检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2024年第7期41卷 3716-3725页

作者：滕晓丹黎永鸿韦宵宁周俊杰广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

采用稻壳灰为主要胶凝材料并掺入橡胶颗粒作为人工缺陷,制备低碳环保型的高延性水泥基复合材料(Rice husk ash and crumb rubbers engineered cementitious composites,CR-RHA/ECC)。通过宏观力学性能与微观实验,研究不同养护龄期下(7天... 详细信息

采用稻壳灰为主要胶凝材料并掺入橡胶颗粒作为人工缺陷,制备低碳环保型的高延性水泥基复合材料(Rice husk ash and crumb rubbers engineered cementitious composites,CR-RHA/ECC)。通过宏观力学性能与微观实验,研究不同养护龄期下(7天和28天)橡胶掺入量(0、10%、20%、30%)对CR-RHA/ECC延性和开裂特性的影响。结果表明:随着龄期的增长,CR-RHA/ECC的延性存在较大差异,橡胶替代10%河砂使CR-RHA/ECC的7天龄期延性削弱了54%,而使CR-RHA/ECC的28天龄期增长了67%,随着龄期增长(28天龄期),橡胶替代30%河砂可使CR-RHA/ECC的延性达6%,此时CR-RHA/ECC相较于无橡胶替代河砂组,CR-RHA/ECC的拉伸裂缝宽度减小了52.79%。

关键词：高延性水泥基复合材料稻壳灰橡胶延性裂缝宽度

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考虑纵径向热应变的竖向受荷能量桩简化分析方法

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工程力学 2024年第7期41卷 121-133页

作者：江杰陈朝棋欧孝夺陈秋怡广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为探究温度对能量桩荷载传递机理及相关力学响应的影响,引入平面瞬态温度场方程,将温度场与应力场解耦。基于平面应力模型,将能量桩与桩周土考虑为具有协调变形的整体,计算了径向热应力。在此基础上,将其与双曲线荷载传递模型结合,对桩... 详细信息

为探究温度对能量桩荷载传递机理及相关力学响应的影响,引入平面瞬态温度场方程,将温度场与应力场解耦。基于平面应力模型,将能量桩与桩周土考虑为具有协调变形的整体,计算了径向热应力。在此基础上,将其与双曲线荷载传递模型结合,对桩土界面处的极限摩阻力进行修正。将纵向热应变考虑在竖向荷载传递方程中,得到可同时衡量纵向和径向热效应的竖向受荷能量桩承载特性分析方法。利用增量法对能量桩荷载传递控制方程进行求解,得到桩身轴力、桩侧阻力、桩身位移等相关力学响应。通过与既有文献进行对比,验证了该模型的合理性。通过参数分析,研究了温度和竖向力作用下能量桩的荷载传递特性。结果表明:温度会改变能量桩的荷载传递特性,提高能量桩的运行温度可小幅增加其承载力。该文方法的计算流程清晰,可为能量桩的设计提供参考。

关键词：桩基工程能量桩荷载传递法力学响应径向热应力

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薄板几何非线性弯曲分析的深度能量法

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计算力学学报 2024年第3期41卷 556-563页

作者：彭林欣罗伟嫚黄钟民广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

发展了一种增量形式的深度能量法求解薄板几何非线性弯曲问题。根据最小势能原理和Von-Karman非线性理论,构建以薄板势能为驱动的增量式深度神经网络模型。首先用网格离散薄板求解域,通过Python读取网格数据计算Hammer积分点,并以此作... 详细信息

发展了一种增量形式的深度能量法求解薄板几何非线性弯曲问题。根据最小势能原理和Von-Karman非线性理论,构建以薄板势能为驱动的增量式深度神经网络模型。首先用网格离散薄板求解域,通过Python读取网格数据计算Hammer积分点,并以此作为训练集代入网络模型预测板的弯曲位移,再将荷载分成一系列的荷载增量,每个增量步中计算薄板势能作为神经网络的损失函数,以最小化势能为目标,结合Adam优化算法更新网络模型参数,待势能取驻值后再继续下一个荷载步的计算。本文求解了不同形状、不同边界条件下薄板的几何非线性弯曲问题,并将计算结果与文献解或有限元Abaqus解进行对比,研究表明,本文方法在求解薄板的几何非线性弯曲问题上具备有效性和准确性,且增量式的神经网络模型能够减小计算内存,有效提高计算效率和模型的稳定性。

