Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-A>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering)

ISSNs 1673-565X (Print); 1862-1775 (Online); CN 33-1236/O4; started in 2000,Monthly.

JZUS-A is a peer-reviewed physical and engineering journal, indexed by SCI-E, Ei Compendex, INSPEC, CA, SA, JST, AJ, ZM, CABI, ZR, CSA, etc. It mainly covers research in Applied Physics, Mechanical and Civil Engineering, Environmental Science and Energy, Materials Science and Chemical Engineering, etc.

Impact factor: 0.408 (2011), 0.527 (2012), 0.608 (2013), 0.882 (2014), 0.941 (2015), 1.214 (2016), 1.215 (2017), 1.369 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE A

ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly

2015 Vol.16 No.2 P.81-170

<<< CONTENTS >>>

Civil and Mechanical Engineering

Review: A review of the chloride transport properties of cracked concrete: experiments and simulations

Chun-ping Gu, Guang Ye, Wei Sun

DOI: 10.1631/jzus.A1400247 Downloaded: 3562 Clicked: 5584 Cited: 3 Commented: 0(p.81-92) <Full Text> <PPT> 2448

Chinese summary <340> 開(kāi)裂混凝土氯離(lí)子傳輸性能研究綜述：實驗研究和計算機模拟

目的：綜述開(kāi)裂混凝土中(zhōng)氯離(lí)子傳輸性能的研究方法、研究進展、最新研究成果和研究方向。
結論：實驗研究和計算機模拟均表明開(kāi)裂混凝土中(zhōng)氯離(lí)子傳輸性能與裂縫形貌、混凝土組成和混凝土受力狀态等因素有關。現有研究雖已取得一(yī)定成果，但是仍需深入研究其他因素對開(kāi)裂混凝土氯離(lí)子傳輸性能的影響，如凍融循環、疲勞和飽和度等。在此基礎上才能準确預測開(kāi)裂混凝土結構在氯鹽環境中(zhōng)的服役壽命。

關鍵詞組：混凝土；裂縫；氯離(lí)子傳輸性能；實驗研究；計算機模拟

Responses of reinforced concrete pile group in two-layered liquefied soils: shake-table investigations

Lei Su, Liang Tang, Xian-zhang Ling, Neng-pan Ju, Xia Gao

DOI: 10.1631/jzus.A1400093 Downloaded: 3470 Clicked: 5647 Cited: 4 Commented: 0(p.93-104) <Full Text> <PPT> 2023

Chinese summary <31> 兩層土液化場地混凝土群樁基礎動力反應振動台試驗研究

目的：探讨中(zhōng)密和密實砂液化場地混凝土低承台群樁和地基動力響應存在的差異性，并揭示引起這種差異性的原因，以期獲得加密後砂土液化場地混凝土低承台群樁和地基動力反應的基本特征與規律。
創新點：1. 利用振動台試驗，成功實施中(zhōng)密和密實砂液化場地低承台群樁基振動台試驗；2. 基于試驗結果，對比中(zhōng)密和密實砂層液化場地群樁和地基的動力響應規律，考察兩種液化場地條件下(xià)群樁效應基本特征。
方法：1. 通過對比白(bái)噪聲掃頻(pín)，獲得中(zhōng)密砂和密實砂層液化場地下(xià)體(tǐ)系模态參數的差異性（圖2和表1）；2. 通過對比砂層孔壓、加速度和位移（圖3-8），獲得中(zhōng)密砂和密實砂液化場地動力反應顯著的差異性；3. 基于上部結構和承台的位移與加速度，讨論中(zhōng)密砂和密實砂液化場地上部結構動力反應與回複力特性（圖9和10）；4. 基于樁上記錄的應變時程，考慮樁的非線性，反算混凝土樁的彎矩時程，對比兩類場地群樁彎矩存在的差異性，獲得兩類場地對群樁效應的影響效應（圖12-14）。
結論：1. 密實砂液化場地加速度在砂層液化後未出現弱化現象，表現出明顯的循環流動性，密實砂液化場地比中(zhōng)密砂液化場地剛度更大(dà)；2. 上部結構動力響應與砂土密實狀态密切相關；3. 中(zhōng)密砂液化場地樁的最大(dà)彎矩發生(shēng)在土層分(fēn)界處，而密實砂液化場地中(zhōng)樁的最大(dà)彎矩發生(shēng)在樁頭處；4. 群樁效應在密砂層中(zhōng)更顯著，而在中(zhōng)密砂層并不顯著。

