检索结果-内蒙古大学图书馆

东南大学学报（自然科学版） 2023年第3期53卷 425-435页

作者：李富民武晓辉陈志祥中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室徐州221116

为研究新老混凝土界面区氯离子传输的特征及模型,制作了不同水灰比搭配、不同界面凿毛深度的新老混凝土接合体试件,进行为期90 d的氯盐溶液干湿循环侵蚀试验.然后对各试件不同位置处的氯离子浓度进行测试,据此分析界面区氯离子传输特征... 详细信息

为研究新老混凝土界面区氯离子传输的特征及模型,制作了不同水灰比搭配、不同界面凿毛深度的新老混凝土接合体试件,进行为期90 d的氯盐溶液干湿循环侵蚀试验.然后对各试件不同位置处的氯离子浓度进行测试,据此分析界面区氯离子传输特征,并结合相关文献中本体混凝土氯离子传输模型建立界面区氯离子传输模型.结果表明:界面区氯离子浓度明显高于两侧新老混凝土本体区域,氯离子传输存在典型的界面区效应;当新老混凝土水灰比相同且界面未凿毛时,界面区呈现出良好的对称性;而当水灰比不同或(和)界面凿毛时,界面区呈现出非对称性,界面区重心偏向水灰比较高的老混凝土一侧,且水灰比差距越大或(和)凿毛深度越大,界面区向老混凝土一侧的偏移也越多,同时界面区效应水平也越弱.通过与其他试验结果的对比,验证了界面区氯离子传输模型具有较好的适用性.

关键词：装配式结构新老混凝土界面区耐久性氯离子传输

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基于杆系离散元理论的结构屈曲显式弧长法研究

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工程力学 2024年第3期41卷 9-18页

作者：叶继红许强中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火灾安全重点实验室江苏徐州221116

基于杆系离散元理论,提出了一种显式弧长法用于结构弹性屈曲全过程分析。建立了新型接触单元-铰固接触单元的本构模型,分别采用离散元法和结构力学方法对铰固接触单元在已知端部位移工况下进行受力分析,并通过端部内力相等建立方程,推... 详细信息

基于杆系离散元理论,提出了一种显式弧长法用于结构弹性屈曲全过程分析。建立了新型接触单元-铰固接触单元的本构模型,分别采用离散元法和结构力学方法对铰固接触单元在已知端部位移工况下进行受力分析,并通过端部内力相等建立方程,推导了接触刚度系数;采用动力阻尼技术简化了颗粒运动方程的求解过程,然后引入总位移约束弧长法,详细阐述了与离散元法相结合的求解策略和实施过程,并给出了相关分析参数的计算公式;通过算例验证了该方法的准确性和适用性。在追踪结构屈曲平衡路径时,该方法无需组集刚度矩阵、不涉及矩阵奇异等不收敛问题,且参数少、稳定性好,与传统有限元弧长法相比更具优越性,为结构分析提供了新的算法工具。

关键词：杆系离散元法弧长法接触本构模型屈曲分析数值模拟

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基于杆系离散元理论考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏模拟研究

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土木工程学报 2024年第1期57卷 1-9页

作者：叶继红许强中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116

塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂... 详细信息

塑性铰模型计算效率高,可快速获得结构宏观破坏模式,韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理,可较准确预测钢材的断裂行为。为此,该文基于杆系离散元理论,将两者联合建立构件断裂模拟算法,既具有计算效率高的优势又保证构件断裂模拟的精度。首先介绍杆系离散元法的基本理论,以及宏观塑性铰模型和微观韧性断裂损伤模型具体计算流程;然后给出将两者联合分析的具体实施策略,即以接触截面边缘最不利点处的应力作为整个截面的应力状态,进而调用韧性断裂损伤模型。最后采用Fortran语言编制相应的分析程序,并通过悬臂梁断裂算例和单层网壳振动台倒塌试验,验证该算法对模拟杆件断裂行为的可行性和有效性。杆系离散元法模拟构件断裂时,截面发生开裂,颗粒间发生脱离是一个自然的过程,无需其他任何修正即可实现结构由连续体状态向断裂后非连续体状态过渡,与有限元方法相比,不存在网格畸变重划分、迭代不收敛的问题,更具计算优势,为大跨空间网壳结构倒塌破坏分析提供新的计算手段。

