检索结果-内蒙古大学图书馆

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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PC箱梁桥火灾爆炸联合作用下损伤效应研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第11期57卷 1200-1210页

作者：田力李孟辉王剑飞朱劲松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

利用ANSYS/LS-DYNA建立了预应力混凝土(prestressed concrete,PC)箱梁桥三维有限元模型,采用隐式分析方法对PC箱梁桥进行单独火灾分析,得到其在不同时刻下的温度及热应力的分布特征,采用显式分析方法对PC箱梁桥进行单独爆炸分析,得到其... 详细信息

利用ANSYS/LS-DYNA建立了预应力混凝土(prestressed concrete,PC)箱梁桥三维有限元模型,采用隐式分析方法对PC箱梁桥进行单独火灾分析,得到其在不同时刻下的温度及热应力的分布特征,采用显式分析方法对PC箱梁桥进行单独爆炸分析,得到其在不同爆炸当量下的局部破坏特征以及整体位移情况.随后,对综合考虑高温和高应变率效应的混凝土本构模型和钢材本构模型进行试验验证,在得到可靠性结果的基础上对PC箱梁桥进行火灾爆炸联合作用分析.结果表明:发生桥上火灾时,桥面板的热应力重分布现象应该得到关注,桥上火灾热应力随着燃烧时间的推移,顶板和翼缘板应力下降程度要大于腹板上方混凝土应力下降程度,桥面板的热应力使得在爆炸的过程中会出现小当量炸药也能造成箱梁顶板严重局部损伤的现象.发生小当量爆炸时,若燃烧持续时间较短,材料产生的高热应力起主导作用,从而在后续爆炸过程中对顶板造成严重的局部损伤,但整体位移与常温爆炸相似;若燃烧持续时间较长,材料的高温软化效应起主导作用,顶板损伤情况有所减小,但整体位移会增大.发生大当量爆炸时,无论是材料产生的高热应力还是材料的高温软化均会造成箱梁顶板的严重破损,冲击波在箱梁的聚集作用下冲击底板与腹板交界处,最终底板坍塌.从热应力分布现象和爆炸局部破坏特征来看,单箱多室的箱梁桥可以适当提高抗爆性.

关键词：火灾爆炸 PC箱梁桥有限元分析

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黏土结构性对孔压静力触探结果的影响分析

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水文地质工程地质 2023年第5期50卷 80-88页

作者：加瑞赵栋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

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影... 详细信息

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影响。数值计算结果表明:(1)黏土的结构性会导致锥尖周围土体的偏应力增大,由于锥尖附近土体的结构性损伤,最大偏应力出现在距锥尖一定距离的右下方;(2)表征结构性强度的参数——初始结构屈服应力p’_(yi)越大,锥尖阻力qc越大,而表征结构性损伤速度的参数——结构性对流动法则影响参数ω越大,q_(c)值越小;(3)p’_(yi)值越大,贯入停止时的超静孔隙水压力u越大,而ω值越大,贯入停止时的u值越小;(4)经验圆锥系数N_(kt)随p’_(yi)增大明显减小,随ω的增大略有减小。因此,黏土的结构性强度及其损伤会明显影响孔压静力触探的测量结果,基于锥尖阻力q_(c)估算结构性黏土的不排水抗剪强度su时应采用考虑结构性影响的经验圆锥系数N_(kt),否则将会低估结构性黏土的s_(u)。研究结果可为孔压静力触探结果的分析和应用提供参考。

关键词：黏土结构性孔压静力触探结构性剑桥模型锥尖阻力经验圆锥系数

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储层和开采参数对天然气水合物开采产能的影响分析

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海洋地质与第四纪地质 2023年第6期43卷 202-216页

作者：加瑞许敬明郝岱恒李青茁杨岗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

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景,采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上... 详细信息

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景,采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上覆层和下伏层渗透率等储层参数,以及降压幅度、降压井长度和出砂堵塞(通过改变井周网格渗透率反映出砂堵塞)等开采参数对天然气水合物降压开采产能的影响。数值模拟结果表明:①随着储层渗透率的增大,产气量有明显的增加;随着储层压力、孔隙度的增大以及上覆层和下伏层渗透率的减小,产气量有较大的增加;随着储层温度的增大,产气量有一定的增加;产气量随饱和度的增大先增大后减小。因此,实际开采时可优先选择渗透率大、上覆层和下伏层渗透率小、孔隙度大、温度较高、水合物饱和度适中的储层。②随着降压幅度的增大以及降压井长度增大,产气量有明显的增加;而随着出砂堵塞程度的加剧,产气量有非常明显的减少。因此,实际开采时可以通过增大降压幅度和降压井长度以及采取减轻出砂堵塞的措施来提高产气量。研究结果可以为我国将来天然气水合物开采区域及开采方式的选择和确定提供参考。

