性系数,分析发现,传统延性系数均不能全面描述试件的延性规律,引入改进综合性能指标,其能较好地反映不同轴压比和剪跨比对CFRP筋混凝土柱抗震性能的影响。 展开更多

关键词 碳纤维筋混凝土柱 低周反复荷载 抗震性能 改进综合性能指标

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粘贴加固混凝土氯离子扩散的理论模型和数值模拟 被引量：1

9

作者 姚未来 江世永 +1 位作者 飞渭 李雪阳 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2015年第4期59-66,共8页

基于物质非稳态扩散理论,采用现有研究对Fick第二定律的修正方法,并将粘贴加固考虑为对氯离子扩散方程边界条件的调整,提出可用于粘贴加固混凝土的氯离子扩散理论模型。利用ABAQUS、MATLAB PDE tool、MATLAB自编程3种方法均可对粘贴加... 基于物质非稳态扩散理论,采用现有研究对Fick第二定律的修正方法,并将粘贴加固考虑为对氯离子扩散方程边界条件的调整,提出可用于粘贴加固混凝土的氯离子扩散理论模型。利用ABAQUS、MATLAB PDE tool、MATLAB自编程3种方法均可对粘贴加固混凝土梁的氯离子扩散过程进行数值模拟。对比未加固与加固构件的氯离子扩散规律,发现粘贴加固可降低钢筋表面的氯离子浓度值,延缓氯离子浓度到达临界锈蚀浓度的时间,增加材料使用寿命,并且加固时间越早,增加寿命越长。 展开更多

关键词 粘贴加固 氯离子扩散 FICK第二定律 理论模型 数值模拟

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粘贴纤维增强复合材料加固混凝土梁的蠕变特性研究进展 被引量：9

10

作者 姚未来 江世永 +2 位作者 蔡涛 龚宏伟 陶帅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2890-2901,共12页

自20世纪末起,外粘纤维增强复合材料(Fiber-reinforced polymers, FRP)加固混凝土技术由于施工方便、FRP性能优异等优势被逐步运用于结构改造、修复补强、抗震加固等实际工程中。FRP本身具有轻质、耐腐蚀、高强度等优点,又由于近年来成... 自20世纪末起,外粘纤维增强复合材料(Fiber-reinforced polymers, FRP)加固混凝土技术由于施工方便、FRP性能优异等优势被逐步运用于结构改造、修复补强、抗震加固等实际工程中。FRP本身具有轻质、耐腐蚀、高强度等优点,又由于近年来成本的进一步降低,得到更广泛的应用,目前已基本取代钢材成为最主要的结构加固材料。建筑结构服役年限较长,结构在完成加固后仍将处于长期承受荷载的状态,然而,目前对加固结构在长期荷载下的行为研究不充分,实际加固设计时也未考虑结构的长期效应。鉴于目前粘贴FRP加固技术已广泛应用,大量已加固完成的结构在以上问题尚不十分清楚的情况下工作服役了相当长的时间,有必要对加固结构的长期受荷性能进行深入探讨,同时对该问题的研究、后续可能需要的补救措施的提出又具有迫切性。粘贴FRP加固混凝土结构在长期荷载作用下变形增大、结构内部出现复杂的应力重分布现象,本质上是由材料的蠕变行为引起。对混凝土的蠕变(徐变)特性研究起步较早,对混凝土的收缩、单轴受压徐变行为已有相对全面的认识,国际上有比较公认的理论模型。研究表明,用于粘贴FRP的环氧树脂(Epoxy resin)结构胶具有明显的蠕变特性,提高环境温度、湿度可增大环氧树脂胶的蠕变变形,甚至引起蠕变断裂。试验研究与数值模拟证实,环氧胶层的蠕变行为将导致粘贴界面的应力出现松弛现象。试验结果表明,用于结构加固的碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的抗蠕变能力较强,其蠕变变形可适当忽略。长期承受外荷载时,粘贴FRP加固混凝土梁的变形随时间的延长而增大,持荷前期增大速率较快,然后逐渐降低,后期基本不再变形,趋于稳定。该现象与混凝土、环氧树脂胶在相应应力水平下的蠕变规律相似。加固对梁瞬时变形的降低效果比较明显,但对长期附加变形的降低效应不明显,其主要原因是环氧树脂胶的剪切蠕变引起外部FRP应力松弛,导致产生附加变形。基于正截面受力分析,可对粘贴FRP加固梁的长期行为开展理论分析与计算,但对胶层的剪切蠕变特性缺乏有效考虑。对材料蠕变行为的充分认识是对结构蠕变行为进行合理分析的基础。本文首先从材料层次上综述各材料组分(混凝土、环氧树脂胶、FRP)蠕变特性的研究进展。实际工程中,结构长期承受的是正常使用荷载,在该荷载水平下,钢筋应力低于屈服强度,可视为线弹性材料,其蠕变行为可适当忽略,该观点在结构工程领域被广泛认同,因此,本文不再总结钢筋的蠕变行为研究。然后从结构层次上综述粘贴FRP加固混凝土梁的蠕变特性研究进展,分为试验研究、理论分析两方面。试验研究方面主要综述长期试验的开展方法和相关试验现象及结论,理论分析方面主要综述结构长期变形的计算方法。最后,本文总结目前研究存在的问题,为今后的进一步研究工作提供建议与参考。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 粘贴加固 蠕变性能 长期效应

