检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土力学 2022年第1期43卷 1-14页

作者：雷华阳张文振冯双喜霍海峰天津大学土木工程系天津300354 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300354 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300350 中国民航大学机场学院天津300300

利用自主研发的水分迁移和冻胀试验装备,研究了不同初始含水率、冷端温度、干密度对砂土水分迁移规律的影响,分析了三因素作用下砂土水平冻胀力和冻胀量的变化规律,确定了冻结锋面位置。研究表明:初始含水率和冷端温度对砂土的水分迁移... 详细信息

利用自主研发的水分迁移和冻胀试验装备,研究了不同初始含水率、冷端温度、干密度对砂土水分迁移规律的影响,分析了三因素作用下砂土水平冻胀力和冻胀量的变化规律,确定了冻结锋面位置。研究表明:初始含水率和冷端温度对砂土的水分迁移和冻胀效果影响明显;初始含水率从0%增加至10%,试样含水率峰值增大了5.00倍,水平冻胀力和冻胀量不断增大,冻结锋面位置上移至2.5 cm高度处。冷端温度从-5℃降低至-15℃,试样含水率峰值增大了4.38倍,水平冻胀力和冻胀量不断增大,冻结锋面位置上移至2.6 cm高度处。干密度对试样水分迁移和冻胀特性影响相对不明显,整体呈现出在较小干密度下,试样含水率、水平冻胀力和冻胀量增幅稍大的趋势,冻结锋面集中在2.2~2.5 cm高度处。针对不同影响因素提出了水平冻胀力和冻胀量预测公式,为认识水汽补给下砂土水分迁移规律及合理预防冻胀提供参考。

关键词：砂土水分迁移冻胀特性水汽补给

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800kN级预应力高强混凝土预制边坡锚固梁设计与研究

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建筑结构 2022年第S02期52卷 2590-2595页

作者：陆培毅张仕伟杨建民天津大学建筑工程学院土木工程系天津300072 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

根据Winkler弹性地基梁理论及国内现有设计规范,研究设计了800kN级预应力高强混凝土预制边坡锚固梁,并对锚固梁的吊装阶段和加载阶段进行了有限元验证分析,得出如下结论:锚固梁采用倒T形变截面形式不仅可以减轻结构重量、提高混凝土材... 详细信息

根据Winkler弹性地基梁理论及国内现有设计规范,研究设计了800kN级预应力高强混凝土预制边坡锚固梁,并对锚固梁的吊装阶段和加载阶段进行了有限元验证分析,得出如下结论:锚固梁采用倒T形变截面形式不仅可以减轻结构重量、提高混凝土材料利用率,而且更加符合受力规律;在锚固梁十字交叉部位的弯矩、剪力最大,该位置受力复杂,需要布置加强筋;锚固梁在截面腹板宽度变化处及横、纵梁交叉直角处容易出现应力集中现象,应设置倒角过渡。

关键词： Winkler弹性地基梁预制边坡锚固梁预应力混凝土有限元

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饱和土中周期排列管桩对平面SV波隔振的解析求解

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岩土力学 2021年第3期42卷 627-637页

作者：巴振宁刘世朋吴孟桃梁建文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 天津大学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300350 天津大学土木工程系天津300350

基于Biot流体饱和多孔介质理论,采用波函数展开法并结合Graf加法定理,解析求解了饱和土中周期排列管桩对平面SV波的隔振问题。该方法利用饱和土中不同周期单元的散射波场在频域内仅相位不同的特性,将饱和土中无限周期排列管桩对SV波的... 详细信息

