检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2025年第2期42卷 190-198页

作者：尹越韩磊旺徐丽森李福康天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

在单层网壳结构中,焊接球节点偏心受力,常规有限元分析无法准确确定其与延性断裂对应的极限承载力。该文采用孔洞扩张模型(VGM)对偏心受力焊接球节点的延性断裂进行研究,明确了偏心受压和偏心受拉焊接球节点的失效模式,准确确定了偏心... 详细信息

在单层网壳结构中,焊接球节点偏心受力,常规有限元分析无法准确确定其与延性断裂对应的极限承载力。该文采用孔洞扩张模型(VGM)对偏心受力焊接球节点的延性断裂进行研究,明确了偏心受压和偏心受拉焊接球节点的失效模式,准确确定了偏心受拉焊接球节点延性断裂的位置和极限承载力。针对孔洞扩张模型要求极小有限元网格、计算效率较低的问题,采用基于VGM的连续损伤模型(CDM),编制用户子程序,在有限元分析中删除满足断裂判据的单元,对偏心受拉焊接球节点延性断裂全过程进行了数值模拟,通过与孔洞扩张模型的对比,验证了基于VGM的连续损伤模型对焊接球节点延性断裂分析的适用性。基于VGM的连续损伤模型允许采用较大网格进行断裂后裂纹扩展的数值模拟,极大地降低了计算成本。

关键词：延性断裂焊接球节点偏心受力连续损伤模型孔洞扩张模型

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基于三轴不排水有效应力路径的结构性剑桥模型的修正研究

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 115-124页

作者：加瑞李逸群雷华阳姜宇轩天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先,基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型... 详细信息

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先,基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型进行了两点改进:(1)对附加孔隙比Δe的计算公式进行了修正,可以准确模拟结构性黏土超过临界状态线后的有效应力路径;(2)考虑了屈服面内的塑性即亚屈服特性,可以较好地模拟屈服面内的有效应力路径然后,利用修正结构性剑桥(MSCC)模型对结构性黏土的侧限压缩试验、三轴固结不排水和三轴固结排水试验进行了模拟计算,并与试验结果和SCC模型的计算结果进行了对比分析,结果表明MSCC模型可以更好地模拟结构性黏土的三轴不排水有效应力路径以及侧限压缩和三轴固结排水试验的应力应变曲线。最后,对MSCC模型中的参数β(屈服面内塑性变形参数)、p'_(yi)(初始结构屈服应力)、Δe_(i)(初始附加孔隙比)、b(结构破损速率)、γ(剪切引起结构破损的参数)和ω(反映结构性对塑性流动准则的影响)进行了参数敏感性分析,结果表明参数β影响结构性黏土屈服面内的有效应力路径,参数p'_(yi)影响峰值强度,参数Δe_(i)影响残余强度,参数b和γ影响峰值后的强度衰减速率,参数ω影响强度开始衰减时的偏应变大小。

关键词：结构性黏土结构性剑桥模型有效应力路径亚屈服附加孔隙比

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钢框架在火灾和爆炸联合作用下的破坏倒塌机理

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第2期56卷 622-636页

作者：田力王剑飞天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350

为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限... 详细信息

为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限元验证,在得到可靠结果的基础上,采用显式分析方法对钢框架进行单独爆炸分析和火灾爆炸联合作用分析,得到其在不同火灾燃烧时间不同爆炸条件下的局部破坏特征以及整体响应情况。研究结果表明:在火灾作用下,钢材的弹性模量和屈服强度会发生退化,柱因承受的荷载超过高温下极限承载力而发生破坏,中柱因其承受的荷载最大而率先发生屈曲;发生爆炸时,火灾燃烧时间越长,构件温度越高,钢框架越易发生倒塌;在相同温度下,腹板作为迎爆面比翼缘作为迎爆面对结构的损伤更大;在单室火灾下,边中柱处发生爆炸钢框架抗倒塌能力最弱,中柱处爆炸框架抗倒塌能力最强,角柱处爆炸框架抗倒塌能力介于两者之间;在相邻双室火灾和四室火灾下中柱发生爆炸,火室上方混凝土板会因下部的梁发生剪切破坏而塌落;对角双室火灾下中柱处发生爆炸,钢框架因中柱和边中柱相继失效而倒塌。

关键词：火灾爆炸钢框架有限元分析连续倒塌

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LNG储罐混凝土超低温冻融损伤演化规律

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建筑材料学报 2025年第1期28卷 58-64页

作者：谢剑司家伟亢二聪孙雅丹天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

为明确泄漏工况下液化天然气(LNG)储罐混凝土超低温冻融损伤演化规律,进行了C50混凝土的超低温冻融试验,并与快速冻融试验结果进行对比,通过相对动弹性模量来评估LNG储罐混凝土的冻融损伤累积.结果表明:快速冻融试验无法真实反映LNG储... 详细信息

为明确泄漏工况下液化天然气(LNG)储罐混凝土超低温冻融损伤演化规律,进行了C50混凝土的超低温冻融试验,并与快速冻融试验结果进行对比,通过相对动弹性模量来评估LNG储罐混凝土的冻融损伤累积.结果表明:快速冻融试验无法真实反映LNG储罐混凝土在超低温冻融条件下的损伤演化规律;基于Weibull分布理论,建立了实验室模拟冻融循环条件与储罐泄漏工况下混凝土冻融损伤的等效关联,为后续相关研究提供理论基础.