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CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱抗震性能试验研究 被引量：5

11

作者 姚未来 江世永 +1 位作者 飞渭 李雪阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期199-207,共9页

为研究CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱的抗震性能,设计制作了3根剪跨比为3的短柱和3根剪跨比为5的长柱,在3种轴压比下进行了低周反复荷载试验,研究了试件的破坏形态,并通过刚度退化、耗能性能以及综合性能指标等方面分析了其抗震性能。... 为研究CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱的抗震性能,设计制作了3根剪跨比为3的短柱和3根剪跨比为5的长柱,在3种轴压比下进行了低周反复荷载试验,研究了试件的破坏形态,并通过刚度退化、耗能性能以及综合性能指标等方面分析了其抗震性能。试验结果表明:试件在破坏过程中生成大量横向裂缝,没有出现高韧性水泥基复合材料崩裂和剥落的现象,与以往的普通钢筋混凝土柱相比,表现出更高的破坏容许度;对于剪跨比为3和5的CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱,在试验轴压比为0.2～0.5的范围内,剪跨比越大或轴压比越大,其抗震性能越好。 展开更多

关键词 CFRP筋高韧性水泥基复合材料柱 抗震性能 剪跨比 轴压比 低周反复荷载试验

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新工科背景下土木工程专业研究生创新实践教学平台构建 被引量：8

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作者 姚未来 刘元雪 +3 位作者 孙涛 穆锐 田镇华 成鑫磊 《高等建筑教育》 2023年第1期31-38,共8页

从学科导向转向产业需求、从专业分割走向跨界融合,着力培养复合型工程人才是新工科建设的基本内涵。研究生实践教学作为培养工科专业创造型、创新型、创业型卓越工程人才的重要环节,需立足高校新工科建设背景,紧扣研究生教育的基本理... 从学科导向转向产业需求、从专业分割走向跨界融合,着力培养复合型工程人才是新工科建设的基本内涵。研究生实践教学作为培养工科专业创造型、创新型、创业型卓越工程人才的重要环节,需立足高校新工科建设背景,紧扣研究生教育的基本理论与基本规律,对创新实践教学模式进行探索和研究。针对当前高校实践教学的工程性、实践性、探究性、启发性等缺位问题,以新工科建设为核心导向,以重大疑难工程浸入式体验为牵引,突出学科交叉,可实现打造土木工程研究生创新实践教学平台。通过阐释创新实践教学的基本理念和讨论实践教学环节在土木工程专业研究生人才培养中的作用机制,明晰了建构创新实践教学平台的三大基本思想内核:突出创新,激发思维突跃;重大工程浸入式体验,培塑工程师素养;强调前沿交叉,培育科学家嗅觉。突出学生的中心主体地位,尊重学生的个人志趣与自我职业发展定位,开展多接口模块化实践教学,实现了四大重构:课程体系重构、教学内容重构、教学方法重构与评价体系重构。创新实践教学改革实施以来,前沿交叉研究顺利起步,人才培养质量明显提升,培养的毕业生深入各大军方工程研究单位一线,正迅速成长为牵头各项重大国防工程、履行重大作战工程保障任务的骨干型力量,有效助推了学院土木工程专业学科的转型升级,逐步形成工程教育新范式。 展开更多

