检索结果-内蒙古大学图书馆

应用力学学报 2025年第2期42卷 425-433页

作者：韦冬炎陈卫杨健生彭林欣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

基于一阶剪切变形理论,提出了一种求解矩形加肋对称层合板线性弯曲问题的移动最小二乘无网格法。加肋层合板可以视为层合板和肋条组合而成的复合结构。采用移动最小二乘法近似分别建立层合板和肋条的位移场,推导出层合板和肋条的刚度矩... 详细信息

基于一阶剪切变形理论,提出了一种求解矩形加肋对称层合板线性弯曲问题的移动最小二乘无网格法。加肋层合板可以视为层合板和肋条组合而成的复合结构。采用移动最小二乘法近似分别建立层合板和肋条的位移场,推导出层合板和肋条的刚度矩阵,再利用板与肋条间的位移协调条件,将肋条的刚度矩阵叠加到层合板的刚度矩阵中,得到整个复合结构的刚度矩阵。由于基于移动最小二乘近似的无网格法,不满足克罗内克条件,故采用完全转换法处理本质边界条件。文末算例分析了不同肋条数量,铺层方式,弹性模量比和宽厚比下的加肋层合板弯曲性能,并将本研究解与ABAQUS解进行对比,验证了本研究方法的有效性及准确性。

关键词：加肋对称层合板线性弯曲完全转换法移动最小二乘法

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考虑弹性压缩的弹性支承抛物线拱内力解析解

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工程力学 2023年第11期40卷 1-10页

作者：李双蓓梁睿梅国雄广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004 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

为解决非理想边界约束的拱结构内力理论计算问题,将非理想边界约束简化为弹性支承,基于弹性中心法对其力法方程进行简化,考虑弹性压缩的影响,采用精确曲线积分,推导了竖向移动荷载作用下计算弹性支承抛物线拱刚臂长度、常变位、载变位... 详细信息

为解决非理想边界约束的拱结构内力理论计算问题,将非理想边界约束简化为弹性支承,基于弹性中心法对其力法方程进行简化,考虑弹性压缩的影响,采用精确曲线积分,推导了竖向移动荷载作用下计算弹性支承抛物线拱刚臂长度、常变位、载变位和内力的解析解,研究了弯压刚度比、矢跨比和水平弹性约束对支承处水平推力的影响规律,以及水平弹性约束对拱轴内力分布的影响。研究表明:该文提出的解析解物理概念清晰、正确可靠,可以显式地明确呈现弹性支承相关参数对内力计算的影响过程;不考虑拱肋弹性压缩影响导致的水平推力计算误差随弯压刚度的增大而增大,拱趾支承为刚性约束时误差最大,可以达到27.8%;水平弹性支承对拱轴内力分布和水平推力具有显著的调控作用;水平推力影响系数随矢跨比的增大呈非线性增大,当弯压刚度比为1.93、水平弹性支承柔度系数为0.02时,常见矢跨比对应的水平推力影响系数在0.15左右。

关键词：弹性支承内力计算弹性中心法抛物线拱解析解弹性压缩

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考虑桩侧土体软化的能量桩热力响应分析

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岩石力学与工程学报 2023年第9期42卷 2295-2305页

作者：江杰陈秋怡欧孝夺陈海量陈朝棋广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 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 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

为探讨桩侧土体软化对能量桩热力响应的影响,基于荷载传递法和能量平衡原理,提出考虑桩侧土体软化的能量桩热力响应非线性分析方法。该方法采用侧阻软化模型描述桩侧剪应力与位移的关系,采用双曲线模型描述桩端反力与位移的关系,并引入M... 详细信息

为探讨桩侧土体软化对能量桩热力响应的影响,基于荷载传递法和能量平衡原理,提出考虑桩侧土体软化的能量桩热力响应非线性分析方法。该方法采用侧阻软化模型描述桩侧剪应力与位移的关系,采用双曲线模型描述桩端反力与位移的关系,并引入Masing法则构建土体的加卸载函数,与现有试验和数值方法进行比较,验证该方法的正确性。最后,分析相关软化参数对能量桩热力响应的影响,并探究桩顶刚度系数对温度位移零点的影响。研究结果表明:(1)侧阻破坏比β_(s)和极限剪切位移比μ_(s)均会对热应力产生影响,相同温度荷载作用下,二者对热应力的影响呈现了不一致的变化规律,且随着温度荷载的增大,二者引起的热应力均得到增大;(2)当上部结构荷载较小(≤10%Pu)时,热应力数值较大,其中参数μ_(s)对热应力的影响较参数β_(s)更显著,但这种差异随着上部结构荷载的增大逐渐减小。(3)随着桩顶刚度系数kt的增加,温度位移零点位置逐渐向桩顶移动,且其在升温工况对应的位置始终略低于降温工况。

