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建筑结构学报 2021年第4期42卷 147-156页

作者：吴平郭杨朱大勇金伟良浙江大学结构工程研究所浙江杭州310058 安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230001 安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 浙大宁波理工学院浙江宁波315100

为解决预应力混凝土(PHC)管桩水平承载力不足的技术难题,开展了配置玄武岩纤维(BFRP)筋复合配筋PHC管桩(PRC-B管桩)和配置普通钢筋的复合配筋PHC管桩(PRC管桩)受弯、受剪性能的对比试验。受弯试验结果表明:BFRP筋的配置改善了PHC管桩的... 详细信息

为解决预应力混凝土(PHC)管桩水平承载力不足的技术难题,开展了配置玄武岩纤维(BFRP)筋复合配筋PHC管桩(PRC-B管桩)和配置普通钢筋的复合配筋PHC管桩(PRC管桩)受弯、受剪性能的对比试验。受弯试验结果表明:BFRP筋的配置改善了PHC管桩的承载性能;与PHC管桩相比,PRC-B管桩的开裂弯矩和极限弯矩均有显著提高,且弹性变形更小、中性轴高度更低、裂缝分布范围更短且数量更少;两种类型桩的跨中截面应变符合平截面假定,破坏时PRC-B管桩受拉区裂缝宽度超限同时受压区混凝土开裂,而PRC管桩仅受拉区裂缝宽度超限。受剪试验结果显示:配置BFRP筋较大幅度提高了PHC管桩的受剪性能,其抗裂剪力和极限剪力分别有不同程度的提高;两种类型桩破坏过程类似,均是在剪弯段先出现两条对称的斜裂缝,逐步发展至中性轴高度处,以平行于桩长方向继续发展贯通形成主贯通面,最后因主裂缝宽度超限而破坏。所提出的配置BFRP筋复合配筋预应力混凝土管桩的受弯承载力计算公式,其计算结果相对试验承载力具有合理的富余。对比试验结果表明,BFRP筋可以替代普通钢筋改善PHC管桩的承载性能。

关键词：预应力混凝土管桩复合配筋 BFRP筋受弯试验受剪试验承载性能

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新型可恢复功能半刚性节点抗震性能试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2023年第6期57卷 1090-1099,1119页

作者：焦志安魏建鹏郭杨戴良军田黎敏安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 安徽建工集团安徽合肥230022 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了实现建筑功能的震后快速恢复,提出新型可恢复功能半刚性节点.新型节点主要由T形耗能板、带铰的预制梁柱和高强螺栓群组成.对4个该新型节点试件及1个同尺寸的焊接节点对比试件进行往复加载试验,考察新型节点的抗震性能,分析耗能区截... 详细信息

为了实现建筑功能的震后快速恢复,提出新型可恢复功能半刚性节点.新型节点主要由T形耗能板、带铰的预制梁柱和高强螺栓群组成.对4个该新型节点试件及1个同尺寸的焊接节点对比试件进行往复加载试验,考察新型节点的抗震性能,分析耗能区截面面积、长度、截面惯性矩对新型节点滞回性能的影响.结果表明:新型节点比焊接节点具备更好的承载能力、耗能能力和延性.在试验中,非弹性变形主要集中在耗能板,主体结构基本无损伤,更换T形耗能板能够快速恢复结构功能.不同耗能区长度、惯性矩表现出不同的破坏特征与抗震性能.提出简单的新型节点设计计算方法,可以有效预测各类新型节点在往复荷载作用下的受力性能与破坏特征;对比采用所提方法计算与试验记录得出的屈服载荷、极限载荷,两者最大误差分别为2.5%、12.8%.

