检索结果-内蒙古大学图书馆

土木工程学报 2025年

作者：陈宇黄信吴堃李忠献中国民航大学交通科学与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

地震作用下深水桥墩矩形截面长、短边与水同时存在相互作用，其水动力效应尚不清楚。本文开展了桥墩模型水下振动台试验，研究了双向地震作用下矩形截面桥墩响应特征。采用LS-DYNA软件建立了流固耦合数值模型，通过与试验结果对比，验... 详细信息

地震作用下深水桥墩矩形截面长、短边与水同时存在相互作用，其水动力效应尚不清楚。本文开展了桥墩模型水下振动台试验，研究了双向地震作用下矩形截面桥墩响应特征。采用LS-DYNA软件建立了流固耦合数值模型，通过与试验结果对比，验证了数值模型的准确性，并开展了水槽尺寸效应及单、双向地震作用效应对比分析。结果表明：由于水的存在，矩形截面桥墩纵桥向的固有频率有所降低，而横桥向的固有频率降低不明显；同时，纵桥向的相对位移和应变响应明显增大，尤其脉冲型Loma Prieta地震动和长周期Chi-Chi地震动作用下的增大效应更为显著，而横桥向的相对位移和应变响应增大效应较小；桥墩迎水面动水压力在截面横桥向边长中点处最大、两侧较小，近似成三角形分布；流固耦合数值模型中方形水槽边长为桥墩矩形截面长边的5倍最优；双向地震作用引发两个水平正交方向的桥墩动力响应与对应单向地震产生的响应基本相同。研究可为地震作用下深水桥梁水动力效应分析提供参考。

关键词：深水桥墩水动力效应水下振动台试验数值模拟地震响应动水压力

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形状记忆合金摩擦摆层间隔震结构抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 141-153页

作者：冼志彬谭平郑文智陈华霆刘彦辉杨奎广州大学土木工程学院广东广州510006 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510006

为了提升层间隔震结构的抗震性能,提出形状记忆合金摩擦摆(shape memory alloy friction pendulumn bearing,SMAFP),并基于形状记忆合金旗帜形滞回特性给出形状记忆合金摩擦摆及其层间隔震结构参数优化方法。以形状记忆合金和传统摩擦... 详细信息

为了提升层间隔震结构的抗震性能,提出形状记忆合金摩擦摆(shape memory alloy friction pendulumn bearing,SMAFP),并基于形状记忆合金旗帜形滞回特性给出形状记忆合金摩擦摆及其层间隔震结构参数优化方法。以形状记忆合金和传统摩擦摆支座的理论模型为基础推导得到形状记忆合金摩擦摆模型的理论模型,并通过OpenSees平台建立形状记忆合金摩擦摆数值模型,通过与试验结果对比验证数值模型可靠性。在此基础上,以某大底盘单塔层间隔震结构为研究对象,以所提出的SMAFP层间隔震结构参数优化方法对形状记忆合金摩擦摆中形状记忆合金装置的屈服力进行优化,并基于最优屈服力进一步研究该参数优化方法的有效性及形状记忆合金摩擦摆层间隔震结构的抗震性能。结果表明:基于韧性性能的参数优化方法可有效得到形状记忆合金摩擦摆的最优参数;采用最优参数的形状记忆合金摩擦摆层间隔震结构复位性能显著提升,可有效减小支座峰值位移、支座残余位移,同时可有效控制结构柱底剪力、顶层绝对加速度、层间位移增量;支座峰值位移减幅达11.4%,支座残余位移减幅达48.5%,结构柱底峰值剪力、顶层峰值绝对加速度增幅均控制在10.0%以内。

关键词：层间隔震摩擦摆支座形状记忆合金优化设计数值建模抗震性能

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配置高强网格式间接钢筋的RPC局压承载力试验研究

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建筑结构学报 2023年第2期44卷 227-238页

作者：樊梦玫郑文忠李胜王英哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室

为得到配置高强网格式间接钢筋的活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)局压承载力计算公式，对10个配置网格式间接钢筋(从楔形体侧面外伸并弯折后满足受拉锚固长度要求)的RPC开展局压试验。RPC局压面积比为4.34,主要参数包括... 详细信息