关键词：几何非线性深度能量法增量式神经网络 Von-Karman非线性理论

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加筋折叠壳静力弯曲的移动最小二乘无网格法

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计算力学学报 2025年第1期42卷 106-114页

作者：陈卫彭林欣南华大学土木工程学院衡阳421001 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

可展结构体系中的折板结构凭借高刚度-重量比、易拼接成型等特点,已广泛应用于实际结构工程中。相比折板而言,折壳具有几何形状多变、外观优美等特点。此外,加筋板壳结构中的筋条可以采用基于欧拉-伯努利梁(EBT)和铁木辛柯梁(TBT)理论... 详细信息

可展结构体系中的折板结构凭借高刚度-重量比、易拼接成型等特点,已广泛应用于实际结构工程中。相比折板而言,折壳具有几何形状多变、外观优美等特点。此外,加筋板壳结构中的筋条可以采用基于欧拉-伯努利梁(EBT)和铁木辛柯梁(TBT)理论框架下的计算方法。然而,当筋条跨高比达到一定限度时,EBT和TBT则不再满足工程精度需求。本文通过将筋条视为基于3D连续壳理论的长条形板或曲板,提出一种求解加筋折叠壳静力弯曲问题的移动最小二乘无网格法。首先,基于3D连续壳理论,通过映射技术将随动坐标系上的二维无网格节点信息映射到三维壳体中,采用移动最小二乘近似对曲面几何及位移场拟合,根据最小势能原理,推导出壳静力弯曲的离散方程;其次,采用完全转换法对离散方程进行修正;将经过修正后各壳的刚度矩阵和载荷列阵转换到整体坐标系上;最后,通过子结构法叠加得到整个加筋折叠壳结构的离散方程。通过折板壳、加筋板、加筋壳四个数值算例,将本文计算结果与ABAQUS有限元解进行对比,验证了本文方法计算加筋折叠壳静力弯曲的收敛性及准确性。

关键词： 3D连续壳理论移动最小二乘近似加筋壳折壳静力弯曲

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基于互信息和MiniRocket网络的CFST脱空识别

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振动与冲击 2024年第8期43卷 202-212页

作者：覃悦谢开仲郭晓王红伟王秋阳彭佳旺广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004 广西新发展交通集团有限公司南宁530029

为提高钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)脱空检测的效率和精度,本文提出了一种基于快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)、互信息(mutual information,MI)和MiniRocket神经网络的智能识别方法。首先,采用FFT将待测CFST敲击声波时域信号转换为频域信号;其次,采用MI建立频域信号与脱空状态的相关性,提取相关性最大的前30个特征建立数据集,避免了复杂的数学运算和冗余信息;建立MiniRocket深度学习网络,通过使用更少的参数量和更小的特征尺寸,提高分类的速度和精度。最后,考察了模型的噪音鲁棒性,并与其他算法、特征提取方法和识别方法进行对比。结果表明,在不同脱空深度和脱空宽度下,所提的方法在100次重复试验中获得了100%的平均预测精度。在高信噪比下,该方法受影响较小。此外,与其他算法、特征提取方法和识别方法相比,本方法具有更好的预测性能。因此,所提出的方法在未来实际CFST结构的智能脱空识别中具有较大的应用潜力。

关键词：钢管混凝土(CFST) 脱空敲击声波互信息(MI) 深度学习

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基于改进Reddy型TSDT的弹性地基上FG-CNTRC板线性弯曲与自由振动无网格分析

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力学学报 2023年第6期55卷 1355-1370页

作者：陈卫方耀楚孙冰彭林欣南华大学土木工程学院湖南衡阳421001 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