关键词：装配式节点可恢复功能防震结构抗震性能往复加载试验理论分析

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附加减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

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建筑结构学报 2023年第12期44卷 13-21页

作者：沙慧玲种迅叶献国郭宇菲乐腾胜魏建鹏合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室安徽合肥230009 安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031

为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方... 详细信息

为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方向施加单向地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的振动台试验,对比研究了两种结构的动力特性和地震响应。试验结果表明:在设防地震和罕遇地震作用下,减震结构的损伤程度和地震响应均小于抗震结构,表现出良好的减震效果;两种结构损伤最大位置均出现在框架梁端和柱底,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤模式;试验过程中,U形金属消能器能够产生预期的履带式滚动变形,且基本保持完好;罕遇地震作用下,外挂墙板仍保持完好,表明该结构体系可有效控制外挂墙板的损伤。

关键词：钢筋混凝土框架减震外挂墙板 U形金属消能器振动台试验抗震性能

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基础隔震-外挂墙板减震钢筋混凝土框架振动台试验研究

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工程力学 2024年第7期41卷 176-185页

作者：种迅郭宇菲沙慧玲黄俊旗乐腾胜魏建鹏合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 安徽土木工程材料与结构省级重点实验室安徽合肥230009 安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031

该文提出一种新型的基础隔震-外挂墙板减震混合控制结构(简称“隔震-减震结构”)。该结构采用铅芯橡胶隔震支座作为基础隔震装置,上部结构则采用外挂墙板与U型金属消能器联合构成减震系统。通过减震与隔震混合控制,实现主体结构和围护... 详细信息

该文提出一种新型的基础隔震-外挂墙板减震混合控制结构(简称“隔震-减震结构”)。该结构采用铅芯橡胶隔震支座作为基础隔震装置,上部结构则采用外挂墙板与U型金属消能器联合构成减震系统。通过减震与隔震混合控制,实现主体结构和围护墙体在罕遇地震下不发生损伤,可用于对韧性性能要求较高的生命线工程中。为对比研究隔震-减震结构与传统隔震结构的抗震性能,设计制作了一个在两方向上完全一致的1/2缩尺基础隔震钢筋混凝土框架结构,并在Y方向附加外挂墙板和U型金属消能器,形成隔震-减震结构,X方向不含外挂墙板,为隔震结构。分别在两个方向输入单向地震动进行振动台试验,试验结果表明:相比隔震结构,隔震-减震结构能进一步降低结构在设防和罕遇地震下的位移响应;隔震-减震结构在罕遇地震下最大层间位移角小于或接近钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限值,主体结构保持弹性,外挂墙板未出现损伤,可以实现预期的性能目标。

关键词：基础隔震外挂墙板减震混合控制 U型金属消能器振动台试验抗震性能

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灌注桩桩—土界面粗糙度及强度理论研究

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土木工程学报 2023年第S02期56卷 86-94页

作者：奚邦禄张振华莫品强陈小川余悦程郭杨安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 合肥工业大学安徽合肥230009

文章开发了可模拟实际灌注桩成型过程的混凝土浆液-土固化成型装置,开展不同灌注桩深度处混凝土浆液-土固化成型试验,探究浆液自重应力对灌注桩表面粗糙度的影响规律,进而提出考虑粗糙度特征的桩—土界面强度理论。结果表明:随着混凝土... 详细信息

文章开发了可模拟实际灌注桩成型过程的混凝土浆液-土固化成型装置,开展不同灌注桩深度处混凝土浆液-土固化成型试验,探究浆液自重应力对灌注桩表面粗糙度的影响规律,进而提出考虑粗糙度特征的桩—土界面强度理论。结果表明:随着混凝土浆液自重应力增加,混凝土浆液对桩周土体的挤压、劈裂作用更为显著,使得桩—土界面粗糙度随深度增加而近似线性增长的规律;而后引入界面剪切系数i来表征桩—土界面粗糙度对界面间发生桩—土相对滑移破坏或土自身剪切破坏的影响,与已有试验结果对比表明,考虑粗糙度的强度理论可以较好地预测不同粗糙度下桩—土界面极限强度;最后探讨了理想粗糙面情况下界面剪切系数i与剖面长度比、凹槽形状的数学关系。

