检索结果-内蒙古大学图书馆

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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装配式空心毂节点铝合金球面网壳表面风压分布特征及风振响应分析

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空间结构 2022年第3期28卷 16-26页

作者：韩庆华张华彤徐颖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 河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038

铝合金网壳具有自重轻、耐腐蚀性好等优点,可以很好地满足复杂建筑造型的要求,近年来在各类大型公共建筑当中得到大量应用.针对装配式空心毂节点铝合金单层球面网壳,采用CFD数值模拟方法,考虑双向流固耦合作用,研究了不同矢跨比、跨度... 详细信息

铝合金网壳具有自重轻、耐腐蚀性好等优点,可以很好地满足复杂建筑造型的要求,近年来在各类大型公共建筑当中得到大量应用.针对装配式空心毂节点铝合金单层球面网壳,采用CFD数值模拟方法,考虑双向流固耦合作用,研究了不同矢跨比、跨度和风攻角条件下,节点刚度变化对网壳表面风压分布特征和风振响应的影响.研究结果表明:当跨度、矢跨比和风攻角不变时,铝合金球面网壳表面风压分布特征不会随节点刚度发生变化,但最大风压系数绝对值将显著增大.网壳节点刚度减小时,节点风振系数和网壳平均位移风振系数增大.当节点考虑为半刚接时,节点刚度每减小50%,网壳节点位移响应均值、均方差及位移波动幅值将增大50~100%,网壳最大位移增大25~70%.铝合金球面网壳矢跨比越小、跨度越小,节点刚度对网壳表面风压系数和节点位移响应的影响越显著.

关键词：铝合金单层球面网壳装配式空心毂节点风压分布风振响应 CFD数值模拟双向流固耦合

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海上临坡宽浅式筒型基础承载特性研究

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太阳能学报 2021年第2期42卷 163-171页

作者：丁红岩章李卉张浦阳乐丛欢天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津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 天津大学建筑工程学院天津300072

采用有限元分析方法,分析砂土中海上临坡大直径宽浅式筒型基础在单一荷载作用下极限状态承载特性和土体破坏特征,复合荷载作用下的基础变形和土压力分布情况。研究表明:筒基竖直极限承载力随坡角和临坡距线性变化,当临坡距大于0.2D时,... 详细信息

采用有限元分析方法,分析砂土中海上临坡大直径宽浅式筒型基础在单一荷载作用下极限状态承载特性和土体破坏特征,复合荷载作用下的基础变形和土压力分布情况。研究表明:筒基竖直极限承载力随坡角和临坡距线性变化,当临坡距大于0.2D时,水平极限承载力折减小于15%。当边坡坡角小于30°时,临坡距离对弯矩极限承载力影响不大。复合荷载作用下,埋深4 m以上临坡侧筒基外壁土压力随临坡距的增加而增加,其余侧壁土压力受临坡距变化影响较小。

关键词：海上风电地基承载力有限单元法筒型基础

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海上风电潜式张力腿平台整体浮运安装技术研究

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太阳能学报 2021年第8期42卷 334-342页

作者：丁红岩王培森张浦阳乐丛欢胡睿奇朱岩天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津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 天津大学建筑工程学院天津300072

对一种新型潜式张力腿平台风电机组及系统整体浮运安装技术进行研究,提出2套配套的施工沉放方法来实现这种结构的一体化安装。运用水动力软件MOSES对单体拖航和加辅助浮筒的湿浮拖航过程分别进行了数值模拟。基于绞缆下沉安装过程与注... 详细信息

对一种新型潜式张力腿平台风电机组及系统整体浮运安装技术进行研究,提出2套配套的施工沉放方法来实现这种结构的一体化安装。运用水动力软件MOSES对单体拖航和加辅助浮筒的湿浮拖航过程分别进行了数值模拟。基于绞缆下沉安装过程与注水施工沉放过程,分析了整体结构在不同工况下的运动响应。分析结果表明,加辅助浮筒拖航具有更好的稳定性;浪向角相对于浪高对结构在绞缆定位安装过程的运动和张力腿张力的影响更大,但整体变化趋势保持一致;结构在注水下沉过程中的垂荡和接触力变化幅值随海况的增大而增大,但整体响应随时间变化的趋势保持一致,纵摇、横摇及艏摇最大值均较小,不作为控制因素指导施工。

关键词：海上风电张力腿平台运动响应数值模拟

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间歇性循环荷载条件下饱和重塑黏土的动力特性试验

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第8期54卷 799-806页

作者：雷华阳杨晓楠许英刚张磊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

针对运营期地铁列车荷载引起地基的长期沉降,以往三轴试验主要考虑了围压和固结比等对软土长期动力特性的影响,但在模拟地铁列车荷载时忽视了其周期性间歇的特点.基于此,本文针对天津地区饱和黏土开展了一系列间歇性循环荷载条件下的循... 详细信息