关键词：天然气水合物降压开采 TOUGH+HYDRATE 储层参数开采参数

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基于并行计算和遗传算法的钢-UHPC华夫板组合梁优化设计

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计算力学学报 2023年第3期40卷 357-365页

作者：史腾朱劲松王子挺秦亚婷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

为实现钢-超高性能混凝土(UHPC)华夫板组合梁结构快速经济合理的设计,提出了基于并行计算与遗传算法的结构优化设计方法.通过Python建立了并行计算平台,使Abaqus和Python能够执行同步数值模拟和数据处理,以成本最小化为目标,采用遗传算... 详细信息

为实现钢-超高性能混凝土(UHPC)华夫板组合梁结构快速经济合理的设计,提出了基于并行计算与遗传算法的结构优化设计方法.通过Python建立了并行计算平台,使Abaqus和Python能够执行同步数值模拟和数据处理,以成本最小化为目标,采用遗传算法对钢-UHPC华夫板组合梁进行了优化,验证了所提方法的可行性.结果表明,遗传算法中密集的分析任务可以并行化并分配给不同的计算资源以提高计算效率;使用并行计算可以提高8.6倍的优化效率;并行计算和串行计算的CPU平均使用率分别为82%和18%.本文方法的成功应用可为其他类型结构的优化设计提供参考.

关键词：超高性能混凝土华夫板组合梁结构优化设计并行计算遗传算法

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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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黏土地层盾构隧道开挖面失稳离心试验及数值模拟

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第5期56卷 503-512页

作者：雷华阳刘敏钟海晨许英刚袁大军天津大学建筑工程学院天津300354 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354 北京交通大学土木建筑工程学院北京100091

通过开展离心模型试验和数值模拟,对黏土地层中盾构隧道开挖面的失稳破坏特征进行了研究.通过开挖面支护力-开挖面板后退位移关系曲线,获得了开挖面支护力呈快、缓和稳的3阶段变化特征,开挖面支护力-位移曲线中未呈现支护力反弹现象,比... 详细信息

通过开展离心模型试验和数值模拟,对黏土地层中盾构隧道开挖面的失稳破坏特征进行了研究.通过开挖面支护力-开挖面板后退位移关系曲线,获得了开挖面支护力呈快、缓和稳的3阶段变化特征,开挖面支护力-位移曲线中未呈现支护力反弹现象,比对应砂土地层更慢达到极限值,极限支护力值为5%~7%初始竖向土压力.地表沉降在开挖面失稳过程持续增加;埋深比为1.0时,横向地表沉降槽形状变化明显.在隧道中心轴线高度处,纵向土压力沿纵向随远离隧道截面距离逐渐增大,纵向土拱率值逐渐增大,且远小于对应竖向土拱率值.根据盾构开挖面失稳过程中竖向土压力沿深度变化曲线、纵向土压力沿掘进方向变化曲线,以及横向土压力沿横向变化曲线的拐点可得到失稳松动区和扰动区的范围.埋深比为1.0时,在隧道中心轴线水平面内隧道截面前方0.5D以外区域,纵向土压力和横向土压力的变化比竖向土压力更加显著.相比传统开挖面失稳分析中仅对竖向土压力变化规律进行的研究,提出应同时研究三向土压力的时空变化规律.

关键词：盾构隧道开挖面失稳离心模型试验数值模拟黏土

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基坑多级支护机理研究与基于MARS优化分析

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土木工程学报 2024年

作者：刘畅代学震任彦华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市勘察设计院集团有限公司

基坑多级支护是在预留反压土两侧设计支护桩的新型无支撑支护方式，其可以在取消水平内支撑的同时，达到足够的变形和稳定性控制要求。而桩顶连梁的设置可以进一步提升支护结构变形控制能力。基于天津市某基坑多级支护的工程实测数据，... 详细信息