關鍵詞組：液化；動力反應；群樁效應；中(zhōng)密砂；密砂；振動台試驗

An in-time damage identification approach based on the Kalman filter and energy equilibrium theory

Xing-huai Huang, Shirley Dyke, Zhao-dong Xu

DOI: 10.1631/jzus.A1400163 Downloaded: 2658 Clicked: 5604 Cited: 0 Commented: 0(p.105-116) <Full Text> <PPT> 2062

Chinese summary <27> 一(yī)種基于Kalman濾波和能量原理的實時損傷識别方法

目的：建立一(yī)種損傷識别方法，能夠實時地監測多自由度複雜(zá)結構中(zhōng)構件的損傷情況。
方法：1. 用能量原理對結構剛度進行解構，建立結構單元剛度和節點響應之間的關系；2. 用Kalman濾波原理分(fēn)析結構剛度的預測值和測量值，迅速對結構的剛度進行識别（圖6-9）；3. 對每一(yī)步計算進行耗時監測，确保算法的實時性（圖10）。
結論：1. 該方法能夠較準确地得到結構的剛度信息，同時得出損傷單元的損傷位置和損傷量；并且收斂速度快，計算量小(xiǎo)，具有很強的實時性和抗噪能力；2. 對于本文的桁架結構，所有杆件剛度均能在0.4 s内收斂，平均每一(yī)荷載步計算時間約爲0.0012 s，小(xiǎo)于采樣周期1/256 s，說明該方法可以迅速、準确地對結構進行實時的監測。

關鍵詞組：實時模型修正；能量平衡原理；Kalman濾波原理；損傷識别；健康監測

Assessment of the safe evacuation of people walking through flooding staircases based on numerical simulation

Wei-yun Shao, Li-jie Jiang, Lei Fang, David Z. Zhu, Zhi-lin Sun

DOI: 10.1631/jzus.A1400154 Downloaded: 2494 Clicked: 4431 Cited: 0 Commented: 1(p.117-130) <Full Text> <PPT> 1925

Chinese summary <29> 基于數值模拟的階梯水流中(zhōng)行人安全撤離(lí)研究

目的：研究不同形式階梯水流中(zhōng)被困人員(yuán)的安全撤離(lí)，爲地下(xià)空間水侵災害脆弱性評價及防災避災提供參考。
方法：根據試驗結果和數值模型的相關理論構建數值模型，驗證數值模拟階梯水流流場的可靠性和合理性，并基于數值模型的靈活性和可變性，模拟休息平台、階梯坡度和階梯形态對水流流場的影響，據此對有無休息平台、不同階梯坡度和不同階梯形态下(xià)階梯水流流态、流速分(fēn)布以及對被困人員(yuán)的安全撤離(lí)的影響進行深入分(fēn)析。
結論：中(zhōng)間休息平台的存在增加了被困人員(yuán)撤離(lí)的風險；階梯坡度對階梯上水流的水力特性影響很小(xiǎo)；L型階梯中(zhōng)間休息平台有利于減小(xiǎo)平台下(xià)遊撤離(lí)風險，被困人員(yuán)可以優先選擇L型階梯或者不含休息平台的直線型階梯撤離(lí)。

關鍵詞組：階梯；休息平台；水侵災害；逃生(shēng)；數值模拟

Impact of earthquake-induced-landslides on hydrologic response of a steep mountainous catchment: a case study of the Wenchuan earthquake zone

Qi-hua Ran, Qun Qian, Wei Li, Xu-dong Fu, Xiao Yu, Yue-ping Xu

DOI: 10.1631/jzus.A1400039 Downloaded: 3231 Clicked: 5158 Cited: 2 Commented: 0(p.131-142) <Full Text> <PPT> 2072

