检索结果-内蒙古大学图书馆

土木工程学报 2022年第7期55卷 1-38页

作者：郑刚程雪松周海祚张天奇于晓旋刁钰王若展衣凡张文彬郭伟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 天津大学建筑工程学院天津300350

建设韧性城市和韧性社会是现代城市、社会安全与可持续发展的重大需求。由于岩土介质材料和外荷载的不确定性、岩土与地下工程结构脆弱性及土-地下水-结构物相互作用复杂性,大量岩土与地下工程结构属于低韧性结构,国内外深基坑、盾构隧... 详细信息

建设韧性城市和韧性社会是现代城市、社会安全与可持续发展的重大需求。由于岩土介质材料和外荷载的不确定性、岩土与地下工程结构脆弱性及土-地下水-结构物相互作用复杂性,大量岩土与地下工程结构属于低韧性结构,国内外深基坑、盾构隧道、桩基、路堤等工程出现大范围破损甚至连续垮塌的事故时有发生,且事故后难以恢复,但其连续破坏机理及韧性设计方法却缺乏研究。工程韧性提升的目的是保障工程的高可靠性、低灾害后果性和灾后快速恢复性。建立岩土与地下工程韧性安全评价与控制理论体系,提高单体地下工程、相关联的地下工程系统和城市大尺度上的岩土与地下工程的韧性,提升其对灾害或意外事件的抵御、适应和恢复能力,对于我国建设韧性城市、保障建设工程安全具有重要意义。文章梳理了韧性理念与评价方法发展现状,在此基础上从是否考虑失效概率、是否考虑意外情况下的防连续破坏能力、是否考虑意外灾害后的恢复能力角度,将保障工程系统韧性的现有设计方法分为四个层次:即单一安全系数设计、可靠度设计、鲁棒性设计(防连续破坏韧性设计)和可恢复性设计,并逐一对其在岩土与地下工程领域的研究进展进行总结和分析。在此基础上,针对岩土与地下工程连续垮塌问题,重点以基坑工程、盾构隧道工程和复合地基工程为例介绍和讨论了防连续破坏韧性研究进展,以期为建立系统的岩土与地下工程韧性设计理论与框架提供参考。

关键词：岩土与地下工程基坑工程盾构隧道韧性连续破坏可靠度鲁棒性可恢复性

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预制节段拼装中空夹层钢管混凝土桥墩自复位与耗能能力计算方法研究

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工程力学 2024年

作者：杜春雨梁晓张惠申李忠献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城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室

新型预制节段拼装中空夹层钢管混凝土桥墩结合预制节段拼装桥墩和中空夹层钢管混凝土构件的受力特点，具有良好自复位能力和快速施工优势，符合震后可恢复桥梁的发展趋势，然而如何平衡该新型桥墩的自复位与耗能能力，保证其震后功能可... 详细信息

新型预制节段拼装中空夹层钢管混凝土桥墩结合预制节段拼装桥墩和中空夹层钢管混凝土构件的受力特点，具有良好自复位能力和快速施工优势，符合震后可恢复桥梁的发展趋势，然而如何平衡该新型桥墩的自复位与耗能能力，保证其震后功能可恢复性是工程设计中亟需解决的关键问题。本文首先基于该新型桥墩的工作机理，提出了采用耗能系数λED衡量桥墩恒载轴压比、初始预应力轴压比和耗能钢筋配筋率等参数对其自复位与耗能能力的影响；其次采用OpenSees软件建立了该新型桥墩拟静力试验的数值分析模型，并基于试验结果验证了模型的正确性；最后研究了残余位移角θR和等效粘滞阻尼比εeq关于耗能系数λED的关系，通过回归分析建立了θR和εeq关于λED的计算公式，并基于已有试验验证了公式的合理性，从而建立了该新型桥墩自复位与耗能能力的计算方法，可用于指导其自复位与耗能能力设计。

关键词：预制节段拼装桥墩中空夹层钢管混凝土耗能系数残余位移角等效粘滞阻尼比

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斜直交替基坑支护桩现场实测及机理研究

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岩土工程学报 2022年第5期44卷 827-835,I0004页

作者：刘畅马力遥郑刚闫城东杨宇航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

斜直交替基坑支护结构是利用冠梁将交替布置的竖直悬臂桩与倾斜桩连接到一起形成的无支撑支护体系。已有工程实测表明,斜直交替支护具有较好的抗倾覆和变形控制能力,然而目前还缺乏从桩身受力角度对斜直交替支护受力机理进行系统研究。... 详细信息

