检索结果-内蒙古大学图书馆

土木工程学报 2020年第S01期53卷 69-74页

作者：张稳军来涛涛张高乐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 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚... 详细信息

为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失,利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型,分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚度损伤分布情况,研究了复合管片钢板在螺栓孔处的屈服分布情况,计算了地震及地震与火灾耦合作用下隧道密封垫防水性能的损失,结果表明:当采用RABT升温曲线模拟火灾时,大震导致的螺栓孔处混凝土刚度损伤在火灾作用后均超过90%,而中震工况在火灾作用后除螺栓孔顶部混凝土刚度损伤低于85%外,其余部分都超过90%;火灾作用导致螺栓孔处钢板屈服;防水密封垫在中震和火灾耦合作用后仍能保持较好的防水性能,但在大震和火灾耦合作用后,防水性能完全丧失。

关键词：盾构隧道复合管片地震及火灾结构损伤防水性能

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错台对盾构隧道接缝受力及防水性能的影响分析

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土木工程学报 2020年第S01期53卷 63-68页

作者：张稳军王博达张高乐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 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响,通过ABAQUS有限元软件分别建立管片-接头三维精细化模型和密封垫-密封槽二维精细化模型,分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征,讨... 详细信息

为了研究软土地区不均匀沉降对地铁隧道结构力学性能与防水性能的影响,通过ABAQUS有限元软件分别建立管片-接头三维精细化模型和密封垫-密封槽二维精细化模型,分析了接头在不同错台量和张开量条件下的应力分布规律及管片的损伤特征,讨论了不同错台量条件下密封垫防水性能的下降程度。研究结果表明:错台量较小时螺栓轴线应力分布呈现"单峰"形式,螺栓最大应力位于右侧管片接缝面附近;错台量较大时螺栓轴线应力呈现"双峰"形式,螺栓峰值应力位于接缝面两侧;张开量对螺栓最大应力的影响较小,但对螺栓中截面应力影响较大,随张开量的增大呈现先减小后增大的趋势;管片混凝土损伤主要出现在螺栓孔附近;在最不利工况下,隧道防水性能下降59.0%;当错台量大于6.6mm时,隧道已不满足防水要求。

关键词：盾构隧道软土地区不均匀沉降力学性能防水性能

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回灌开启时间对地层沉降与应力应变的影响

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2020年第2期53卷 180-191页

作者：郑刚哈达程雪松曾超峰曹剑然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300354 湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湘潭411201

在天津、上海等沿海地区基坑工程中,由于地下水位较高且含水层分布广泛,当基坑抗突涌稳定安全系数不足时,需对承压含水层减压抽水.根据有效应力原则,减压抽水可导致有效应力上升,加剧基坑外沉降.在基坑施工期间,可使用回灌作为有效的沉... 详细信息

在天津、上海等沿海地区基坑工程中,由于地下水位较高且含水层分布广泛,当基坑抗突涌稳定安全系数不足时,需对承压含水层减压抽水.根据有效应力原则,减压抽水可导致有效应力上升,加剧基坑外沉降.在基坑施工期间,可使用回灌作为有效的沉降控制措施来保护基坑周围的重要建筑物.工程实践表明,在长时间减压抽水后回灌,仅能保证沉降不再发展,很难使沉降完全恢复.针对此问题,采用三维流固耦合有限元模型,对比分析减压井和回灌井在先灌后抽、同灌同抽、先抽后灌3种方案下土体应力应变特征.研究表明,回灌井与减压井开启顺序对地表沉降影响显著,先抽后灌造成地表沉降最大,沉降值与回灌前抽水时间呈正相关.造成沉降差异的主要原因是上覆弱透水层在不同方案下应力路径不同,从而导致塑性压缩变形不同.在先抽后灌方案中,上覆弱透水层有效应力先升后降,受前期固结压力与回弹模量影响,上覆弱透水层可产生较高的压缩变形.因此,在实际工程中应尽量保证同抽同灌.同时,当抽水量恒定时,相邻弱透水层渗透系数也会改变土体竖向变形分布,下卧弱透水层渗透性越强,地表沉降越小,而上覆弱透水层的渗透性对地表沉降影响较小.

关键词：回灌沉降控制有限元分析土体变形

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盾构隧道管片接缝密封垫防水性能及受施工荷载影响研究

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中国公路学报 2020年第12期33卷 130-141页

作者：张稳军张高乐李宏亮高文元郭卫社高攀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 盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001

为研究盾构隧道接缝密封垫防水性能及施工荷载对其影响,依托某地铁盾构隧道工程自主研制密封垫防水性能足尺试验装置,设计并开展相应的足尺试验。在此基础上,建立密封垫数值分析模型并结合试验结果验证了其可靠性。借助数值分析得到了... 详细信息