基于改进Reddy型3阶剪切变形理论(third-order shear deformation theory,TSDT)假设,考虑碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)转向及功能梯度材料的不均匀性,建立弹性地基上功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite,FG-CNTRC)板的线性弯曲和自由振动无网格分析模型.利用改进Reddy型TSDT推导FG-CNTRC板的势能和动能,给出弹性地基势能的表达式,再将其分别进行叠加,通过最小势能原理及Hamilton原理推导出弹性地基上FG-CNTRC板的线性弯曲和自由振动控制方程.采用稳定移动克里金插值(stabilized moving Kriging interpolation,SMKI)对问题域内的节点进行离散,该近似形函数的构造方法满足克罗内克条件,可以直接施加边界条件.文中首先给出基于三阶剪切变形理论的弹性地基FG-CNTRC板线性弯曲与自由振动无网格离散模型.随后通过基准算例,研究本文方法的有效性及精度问题.最后数值分析了CNTs的分布形式、转向角、体积分数、地基系数、宽厚比和边界条件等对FG-CNTRC板的线性弯曲及自振频率的影响.研究表明:采用本文方法计算FG-CNTRC薄板、中厚板、甚至厚板的线性弯曲和自振频率均具有较高的计算精度;随着CNTs体积分数和地基系数的增加,FG-CNTRC板结构刚度逐渐增大;FG-CTRC板结构刚度与宽厚比成正相关,厚度增加的剪切效应会让CNTs转向角对结构刚度的影响逐渐降低.

关键词：改进Reddy型三阶剪切变形理论功能梯度碳纳米管增强复合材料板弹性地基稳定移动克里金插值线性弯曲自由振动

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热-力耦合作用下能量桩单桩分析方法及工作特性研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第7期50卷 211-220页

作者：江杰陈秋怡欧孝夺陈朝棋张鹏广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室(广西大学) 广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室(广西大学) 广西南宁530004

能量桩在正常服役过程受热-力耦合作用,其荷载传递特征将发生改变,但现有能量桩承载特性的理论方法尚不够完善.为研究热-力耦合作用下能量桩单桩承载特性,考虑温度对荷载传递函数的影响,提出基于荷载传递法和能量平衡原理的热-力耦合作... 详细信息

能量桩在正常服役过程受热-力耦合作用,其荷载传递特征将发生改变,但现有能量桩承载特性的理论方法尚不够完善.为研究热-力耦合作用下能量桩单桩承载特性,考虑温度对荷载传递函数的影响,提出基于荷载传递法和能量平衡原理的热-力耦合作用下能量桩单桩分析方法,通过迭代求解得到任意荷载-温度组合作用下桩身内力和位移,将计算结果与试验结果进行对比,结果较吻合.研究结果表明:温度作用会影响桩身轴力和桩侧摩阻力变化规律.对不同桩顶荷载水平下的桩顶沉降值进行分析,在荷载-升温/降温工况下,当桩顶荷载水平较低时(≤25%Pu,Pu为极限荷载),温度变化对桩顶沉降幅度影响显著,桩顶沉降幅度可达到55%(25%Pu);尤其荷载-降温工况下,当桩顶荷载水平超过75%Pu时,桩顶沉降量临近极限值,此时需特别注意桩基承载性能.

关键词：岩土工程桩基础能量桩荷载传递法热-力耦合承载力

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基于T-P模型的桩-桩水平振动相互作用研究

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工程力学 2023年第1期40卷 87-99页

作者：江杰柴文成张探龙逸航广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为精确揭示桩-土动力相互作用,弥补动力Winkler地基-Bernoulli-Euler梁模型(E-W模型)在桩-桩水平振动分析中的不足。考虑土体剪切效应和桩身剪切变形,建立Pasternak-Timoshenko模型(T-P模型)模拟桩-土动力相互作用,推导水平动力和竖向... 详细信息

为精确揭示桩-土动力相互作用,弥补动力Winkler地基-Bernoulli-Euler梁模型(E-W模型)在桩-桩水平振动分析中的不足。考虑土体剪切效应和桩身剪切变形,建立Pasternak-Timoshenko模型(T-P模型)模拟桩-土动力相互作用,推导水平动力和竖向荷载共同作用下的主动桩水平振动解析解。在此基础上,根据桩-桩动力相互作用原理,建立被动桩水平振动控制方程,运用传递矩阵法考虑土体分层特性,利用初参数法计算桩-桩动力相互作用因子;与已有文献进行对比,验证计算结果的正确性。通过参数分析表明:土体剪切效应对水平动力相互作用因子有增强效果;在给定桩土参数的情况下,主动桩和被动桩存在“有效桩长”(L_(d)=10d~15d);当桩身长径比在L/d=5~10范围内时,不宜忽略桩身剪切变形对动力相互作用因子的影响;竖向荷载对水平-摇摆耦合作用因子的影响最为显著。