关键词：杆系离散元法断裂单层网壳结构塑性铰模型韧性断裂损伤模型

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受限空间建筑火灾蔓延影响因素对比试验研究

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建筑结构学报 2024年第10期45卷 31-41页

作者：叶继红孙浩东中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116

为观测受限空间建筑火灾蔓延时空演化规律,了解受限空间建筑火灾蔓延过程,建造了一座二层2×2跨的钢框架结构建筑,其中在一层设置四个房间,采用木垛作为火荷载开展受限空间建筑火灾蔓延试验。考虑火荷载、分隔构件、开口程度3个因素... 详细信息

为观测受限空间建筑火灾蔓延时空演化规律,了解受限空间建筑火灾蔓延过程,建造了一座二层2×2跨的钢框架结构建筑,其中在一层设置四个房间,采用木垛作为火荷载开展受限空间建筑火灾蔓延试验。考虑火荷载、分隔构件、开口程度3个因素,共设置4种工况。试验中采用摄像机观测火灾蔓延过程,采用热电偶记录建筑内部空间温度场,基于耗氧法记录受限空间建筑火灾蔓延热释放速率。结果表明:火灾过程中火灾轰燃前持续时间较长,占火灾蔓延前持续时间的70%~85%,火灾轰燃后火势迅速增大并在短时间内蔓延至相邻房间,火灾蔓延时刻热释放速率约为轰燃时刻的1.5~4倍;受限空间建筑火灾蔓延在空间上表现为由不均匀温度场向均匀温度场过渡,在时间上表现为火灾蔓延速度逐渐增加;目标房间温度场在火灾蔓延前相比着火房间温度场存在一定程度的折减;局部火荷载密度、火荷载总量越大,越有利于火灾蔓延;开口程度会影响房间之间的烟气蔓延;分隔构件会阻碍烟气流动及火焰传播,显著影响火灾蔓延过程。

关键词：受限空间建筑火灾蔓延火灾试验通风控制型火灾热释放速率

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网壳结构多参数韧性评价指标

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工程力学 2024年第11期41卷 45-56页

作者：华文叶继红中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火灾安全重点实验室江苏徐州221116

随着抗震设计理念的不断发展,抗震韧性得到研究者的广泛关注,逐步成为地震工程的热点课题。该文针对《建筑抗震韧性评价标准》中存在的不足,根据网壳结构在地震作用后的损伤特点与维修方式,定义网壳结构构件和非结构构件的损伤等级,修... 详细信息

随着抗震设计理念的不断发展,抗震韧性得到研究者的广泛关注,逐步成为地震工程的热点课题。该文针对《建筑抗震韧性评价标准》中存在的不足,根据网壳结构在地震作用后的损伤特点与维修方式,定义网壳结构构件和非结构构件的损伤等级,修订“标准”中各项指标的部分计算参数。通过108组覆盖性网壳算例,拟合得到适用于网壳结构的多参数韧性评价指标与等级划分,在4个临界点处的指标值(R值)分别为1.0、1.6、2.0与2.7。以两个大型振动台试验和随机选取的若干网壳算例共同验证韧性评价指标和等级划分的普适性与有效性。结果表明,该文提出的多参数韧性评价指标等级划分全面、合理,能定量地刻画网壳结构震后的韧性情况,可服务于网壳结构抗震韧性和韧性评估体系。