为研究盾构隧道接缝密封垫防水性能及施工荷载对其影响,依托某地铁盾构隧道工程自主研制密封垫防水性能足尺试验装置,设计并开展相应的足尺试验。在此基础上,建立密封垫数值分析模型并结合试验结果验证了其可靠性。借助数值分析得到了不同错台量条件下的密封垫防水性能变化规律。最终,构建了盾构隧道三维荷载-结构模型,综合考虑注浆压力、千斤顶推力和盾尾刷反力等施工荷载,探究了接缝变形特征及其对密封垫防水性能的影响情况。研究结果表明:极限状态下工程原设计密封垫无法满足设计水压要求;接缝错台量增大将导致密封垫偏心受压越发严重,可能引起欠压侧支腿翘起;相同施工荷载下,最大环缝变形为最大纵缝变形的1.5~2.0倍,环缝密封垫防水性能降低程度更大;确定密封垫极限状态时有必要考虑施工荷载造成的接缝变形。所提出的足尺试验装置能够很好地实现试验目的,相应方法与结果可为后续盾构隧道接缝密封垫防水性能足尺试验研究提供参考和指导。

关键词：隧道工程防水性能试验研究密封垫管片接缝施工荷载

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Pasternak地基上Timoshenko梁内力与变形的有限差分法

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地下空间与工程学报 2022年第S01期18卷 26-35页

作者：陆培毅秦梦春杨建民李松魏少伟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 红河州蒙屏高速公路投资建设开发有限公司云南蒙自661100 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

针对Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的内力和变形,建立梁的挠度微分方程,应用有限差分方法得到挠度的递推公式,根据地基梁两端点的边界条件,迭代求得梁上任意一点的挠度,再根据梁截面挠度、转角、弯矩、剪力的关系,求得Pasternak地基... 详细信息

针对Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的内力和变形,建立梁的挠度微分方程,应用有限差分方法得到挠度的递推公式,根据地基梁两端点的边界条件,迭代求得梁上任意一点的挠度,再根据梁截面挠度、转角、弯矩、剪力的关系,求得Pasternak地基上常截面和变截面Timoshenko梁上任意一点的内力与变形。算例验证结果表明:常截面Timoshenko梁的内力与变形的有限差分解与解析解的相对误差低于0.6%,变截面Timoshenko梁内力与变形的有限差分解与幂函数逼近解、三角级数解非常接近,满足工程应用精度要求。Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的有限差分法适用于各种跨高比的弹性地基梁,通过调整参数可适用于Pasternak弹性地基、Winkler弹性地基和Timoshenko梁、Euler梁的四种组合计算。

关键词：有限差分法 Pasternak地基 Timoshenko梁变截面

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铸钢与Q345D热轧钢对接焊缝疲劳裂纹扩展速率计算方法及数值模拟

铸钢与Q345D热轧钢对接焊缝疲劳裂纹扩展速率计算方法及数值模拟

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第二十二届全国现代结构工程学术研讨会

作者：王歌星芦燕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)

针对铸钢与Q345D热轧钢对接焊缝,基于静态断裂模型,建立了定量考虑应力比影响的疲劳裂纹扩展速率计算方法,为构件损伤容限设计提供了本构方程。此外通过紧凑拉伸试件案例验证了FRANC3D软件联合ABAQUS平台的疲劳裂纹扩展数值模拟方法的... 详细信息

针对铸钢与Q345D热轧钢对接焊缝,基于静态断裂模型,建立了定量考虑应力比影响的疲劳裂纹扩展速率计算方法,为构件损伤容限设计提供了本构方程。此外通过紧凑拉伸试件案例验证了FRANC3D软件联合ABAQUS平台的疲劳裂纹扩展数值模拟方法的准确性与可靠性。并利用数值模拟方法结合疲劳裂纹扩展速率计算方法进行了紧凑拉伸试件的剩余寿命评估,误差在可接受范围内,此方法可为实际工程中铸钢与Q345D热轧钢对接焊缝构件的抗疲劳设计提供指导。

关键词：对接焊缝疲劳裂纹扩展速率计算方法数值模拟剩余寿命

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天津软土地区地铁运营沿线地面振动响应实测与建模分析

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噪声与振动控制 2021年第1期41卷 160-167页

作者：巴振宁高愈辉梁建文田巧焕天津大学国际工程师学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300050 中国铁路设计集团有限公司天津300072

首先利用CMG-5TCDE一体化强震仪,对天津地铁5号线职业大学站-淮河道站区间沿线进行场地地表振动强度测试;接下来基于实际工程数据,利用ABAQUS建立轨道-道床-隧道-土层三维有限元模型,数值模型通过Python程序实现黏弹性边界的设置,并应用... 详细信息

首先利用CMG-5TCDE一体化强震仪,对天津地铁5号线职业大学站-淮河道站区间沿线进行场地地表振动强度测试;接下来基于实际工程数据,利用ABAQUS建立轨道-道床-隧道-土层三维有限元模型,数值模型通过Python程序实现黏弹性边界的设置,并应用DLOAD子程序实现列车轮载的移动施加,最终采用动力隐式分析方法模拟计算场地地表在地铁经过时的振动反应。研究结果显示,地铁经过与非经过时的地表振动强度差别明显,地铁通过时,测点的振动强度显著增大;同时,地铁运营造成的地表竖向振动随距隧道距离的增加衰减较为明显。在振动强度方面,地表Z振级的模拟与实测值相差在2 dB以内;竖向振动加速度峰值方面,有限元模拟与实测值相差在5.0×10^-4 m/s^2以内,预估偏差率仅在4.5%~7%之间。