Chinese summary <26> 震後滑坡對陡峭山區小(xiǎo)流域水文響應過程的影響--以汶川地震影響區小(xiǎo)流域爲例

目的：明确汶川地震所引發的滑坡對震區小(xiǎo)流域水文響應過程的影響，推進震區洪水過程的準确預報。
創新：評估汶川地震對堿坪溝流域的下(xià)墊面條件的破壞，并在此基礎上利用先進的分(fēn)布式水文模型定量評估地震事件對小(xiǎo)流域産彙流過程的影響。
方法：1. 選取四川省龍溪河地區的堿坪溝小(xiǎo)流域作爲研究區域，利用遙感影像數據以及數字高程數據獲得滑坡區的分(fēn)布以及高程變化情況；2. 運用基于物(wù)理概念的綜合水文模型（InHM）對該流域水文過程進行模拟精度驗證；3. 對滑坡發生(shēng)前後的降雨産流過程分(fēn)别進行數值模拟，探讨在同樣降雨條件下(xià)，由于滑坡所引起的下(xià)墊面特性變化對産流過程的影響。
結論：1. 震後滑坡災害所帶來的下(xià)墊面變化導緻了流域内的山洪特性變化，且在流域内局部地區的表現更爲明顯，局部山洪危害增加；2. 與震前相比，随着暴雨規模的增強，震後下(xià)墊面變化所緻的流量峰值增量也随之增加，峰值的增加比例在6小(xiǎo)時雨量達到235 mm時急劇增大(dà)，但降雨持續增強後趨近于穩定值（約87%）。

關鍵詞組：水文響應；數值模拟；下(xià)墊面條件；地震；滑坡

Influence of vinyl acetate/ethylene copolymer powder on secondary efflorescence in Portland cement-based decorative mortar

Hui-mei Zhu, Pei-ming Wang, Guo-fang Zhang

DOI: 10.1631/jzus.A1300403 Downloaded: 4681 Clicked: 5210 Cited: 2 Commented: 0(p.143-150) <Full Text> <PPT> 1831

Chinese summary <21> 醋酸乙烯/乙烯共聚可再分(fēn)散乳膠粉對矽酸鹽水泥基飾面砂漿二次泛白(bái)的影響

目的：采用堿浸出量定量評價醋酸乙烯/乙烯共聚可再分(fēn)散（VAE）乳膠粉對矽酸鹽水泥基飾面砂漿二次泛白(bái)的影響，并分(fēn)析其作用機理。
創新點：采用定量化手段評價矽酸鹽水泥基飾面砂漿的二次泛白(bái)程度。
方法：1. 采用堿浸出率方法定量評價矽酸鹽水泥基飾面砂漿的二次泛白(bái)程度；2. 采用水浸取法測試矽酸鹽水泥基飾面砂漿内部可溶性Ca2+、K+和Na+的含量，pH值及可溶性物(wù)質總含量等；3. 以矽酸鹽水泥基飾面砂漿毛細孔失水速率表征其内部水的蒸發速率。
結論：1. 矽酸鹽水泥基飾面砂漿的堿浸出量可用于定量評價其二次泛白(bái)程度，堿浸出量越大(dà)，二次泛白(bái)越嚴重；當堿浸出量大(dà)于1 g/(m2·h)時，矽酸鹽水泥基飾面砂漿會呈現出可見二次泛白(bái)；2. Ca2+，K+和Na+等堿離(lí)子是導緻矽酸鹽水泥基飾面砂漿二次泛白(bái)的主要根源；3. VAE乳膠粉增加了矽酸鹽水泥基飾面砂漿内部Ca2+，K+和Na+等堿離(lí)子的含量，并且促進它們向表面遷移，增加了堿浸出率，從而促進二次泛白(bái)。

關鍵詞組：矽酸鹽水泥基飾面砂漿；VAE乳膠粉；二次泛白(bái)；堿浸出率

Influence of Al₂O₃ particles on the friction and wear behaviors of nitrile rubber against 316L stainless steel

Ming-xue Shen, Jin-peng Zheng, Xiang-kai Meng, Xiao Li, Xu-dong Peng

DOI: 10.1631/jzus.A1400217 Downloaded: 3450 Clicked: 4926 Cited: 3 Commented: 0(p.151-160) <Full Text> <PPT> 2122