基于Biot流体饱和多孔介质理论,采用波函数展开法并结合Graf加法定理,解析求解了饱和土中周期排列管桩对平面SV波的隔振问题。该方法利用饱和土中不同周期单元的散射波场在频域内仅相位不同的特性,将饱和土中无限周期排列管桩对SV波的散射问题转换为仅针对一个周期单元的求解,因而在精确求解的同时显著降低了计算量,并在一定程度上弥补了现有方法在管桩数较多时难以求解的局限。在验证方法正确性的基础上,重点讨论了桩体个数、饱和土参数、管壁厚度、桩排数和排列方式等因素对隔振能力的影响。研究结果表明:周期排列管桩在饱和土中的隔振能力整体上优于弹性土,且在渗透性越差的饱和土中隔振能力越强;管桩的管壁厚度不宜过薄,内外径之比取为0.6左右,周期排列管桩在大多数频率下隔振能力稳定;增加桩排数能够显著提高隔振能力,在无量纲频率为0~0.6的较低频段,隔振能力提高幅度为20%左右,在无量纲频率为0.6~3.0的中高频段,隔振能力提高幅度可达60%,采用三排管桩屏障可屏蔽饱和土中大多数频率下的入射SV波;管桩矩形排列的隔振效果在无量纲频率为0~1.0的较低频段优于梅花形排列,其他频段两种排列方式均具有良好的屏蔽SV波效果。

关键词：饱和土体管桩隔振周期排列波函数展开法平面SV波

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改进的一次二阶矩计算埋地管道失效概率方法及其应用

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安全与环境学报 2021年第6期21卷 2371-2377页

作者：巴振宁王鸣铄梁建文王智恺天津大学土木工程系天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为探究不同影响因素对埋地管道运行安全的影响,基于改进的一次二阶矩计算方法,综合考虑埋地管道环向受力和纵向受力的特性,依据应力-强度理论和钢制管道结构设计规范建立了埋地管道失效结构功能函数;通过对ABAQUS软件中的UVARM模块进行... 详细信息

为探究不同影响因素对埋地管道运行安全的影响,基于改进的一次二阶矩计算方法,综合考虑埋地管道环向受力和纵向受力的特性,依据应力-强度理论和钢制管道结构设计规范建立了埋地管道失效结构功能函数;通过对ABAQUS软件中的UVARM模块进行二次开发,建立了腐蚀、温度和不均匀沉降耦合作用下的三维管道-地层整体模型,模拟不同管道参数下的管道状况。运用该方法对工程实例进行了计算,分析可靠指标和失效概率的分布情况。结果表明:埋地管道工作内压与管道失效概率呈正相关关系,管道壁厚和管径与失效概率呈负相关关系;在影响参数变化相同的条件下,管道中部失效概率变化最快,两端的失效概率变化较慢。该模型计算结果体现了管道不同部位失效概率的特点,在管道设计、维护和风险评估方面有一定的借鉴意义。

关键词：安全工程改进的一次二阶矩方法失效概率二次开发风险评估

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四川石亭江不同粒径床沙生物膜细菌群落差异研究

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人民长江 2024年第11期55卷 18-23页

作者：郑珊刘敏陈长安晨歌天津大学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滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津大学建筑工程学院武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室清华大学水利水电工程系

附着在河床泥沙表层的生物膜中含有的大量微生物，在河道有机物分解及碳氮循环等过程中扮演着重要角色，然而，不同粒径河床泥沙表层生物膜中细菌群落的组成差异尚不明确。基于在石亭江河道实测的4组不同粒径泥沙表层生物膜样品，通过... 详细信息

附着在河床泥沙表层的生物膜中含有的大量微生物，在河道有机物分解及碳氮循环等过程中扮演着重要角色，然而，不同粒径河床泥沙表层生物膜中细菌群落的组成差异尚不明确。基于在石亭江河道实测的4组不同粒径泥沙表层生物膜样品，通过理化因子测定与高通量测序，对不同粒径泥沙表层生物膜中的细菌群落组成进行了研究。结果表明：粒径<2 mm与>2 mm的泥沙表层生物膜细菌的群落组成有明显区别，门水平与属水平下的物种丰度存在显著差异；最细泥沙(<2 mm)表层生物膜细菌具有最高的Shannon指数和Chao指数，即多样性最高；堰上游泥沙生物膜细菌的多样性也要高于堰下游，这可能是由于堰下游河床的冲刷不利于附石细菌的生长。ANOSIM统计检验显示，相比泥沙粒径，空间位置对石亭江附着生物膜细菌群落结构组成的影响更大。研究成果可为山区河流生态修复提供参考。