关键词 新工科 土木工程 研究生 工程教育 实践教学

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长期海洋环境下混凝土的拉压关系现场试验研究

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作者 姚未来 江世永 +1 位作者 飞渭 李雪阳 《后勤工程学院学报》 2016年第1期13-18,28,共7页

为研究经长期海洋环境劣化后混凝土的抗拉强度与抗压强度关系（以下简称拉压关系）,赴舟山市某废弃港口分别于4处受海洋环境长期侵蚀但程度不同的位置,现场钻芯、加工、遴选,共获取86个芯样。通过对芯样进行抗压试验与劈裂抗拉试验,发... 为研究经长期海洋环境劣化后混凝土的抗拉强度与抗压强度关系（以下简称拉压关系）,赴舟山市某废弃港口分别于4处受海洋环境长期侵蚀但程度不同的位置,现场钻芯、加工、遴选,共获取86个芯样。通过对芯样进行抗压试验与劈裂抗拉试验,发现混凝土经海洋环境长期侵蚀后,劈裂抗拉强度随抗压强度的增大而增大,且拉压关系相对稳定;长期处于海洋环境下的混凝土劈裂抗拉强度为（fcu,150/18＋0.5,fcu,150/18＋3）,该范围适用于抗压强度为10~50 MPa的混凝土,可为研究长期海洋环境下混凝土的力学性能提供参考依据。 展开更多

关键词 海洋环境 长期作用 拉压关系 劈裂抗拉强度 抗压强度

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新工科背景下岩土工程学科研究生培养科研支架式教学模式构建 被引量：2

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作者 姚未来 刘元雪 +1 位作者 陈进 程香 《高等建筑教育》 2022年第2期66-76,共11页

在新工科学科交叉融合发展的大背景下,岩土工程卓越科技人才的培养对研究生教育提出了更高的创新型、科研型、学术型需求。与现有教学模式不同,文章提出的科研支架式教学模式首次在“能力域”下进行思考,面向能力素质而非知识内容进行... 在新工科学科交叉融合发展的大背景下,岩土工程卓越科技人才的培养对研究生教育提出了更高的创新型、科研型、学术型需求。与现有教学模式不同,文章提出的科研支架式教学模式首次在“能力域”下进行思考,面向能力素质而非知识内容进行教学设计。其提出研究生整体培养过程是能力体系的构建过程,即“科研能力支架”的建设过程。研究生培养方案前端的课程教学作为科研能力体系建设的起始部分和重要组成部分,被赋予了鲜明的科研属性。课程教学注重学科内容的跨界交叉,以专题形式展开,形成学一个专题即开展一项研究的教学新格局,将科研创新能力的训练提至培养起点,并贯通培养始终。文章讨论了该模式的理论基础,阐述了该模式的设计思想,研究了该模式的基本流程和能力架构,探索了该模式的实施方案,并取得了良好的实践成效,打开了“学”“研”并轨的教学新局面。 展开更多

关键词 新工科 岩土工程 研究生教育 科研能力支架 教学模式

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分级循环荷载下原状红黏土动力特性试验研究 被引量：10

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作者 穆锐 黄质宏 +3 位作者 姚未来 成鑫磊 雷屹欣 杨成 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期94-102,共9页

为研究循环荷载下原状红黏土路基的动力特性,采用SDT-20型动三轴仪对原状红黏土进行了分级循环动三轴试验,研究了围压、频率及动应力幅值对原状红黏土的动应力、动弹性模量-动应变(E_(d)-ε_(d))和动剪切模量-动剪切应变(G_(d)-γ_(d))... 为研究循环荷载下原状红黏土路基的动力特性,采用SDT-20型动三轴仪对原状红黏土进行了分级循环动三轴试验,研究了围压、频率及动应力幅值对原状红黏土的动应力、动弹性模量-动应变(E_(d)-ε_(d))和动剪切模量-动剪切应变(G_(d)-γ_(d))关系曲线的影响规律。结果表明:原状红黏土的动应力-动应变关系曲线发展规律可采用Kondner模型进行描述;动应力随动应变先急剧增大后趋于平稳,并给出了急剧增加时动应变的取值范围,即0%~0.05%;分析了不同围压、振动频率下红黏土的动弹性模量及动剪切模量的变化规律,当动应变小于临界值时,红黏土动弹性模量随动应变的增大而增大;当动应变大于临界值时,红黏土材料动弹性模量随动应变的增大而减小,动剪切模量具有相同变化规律;结合红黏土的动力特性变化规律,利用围压对动弹性模量进行折减,在Darendeli模型的基础上建立了红黏土路基动弹性模量、动剪切模量的分段预测模型,经拟合验证,本文分段模型的适用性较好,可预测分级循环荷载下红黏土的动弹性模量-动应变(E_(d)-ε_(d))和动剪切模量-动剪切应变(G_(d)-γ_(d))关系曲线发展趋势。 展开更多