关键词： Pasternak-Timoshenko模型层状土多向荷载水平振动桩-桩动力相互作用因子

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竖向力-温度荷载-扭矩加载路径下单桩承载变形研究

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工程力学 2023年第11期40卷 130-139页

作者：江杰陈秋怡黄中正陈朝棋欧孝夺广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西大学防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

正常服役过程能量桩受复杂的力学行为,目前针对多向荷载作用下能量桩的承载变形特性研究相对较少。为探讨能量桩在竖向力、温度荷载和扭矩共同作用下的承载特性,依次施加桩顶竖向力、温度荷载和桩顶扭矩,通过考虑温度荷载对桩侧摩阻力... 详细信息

正常服役过程能量桩受复杂的力学行为,目前针对多向荷载作用下能量桩的承载变形特性研究相对较少。为探讨能量桩在竖向力、温度荷载和扭矩共同作用下的承载特性,依次施加桩顶竖向力、温度荷载和桩顶扭矩,通过考虑温度荷载对桩侧摩阻力及边界条件的影响,基于荷载传递法及边界元法构建了桩身位移控制方程,提出竖向力→温度荷载→扭矩加载路径下的能量桩承载变形特性的分析方法,通过与已有试验和ABAQUS有限元结果进行对比,均具有比较好的吻合度。研究表明,温度荷载会改变单桩的荷载传递特征,影响桩身轴力和桩侧摩阻力分布。竖向力→温度荷载→扭矩加载路径下,温度变化引起的附加荷载会导致单桩抗扭承载力降低。进一步的参数分析表明,增大竖向荷载会使桩侧极限环向摩阻力减小,导致能量桩单桩抗扭能力降低26.2%(75%P_(u),P_(u)为竖向极限荷载);随着长径比的增加,桩身承载力逐渐增大,可选取合适的长径比抵消温度荷载带来的影响;随着温度增量的增大,桩身变形量逐渐增大,其中桩身0.6L以上部分变形较大,因此作为能量桩使用的工程桩基需要对地基上部进行加固。

关键词：多向荷载能量桩承载特性荷载传递理论分析

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砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下柔性单桩水平承载力分析

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岩土力学 2023年第5期44卷 1375-1384页

作者：江杰付臣志柴文成欧孝夺广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西大学防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下单桩水平承载理论研究较少,且鲜有考虑预先施加的竖向荷载对土抗力p与桩身水平位移y曲线的影响。鉴于此,考虑桩顶预先施加的竖向力对桩周土体产生挤密作用,从而对双曲线型p-y曲线的极限土抗力进行修... 详细信息

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下单桩水平承载理论研究较少,且鲜有考虑预先施加的竖向荷载对土抗力p与桩身水平位移y曲线的影响。鉴于此,考虑桩顶预先施加的竖向力对桩周土体产生挤密作用,从而对双曲线型p-y曲线的极限土抗力进行修正。采用余弦函数表征被动侧径向土压力分布,构建了被动侧最大径向土压力与总土抗力的关系式,推导了被动侧的侧阻抗力矩解析表达式。考虑被动侧摩阻力与竖直方向存在夹角β对由摩阻力引起的桩身轴力变化量进行修正,给出了修正计算公式。建立了同时考虑修正的p-y曲线、桩身自重和被动侧摩阻力引起的轴力变化量、二阶效应(即P-Δ效应)以及侧阻抗力矩的桩身挠曲微分方程,通过MATLAB编程求得其数值解。将计算结果与已有模拟和试验结果进行比较,验证了该方法的正确性。在此基础上,探讨了预先施加的竖向力大小对单桩水平承载性能的影响。计算结果表明:推导的桩身轴力变化量计算公式能更准确地表征被动侧摩阻力对桩身轴力的影响,且可用于大变形条件;预先施加的竖向力可以增大柔性单桩的水平承载力,随着预先施加的竖向力的增大,增强效果逐渐减弱。

关键词：砂土地基柔性单桩竖向-水平加载路径水平承载力数值解

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