关键词：界面强度理论粗糙度硬黏土灌注桩

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海泡石纤维增强高石粉含量机制砂砂浆性能的研究

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硅酸盐通报 2022年第3期41卷 870-877页

作者：詹奇淇章家海王晓海陈慧项炳泉安徽省建筑科学研究设计院合肥230031 安徽省建筑工程质量第二监督检测站合肥230031 绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室合肥230031

以高石粉含量机制砂砂浆为研究对象,分析了海泡石纤维体积掺量和长度的变化对砂浆力学性能和干燥收缩的影响规律,并使用压汞仪和扫描电子显微镜研究了砂浆内部孔结构和微观形貌的变化特征。结果表明:适宜体积掺量的短海泡石纤维可显著... 详细信息

以高石粉含量机制砂砂浆为研究对象,分析了海泡石纤维体积掺量和长度的变化对砂浆力学性能和干燥收缩的影响规律,并使用压汞仪和扫描电子显微镜研究了砂浆内部孔结构和微观形貌的变化特征。结果表明:适宜体积掺量的短海泡石纤维可显著改善砂浆的抗压强度、抗折强度和抗干燥收缩能力。与空白组相比,长度为1 mm的纤维体积掺量为1.5%时,试件28 d抗压强度和抗折强度分别提高98.9%和36.2%;长度为1 mm的纤维体积掺量为2.0%时,28 d自然干燥收缩值降低72.1%。海泡石纤维试件内部形成了大量针棒状钙矾石和片状氢氧化钙晶体,有效提高了砂浆硬化体系的密实性,砂浆总孔隙率与纤维掺量成反比。

关键词：砂浆石粉机制砂海泡石纤维干燥收缩孔隙结构

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考虑损伤断裂的新型梁柱节点抗连续倒塌研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第7期51卷 77-83页

作者：魏建鹏田黎敏郭杨乔惠云安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 福建工程学院土木工程学院福建福州350118

基于3个典型焊接钢框架梁柱节点的抗倒塌试验,验证抗倒塌分析准确性.提出半跨梁简化分析模型,研究损伤断裂模拟;给出双重断裂节点构造及其关键参数确定方法,并在模拟方法基础上,分析双重断裂节点的抗连续倒塌性能.结果表明:损伤断裂参... 详细信息

基于3个典型焊接钢框架梁柱节点的抗倒塌试验,验证抗倒塌分析准确性.提出半跨梁简化分析模型,研究损伤断裂模拟;给出双重断裂节点构造及其关键参数确定方法,并在模拟方法基础上,分析双重断裂节点的抗连续倒塌性能.结果表明:损伤断裂参数仅影响峰值荷载点位置,考虑应力三轴度,峰值荷载及对应位移平均下降15.7%和22.2%.双重断裂节点构造简单、力学原理清晰,通过增设松弛钢索及配合锚固部件能够实现双重断裂过程.为防止节点两侧钢梁变形不对称,钢索在节点域应不连续.双重断裂节点可以形成较强的二次拉结作用,进而充分发挥钢梁拉结能力.

关键词：钢框架梁柱节点连续倒塌损伤断裂钢索

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基坑上跨开挖诱发既有盾构隧道隆起变形研究

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工程力学 2022年第12期39卷 130-140页

作者：王理想梁荣柱李忠超康成肖铭钊吴文兵高坤郭杨中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 武汉市市政建设集团有限公司湖北武汉430023 安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230031 绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031

基坑上跨开挖将会引起既有盾构隧道隆起变形,危及既有盾构隧道的服役性能。目前基坑开挖引起的盾构隧道隆起变形的解析方法,通常将盾构隧道简化为埋置于弹性地基上的连续长梁,忽略了环间接头影响。针对前人研究的不足,提出带环间接头的... 详细信息

