01
MPs已被纳入新污染物行列。目前关于不同光源对聚烯烃MPs老化难易程度的研究仍然存在空白。本文选择不同的光源对聚烯烃进行光老化，筛选PS作为模型MPs，探讨HA对PS光老化行为和机理的影响。此外，重点探究PS和DOM对TC光转化过程的影响。主要研究结果如下：
(1)以光源和聚烯烃类型为变量，探究MPs老化的难易程度。结果发现，强紫外条件PS的老化更剧烈，发生断裂和解聚反应，弱紫外条件优先发生光氧化反应。强紫外条件PVC优先发生光氧化反应，而弱紫外条件发生脱氯反应。
(2)为了进一步揭示自然环境条件MPs光老化过程和机理，探究了HA对光敏性PS老化行为的影响。在HA介导的反应过程，PS老化效果比直接光老化更显著。
(3)探究光敏性PS对TC光转化的影响。原始和老化PS对TC转化呈现不同趋势，且随剂量和老化程度增加更加明显。老化PS反应过程光屏蔽效果更明显，削弱体系TC的直接降解。TC及其降解产物对黑头呆鱼无直接毒性，但产物的累积风险不容忽视。
(4)为进一步解析复杂水体TC光降解行为差异，探究了PS与DOM对TC光降解影响。HA对TC更好的降解效果源于优良的光吸收特性，通过光敏作用促进TC降解。黑暗条件下HA导致TC降解，这与ROS的生成有关。
02
[1]Zhexian Wang, Yunbo Zhai*, Guangli Liu, Xiangmin Liu, Xiaoping Liu, Yin Zhou, Cheng Huang, Wenjun Wang, Min Xu, Effect of polystyrene microplastics on tetracycline photoconversion under simulated sunlight: Vital role of aged polystyrene, Science of The Total Environment, Volume 897, 2023, 165399（SCI, 2024 IF=8.2）
[2]Zhexian Wang, Hongkui He, Yunbo Zhai*, Yongxing Chen, Zhixiang Xu, Wenjun Wang, Microplastic photoaging: a critical review on occurrence, influence factors, mechanism and potential effect. Journal of Cleaner Production, Volume 464, 2024, 142783（SCI, 2024 IF=9.7）
[3]Zhexian Wang, Hongkui He, Yunbo Zhai*, Zhixiang, Yongxing Chen, Xiangmin Liu，Photoaging processes and mechanisms of polyolefin microplastics: the crucial role of light sources. Separation and Purification Technology , Volume 353, 2025, 128314（SCI, 2024 IF=8.1）
[4]Zhexian Wang, Yunbo Zhai*, Yin Zhou, Cheng Huang, Min Xu, The impact of dissolved organic matter on the photodegradation of tetracycline in the presence of microplastics, Chemosphere, Volume 349, 2024, 140784（SCI, 2024 IF=8.1）
01
超高性能混凝土（Ultra-high-performance concrete, UHPC）具有超高强度、高弹模、耐久性好及蒸养后收缩徐变小等特性，适合应用于预制构件。节段预制拼装UHPC桥梁（Precast UHPC segmental bridge, PUSB）融合了UHPC材料、节段预制拼装和体外预应力等多项技术的优势，能够与绿色化、工业化和智能化等先进理念相结合，可以适用于不同桥梁结构形式和应用场景，有望实现我国未来桥梁的高质量发展。但是，PUSB由不连续的多个节段采用接缝拼接，通过预应力张拉形成整体结构，节段间纵筋不连续，因此其受力十分复杂，与整体梁有着较大区别。作为混凝土结构，深刻认识PUSB的抗剪性能是推动其广泛应用的一个关键问题。由于UHPC与常规混凝土材料特性的差异，PUSB的截面尺寸、预应力筋布置、接缝构造和预应力水平等均会与常规混凝土节段梁有着较大区别，目前学界对PUSB的接缝抗剪性能和结构的整体抗剪性能认识并不充分，缺乏相应的设计指南和计算理论。为此，本文完成了UHPC接缝和PUSB的抗剪性能试验研究和理论分析，主要的工作内容及研究成果如下：
(1)研究了UHPC接缝的直剪受力性能和计算方法。完成了11组UHPC接缝的直剪试验，根据试件的荷载-滑移曲线、破坏形态和裂缝分布等结果研究了UHPC接缝的抗剪机理和破坏模式。建立了包含218个样本的UHPC接缝直剪试验数据库，以此分析了UHPC强度、接缝类型、侧向应力、钢纤维和键齿参数（数量、布置、深高比）等因素对接缝直剪强度的影响规律。总结探讨了现有UHPC接缝的抗剪计算模型和学者公式，利用数据库分析评估了现有公式，最后通过数据库修正提出了UHPC干、胶接缝的直剪承载力计算公式。
(2)建立了可解释的UHPC接缝直剪承载力预测机器学习模型。基于UHPC接缝直剪数据库，采用4种基本算法和6种集成算法，并结合基于相关性分析和基于SHAP分析的特征选择方法，建立了预测不同类型UHPC接缝直剪承载力的机器学习模型，通过对比分析获得了预测性能最好的模型。利用SHAP分析解读了机器学习模型中各输入参数对于接缝直剪承载力预测结果的影响模式，提升了机器学习模型的可解释性和可靠性，可用于指导UHPC接缝的抗剪设计和计算。
(3)研究了体外预应力UHPC整体/节段梁的抗剪性能。设计完成了15片体外预应力UHPC整体和节段梁的抗剪试验，研究了施工方式（整体/节段）、剪跨比（1.44~3.67）、接缝类型（干/胶）、键齿形式（单键/三键）、箍筋配置等试验参数对抗剪性能的影响，根据试验现象、荷载-位移关系、荷载-应变响应、预应力筋应力变化、接缝张开情况等分析了体外预应力UHPC梁的受力机理、破坏模式、二次效应、抗剪强度及剪切开裂强度、裂后承载及变形能力等受力性能。
(4)研究了UHPC梁抗剪承载力主要参数的影响规律和计算公式误差，建立了可解释的UHPC梁抗剪承载力预测机器学习模型。建立了包含532片发生剪切破坏的UHPC梁的抗剪试验数据库，基于数据库分析了几何构造、配筋、材料等参数对抗剪强度的影响规律，并对典型规范及学者公式进行了误差分析。此外，基于该数据库建立了预测UHPC梁抗剪承载力的机器学习模型，并进行了SHAP可解释性分析，明确了影响抗剪承载力预测的特征重要性排序及各个特征对承载力预测的影响模式。