关键词：网壳结构抗震韧性建筑抗震韧性评价标准韧性评价指标振动台试验

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基于MDEM的非线性半刚性空间钢框架的弹塑性动力分析

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工程力学 2025年第2期42卷 54-63页

作者：叶继红许玲玲中国矿业大学江苏省土木工程环境突变与结构可靠性重点实验室徐州221116 河南工业大学土木工程学院郑州450001

基于三维杆系离散元法(MDEM)提出了一种能够有效地进行具有半刚性节点的三维钢框架结构动力分析的计算方法,该法可同时考虑结构的几何非线性、材料非线性以及梁柱节点连接的半刚性非线性。其中,几何非线性行为利用刚体运动学进行处理,... 详细信息

基于三维杆系离散元法(MDEM)提出了一种能够有效地进行具有半刚性节点的三维钢框架结构动力分析的计算方法,该法可同时考虑结构的几何非线性、材料非线性以及梁柱节点连接的半刚性非线性。其中,几何非线性行为利用刚体运动学进行处理,而材料非线性行为则通过引入精细塑性铰模型进行考虑。与此同时,该文中在半刚性节点处设置了虚拟的具有3个平动自由度和3个转动自由度的空间弹簧单元,该弹簧单元以线性分配的方式将三维梁柱节点的半刚性特性量化到与之相邻的接触单元各方向刚度,进而根据能量等效原理推导了上述接触单元刚度的修正公式,且通过独立硬化模型考虑了半刚性节点的非线性滞回性能。多个数值结果与已有研究成果的对比验证了该文所提方法的正确性和精确性。

关键词：空间框架结构三维杆系离散元非线性半刚性节点几何非线性材料非线性动力分析

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裂纹-孔洞缺陷下PVC涂层织物类膜材的撕裂行为

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 56-63页

作者：生凌宇张兰兰张营营徐俊豪陈培见周祎江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 西南交通大学土木工程学院成都610031

膜结构节点和边界处往往需要通过膜面开孔来实现关键部位的连接,孔洞边缘的应力集中会影响膜面的撕裂行为。为探究聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)涂层织物类膜材中孔洞对裂纹扩展行为的影响,开展了含有裂纹-孔洞缺陷的PVC涂层织物类... 详细信息

膜结构节点和边界处往往需要通过膜面开孔来实现关键部位的连接,孔洞边缘的应力集中会影响膜面的撕裂行为。为探究聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)涂层织物类膜材中孔洞对裂纹扩展行为的影响,开展了含有裂纹-孔洞缺陷的PVC涂层织物类膜材的单轴拉伸试验,分析了裂纹扩展全过程和撕裂机理,提出了适用于含裂纹-孔洞多缺陷PVC涂层织物类膜材撕裂强度的预测模型,并验证了模型的适用性。研究结果表明:含裂纹-孔洞缺陷的PVC涂层织物类膜材在中心撕裂过程中存在裂纹端扩展和孔端再扩展两阶段;定义了裂纹端临界撕裂荷载、裂纹端峰值撕裂荷载、孔端临界撕裂荷载和孔端峰值撕裂荷载4项撕裂特征指标,以衡量含裂纹-孔洞缺陷膜材的抗撕裂性能;孔洞的存在导致试样在孔端再扩展阶段的承载力提升,但随着孔洞尺寸增大,孔端的承载力提升效应减弱,裂纹端峰值撕裂荷载逐渐变为控制试样破坏的极限荷载;所提出的二次函数-指数函数应力场模型能有效地预测膜材的裂纹端临界撕裂应力和孔端临界撕裂应力。

关键词：聚氯乙烯(PVC)膜材孔洞单轴拉伸裂纹扩展多缺陷

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基于杆系离散元法的结构接触碰撞行为分析

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振动与冲击 2023年第13期42卷 103-110页

作者：许强叶继红中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116

将杆系离散元法拓展至结构的碰撞行为分析中,通过对颗粒运动轨迹修正实现模拟杆件间的碰撞响应。根据杆件间可能发生的接触模式建立了“点-线”接触模型;将“虚拟接触点对”的概念引入临界接触约束条件,详细推导了接触力的计算公式,并采... 详细信息