关键词：桩基础能量桩荷载传递法能量平衡软化特性温度位移零点

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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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双轴受压下水灰比对水泥砂浆氯离子扩散的影响规律

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土木工程学报 2023年第12期56卷 59-70页

作者：应敬伟邓昌钰覃盛昆黄君宙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广西重点实验室广西南宁530004

氯离子严重影响混凝土结构的耐久性,为研究水灰比对水泥砂浆氯离子扩散规律的影响,首先对水泥砂浆试块施加指定荷载,并采用快速氯离子迁移系数法(RCM法)测定水泥砂浆氯离子扩散系数,然后通过数字图像处理技术(DIC)、压汞法(MIP)和纳米... 详细信息

氯离子严重影响混凝土结构的耐久性,为研究水灰比对水泥砂浆氯离子扩散规律的影响,首先对水泥砂浆试块施加指定荷载,并采用快速氯离子迁移系数法(RCM法)测定水泥砂浆氯离子扩散系数,然后通过数字图像处理技术(DIC)、压汞法(MIP)和纳米压痕测定试块的应变云图、孔隙结构特征和界面过渡区力学性能,揭示氯离子扩散机理,最后建立氯离子扩散系数预测模型,并对其进行试验验证。结果表明:在受压应力水平增加时,水泥砂浆氯离子扩散系数先降低后提高,单轴加载的临界应力约为极限荷载的25%,双轴加载的临界应力约为极限荷载的50%;水泥砂浆中的孔隙率随着水灰比的增加而变大,水灰比越大,浆骨之间的界面过渡区厚度越大,硬度和弹性模量越小,对压荷载越敏感,成为水泥砂浆最薄弱的区域;荷载作用前后,无害孔和少害孔的孔隙率变化不大,随着荷载的增大,有害孔的孔隙率有降低趋势,而多害孔的孔隙率有所提升,使得水泥砂浆氯离子扩散系数变大。

关键词：双轴受压水灰比水泥砂浆氯离子扩散系数界面过渡区

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基于深度学习的高延性水泥基复合材料单轴拉伸裂缝检查与特征定量化识别

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硅酸盐学报 2023年第5期51卷 1323-1331页

作者：滕晓丹郭健鸣孙辉煌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 广西艺术学院影视与传媒学院南宁530007

对高延性水泥基材料(ECC)的裂缝特征进行准确识别和测量是研究ECC力学性能与耐久性的重要手段.针对ECC裂缝数量多且细密,纤维噪声干扰重等问题,基于深度学习方法,采用适合于小样本数量生物图像识别的U-Net模型,加上部分ResNet网络层结... 详细信息

对高延性水泥基材料(ECC)的裂缝特征进行准确识别和测量是研究ECC力学性能与耐久性的重要手段.针对ECC裂缝数量多且细密,纤维噪声干扰重等问题,基于深度学习方法,采用适合于小样本数量生物图像识别的U-Net模型,加上部分ResNet网络层结构进行优化,结合新增制作的适用于ECC的数据集,训练神经网络模型,进行语义分割获取裂缝像素.针对裂纹参数提取问题,使用骨骼提取方法,结合数字图像处理流程,运用CLAHE滤镜和半峰全宽概念获取裂缝宽度,实现了混杂纤维ECC狗骨试件和ECC连接板的裂缝识别与参数提取.结果表明:采用深度学习方法建立的ECC裂缝识别与智能检测方法与实际手工测量误差范围在0.6 mm以内.研究成果可为ECC裂缝检查与特征定量化识别提供准确有效和高通量的分析方法.