针对运营期地铁列车荷载引起地基的长期沉降,以往三轴试验主要考虑了围压和固结比等对软土长期动力特性的影响,但在模拟地铁列车荷载时忽视了其周期性间歇的特点.基于此,本文针对天津地区饱和黏土开展了一系列间歇性循环荷载条件下的循环三轴不排水试验,分析了其对饱和黏土动应力-动应变关系、累积塑性应变及孔隙水压力发展的影响,并探讨了不同固结比和动应力比对轴向塑性累积应变的影响.研究结果表明:饱和黏土的动应力-动应变曲线的滞回形态随着振动阶段的增加逐渐向应变轴发展;黏土累积塑性应变随振动阶段发展逐渐增大且增长速率逐渐下降;由于土体滞后效应,在停振期部分累积塑性应变产生恢复,随着振次增加,各阶段残余应变值逐渐减小至一个稳定值;等压固结条件下的轴向塑性累积应变明显比偏压固结下的轴向塑性累积应变更大,同一固结条件下,轴向塑性累积应变随动应力比增大而增大;动孔压随振动阶段逐渐累积,而在前期振动循环阶段的停振阶段,累积动孔压出现略微增加;振动阶段后期部分,由于土体被压密表现为黏弹性,在停振期出现下降现象.

关键词：重塑黏土间歇性循环荷载滞后效应动力特性

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高变形能力螺栓抗剪连接件抗剪承载力理论分析与验证

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工程力学 2021年第10期38卷 74-82页

作者：齐连训罗云标严加宝林旭川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 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

螺栓抗剪连接件是实现装配式钢-混凝土组合构件的可拆卸功能的基本元素之一。针对螺栓抗剪连接件变形能力不足的问题,提出了一种高变形能力的插块式螺栓抗剪连接件(plug-type bolted shear connector,PTBSC)。试验和有限元分析表明,PTBS... 详细信息

螺栓抗剪连接件是实现装配式钢-混凝土组合构件的可拆卸功能的基本元素之一。针对螺栓抗剪连接件变形能力不足的问题,提出了一种高变形能力的插块式螺栓抗剪连接件(plug-type bolted shear connector,PTBSC)。试验和有限元分析表明,PTBSC的剪切-滑移关系曲线存在明显的屈服点和极限点,曲线呈现出近似双线性特征。同时,曲线有较大的屈服后刚度(为初始刚度的1/3~1/2),以及较大的屈服后承载力储备(极限承载力接近2倍的屈服承载力),其屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力的评价方法有待研究。针对PTBSC的屈服抗剪承载力,从PTBSC的受力机理出发,推导了其理论计算公式。为检验所提出PTBSC屈服抗剪承载力的计算公式准确性,将理论计算结果与有限元分析结果进行比较验证。对比发现,PTBSC屈服抗剪承载力的理论计算公式具有较高预测精度,误差在正负20%之内,离散系数不超过13%。对该文提出的屈服抗剪承载力计算公式作参数影响分析,考察其随不同参数的变化规律。增大螺栓直径和螺栓强度等级可显著提高PTBSC的屈服抗剪承载力;增大集中变形段长细比会减小屈服抗剪承载力,增大插块材料抗压强度可提高PTBSC屈服抗剪承载力,当强度大于100 MPa,屈服抗剪承载力基本保持不变。针对PTBSC的极限抗剪承载力,通过对有限元结果进行统计分析标定其经验系数。当PTBSC的螺栓极限抗剪承载力表示为0.7倍的极限抗拉承载力,此时误差在20%之内,可较好地预测PTBSC的极限抗剪承载力且具有一定安全储备。

关键词：组合结构抗剪连接件理论分析有限元分析抗剪性能

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轻钢-速生木自攻螺钉连接构件抗拔性能研究

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钢结构（中英文） 2023年第9期38卷 1-8页

作者：陈志华冯浩刘佳迪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

将木材应用到建筑结构当中,既可以发挥木材环保的特性,又能够使建筑富有美感。我国的速生木材产量丰富,应用到建筑当中可以减少对进口木材的依赖,降低施工成本。但是由于速生木强度较弱、结构疏松不均匀,在建筑中应用有一定的局限性,引... 详细信息