为得到配置高强网格式间接钢筋的活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)局压承载力计算公式，对10个配置网格式间接钢筋(从楔形体侧面外伸并弯折后满足受拉锚固长度要求)的RPC开展局压试验。RPC局压面积比为4.34,主要参数包括RPC轴心抗压强度(88、104.8 MPa)、网格式间接钢筋抗拉强度标准值(800、970、1 270 MPa)、间接钢筋体积配筋率(0.9%～1.5%)。试验结果表明：RPC发生局压破坏时，均在局压影响区产生四角锥楔形体，劈尖夹角约53°～61°;随着RPC强度等级、间接钢筋强度等级的提高，间接钢筋拉应力(340～550 MPa)逐渐减小，且小于间接钢筋比例极限。收集33个RPC轴心抗压强度介于74～110 MPa、局压面积比介于1.4～9的未配置间接钢筋的RPC的局压承载力试验数据，对未配置间接钢筋的RPC局压承载力影响因素进行参数分析，发现未配置间接钢筋的RPC局压承载力与局压面积比及轴心抗压强度有关。根据试验结果及收集数据可知：配置高强网格式间接钢筋的RPC局压破坏时，间接钢筋不易发挥作用，RPC对局压承载力的贡献远大于高强网格式间接钢筋；随着RPC及间接钢筋材料强度等级的提高，局压破坏时间接钢筋拉应力逐渐减小，使间接钢筋充分发挥作用的体积配筋率下限值逐渐上升，工程实践中仍需对RPC局压承载力进行合理计算。基于未配置间接钢的RPC局压承载力计算公式、配置间接钢筋RPC试件局压破坏时间接钢筋拉应力计算公式，提出了配置高强网格式间接钢筋的PRC局压承载力计算公式。试验所得实测值与计算值吻合良好，适用范围为活性粉末混凝土强度90～130 MPa、高强网格式间接钢筋屈服强度800～1 300 MPa。

关键词：活性粉末混凝土钢筋锚固局压试验局压承载力间接钢筋拉应力体积配筋率下限值

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高速飞行器热防护结构非均匀热流载荷反演方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 447-455页

作者：沈冬马晗陈强李彦斌费庆国东南大学机械工程学院南京211189 东南大学高速飞行器结构与热防护教育部重点实验室南京211189

为准确掌握高速飞行器热防护结构服役时承担的非均匀气动热载荷,提出了一种基于共轭梯度理论的非均匀热流载荷的反演方法.以隔热瓦结构为例,开展了2类典型非均匀热流载荷下的数值仿真研究.通过引入一阶样条曲线插值表征非均匀热流的时... 详细信息

为准确掌握高速飞行器热防护结构服役时承担的非均匀气动热载荷,提出了一种基于共轭梯度理论的非均匀热流载荷的反演方法.以隔热瓦结构为例,开展了2类典型非均匀热流载荷下的数值仿真研究.通过引入一阶样条曲线插值表征非均匀热流的时变规律,降低了待反演参数数量.分析了反演方法的可行性以及温度测量偏差等因素对反演精度的影响.研究结果表明:非均匀热流时变规律的样条线表征方法可以将反演参数数量缩减到4个,极大地提升了反演效率;提出的反演方法可以精确反演结构非均匀热流载荷的时间和空间分布特性,对于含噪声的测量数据,该方法由于采用了插值重构的表征方法而体现出较好的抗噪性能.

关键词：热防护结构样条曲线共轭梯度法三维非均匀温度场

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圆不锈钢管超高性能混凝土短柱轴压性能研究

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工程力学 2025年第2期42卷 87-97页

作者：唐红元曾跃佳刘烨西华大学结构工程研究所成都610039 四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室成都610065

该文对6根超高性能混凝土填充不锈钢管(UHPC-filled circular stainless steel tubular,UFCSST)短柱、3根普通混凝土填充不锈钢管(Concrete-filled stainless steel tubular columns,CFSST)短柱以及3根不锈钢管进行轴压试验,试件参数包括不锈钢管壁厚和核心混凝土强度等级。观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了荷载-位移曲线,通过试件受力过程的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、混凝土贡献率和强度提高系数对UFCSST轴压力学性能进行了分析。结果表明:UFCSST短柱失效模型与套箍系数相关,当套箍系数大于1.03时,核心混凝土由剪切型破坏向横向膨胀转变。荷载-位移曲线在峰值荷载后的变化趋势依据套箍系数大小可分为三类:一是存在下降段,后再缓慢回升至峰值荷载;二是平稳发展;三是缓慢上升。不锈钢管厚度一定时,UHPC等级对承载力影响较小,最大能提升承载力14.8%。由于UHPC强度高且内部含有钢纤维减缓UHPC内部裂缝和变形的发展,导致UHPC的混凝土贡献率比普通混凝土贡献率高81.6%,而由于UHPC自收缩性和混凝土多轴力学特性,UHPC的强度提高系数比普通混凝土低46.4%。国外部分规范计算结果较试验结果偏于保守,最大偏差可达22.4%,而国内CECS 28:2012的计算结果较试验承载力高出10.4%。基于统一强度理论提出了UFCSST承载力理论计算模型。