将杆系离散元法拓展至结构的碰撞行为分析中,通过对颗粒运动轨迹修正实现模拟杆件间的碰撞响应。根据杆件间可能发生的接触模式建立了“点-线”接触模型;将“虚拟接触点对”的概念引入临界接触约束条件,详细推导了接触力的计算公式,并采用Fortran语言编制基于离散元法的结构碰撞行为分析程序;通过对典型接触碰撞算例的模拟和分析,定量验证算法的正确性和有效性。结果表明:“点-线”接触模型可对发生接触碰撞的杆件做出及时判断,并准确计算法向排斥力和切向摩擦力;同时接触碰撞过程的能量耗散。

关键词：杆系离散元颗粒接触碰撞接触模型碰撞力

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预加载水平对TRC加固RC柱轴压性能影响

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建筑结构学报 2023年第S01期44卷 220-228页

作者：李耀尹世平戴君岩中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

为研究纤维编织网增强混凝土(textile-reinforced concrete,TRC)对损伤钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱力学性能的提升效果,对6根RC柱进行了轴心受压试验,分析了不同预加载水平对TRC加固柱受力性能的影响规律。研究结果表明:预加... 详细信息

为研究纤维编织网增强混凝土(textile-reinforced concrete,TRC)对损伤钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱力学性能的提升效果,对6根RC柱进行了轴心受压试验,分析了不同预加载水平对TRC加固柱受力性能的影响规律。研究结果表明:预加载水平对TRC加固柱的破坏形态影响较小;与未加固损伤RC柱相比,加固3层的损伤RC柱承载能力和变形能力最大增幅可分别达24.32%和16.90%;与未损伤未加固柱相比,当预加载水平不超过RC柱的峰值荷载时,加固3层能够恢复并提高损伤RC柱的承载能力,但随着预加载水平的提高,加固柱承载能力增幅降低。提出了考虑箍筋和TRC的约束以及纵筋作用的加固损伤RC柱轴向承载力计算公式,TRC加固损伤RC柱承载力公式预测值与试验值吻合较好。

关键词：钢筋混凝土柱纤维编织网增强混凝土承载力计算地震损伤轴压性能

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FRP筋与全珊瑚骨料海水混凝土粘结性能数值模拟

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应用基础与工程科学学报 2023年第1期31卷 210-223页

作者：尹世平李雨珊刘运超中国矿业大学力学与土木工程学院江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

良好的界面粘结性能是保证FRP筋与全珊瑚骨料海水混凝土结构能够共同工作并充分发挥各自优良性能的重要因素之一,因此通过拉拔试验研究了各类影响条件下二者之间的界面粘结性能.在上述试验研究的基础上,通过Abaqus有限元软件采用简化双... 详细信息

良好的界面粘结性能是保证FRP筋与全珊瑚骨料海水混凝土结构能够共同工作并充分发挥各自优良性能的重要因素之一,因此通过拉拔试验研究了各类影响条件下二者之间的界面粘结性能.在上述试验研究的基础上,通过Abaqus有限元软件采用简化双线性模型建立了FRP筋与珊瑚骨料海水混凝土的粘结滑移模型,研究了FRP筋直径、粘结长度、珊瑚骨料海水混凝土强度和FRP筋种类对粘结性能的影响.通过比较数值模拟得到的理论值与试验得到的试验值发现,二者的一致性较高,因此采用简化双线性模型来分析FRP筋全珊瑚骨料海水混凝土结构的界面粘结性能具有一定的适用性.在研究各因素的影响后发现,增大界面粘结长度、筋材直径和珊瑚骨料海水混凝土强度均能提高结构的承载力,但较大的筋材直径易导致试件发生脆性破坏,并且高强度混凝土对于承载力的增强效果并不明显.

关键词：珊瑚骨料海水混凝土 FRP筋粘结性能有限元模拟数值计算

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