(5)研究了体外预应力UHPC整体/节段梁的抗剪承载力计算方法。根据体外预应力UHPC梁极限状态下的受力状态，建立了计算抗剪承载力的极限平衡模型，给出了简化的剪压区破坏准则、斜裂缝残余抗拉强度和主裂缝倾角计算公式；基于桁架-拱理论，推导了适用于体外预应力UHPC梁抗剪承载力计算的桁架-拱模型；基于数据库提出了计算UHPC梁抗剪承载力的拟合公式。提出采用强度折减法计算UHPC节段梁的抗剪承载力，基于不同抗剪计算方法分析给出了UHPC节段梁抗剪强度折减系数建议取值。
02
[1] Meng Ye, Lifeng Li, Weimeng Jin, Jiahao Tang, Doo-Yeol Yoo, Cong Zhou. Interpretable ensemble machine learning models for predicting the shear capacity of UHPC joints[J]. Engineering Structures, 2024, 315: 118443. (一作，SCI，中科院大类1区、小类2区、TOP期刊，IF=5.6)
[2] Meng Ye, Lifeng Li, Bida Pei, Doo-Yeol Yoo, Huihui Li, Cong Zhou. A critical review on shear performance of joints in precast Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) segmental bridges[J]. Engineering Structures, 2024, 301: 117224. (一作，SCI，中科院大类1区、小类2区、TOP期刊，IF=5.6)
[3] Lifeng Li*, Jiahao Tang, Meng Ye*, Weimeng Jin, Kun Xie, Xudong Shao. Experimental study on the structural performance of a novel composite bent cap with a partially precast UHPC-steel composite shell[J]. Composite Structures, 2024，347: 118466. (通讯作者，SCI，中科院大类2区、小类2区、TOP期刊，IF=6.3)
[4] Meng Ye, Lifeng Li, Doo-Yeol Yoo, Huihui Li, Cong Zhou, Xudong Shao. Prediction of shear strength in UHPC beams using machine learning-based models and SHAP interpretation[J]. Construction and Building Materials, 2023, 408: 133752. (一作，SCI，中科院大类1区、小类1区、TOP期刊，IF=7.4)
[5] Meng Ye, Lifeng Li, Bida Pei, Doo-Yeol Yoo, Huihui Li. Shear behavior of externally prestressed ultra-high-performance concrete(UHPC) T-beams without stirrups[J]. Engineering Structures, 2023, 288: 116217. (一作，SCI，中科院大类1区、小类2区、TOP期刊，IF=5.6)
[6] Meng Ye, Lifeng Li, Doo-Yeol Yoo, Lianhua Wang, Huihui Li, Xudong Shao. Shear behavior of precast ultrahigh‑performance concrete (UHPC) segmental beams with external tendons and dry joints[J]. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2023, 23(2): 143. (一作，SCI，中科院大类3区、小类3区，IF=4.4)
[7] Meng Ye, Lifeng Li, Doo-Yeol Yoo, Lianhua Wang, Huihui Li, Cong Zhou. Shear performance of prestressed composite box beams with ultra-high-performance concrete and corrugated steel webs under different loading conditions[J]. Thin-Walled Structures, 2023, 186: 110675. (一作，SCI，中科院大类1区、小类1区、TOP期刊，IF=5.7)
[8] Meng Ye, Lifeng Li, Doo-Yeol Yoo, Huihui Li, Xudong Shao, Cong Zhou. Mechanistic understanding of precast UHPC segmental beams with external tendons and epoxy joints subject to combined bending and shear[J]. Engineering Structures, 2023, 280: 115698. (一作，SCI，中科院大类1区、小类2区、TOP期刊，IF=5.6)
[9] Meng Ye, Lifeng Li, Huihui Li, Cong Zhou. Shear behavior of joints in precast UHPC segmental bridges under direct shear loading[J]. Construction and Building Materials, 2022, 357: 129212. (一作，SCI，中科院大类1区、小类1区、TOP期刊，IF=7.4)
[10] Meng Ye, Lifeng Li, Fangjian Hu, Lianhua Wang, Xudong Shao. UHPC-based precast large-cantilevered thin-walled bent caps: Design and experiments[J]. Engineering Structures, 2022, 272: 114909. (一作，SCI，中科院大类1区、小类2区、TOP期刊，IF=5.6)
[11] Meng Ye, Lifeng Li, Fangjian Hu, Xudong Shao, Jinliang Tang. Flexural Behavior of a Fully Prefabricated Lightweight UHPC Bent Cap[J]. Journal of Bridge Engineering, 2020, 25(10): 04020085. (一作，SCI，中科院大类2区、小类3区，IF=3.1)
来源 | 湖南大学研究生院