关键词：混凝土 LNG储罐超低温冻融损伤抗冻性

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盾构施工诱发的筏板基础建筑沉降影响分区研究

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地下空间与工程学报 2025年第1期21卷 312-319页

作者：雷华阳刘濠瑜许英刚天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

随着城市化规模的不断发展,盾构施工扰动诱发的既有建筑沉降问题已经成为环境安全评估关注的核心问题。针对盾构施工全过程诱发的筏板基础建筑横向沉降、纵向沉降及扭转变形,采用FLAC^(3D)有限差分软件进行深入研究,将盾构施工扰动平面... 详细信息

随着城市化规模的不断发展,盾构施工扰动诱发的既有建筑沉降问题已经成为环境安全评估关注的核心问题。针对盾构施工全过程诱发的筏板基础建筑横向沉降、纵向沉降及扭转变形,采用FLAC^(3D)有限差分软件进行深入研究,将盾构施工扰动平面影响区域划分为忽略影响区、过渡区和危险影响区。结果表明:建筑横、纵向平均沉降影响区呈抛物线分布,横向整体倾斜影响区呈半椭圆形分布,纵向整体倾斜影响区呈类抛物线分布,而扭转变形影响区呈类圆形分布;盾构施工全过程中,建筑横向平均沉降、横向整体倾斜及纵向平均沉降最大值发生在盾构穿越完成阶段,而当盾构掘进至建筑附近区域时,建筑纵向整体倾斜及扭转变形已发展到最大值,表明盾构穿越既有建筑沉降安全评估应重视盾构施工过程性。研究成果可为城市密集区盾构施工环境安全性评估提供理论依据。

关键词：盾构隧道建筑沉降发展过程数值模拟影响分区

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单塔斜拉桥在船舶撞击下动力响应及防撞设计

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天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2025年第4期58卷 343-356页

作者：田力张晗奇天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350

首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立船-桥碰撞有限元模型,以附加质量模型考虑流体效应,利用落锤冲击试验验证了撞击作用下混凝土本构模型的有效性.其次,开展了不同撞击角度、不同船舶航速下船舶高速撞击斜拉桥桥塔数值模拟,分析了桥... 详细信息

首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立船-桥碰撞有限元模型,以附加质量模型考虑流体效应,利用落锤冲击试验验证了撞击作用下混凝土本构模型的有效性.其次,开展了不同撞击角度、不同船舶航速下船舶高速撞击斜拉桥桥塔数值模拟,分析了桥塔损伤、碰撞力、桥塔位移、桥面位移、索力变化等方面的差异,并将碰撞力与国内外规范公式进行对比分析.再次,研究了30.0节(1节=0.5144 m/s)船速下桥塔瞬时倒塌过程及桥塔受损后持续荷载作用下倒塌机理.最后,为桥塔设计一种以FRP和橡胶为主要材料的防撞装置,模拟分析其在降低桥塔动力响应方面的防撞效果.结果表明:当船舶以高速撞击斜拉桥桥塔时,船桥碰撞整体动力响应随撞击角度和船舶航速增大而增大;采用一些国内外规范中的碰撞力公式偏于不安全;船桥碰撞后斜拉索索力迅速增大,靠近桥塔处索力变化率最大;船速为30.0节时,桥塔在碰撞后发生桥塔肢腿错位断裂的倒塌;船速为25.0节时,塔柱已有较大损伤破口,桥塔在遭受船舶碰撞后向碰撞侧倾斜,在重力及桥面荷载的持续作用下桥塔侧向位移逐渐增大而发生桥塔倒塌;设计的防撞装置能有效避免桥塔损伤,能削减碰撞力峰值、塔顶侧向位移、桥面位移及桥塔能量,同时保护斜拉桥与船舶.

关键词：船-桥碰撞数值模拟附加质量动力响应防撞装置

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盾构隧道管片渗漏侵蚀的室内模型试验研究

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地下空间与工程学报 2025年第1期21卷 171-179,206页

作者：加瑞李青茁雷华阳天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

盾构隧道管片渗漏侵蚀会改变周围土体的孔压分布,使周围土体发生变形、管片内力发生改变,影响隧道的安全运营。通过自行研制的盾构隧道管片渗漏侵蚀模拟试验装置,研究了砂土粒径、压力水头、上覆压力和砂土密实度对漏水量、漏砂量和地... 详细信息