斜直交替基坑支护结构是利用冠梁将交替布置的竖直悬臂桩与倾斜桩连接到一起形成的无支撑支护体系。已有工程实测表明,斜直交替支护具有较好的抗倾覆和变形控制能力,然而目前还缺乏从桩身受力角度对斜直交替支护受力机理进行系统研究。结合天津市某基坑工程进行斜直交替支护桩现场监测,首次对支护斜桩的桩身受力进行测试和分析,在此基础上利用PLAXIS有限元软件进行数值建模,对斜桩轴力发挥机理以及斜桩倾斜角度、斜直桩排布形式对支护性能的影响展开研究。结果表明,斜直交替支护比单排倾斜桩和双排桩支护桩的桩身轴力更大,斜桩对直桩存在着斜撑效应,且斜撑效应对支护结构变形的控制效果明显,斜撑效应的发挥主要来源于斜桩与被动区土体相对位移产生桩侧摩阻力;同时发现增大斜桩倾斜角度有利于增强斜桩的斜撑效应,使得支护桩侧移减小,但同时支护桩的桩身最大正弯矩会增加;此外,在用桩量相同的情况下,不同斜直桩组合及布置形式对支护变形影响较小,采用一斜两直的布置形式,能够在降低施工难度的同时减少直桩的受力。

关键词：基坑支护斜直交替桩机理分析桩身轴力

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基于深度学习的钢桥病害分割与量化

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东南大学学报（自然科学版） 2022年第3期52卷 516-522页

作者：朱劲松李欢天津大学建筑工程学院天津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300072

为解决传统钢桥表面病害难以量化的难题,提出了一种基于深度学习的钢桥病害分割与量化方法.该方法以SOLOv2实例分割网络为基础,将其原ResNet骨干网络替换为VoVNet57网络进行检测与分割.依据分割的病害掩码,增添检测框,计算病害像素值,... 详细信息

为解决传统钢桥表面病害难以量化的难题,提出了一种基于深度学习的钢桥病害分割与量化方法.该方法以SOLOv2实例分割网络为基础,将其原ResNet骨干网络替换为VoVNet57网络进行检测与分割.依据分割的病害掩码,增添检测框,计算病害像素值,并转化为实际面积,完成量化.采集涂层劣化、腐蚀、焊缝开裂等钢桥病害图像共计314幅,数据增强后,得到3241幅病害图像,按4∶1划分训练集和测试集,用Labelme软件进行人工标注.经20000次训练后,得到63.45%的平均精度(mAP),而TensorMask、BlendMask、未改进SOLOv2的训练mAP值分别为55.89%、56.67%、58.25%.同时,将网络输出的病害尺寸量化值和病害尺寸实际值进行对比得到,涂层劣化和腐蚀病害面积相对误差集中在10%以内,焊缝开裂长度相对误差集中在8%以内.所提出的方法可实现钢桥多病害快速、精确的分割与量化,为钢桥智能检测评估提供了技术支撑.

关键词：钢桥病害分割病害量化实例分割深度学习

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天津承压含水层粉土渗透特性试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第1期55卷 77-84页

作者：郑刚王佳琳佟婧博张天奇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(天津大学) 天津300072

天津市地下工程施工主要集中在粉土层处,这类土层极易随地下水的流失而流失,在该类地区的地下结构在施工及运营期间也易出现渗漏现象.其中土体的工程性质与渗透特性是这种渗流侵蚀灾害的重要影响因素.因此很有必要对天津粉土的工程性质... 详细信息

天津市地下工程施工主要集中在粉土层处,这类土层极易随地下水的流失而流失,在该类地区的地下结构在施工及运营期间也易出现渗漏现象.其中土体的工程性质与渗透特性是这种渗流侵蚀灾害的重要影响因素.因此很有必要对天津粉土的工程性质,尤其是渗透特性进行标定.为确定天津地下承压含水层中粉土的渗透特性,首先开展室内试验研究,适当地加工改造《土工试验方法标准》中规定的标准试验仪器,通过比重试验、颗粒分析试验、液塑限试验对天津粉土进行比重、级配、液塑限等基本参数进行标定,详细汇总整理各个试验数据,应用相关公式及数据处理方法对大量试验数据展开分析得出试验结果;然后通过常水头渗透试验与变水头渗透试验相结合的方式对粉土渗透系数的变化特征进行分析.研究结果表明:天津粉土的渗透系数随孔隙率的增大呈现增大的趋势,随时间的增长而减小且最终趋于稳定.从天津粉土的土体特性出发,将既无法传递净水压,也不能产生渗流的由结合水占领的无效孔隙排除,剩下的孔隙比定义为有效孔隙比.利用有效孔隙比的概念对经典的太沙基渗流理论进行修正,提出了适用于天津粉土的渗透系数估算公式.该公式能很好地计算天津粉土的渗透系数,可为天津市承压含水层中地下施工的灾害防治工作提供参考.