Chinese summary <20> Al₂O₃顆粒對丁腈橡膠/316L不鏽鋼配副摩擦磨損行爲的影響

目的：研究彈性體(tǐ)/金屬配副在硬質顆粒環境下(xià)的摩擦磨損行爲，分(fēn)析有無顆粒及顆粒尺寸大(dà)小(xiǎo)對摩擦學特性的影響，爲橡塑密封設計提供參考。
創新點：基于橡膠O型圈常見失效機制，模拟橡膠密封圈在顆粒介入時的摩擦磨損行爲，探讨硬質顆粒及其顆粒尺寸對橡膠/金屬摩擦配副的影響。
方法：1. 采用球/平面接觸方式，開(kāi)展丁腈橡膠/金屬（316L）配副在Al₂O₃顆粒環境下(xià)的摩擦磨損行爲，通過考察摩擦系數時變曲線、摩擦副磨損形貌及其損傷機制等特性，揭示Al₂O₃顆粒對丁腈橡膠/316L不鏽鋼配副摩擦磨損行爲的影響。
結論：1. Al₂O₃顆粒進入橡膠/金屬摩擦配副明顯降低摩擦系數、硬質顆粒的犁削作用，加劇金屬偶件的磨損；2. 大(dà)尺寸的Al₂O₃顆粒能嵌入橡膠基體(tǐ)并加速橡膠的磨損，對金屬有微切屑作用；然而随着顆粒尺寸的減小(xiǎo)，顆粒反而減緩橡膠的磨損；3. 在有無顆粒和不同顆粒尺寸的情況下(xià)，橡膠和金屬均表現出不同的損傷機制。

關鍵詞組：丁腈橡膠；摩擦磨損；Al₂O₃顆粒；彈性體(tǐ)密封；摩擦學性能

Environmental Engineering

Aluminum extraction from coal ash by a two-step acid leaching method

Pei-wang Zhu, Hua Dai, Lei Han, Xiu-lin Xu, Le-ming Cheng, Qin-hui Wang, Zheng-lun Shi

DOI: 10.1631/jzus.A1400195 Downloaded: 5459 Clicked: 6313 Cited: 10 Commented: 0(p.161-169) <Full Text> <PPT> 2052

Chinese summary <23> 二次酸浸法提取煤灰中(zhōng)的氧化鋁

目的：煤灰渣酸浸提鋁通常效率不高，主要因爲灰渣中(zhōng)存在含鋁晶體(tǐ)礦物(wù)（如莫來石、尖晶石和長石等）。爲解決含鋁晶體(tǐ)不易與硫酸反應的問題，本文提出二次酸浸提鋁法。
創新點：基本實現鋁矽分(fēn)離(lí)，第一(yī)步酸浸實現非晶态鋁的浸出，殘渣經焙燒和水浸後，第二步酸浸實現剩餘鋁的浸出。
方法：1. 一(yī)次酸浸時，硫酸直接與煤灰渣反應浸出部分(fēn)氧化鋁，提鋁殘渣加碳酸鈉焙燒後，含鋁晶體(tǐ)遭到破壞；2. 焙燒産物(wù)經水浸溶解出矽酸鈉，水浸殘渣做X射線衍射分(fēn)析表明其主要爲鋁矽非晶體(tǐ)活性物(wù)質，此時可用硫酸在溫和條件下(xià)浸出剩餘的鋁。
結論：1. 一(yī)次酸浸提鋁在10 mol/L硫酸、120 °C、2 h和1:2固液比的條件下(xià)，鋁浸出率爲81.72%；2. 用5 mol/L硫酸二次酸浸時，20 °C下(xià)鋁浸出率已經達到87.31%，100 °C下(xià)更是達到99.06%；3. 綜合兩次酸浸結果，鋁的浸出總效率在97%以上。

關鍵詞組：煤灰；氧化鋁；酸浸；焙燒

Erratum to: A 3D model for coupling dynamics analysis of high-speed train/track system

Liang Ling, Xin-biao Xiao, Jia-yang Xiong, Li Zhou, Ze-feng Wen, Xue-song Jin

DOI: 10.1631/jzus.A14e0192 Downloaded: 1979 Clicked: 3264 Cited: 0 Commented: 0(p.170-170) <Full Text>