关键词 原状红黏土 分级循环荷载 动三轴试验 Darendeli模型 动力特性

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ECC材料力学性能与本构关系研究进展 被引量：34

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作者 江世永 龚宏伟 +2 位作者 姚未来 陶帅 蔡涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期4192-4204,共13页

混凝土在国内外应用广泛,但普通混凝土材料存在抗拉强度低、韧性差和脆性特征明显等缺点。自20世纪90年代采用性能驱动设计方法(PDDA)成功配制工程水泥基复合材料(ECC)后,仅在几年时间里,ECC材料受到了研究者的广泛关注。相比普通混凝土... 混凝土在国内外应用广泛,但普通混凝土材料存在抗拉强度低、韧性差和脆性特征明显等缺点。自20世纪90年代采用性能驱动设计方法(PDDA)成功配制工程水泥基复合材料(ECC)后,仅在几年时间里,ECC材料受到了研究者的广泛关注。相比普通混凝土,采用PDDA得到的ECC的外掺纤维与基体界面有良好的粘结作用,这使得ECC材料具有应变硬化和多缝开展等重要特征。由于ECC优异的力学性能,使用其替代混凝土便成为解决混凝土脆性、裂缝开展等相关问题的一种有效的新途径。然而,ECC的制备极不容易,由于基体胶凝材料产地不同或者纤维种类不同,某一地区配制成功的配合比大多无法适用于其他地区。因此,根据当地情况进行ECC材料的配合比设计仍然是各国学者青睐的课题。一方面,欲使用ECC代替混凝土用于建筑结构等,就必定要深入研究ECC材料层面的基本力学性能。建立ECC的本构模型对ECC构件甚至结构层面的研究都十分重要,但相关研究较少。另一方面,由于ECC材料良好的裂缝控制能力,国内外学者也致力于使用ECC材料进行结构加固修复的研究。各国学者先后成功配制极限拉应变大于3%的ECC,这为进一步广泛开展ECC的研究和应用创造了很好的条件,用于配制ECC的纤维种类也更加丰富。在ECC拉伸、压缩、弯曲和剪切等大量的材料试验研究基础上,近几年,一些科研团队开始尝试用ECC部分甚至完全代替混凝土来浇筑梁、柱等构件,然后进行ECC构件层次的力学性能和耐久性等研究;另有部分研究人员也致力于建立ECC的本构模型,开展数值模拟分析。此外,由于ECC优异的力学性能,也有学者提出可以采用3D打印技术来建造无筋ECC建筑。本文从ECC材料层面的单轴单调拉压力学性能、单轴循环拉压滞回性能、多轴力学性能及破坏准则、ECC与普通钢筋和纤维增强塑料(FRP)筋两种筋材的粘结性能方面进行综述,相应介绍了几种本构模型并简要对其进行评价,以期为用ECC代替混凝土进行建筑结构设计、选取本构模型进行数值模拟分析、编制规范和技术规程等提供参考。最后,对今后进一步开展ECC力学性能研究、建立本构模型提出展望。 展开更多

关键词 工程水泥基复合材料(ECC) 拉伸压缩 粘结滑移 力学性能 本构模型

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新工科背景下研究生课程体系的建构——以岩土工程专业为例 被引量：7

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作者 穆锐 刘元雪 姚未来 《学位与研究生教育》 CSSCI 北大核心 2023年第4期13-20,共8页