关键词：天津粉土颗粒级配比重液塑限渗透试验太沙基

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超软土地基交替式真空预压法加固效果影响因素分析

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岩石力学与工程学报 2022年第2期41卷 377-388页

作者：雷华阳刘安仪刘景锦李宸元天津大学建筑工程学院天津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

针对目前常规真空预压法处理超软土地基时常出现的排水板易淤堵、加固效果欠佳等工程问题,提出一种新型的交替式真空预压技术。为深入了解交替式真空预压技术处理超软土地基的加固效果及其影响因素,对天津滨海新区新近吹填淤泥进行室内... 详细信息

针对目前常规真空预压法处理超软土地基时常出现的排水板易淤堵、加固效果欠佳等工程问题,提出一种新型的交替式真空预压技术。为深入了解交替式真空预压技术处理超软土地基的加固效果及其影响因素,对天津滨海新区新近吹填淤泥进行室内模型试验。试验结果表明,与常规真空预压法相比,交替式真空预压法可以有效防止淤堵泥层的加剧,使得土体加固效果提升。其中交替式真空预压的真空压力大小、交替时机等因素对土体的加固效果有明显的影响,采用较小的真空压力,或者在淤堵泥层开始形成阶段进行交替,能有效提高土体的加固效果,结果显示可增大土体排水量6.25%~14.82%,增大沉降量4.28%~7.73%,提高十字板剪切强度4.53%~18.7%。

关键词：地基基础超软土地基处理交替式真空预压淤堵模型试验

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矿渣粉对钢纤维自密实混凝土性能的影响

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建筑材料学报 2022年第1期25卷 24-30页

作者：赵云毕继红王照耀霍琳颖段逸辰天津大学建筑工程学院天津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300072

研究了矿渣粉掺量对钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)工作性能和力学性能的影响,并从微观层面阐释钢纤维和矿渣粉对混凝土基体的增强作用.结果表明:采用10%掺量的矿渣粉代替水泥能有效提高新拌混凝土的工作性能,增加钢纤维体积分数会减弱自... 详细信息

研究了矿渣粉掺量对钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)工作性能和力学性能的影响,并从微观层面阐释钢纤维和矿渣粉对混凝土基体的增强作用.结果表明:采用10%掺量的矿渣粉代替水泥能有效提高新拌混凝土的工作性能,增加钢纤维体积分数会减弱自密实混凝土的工作性能;矿渣粉与钢纤维的协同作用能够显著提高混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度;采用矿渣粉替代水泥有助于生成更致密的微观结构.

关键词：端钩钢纤维自密实混凝土工作性能矿渣粉微观结构

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基坑倾斜桩支护稳定特性及分析方法研究

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岩土工程学报 2022年第2期44卷 271-277页

作者：周海祚郑刚何晓佩刘鑫菊田帅刘照朋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300072 天津大学建筑工程学院天津300072

工程实践已证明基坑倾斜桩无支撑支护具有良好的变形和稳定控制性能。然而,倾斜支护桩稳定特性和分析方法尚缺乏研究。通过数值模拟研究了倾斜支护桩在基坑开挖过程中变形到破坏的全过程,分析了倾斜角、插入比以及土体强度对安全系数的... 详细信息

工程实践已证明基坑倾斜桩无支撑支护具有良好的变形和稳定控制性能。然而,倾斜支护桩稳定特性和分析方法尚缺乏研究。通过数值模拟研究了倾斜支护桩在基坑开挖过程中变形到破坏的全过程,分析了倾斜角、插入比以及土体强度对安全系数的影响。推导了基坑倾斜桩支护的抗倾覆与整体稳定安全系数计算方法,并与离心机试验结果进行了对比分析。结果表明:(1)针对常规倾斜角度(≤20°),倾斜支护桩临界破坏模式为倾覆失稳;(2)倾斜桩支护的稳定性能随倾斜角,插入比和土体强度的增大而显著增强;(3)倾斜桩的重度影响倾覆破坏时旋转点位置,桩身重度及旋转点位置导致抗倾覆力矩增大,使之具备良好的抗倾覆稳定性。