关键词：承载力轴压试验超高性能混凝土不锈钢管预测模型

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火灾下活性粉末混凝土梁斜截面承载性能研究

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材料导报 2024年第9期38卷 110-117页

作者：闫凯张倩黄彬超张鑫山东建筑大学土木工程学院济南250101 建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室济南250101

为探明火灾下活性粉末混凝土(Receative power concrete,RPC)梁斜截面承载性能退化规律,设计制作了六根RPC简支梁试件,开展了恒载下ISO834标准火灾试验,获得了时间-位移曲线、荷载-位移曲线、内部温度变化、裂缝开展、破坏形态、高温爆... 详细信息

为探明火灾下活性粉末混凝土(Receative power concrete,RPC)梁斜截面承载性能退化规律,设计制作了六根RPC简支梁试件,开展了恒载下ISO834标准火灾试验,获得了时间-位移曲线、荷载-位移曲线、内部温度变化、裂缝开展、破坏形态、高温爆裂等数据,分析了剪跨比、荷载水平、配箍率、纵筋配筋率对火灾下RPC梁斜截面承载性能的影响规律。结果表明:剪跨比、荷载水平是影响RPC梁斜截面耐火极限的关键因素,剪跨比由2.5增至3.5,荷载水平由0.25增至0.45,RPC梁耐火极限可降低30 min以上;配箍率对RPC梁的斜截面承载力和耐火极限影响显著;纵筋配筋率对RPC梁耐火极限影响甚微。火灾高温、爆裂削弱了RPC梁的斜截面承载性能,爆裂导致内部材料直接受火,加速其力学性能劣化,使梁斜截面承载力降低33.5%以上。该研究可为火灾下RPC梁斜截面承载安全及火灾后加固修复提供参考。

关键词：活性粉末混凝土梁抗火试验耐火极限斜截面承载力

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基于双层反对称阻尼式声子晶体的双通路宽频带噪声抑制方法研究

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振动与冲击 2024年第11期43卷 155-164页

作者：白晓天肖照洋石怀涛罗忠赵金宝何凤霞沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

针对现有声子晶体模型难以在结构传播与空气传播双通路实现噪声抑制的问题,提出了一种双层反对称阻尼式声子晶体结构,以双层阻尼式声子晶体为单元抑制噪声结构传播,将迷宫型散射体反对称式排列抑制噪声空气传播,实现双通路宽频带降噪。... 详细信息

针对现有声子晶体模型难以在结构传播与空气传播双通路实现噪声抑制的问题,提出了一种双层反对称阻尼式声子晶体结构,以双层阻尼式声子晶体为单元抑制噪声结构传播,将迷宫型散射体反对称式排列抑制噪声空气传播,实现双通路宽频带降噪。研究基于有限元理论与力声类比法对模型的能带图、传递曲线与吸声系数进行计算,对比分析了吸声性能与传统结构的差异,并通过试验进行验证。研究发现,模型中的双层阻尼—散射体结构可将降噪带宽拓展为传统结构的3.3倍,且同体积附加质量仅为传统结构的53.3%,反对称结构可突破吸声系数瓶颈,实现高效吸声。结果表明该模型可以实现双通道宽频带范围内的噪声控制,并具有轻质化的特点,能很好地补足现有声子晶体模型在宽频带噪声控制领域的短板。

关键词：声子晶体双通路降噪宽频带降噪噪声抑制

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竖向荷载作用下加筋埋地管道力学与变形行为细观分析

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西南交通大学学报 2025年第1期60卷 119-127页

作者：王志杰成彪杨广庆高古顺王贺石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果,基于室内模型试验,建立离散元仿真分析模型,从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为,揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下,... 详细信息

为深入研究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道的防护效果,基于室内模型试验,建立离散元仿真分析模型,从细观层面探究竖向荷载作用下土工格栅加筋埋地管道与周围土体系统的力学响应与变形行为,揭示不同管道埋深与不同筋材埋深条件下,加载板荷载-沉降关系曲线、模型内部颗粒间接触力、颗粒位移与管道垂直径向变形等发展演化规律.研究结果表明:当管道埋深H较浅时(H=1.5D,D为管道模型外径),其极限承载力小于管道埋深较大的工况,虽然相同荷载作用下加载板沉降较小,但管道垂直径向变形较大;对管道上方进行土工格栅加筋后,模型系统承载力显著提高,管道垂直径向变形减小;土工格栅埋深越浅,加筋效果越显著,当土工格栅埋深从0.75B减小至0.25B时,极限承载力提高约57.2%,管道径向变形减小约27.9%.本研究从细观层面揭示了管道、土体与土工格栅之间的相互作用机理,实现土工格栅加筋防护埋地管道力学与变形行为的可视化.