关键词：振动与波地铁振动环境振动移动荷载场地实测有限元模拟

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超大直径盾构隧道封顶块环缝错台下损伤特性研究

超大直径盾构隧道封顶块环缝错台下损伤特性研究

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2022世界交通运输大会(WTC2022)

作者：张稳军起建兵张弛牛荣健张高乐天津大学建筑工程学院天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

以超大直径盾构隧道施工和运营中封顶块区域环缝错台问题为研究对象,先引用已有试验数据对数值方法进行验证,随后建立超大直径盾构隧道封顶块区域局部精细化模型,对混凝土损伤、螺栓受力与错台量变化的关系规律进行分析;探究了环缝错台... 详细信息

以超大直径盾构隧道施工和运营中封顶块区域环缝错台问题为研究对象,先引用已有试验数据对数值方法进行验证,随后建立超大直径盾构隧道封顶块区域局部精细化模型,对混凝土损伤、螺栓受力与错台量变化的关系规律进行分析;探究了环缝错台引起的封顶块接缝结构损伤特征,建立了错台-封顶块损伤关系表,并通过损伤特性分析给出了超大直径盾构隧道封顶块环缝错台阈值取值建议。研究表明:封顶块接缝处混凝土损伤值与环缝错台量的关系曲线大致呈S状,发生径向逆剪错台的环缝接头处受压损伤最大,发生径向顺剪错台的接头受拉损伤最大;螺栓应力与错台量关系曲线大致呈抛物线状,切向错台下的螺栓应力最大;螺栓等效塑性应变与错台量关系曲线大致呈指数型,径向顺剪错台下产生的等效塑性应变最大;根据各安全指标与错台量的关系建立了错台-封顶块损伤关系表,建议超大直径盾构隧道封顶块错台限值应与其他位置区分,其最大限值应小于13mm。

关键词：超大直径盾构隧道损伤特性数值模拟封顶块环缝错台

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地基土对设备-结构体系能量反应影响分析

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河海大学学报（自然科学版） 2020年第5期48卷 446-452页

作者：罗兰芳姜南毕继红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

为了分析地基土对设备-结构体系能量反应的影响规律,开展了设备-结构体系振动台试验与设备-结构-地基土相互作用体系实时子结构振动台试验,对比以刚性地基为假设的设备-结构体系与考虑地基土影响后的设备-结构体系能量反应发现:考虑地... 详细信息

为了分析地基土对设备-结构体系能量反应的影响规律,开展了设备-结构体系振动台试验与设备-结构-地基土相互作用体系实时子结构振动台试验,对比以刚性地基为假设的设备-结构体系与考虑地基土影响后的设备-结构体系能量反应发现:考虑地基土影响后设备与结构的累积总输入能大幅度减小,且地基土可改变设备与结构总输入能在时间上的分布特性。由试验结果根据相似关系反推原型设备-结构体系的能量反应表明,基于刚性地基假设的设备-结构体系能量反应可能存在较大误差,因此在设备-结构体系分析中应当考虑地基土的影响。

关键词：分枝模态子结构设备-结构体系土-结构体系地震能量反应振动台试验实时子结构试验

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单层网壳吊顶系统抗震韧性研究

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地震工程与工程振动 2021年第6期41卷 105-113页

作者：芦燕张一鸣张晓龙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

抗震韧性是指地震发生后维持或迅速恢复其原有功能的性能,对抵御地震灾害具有重要意义。为了开展单层网壳吊顶系统抗震韧性研究,文中通过易损性分析获得地震作用下吊顶系统不同损伤状态的失效概率,进一步获得吊顶系统的地震损失,最后以... 详细信息

抗震韧性是指地震发生后维持或迅速恢复其原有功能的性能,对抵御地震灾害具有重要意义。为了开展单层网壳吊顶系统抗震韧性研究,文中通过易损性分析获得地震作用下吊顶系统不同损伤状态的失效概率,进一步获得吊顶系统的地震损失,最后以地震损失、恢复模型和恢复时间作为参数,以抗震韧性指数作为评价指标开展抗震韧性评估。在8度罕遇地震作用下,文中的单层网壳吊顶系统处于基本完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏状态的概率分别为2.86%、49.77%、44.06%和3.31%,地震损失为22.86%,采用线性恢复模型、三角函数恢复模型和指数函数恢复模型对应的抗震韧性指数分别为0.89、0.89和0.96。结果表明:采用指数函数恢复模型恢复时吊顶系统表现出更好的抗震韧性,建议通过增强资源储备以及完善恢复机制等措施,使吊顶系统在震后尽可能按照指数函数恢复模型恢复。文中的分析结果可以为大跨空间结构非结构构件抗震韧性研究提供参考。

关键词：单层网壳吊顶系统易损性分析地震损失分析抗震韧性评估

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