关键词：倾斜支护桩稳定特性抗倾覆整体稳定

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自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙滞回性能分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第12期55卷 1262-1274页

作者：谭志伦赵秋红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

本文提出了一种自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙结构,包括自复位钢框架与内嵌梯形竖波纹钢墙板,其中墙板仅与梁上下连接,以方便装配化施工.采用通用有限元软件ABAQUS建立了单层单跨自复位梯形波纹钢板剪力墙的有限元模型,并进行非线... 详细信息

本文提出了一种自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙结构,包括自复位钢框架与内嵌梯形竖波纹钢墙板,其中墙板仅与梁上下连接,以方便装配化施工.采用通用有限元软件ABAQUS建立了单层单跨自复位梯形波纹钢板剪力墙的有限元模型,并进行非线性滞回分析,以研究墙板连接形式、墙板波形及框架预应力水平对结构滞回性能和复位性能的影响.结果表明:自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙可有效耗散地震能量,控制震后残余侧移,且侧边加劲时两边连接墙板的承载力、耗能能力及残余侧移与角部切角时四边连接墙板基本相当.随着厚度的增加,两边连接波纹墙板的抗侧模式由剪切屈曲向剪切屈服转变,结构承载力及单位板厚的耗能能力显著增加,当板厚从3 mm增至9 mm时增幅分别为40%和50%,但结构残余侧移亦显著增加,2%侧移角下的残余侧移角可能超过规范可修限值的0.5%.随着波纹墙板波折角或波长的减小,结构残余侧移可有效降低,但结构承载力及耗能能力亦有所降低,最高可分别达30%和60%.另一方面,随着预应力筋的初始预应力增加50%,结构承载力增加13%,最大残余侧移角显著降低,由0.80%减小到0.35%,而耗能能力基本不变.随着预应力筋面积的增加,结构承载力增加,但残余侧移和耗能能力基本不变.因此,两边连接波纹墙板的屈曲及抗侧模式对自复位波纹钢板剪力墙结构滞回和复位性能的影响较为明显,且与传统波纹钢板剪力结构不完全一致,自复位两边连接波纹钢板剪力墙初期设计时应综合考虑墙板波形与框架预应力水平对结构滞回及复位性能的影响,使结构充分发挥承载力和耗能能力,并有效控制震后残余侧移.

关键词：自复位梯形波纹钢板剪力墙两边连接滞回分析有限元参数分析抗震性能

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基于点云数据的钢箱节段数字化预拼装方法

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第6期44卷 47-58页

作者：朱劲松王多吴杨瑞鹏天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350 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

为快速完成预制桥梁钢箱节段制造误差检查和预拼装,提出一种基于三维激光扫描点云模型的钢箱节段数字化预拼装方法。首先,基于三维激光扫描技术,对钢箱节段建立三维足尺点云模型并进行点云数据预处理获取完整无噪节段点云;然后,开发点... 详细信息

为快速完成预制桥梁钢箱节段制造误差检查和预拼装,提出一种基于三维激光扫描点云模型的钢箱节段数字化预拼装方法。首先,基于三维激光扫描技术,对钢箱节段建立三维足尺点云模型并进行点云数据预处理获取完整无噪节段点云;然后,开发点云边界快速提取算法与针对边界点云的平面投影算法,实现三维足尺点云模型边界点云自动提取和预拼装截面点云数据降维。接着,开发点云边界特征角点自动提取算法,并提出基于特征角点的钢箱节段预拼装截面配准拼接方法和截面预拼装效果评价指标,评估截面预拼装效果。最后,采用某系杆拱桥拱肋钢箱模拟点云进行方法对比和精度验证;采用实验室钢箱节段现场扫描实测点云模型进行方法验证。研究结果表明:在模拟试验条件下,提出的方法与传统虚拟预拼装方法对比可实现识别钢箱结构最大0.02 mm制造尺寸误差的高效高精度模拟截面虚拟预拼装;在现场试验条件下,构件最小尺寸为8 mm、扫描距离为10 m时,提出的算法可将预拼装精度控制到1 cm。该方法可为桥梁预制节段数字化预拼装提供参考与算法支撑。

关键词：桥梁工程智能建造数字化预拼装激光点云质量检查

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