关键词：高延性水泥基材料裂缝深度学习拉伸混杂纤维

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CFRP加固震损开洞填充墙RC框架抗震性能试验

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桂林理工大学学报 2025年

作者：张永兵王宁卢丹豪广西大学土木建筑工程学院广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室

为研究碳纤维增强复合材料（CFRP）加固震损开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能，开展了CFRP加固2榀震损开洞填充墙RC框架和1榀震损RC空框架试件的低周往复荷载试验。经CFRP加固后框架的破坏情况与加固前相比，破坏程度明显减小，... 详细信息

为研究碳纤维增强复合材料（CFRP）加固震损开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能，开展了CFRP加固2榀震损开洞填充墙RC框架和1榀震损RC空框架试件的低周往复荷载试验。经CFRP加固后框架的破坏情况与加固前相比，破坏程度明显减小，承载力和延性明显提高。根据试验数据，获得了CFRP加固震损试件试验的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能参数。结果表明：CFRP加固震损开洞填充墙试件的承载力，延性和耗能能力均有不同程度的提升，加固试件的刚度退化速率比未加固缓慢，试件的初始刚度相比未加固略有下降，但也可以达到甚至超过其破坏前的抗震性能水平。加固后震损试件均表现良好的抗震性能。

关键词：开洞砌体填充墙震损RC框架 CFRP 加固抗震性能

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碱激发下粉煤灰-市政污泥固废基混凝土抗冻融性能

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 277-286页

作者：贺盛夏鑫覃志笛于鹏广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西博世科环保科技股份有限公司广西南宁530007 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004 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

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土;分析不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动... 详细信息

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土;分析不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动弹性模量、相对抗压强度及微观结构随粉煤灰掺量与碱当量的变化规律;分别以相对动弹性模量与相对抗压强度为损伤变量建立不同的冻融损伤模型。研究结果表明:随冻融循环次数增加,混凝土表观损伤愈发严重,内部孔隙增多,相对动弹性模量及相对抗压强度逐渐降低;与对照组相比,粉煤灰及碱激发剂的加入可以改善市政污泥对混凝土冻融耐久性的劣化效果,降低混凝土在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失;当粉煤灰掺量10%、碱当量4%时,粉煤灰会在碱激发剂及改性污泥中残余碱的联合作用下被较充分地激发,消纳改性污泥中的残余碱,减弱市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,此时,混凝土水化程度最高,在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失最小,且服役寿命最长,约为16 a以上;相对动弹性模量与相对抗压强度相关性良好,分别以两者为损伤变量的冻融损伤模型与试验结果均吻合良好。

关键词：市政污泥固废资源化利用冻融循环微观结构冻融损伤模型

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非承压含水层定水头抽水两区井流数值模型研究

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煤田地质与勘探 2023年第10期51卷 124-133页

作者：史鹏钰宗一杰滕开庆刘健军肖良广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004 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

为了揭示在非承压含水层中定水头抽水试验引起的达西−非达西两区流动机理,提出基于有限差分法的地下水定水头抽水井流数值模型。该模型根据抽水的流态特征将含水层分为2个区域:靠近抽水井的有限非达西渗流区域和远离抽水井的半无限达西... 详细信息

为了揭示在非承压含水层中定水头抽水试验引起的达西−非达西两区流动机理,提出基于有限差分法的地下水定水头抽水井流数值模型。该模型根据抽水的流态特征将含水层分为2个区域:靠近抽水井的有限非达西渗流区域和远离抽水井的半无限达西渗流区域,其中非达西流区域流态的模拟基于Izbash方程实现。通过与COMSOL Multiphysics的有限元数值解进行比较,验证了所提出数值解的可靠性。最后,研究有限非达西流效应对水头和抽水井抽水速率的影响以及井内水头对抽水井抽水速率的影响。研究表明:在抽水试验中非达西区域的影响不可忽略,湍流会分别导致两区流中水头较纯非达西流和纯达西流的水头偏大和偏小,且随抽水时间的增加逐渐变大;通过减小抽水井井内水头或增大非达西系数可提高抽水速率,但该影响会随抽水时间的增加而逐渐减弱;断面流量随径向距离的增大而不断减小,断面流量与径向距离曲线下降速率不断减小,且在转换界面处会出现转折点。该模型为定量研究在非达西流和达西流耦合作用下抽水井附近的井流水头特征提供了一种简洁的方法,并为调查定水头抽水测试期间的抽水速率提供理论依据。

关键词：非承压含水层定水头抽水两区流动非达西效应有限差分解数值模型

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