关键词：埋地管道土工格栅力学行为变形特征离散元细观研究

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基于卡箍位置灵敏度分析的空间管路系统避振优化

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振动与冲击 2024年第17期43卷 110-122页

作者：吕尚孙伟季文豪刘芳名东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

在航空发动机管路的设计阶段,需要尽量避开航空发动机转子的激振频率以提高管路系统的工作可靠性。以两端通过管接头固定的多卡箍支撑空间管路系统为对象,研究了按有限元理论对其进行动力学建模,进而实施基于卡箍位置灵敏度分析的空间... 详细信息

在航空发动机管路的设计阶段,需要尽量避开航空发动机转子的激振频率以提高管路系统的工作可靠性。以两端通过管接头固定的多卡箍支撑空间管路系统为对象,研究了按有限元理论对其进行动力学建模,进而实施基于卡箍位置灵敏度分析的空间管路系统避振优化的方法。首先,提出了基于“以直代曲”和“坐标转换”的面向任意形状空间管体的有限元建模方法,在此基础上用两个弹簧对模拟卡箍的支撑,以及分别采用“变截面梁”和“弹簧单元”模拟管接头的结构及弹性约束,通过对整体坐标系下各单元进行组集创建了管路系统的有限元模型。然后,通过切比雪夫多项式进行卡箍位置全局及局部灵敏度分析,在此基础上提出了局部灵敏度-卡箍布局寻优方法。最后,以两端带有管接头的3卡箍支撑的空间管路为实例,通过试验校验了空间管路有限元建模方法的合理性。进一步通过全局灵敏度分析减小了设计变量的个数,通过局部灵敏度-卡箍布局寻优方法得到了使管路系统基频最大的卡箍布局。相较于初始状态优化后获得的基频提高了50.54%,且和遗传算法相比,所描述的方法在求解效率上提升了86.87倍。

关键词：卡箍位置灵敏度分析空间管路避振优化有限元建模

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缩尺效应对粗颗粒土静止侧压力系数影响规律试验

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工程科学与技术 2023年第2期55卷 259-266页

作者：蒋明杰朱俊高张小勇梅国雄赵辰洋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 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 中山大学广东省海洋土木工程重点实验室广东珠海510275

准确把握粗颗粒土静止侧压力系数K_(0)对分析及设计土石坝等岩土工程具有十分重要的作用。由于缩尺效应的存在,粗颗粒土室内K_(0)试验结果往往无法正确反映其真实值。本文利用自行研制的大型K_(0)测试仪对某砂卵砾石料及堆石料进行大量... 详细信息

准确把握粗颗粒土静止侧压力系数K_(0)对分析及设计土石坝等岩土工程具有十分重要的作用。由于缩尺效应的存在,粗颗粒土室内K_(0)试验结果往往无法正确反映其真实值。本文利用自行研制的大型K_(0)测试仪对某砂卵砾石料及堆石料进行大量试验,以研究分析缩尺效应对粗颗粒土K_(0)影响规律,找出消除缩尺效应影响的方法。通过改变试样颗粒的最大粒径d_(M)、缩尺方法、初始相对密实度D_(r0)等初始条件,设置24组试样,利用大型K_(0)测试仪对各组试样进行直剪试验,定量研究d_(M) 、缩尺方法和D_(r0)对粗粒土K_(0)的影响规律,并探讨以室内试验数据推求现场粗粒土K_(0),从而消除缩尺效应的方法。结果表明:D_(r0)及缩尺方法不变时,粗颗粒土K_(0)随着d_(M) 的增加而显著减小,因此,缩尺效应会导致粗颗粒土K_(0)显著增高,且缩尺后土料d_(M) 越小,其K_(0)受影响程度越高;D_(r0)及d_(M)相同时,缩尺方法对粗颗粒土K_(0)有一定影响,采用等量替代法缩尺后,试样K_(0)值增加最小,因此,采用等量替代法缩尺可减小缩尺效应对粗颗粒土K_(0)的影响;相比d_(M) ,D_(r0)对粗粒土K_(0)的影响更为显著,D_(r0)越大的土样,d_(M)对粗粒土K_(0)影响更明显。基于砂卵砾石料K_(0)试验结果及前人的研究,建立根据室内试验结果反推现场粗颗粒土料K_(0)的公式,以消除缩尺效应对粗颗粒土K_(0)的影响。利用堆石料K_(0)试验结果验证了该经验公式的准确性及适用性。

关键词：粗颗粒土静止侧压力系数缩尺效应颗粒最大粒径缩尺方法相对密实度

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