关键词：附着生物膜细菌群落泥沙粒径多样性河流生态石亭江

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一种基于边界面的饱和软黏土弹塑性动本构模型

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岩土工程学报 2021年第5期43卷 901-908,I0005,I0006页

作者：冯双喜雷华阳天津大学建筑工程学院土木工程系天津300354 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300354 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300354

弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累... 详细信息

弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累积特性的弹塑性动本构模型。在p’-q空间中,将参数n,ξ引入剑桥边界面方程,提出了反映水滴形和类椭圆形的广义剑桥边界面方程,统一了边界面形状。结合三角形相似原理建立了加载面和屈服面之间映射关系,形成了考虑循环退化模量场。通过常规的室内试验,确定了模型中9个参数。开展了等向循环加载和不等向循环加载的动三轴试验和数值模拟,分析了饱和软黏土应力-应变关系和应力路径,研究结果证明了试验结果与模型预测结果基本一致,模型可合理分析饱和软黏土的循环退化、非线性、应变累积和滞回特性。

关键词：饱和软黏土动本构模型边界面理论广义剑桥边界面方程循环退化

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动渗耦合作用下软黏土动力特性试验研究

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岩土力学 2021年第3期42卷 601-610,655页

作者：雷华阳许英刚缪姜燕刘旭天津大学建筑工程学院土木工程系天津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 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300350

针对天津地区饱和软黏土,开展了一系列动渗耦合作用下的循环三轴试验。结果表明,软黏土在动渗耦合作用下累积塑性应变发展呈现初期瞬时增长、减速增加、稳定/线性发展3阶段特征;渗流力的存在使得软黏土的动力变形增大1~2倍,且渗流力越大... 详细信息

针对天津地区饱和软黏土,开展了一系列动渗耦合作用下的循环三轴试验。结果表明,软黏土在动渗耦合作用下累积塑性应变发展呈现初期瞬时增长、减速增加、稳定/线性发展3阶段特征;渗流力的存在使得软黏土的动力变形增大1~2倍,且渗流力越大,累积塑性变形增幅越大;振动频率越小,动应力越高,累积塑性应变越大;建立了考虑渗流力作用的软黏土累积塑性应变预测模型;渗流力的存在使得加载初期滞回曲线向应变轴倾斜程度增大;动渗耦合下软黏土的动弹性模量随应变发展先增加后减小,且渗流力越大,模量越低;定义了动弹性模量的换算系数,揭示了其与累积塑性应变的变化规律,建立了考虑渗流力、频率影响的动弹性模量归一化预测模型;渗流力越大,阻尼比的衰减幅度越大,且在振动末期,其阻尼比近似为0.02~0.04。研究成果可以为流固耦合条件下的场地动力特性分析提供理论参考。

关键词：软黏土动渗耦合累积塑性应变渗流动弹性模量阻尼比

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局部锚杆失效对桩锚基坑支护体系的影响及其机理研究

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岩土工程学报 2020年第3期42卷 421-429页

作者：郑刚雷亚伟程雪松李溪源王若展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300072 天津大学土木工程系天津300072

桩锚支护基坑中由锚杆失效引起的坍塌事故屡见不鲜。针对此问题,采用有限差分法研究了局部锚杆失效引发的土压力和支护结构内力变化等荷载传递规律,并利用大型模型试验加以定性验证。锚杆失效会导致邻近3~4根锚杆轴力显著增大,导致冠梁... 详细信息