“新工科”的建设和发展对研究生培养提出了更高要求,研究生除掌握扎实的理论基础外,提升其科研创新能力与工程实践能力至关重要。陆军勤务学院在长期探索和近30年岩土工程专业研究生培养的基础上,以“先进教育理念”和“建构主义”为... “新工科”的建设和发展对研究生培养提出了更高要求,研究生除掌握扎实的理论基础外,提升其科研创新能力与工程实践能力至关重要。陆军勤务学院在长期探索和近30年岩土工程专业研究生培养的基础上,以“先进教育理念”和“建构主义”为指导思想,探索构建了研究生课程体系“一体三维”的理论框架,基于该理论框架,对本专业研究生培养的课程体系、教学模式、实践平台、教材改革等方面进行了探索实践,介绍了取得的实践成效。 展开更多

关键词 新工科 研究生课程体系 岩土工程 研究生教育 建构主义

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基于SPOC的混合教学模式探索与实践——以钢结构课程为例 被引量：9

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作者 孙涛 何小涌 +4 位作者 姚未来 成鑫磊 杨秀明 张蕾 石少卿 《高等建筑教育》 2022年第6期189-197,共9页

“教育信息化2.0”更加注重教育与信息技术的深度融合,强调创新教与学是提高人才培养质量的重要途径。立足“互联网+教育”新教育生态,阐述SPOC和混合教学的基本内涵、优势及特征,分析混合教学模式的基础理论依据,构建基于SPOC的混合教... “教育信息化2.0”更加注重教育与信息技术的深度融合,强调创新教与学是提高人才培养质量的重要途径。立足“互联网+教育”新教育生态,阐述SPOC和混合教学的基本内涵、优势及特征,分析混合教学模式的基础理论依据,构建基于SPOC的混合教学模式,包括教学准备、教学过程设计、考核评价3个环节,并以钢结构课程为例开展教学实践探索与反思。结果表明,基于SPOC的混合教学模式强化学生学习的主体地位,一定程度上提高了学生的学习深度,实现了实践应用、分析决策和批判思维等培养目标,增加了学生学习的获得感。同时,基于SPOC的混合教学模式教学反思发现,对教学者的教学能力和学习能力提出了更高要求。高校、科研院所与师生的共同参与,可不断推进SPOC教学改革实践。 展开更多

关键词 SPOC 混合教学 教学模式 钢结构课程

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粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能试验研究与数值模拟 被引量：3

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作者 江世永 蔡涛 +1 位作者 姚未来 龚宏伟 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第6期28-33,共6页

为了研究实际工程中粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能,从而为加固梁在长期使用过程中是否满足结构的正常使用极限状态提供判断依据,并解决长期试验操作难度大、时间跨度长的问题,进行了粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的加固以及粘... 为了研究实际工程中粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能,从而为加固梁在长期使用过程中是否满足结构的正常使用极限状态提供判断依据,并解决长期试验操作难度大、时间跨度长的问题,进行了粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的加固以及粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁在持续荷载作用下的长期变形试验,建立了用于计算粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形的非线性有限元模型。数值计算结果与试验结果吻合较好。利用该模型对粘贴不同厚度CFRP板的加固梁的长期变形进行了数值计算,结果表明CFRP板对加固梁的长期变形的影响不明显,其总变形的减小主要来源于CFRP板对瞬时变形的约束。 展开更多

关键词 CFRP板 试验研究 数值模拟 长期变形

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纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁徐变的研究进展 被引量：3

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作者 蔡涛 江世永 +1 位作者 姚未来 陶帅 《合成纤维》 CAS 2018年第5期35-41,共7页

随着纤维增强复合材料（FRP）对既有建筑物的加固与修复技术的运用越来越广泛,使得被加固或修复构件、结构的使用寿命得到延长,因此FRP与被加固构件一起必然要受到长期荷载的作用。收集了国内外已有的关于FRP加固钢筋混凝土梁（简称RC... 随着纤维增强复合材料（FRP）对既有建筑物的加固与修复技术的运用越来越广泛,使得被加固或修复构件、结构的使用寿命得到延长,因此FRP与被加固构件一起必然要受到长期荷载的作用。收集了国内外已有的关于FRP加固钢筋混凝土梁（简称RC梁）徐变性能的研究文献,从FRP材料的蠕变研究现状以及FRP加固RC梁徐变性能的研究现状这两个方面进行总结,发现现有的关于FRP加固RC梁徐变性能的研究主要集中在FRP单一材料的蠕变性质,以及直结加固梁的徐变研究,对接近实际工况的加固前有损伤的梁的徐变性能研究较少。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 加固 钢筋混凝土梁 徐变性能

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