基坑多级支护是在预留反压土两侧设计支护桩的新型无支撑支护方式，其可以在取消水平内支撑的同时，达到足够的变形和稳定性控制要求。而桩顶连梁的设置可以进一步提升支护结构变形控制能力。基于天津市某基坑多级支护的工程实测数据，通过有限元分析软件PLAXIS 3D进行数值分析，对有无设置桩顶连梁的多级支护结构的桩土相对位移、净桩侧摩阻力、桩体变形、桩体受力、土体位移场分布等开展分析，揭示了设置连梁工况下多级支护的工作机理，并结合MARS软件对多级支护结构提出工程优化建议。研究发现：两级桩发挥“地基梁、反压土、限位及刚架”作用，高效控制结构变形；其中，连梁、冠梁、两级桩体形成整体的刚架作用，提升了整体多级支护结构的稳定性与变形控制效果；由于桩侧摩阻力作用的充分发挥，支护结构产生自撑效应，高效控制结构变形。B<1.5He时，设置连梁可以实现对桩体变形、坑内隆起及坑外沉降的有效控制。此外，当L1=1.8He，L2=1.8He，H1/He=0.5时，支护结构变形控制最小，成本控制最佳。

关键词：基坑支护多级支护桩作用机理 MARS

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水合物开采储层出砂影响因素的试验研究

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地下空间与工程学报 2024年第S2期20卷 692-700,721页

作者：加瑞郝岱恒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

出砂是影响天然气水合物安全高效开采的关键因素之一。根据我国南海天然气水合物储层的颗粒级配配制了储层试样,利用冰粒代替水合物,通过自行研制的室内模型试验装置研究了影响水合物开采储层出砂的主要因素,分析了不同储层黏粒含量、... 详细信息

出砂是影响天然气水合物安全高效开采的关键因素之一。根据我国南海天然气水合物储层的颗粒级配配制了储层试样,利用冰粒代替水合物,通过自行研制的室内模型试验装置研究了影响水合物开采储层出砂的主要因素,分析了不同储层黏粒含量、降压幅度和防砂层粒径时的储层出砂量、防砂层挡砂量和过砂量以及储层和防砂层渗透率的变化情况。结果表明:(1)储层黏粒含量越高,储层出砂量越小,防砂层挡砂量和过砂量也越小,防砂层挡砂率越小、过砂率越大,储层渗透率的增幅越小,防砂层渗透率的降幅越小;(2)降压幅度越大,储层出砂量越大,防砂层挡砂量和过砂量也越大,防砂层挡砂率越小、过砂率越大,储层渗透率的增幅越大,防砂层渗透率的降幅越大;(3)防砂层粒径增大,储层出砂量变化不大,防砂层挡砂量减小、过砂量增大,防砂层挡砂率减小、过砂率增大,储层渗透率的变化不大,防砂层渗透率的降幅减小。

关键词：水合物冰粒出砂黏粒含量降压幅度防砂层粒径

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玄武岩纤维网格增强磷酸镁水泥砂浆复合材料力学性能

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复合材料学报 2024年第10期41卷 5492-5503页

作者：谢剑刘家旺李伟金凌翼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300350 北京市既有建筑改造工程技术研究中心(天津分中心) 天津300350 兰州交通大学土木工程学院兰州730070

为了研究钢纤维与玄武岩纤维(BFRP)网格对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)力学性能的增强效果,制备了BFRP网格MPCM复合材料(GRMM)。通过轴向拉伸试验和四点弯曲试验,研究材料复合方式(钢纤维增强、BFRP网格增强、复合增强)、BFRP网格厚度(1 mm、2... 详细信息

为了研究钢纤维与玄武岩纤维(BFRP)网格对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)力学性能的增强效果,制备了BFRP网格MPCM复合材料(GRMM)。通过轴向拉伸试验和四点弯曲试验,研究材料复合方式(钢纤维增强、BFRP网格增强、复合增强)、BFRP网格厚度(1 mm、2 mm、3 mm)和BFRP网格表面形式(未处理、粘砂)对复合材料拉伸应力-应变曲线、弯曲应力-挠度曲线与关键力学参数的影响规律,以及钢纤维、BFRP网格在GRMM中的作用机制。结果表明:钢纤维主要在GRMM受力前期发挥作用,可以有效地抑制裂缝的产生,起到了增强、增韧的作用,钢纤维的掺入使拉伸试件与弯曲试件承载力分别提高了24.23%与215.33%,并提高了两类试件的抗裂性能、变形与耗能能力;BFRP网格作为拉应力的主要承担者,作用于GRMM整个受力过程,使两类试件的峰值变形提升了70倍以上,但试件中BFRP网格与MPCM受力并不协调;两种材料复合增强下,GRMM综合了钢纤维对基体的增强效果与BFRP网格的良好变形性能,其抗裂性能、强度、变形性能及耗能能力均得到提升;随着BFRP网格厚度的增加,GRMM试件强度与耗能能力得到进一步提升;BFRP网格表面进行粘砂处理对GRMM各项性能影响并不明显。

关键词：磷酸镁水泥砂浆玄武岩纤维网格纤维增强拉伸性能弯曲性能

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