桩锚支护基坑中由锚杆失效引起的坍塌事故屡见不鲜。针对此问题,采用有限差分法研究了局部锚杆失效引发的土压力和支护结构内力变化等荷载传递规律,并利用大型模型试验加以定性验证。锚杆失效会导致邻近3~4根锚杆轴力显著增大,导致冠梁最大剪力和弯矩增加,冠梁按照构造配筋很容易发生破坏。随着锚杆失效数量的增加,锚杆最大荷载(轴力)传递系数逐渐增大并趋于定值,破坏范围内支护桩桩身变形和受力模式逐渐由支撑式向悬臂式过渡,最大弯矩先减小后增至定值,此时其荷载(弯矩)传递系数普遍大于锚杆。可见,锚杆失效较少时,破坏沿锚杆传递,失效较多时,破坏发展至支护桩。此外,开挖深度越大,土体强度越低,支护桩及锚杆荷载传递系数越高。

关键词：基坑桩锚支护锚杆局部破坏连续破坏荷载传递系数

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层状半空间中多层沉积谷地时域地震响应分析

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振动与冲击 2020年第18期39卷 78-88页

作者：巴振宁王莹梁建文天津大学土木工程系天津300072 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

基于作者此前提出的多域间接边界元方法,对多层沉积谷地的二维时域地震响应问题进行了研究。该方法在频域内求解,经由快速傅里叶逆变换叠加频域结果求得时域解答。采用全空间荷载格林函数和半空间格林函数分别构造沉积层闭合域内和开口... 详细信息

基于作者此前提出的多域间接边界元方法,对多层沉积谷地的二维时域地震响应问题进行了研究。该方法在频域内求解,经由快速傅里叶逆变换叠加频域结果求得时域解答。采用全空间荷载格林函数和半空间格林函数分别构造沉积层闭合域内和开口半无限空间域内散射波场,使得两种格林函数的优势充分发挥。该研究验证了提出方法的正确性,进而以El Centro波作为输入地震动,进行了典型成层谷地的计算分析,重点讨论沉积层序对谷地附近地震动峰值和反应频谱的影响。研究表明,不同沉积层序情况对应的地表地震动时程及其地震反应谱有着显著差异,具体表现为沉积正常排列时,沉积内部水平加速度时程峰值最大,而对应的反应谱峰值周期最小;沉积层逆序排列时,沉积内部水平加速度时程峰值最小,而对应的反应谱峰值周期最大。另外,逆序沉积削弱了一部分中、高频波段的能量,相比正常沉积层序,起到了一定的“隔震”效果。

关键词：沉积谷地 El Centro波沉积层序时域解答多域间接边界元(IBEM)

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沉积介质各向异性参数对三维沉积盆地地震动的影响

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应用基础与工程科学学报 2020年第6期28卷 1470-1488页

作者：巴振宁仲浩梁建文吴孟桃天津大学土木工程系天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

沉积风化作用使得天然土体表现出成层性和横观各向同性(TI),而基于TI层状介质模型的复杂场地地震效应研究尚处于起步阶段.本文将间接边界元方法(IBEM)模拟层状半无限域地震波场的优势进一步拓展到TI介质情况,结合"分区契合"... 详细信息

沉积风化作用使得天然土体表现出成层性和横观各向同性(TI),而基于TI层状介质模型的复杂场地地震效应研究尚处于起步阶段.本文将间接边界元方法(IBEM)模拟层状半无限域地震波场的优势进一步拓展到TI介质情况,结合"分区契合"技术研究了半空间中TI三维沉积盆地对地震波的散射问题.首先建立TI层状场地的精确动力刚度矩阵,然后推导TI层状半空间中均布斜面荷载动力格林函数,接着以格林函数为基本解建立相应的IBEM.通过与已有文献对比验证了方法的正确性,并以基岩上单一土层中半球形TI沉积盆地为例,探讨了沉积介质各向异性参数对沉积盆地地震动的影响.研究表明:TI场地地震响应与等效的各向同性场地地震响应存在显著差异;TI参数对三维沉积盆地对地震波散射的影响受入射波型、入射角度和入射频率的影响;TI参数的改变使得场地动力特性发生变化,显著影响了沉积盆地与层状半空间的动力相互作用机制.

关键词：三维沉积盆地地震动横观各向同性动力刚度矩阵动力格林函数间接边界元法

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