基坑上跨开挖将会引起既有盾构隧道隆起变形,危及既有盾构隧道的服役性能。目前基坑开挖引起的盾构隧道隆起变形的解析方法,通常将盾构隧道简化为埋置于弹性地基上的连续长梁,忽略了环间接头影响。针对前人研究的不足,提出带环间接头的盾构隧道计算模型,通过非线性Pasternak地基模型来考虑地基土变形的非线性特征,通过两阶段分析法,推导得到基坑上跨开挖作用下盾构隧道隆起位移和张开量简化解答。通过MINDLIN解计算基坑开挖引起的作用于盾构隧道上的附加荷载;建立基坑卸载下盾构隧道的隆起变形微分方程。利用有限差分法求解出基坑开挖引起的邻近盾构隧道隆起变形和内力分布。收集了三个工程实测数据,并将所提方法和实测数据、既有理论方法进行对比,验证所提方法的适用性。

关键词：盾构隧道隆起变形非线性地基模型带环间接头的盾构隧道模型基坑开挖

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石粉掺量对机制砂混凝土强度和抗冻性能的影响

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第4期45卷 500-504,525页

作者：王晓海詹奇淇陈慧张元朔章家海安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230031 安徽省建筑工程质量第二监督检测站安徽合肥230031 绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031

为更深入理解石粉在机制砂混凝土中的作用机理,文章研究石粉掺量(质量分数)对机制砂混凝土抗压强度及抗冻性能的影响规律,并通过压汞、扫描电子显微镜研究其微观结构。结果表明:适宜的石粉掺量可提高机制砂混凝土的工作性和力学性能;石... 详细信息

为更深入理解石粉在机制砂混凝土中的作用机理,文章研究石粉掺量(质量分数)对机制砂混凝土抗压强度及抗冻性能的影响规律,并通过压汞、扫描电子显微镜研究其微观结构。结果表明:适宜的石粉掺量可提高机制砂混凝土的工作性和力学性能;石粉质量分数为3%~5%时,175次冻融循环后,机制砂混凝土相对动弹性模量在86.30%~89.22%之间,质量损失率在2.28%~3.42%之间;石粉质量分数为5%~10%时,175次冻融循环后,机制砂混凝土的相对动弹性模量仍高于60%,质量损失率低于5%;石粉质量分数在3%~10%范围内可有效降低机制砂混凝土内部过渡孔(20~100 nm)和有害孔(100~200 nm)的体积占比;继续提高石粉质量分数,有害孔体积占比明显增大;适宜石粉质量分数下,机制砂混凝土水化结构体系的密实性显著提高。

关键词：机制砂混凝土石粉抗压强度抗冻性孔隙结构

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持续浸泡下硬黏土强度劣化试验研究

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水利水运工程学报 2023年第4期2023卷 130-137页

作者：张骏郭杨陈小川乐腾胜高坤柯宅邦奚邦禄安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

引江济淮工程岸坡广泛分布的硬黏土,经历河水持续浸泡后,会对岸坡稳定造成重大影响。为了探究硬黏土在持续浸泡下的强度劣化机制,以引江济淮合肥段岸坡硬黏土为研究对象,设计持续浸泡试验,结合三轴压缩试验、矿物成分分析试验、微观结... 详细信息

引江济淮工程岸坡广泛分布的硬黏土,经历河水持续浸泡后,会对岸坡稳定造成重大影响。为了探究硬黏土在持续浸泡下的强度劣化机制,以引江济淮合肥段岸坡硬黏土为研究对象,设计持续浸泡试验,结合三轴压缩试验、矿物成分分析试验、微观结构试验和浸泡液离子含量试验,研究持续浸泡下硬黏土的强度劣化机制。结果表明:持续浸泡下硬黏土强度会发生劣化,30d内劣化明显,30d后劣化减弱且趋于平缓;硬黏土中的方解石质量分数随浸泡时长的增加,呈指数降低趋势,浸泡液中Ca2+质量体积分数呈对数增加趋势;随浸泡时长的增加,试样表面微孔隙数量增多,尺寸增大,30d内增加速度较快,30d后增加速度减缓趋于平稳。硬黏土持续浸泡后强度劣化是由亲水性黏土矿物吸水膨胀和土体内部充当“骨架”的方解石发生溶蚀共同导致的。

关键词：硬黏土持续浸泡强度劣化机制

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