盾构隧道管片渗漏侵蚀会改变周围土体的孔压分布,使周围土体发生变形、管片内力发生改变,影响隧道的安全运营。通过自行研制的盾构隧道管片渗漏侵蚀模拟试验装置,研究了砂土粒径、压力水头、上覆压力和砂土密实度对漏水量、漏砂量和地表沉降的影响。结果表明:(1)砂土的平均粒径越大,渗透系数越大,流速越大,过水断面相同时漏水量越大,漏砂量和试样表面的沉降量越小;(2)当砂土的平均粒径与渗漏孔径的比值较小时,砂土会持续漏出,累积漏砂量线性增大;(3)当砂土的平均粒径与渗漏孔径的比值大于0.15时,砂土颗粒在渗漏孔附近能形成稳定的土拱,砂土成拱时的平均粒径远小于渗漏孔径;(4)试样顶部的压力水头越大,水力坡降越大,流速和漏水量越大,作用在砂土颗粒上的渗透力越大,漏砂量和试样表面的沉降量越大;(5)上覆压力越大,渗透系数相对越小,流速和漏水量越小,土颗粒移动所受的摩擦阻力越大,砂土颗粒越不容易移动,因此漏砂量和试样表面的沉降量越小;(6)试样相对松散,其孔隙比和渗透系数相对较大,流速和漏水量较大,由于剪胀性较弱土颗粒相对容易发生移动,漏砂量和试样表面的沉降量较大。

关键词：盾构隧道渗漏侵蚀砂土粒径压力水头上覆压力

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平面及空间正交异性膜的起皱过程及分析方法

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工程力学 2025年第3期42卷 42-55,112页

作者：韩庆华温晓东刘铭劼吴昊中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

正交异性膜越来越广泛地应用在各种充气结构中。膜在非均匀变形的作用下很容易产生褶皱变形,因此有必要对正交异性膜的褶皱变形进行研究。对于平面正交异性膜,该文结合正交异性材料的起皱判别准则以及应力极值法,利用应力极值条件确定... 详细信息

正交异性膜越来越广泛地应用在各种充气结构中。膜在非均匀变形的作用下很容易产生褶皱变形,因此有必要对正交异性膜的褶皱变形进行研究。对于平面正交异性膜,该文结合正交异性材料的起皱判别准则以及应力极值法,利用应力极值条件确定褶皱半波长。利用应变条件确定褶皱幅值。采用最大主应力方向和最大主应变方向确定正交异性膜褶皱方向角的范围,并研究其变化规律。经过理论分析和数值模拟结果的对比,验证了提出的研究方法的可靠性。对于空间正交异性膜,该文采用有限元模型分析了其褶皱演变过程,并对比分析了采用薄膜模型和薄壳模性进行分析的区别。在上述研究的基础上,分析了处于压力气体和水耦合作用下由空间正交异性膜制成的防水气枕的气压变化情况,并利用试验结果进行了验证。研究结果为正交异性材料的工程应用提供参考。

关键词：正交异性膜褶皱构形参数应力极值法液-固-气耦合

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地质聚合物加固软土的研究现状与进展

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硅酸盐通报 2025年第2期44卷 490-500页

作者：加瑞楚振兴天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

地质聚合物被认为是21世纪有可能大量取代水泥的绿色胶凝材料。本文综述了地质聚合物在软土加固方面的研究现状与进展:介绍了目前用于软土加固的地质聚合物前驱体和激发剂;归纳了地质聚合物加固软土的原理和机理;根据室内单元试验结果... 详细信息

地质聚合物被认为是21世纪有可能大量取代水泥的绿色胶凝材料。本文综述了地质聚合物在软土加固方面的研究现状与进展:介绍了目前用于软土加固的地质聚合物前驱体和激发剂;归纳了地质聚合物加固软土的原理和机理;根据室内单元试验结果分析了地质聚合物固化土的变形和强度特性;讨论了地质聚合物固化土的渗透性和耐久性;总结了地质聚合物加固软土的环境影响和工程应用。与水泥固化土相比,在相同掺量下地质聚合物固化土的力学性能更好,且其CO_(2)排放量较低,因此地质聚合物可以替代水泥用于加固软土。将来可进一步研发性能更好的地质聚合物前驱体及绿色激发剂,并进一步研究不同类型地质聚合物固化土的宏微观力学特性。

关键词：地质聚合物加固软土地聚物固化土前驱体激发剂软土

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盾构隧道施工扰动对隧道与车站地震响应的影响分析

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地震工程学报 2025年第1期47卷 69-81页

作者：加瑞杨岗郑刚李青茁许敬明天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力... 详细信息

盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力状态改变程度越大(地层应力释放率越大),隧道周围土体的初始剪应力越大,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越大(应力释放率30%时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是应力释放率10%时的165%和527%),车站侧墙和柱的相对水平位移越大。(2)剪切模量衰减程度越大,隧道周围土体的剪切模量越小,隧道周围土体越软,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越小(模量衰减大时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是模量无衰减时的67%和40%),车站侧墙和柱的相对水平位移越小。因此,盾构隧道的施工扰动程度对后期隧道与车站的地震响应有明显影响,在隧道与车站的抗震设计时应考虑盾构隧道前期施工对周围土体应力状态及力学性质改变的影响。

关键词：盾构隧道施工扰动应力状态模量衰减地震响应

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