将木材应用到建筑结构当中,既可以发挥木材环保的特性,又能够使建筑富有美感。我国的速生木材产量丰富,应用到建筑当中可以减少对进口木材的依赖,降低施工成本。但是由于速生木强度较弱、结构疏松不均匀,在建筑中应用有一定的局限性,引入轻钢可以削弱木材的天然缺陷,同时木材也可以解决轻钢稳定性不足的问题。轻钢-速生木结构是将钢材引入到传统木结构中的一种新型建筑结构,它兼顾了钢材和木材两种材料的优点,在村镇住宅等建筑结构中具有一定的应用前景。由于自攻螺钉连接的轻钢-速生木结构的力学行为受到自攻螺钉抗拔性能的影响较大,同时现有研究中对此类结构的自攻螺钉抗拔性能相关研究并不完善。因此对由国产速生树种杉木与Q235级薄钢板构成的自攻螺钉钢木组合构件进行了抗拔试验,将薄钢板与木块用自攻螺钉连接起来放置到自制夹具当中,运用万能试验机将螺钉拔出,用以研究其力学性能。试验过程中选取了钢板厚度和纹理方向两个重要试验参数,得到了自攻螺钉的破坏模式、抗拔极限荷载和延性。研究结果表明:试件的破坏模式均为自攻螺钉拔出破坏,钉子拔出后螺纹有明显损坏,螺纹内有铁屑和木屑堆积,钢板存在扩孔以及鼓曲现象;当螺钉垂直于顺纹方向拔出时,试件的离散性较低,同时增加钢板厚度也可以降低离散性;轻钢的加入可以显著提高构件的极限荷载,提高节点的受力性能;钢板对端面极限荷载影响要大于另外两个方向;相同条件下,端面极限荷载要低于另外两个方向,并随着钢板厚度的增加差距逐渐降低;相同条件下,自攻螺钉从径向以及弦向拔出时,承载能力差别不大,两个方向极限荷载差距不超过10%;钢板厚度为1.5 mm时,试件相较于其他钢板厚度试件表现出较好的延性,但是试件总体延性系数低于3,延性系数较小。最后,基于欧洲木结构设计规范和我国GB 50017-2017《钢结构设计标准》,提出了适用于自攻螺钉连接的杉木与薄钢板组成的钢木组合构件的抗拔承载力计算公式,公式误差均在15%以内,验证了公式的适用性和准确性。

关键词：自攻螺钉速生木钢木组合构件抗拔性能设计方法

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盾构隧道施工历史对隧道地震响应的影响

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隧道与地下工程灾害防治 2023年第3期5卷 41-51页

作者：加瑞杨岗郑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

为了研究盾构隧道施工引起的隧道周围土体应力状态及力学特性改变对隧道地震响应的影响,通过数值模拟分析盾构隧道施工引起的应力释放和土体扰动对地震时周围土体变形、孔隙水压力、管片弯矩和轴力的影响。数值模拟结果表明:应力释放程... 详细信息

为了研究盾构隧道施工引起的隧道周围土体应力状态及力学特性改变对隧道地震响应的影响,通过数值模拟分析盾构隧道施工引起的应力释放和土体扰动对地震时周围土体变形、孔隙水压力、管片弯矩和轴力的影响。数值模拟结果表明:应力释放程度越大,隧道周围土体的初始剪应力越大,地震时隧道周围土体的变形越大,超静孔隙水压力越大,管片的峰值弯矩和轴力也越大;土体扰动程度越大,土体的剪切模量越小,土体相对越软,阻尼比越大,地震时隧道周围土体的变形越大,超静孔隙水压力越大,管片的峰值弯矩和轴力越小;土体扰动范围越大,隧道周围土体的变形越大,超静孔隙水压力越大,管片的峰值弯矩和轴力越小。

关键词：盾构隧道地震响应应力释放土体扰动

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基于实时混合试验误差累积规律的时滞影响修正方法

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工程力学 2021年第6期38卷 121-132页

作者：周子豪李宁李忠献天津大学建筑工程学院/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 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

为减小实时混合试验中的时滞影响,通常要对数值子结构计算得到的控制指令进行在线时滞补偿。为了保障实时性,要求作动器的负载不宜过大并处于最佳的性能区间。由于大比尺实时混合试验中物理子结构负载较大,对控制系统和作动器性能都提... 详细信息

为减小实时混合试验中的时滞影响,通常要对数值子结构计算得到的控制指令进行在线时滞补偿。为了保障实时性,要求作动器的负载不宜过大并处于最佳的性能区间。由于大比尺实时混合试验中物理子结构负载较大,对控制系统和作动器性能都提出较高的要求。此外,目前时滞补偿算法是无法完全消除时滞影响的,也即,时滞普遍存在于实时混合试验中且无法避免。针对上述问题,基于双显式数值积分算法的误差累积规律,该文提出了一种可以在试验后对试验结果进行修正以消除时滞不利效应的方法。分析了时滞对于实时混合试验结果的影响,对较大时滞情况下,尽管系统稳定,但可能得到“错误”的试验结果;通过理论推导,证明提出方法的合理性和适用性;通过4种实时混合试验工况的模拟,验证物理子结构分别为线性刚度、线性阻尼、非线性刚度及非线性阻尼构件的时滞修正效果。结果表明:所提出的方法可以显著降低时滞对于试验结果的影响;该方法对试验中时滞补偿效果不理想的情况,可以对位移、速度和加速度结果进行修正。

关键词：实时混合试验时滞误差累积双显式积分算法后处理

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