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工程力学 2014年第S1期31卷 103-108页

作者：谢剑李小梅吴洪海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

为研究超低温环境下箍筋约束混凝土轴心受压性能,对超低温环境下钢筋混凝土结构,尤其是轴心受压构件的分析和设计工作提供试验依据和数据支持,通过3组体积配箍率不同的钢筋混凝土试件的轴心受压试验,研究混凝土应力-应变曲线、荷载-位... 详细信息

为研究超低温环境下箍筋约束混凝土轴心受压性能,对超低温环境下钢筋混凝土结构,尤其是轴心受压构件的分析和设计工作提供试验依据和数据支持,通过3组体积配箍率不同的钢筋混凝土试件的轴心受压试验,研究混凝土应力-应变曲线、荷载-位移曲线随温度的变化趋势。对温度参数无量纲化处理后,进一步研究配箍特征值对混凝土强度、峰值应变、延性的影响规律,并进行应力-应变曲线拟合。结果表明:温度降低,箍筋约束混凝土的峰值应力、弹性模量提高,峰值应变减小,脆性增大;配箍特征值增大,混凝土强度、峰值应变、延性均增大,弹性模量变化不大;试验所得应力-应变曲线与理论曲线吻合较好。

关键词：结构工程超低温试验钢筋混凝土箍筋约束延性应力-应变曲线

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向心关节索杆体系弦支穹顶张拉模拟分析

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建筑结构学报 2014年第11期35卷 102-107页

作者：王哲王小盾陈志华刘红波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

将向心关节索杆体系应用于弦支穹顶结构中,改变以往张拉环向索通过环向拉索滑动传递预应力的方式,利用撑杆的转动位移建立预应力,避免环索与节点摩擦出现预应力损失的问题。以东亚运动会团泊自行车馆弦支穹顶张拉分析为例,采用有限元分... 详细信息

将向心关节索杆体系应用于弦支穹顶结构中,改变以往张拉环向索通过环向拉索滑动传递预应力的方式,利用撑杆的转动位移建立预应力,避免环索与节点摩擦出现预应力损失的问题。以东亚运动会团泊自行车馆弦支穹顶张拉分析为例,采用有限元分析软件ANSYS进行施工放样态正分析找形和反分析找形,得到了结构张拉前的放样态。结果表明,反分析找形对于该类索杆体系放样态找形更加有利。经反分析找形,最终采用混合张拉方式,即先预紧径向拉杆,再张拉环向索。对张拉过程进行了全程模拟,得到张拉过程中张拉力及网壳位移控制值,获得设计预应力态。

关键词：弦支穹顶向心关节轴承有限元分析预应力放样态

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超低温环境下混凝土本构关系试验研究

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工程力学 2014年第S1期31卷 195-200页

作者：李响谢剑吴洪海天津大学建筑工程学院土木工程系天津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

针对超低温下混凝土本构关系进行试验研究,通过对试验数据整理分析,得出在20℃、0℃、?40℃、?80℃、?120℃、?160℃六个温度点下的应力-应变全曲线。该试验以抗压强度、弹性模量、峰值应变为主要测试指标。试验结果表明,试验温度越低,... 详细信息

针对超低温下混凝土本构关系进行试验研究,通过对试验数据整理分析,得出在20℃、0℃、?40℃、?80℃、?120℃、?160℃六个温度点下的应力-应变全曲线。该试验以抗压强度、弹性模量、峰值应变为主要测试指标。试验结果表明,试验温度越低,试件的破坏越迅速,测得的应力-应变全曲线下降段越短且越陡峭。随着温度降低,混凝土的峰值应变减小,脆性增大,强度与弹性模量均有所提高,且各自的提高程度与温度有关,全曲线的上升段与下降段可以用三次多项式与有理式分别拟合。

关键词：超低温混凝土本构关系弹性模量峰值应变

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CFRP筋在弦支结构中应用研究

CFRP筋在弦支结构中应用研究

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第二届全国空间结构博士生学术论坛

作者：王力晨徐杰韩庆华天津大学建筑工程学院天津300072 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

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)具有抗拉强度高、质量轻、耐腐蚀、耐疲劳和线膨胀系数小的材料特性,是制作拉索构件的理想材料.CFRP筋在预应力混凝土结构和斜拉桥中的成功应用给其他预应力结构,特别是... 详细信息

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)具有抗拉强度高、质量轻、耐腐蚀、耐疲劳和线膨胀系数小的材料特性,是制作拉索构件的理想材料.CFRP筋在预应力混凝土结构和斜拉桥中的成功应用给其他预应力结构,特别是弦支结构,提供了研究基础和研究方向.本文结合弦支结构体系的特点,针对CFRP筋能否和弦支结构其他构件协调工作而成为一个结构整体提出了三个需要解决的问题.基于国内外对于CFRP筋的性能和应用的研究成果,提出解决这些问题的研究方向和方法.

关键词：弦支结构碳纤维增强复合筋力学性能

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正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展机理及数值模拟研究

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振动与冲击 2014年第14期33卷 40-47,71页

作者：朱劲松郭耀华天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程与安全教育部重点实验室天津300072

为追踪正交异性钢桥面板的疲劳裂纹扩展过程及通用的正交异性板钢桥抗疲劳设计与开裂加固提供理论指导,提出基于实桥有限元模型进行正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展模拟方法及流程。建立桥梁整体有限元模型进行恒活载作用下整体分析,结合... 详细信息

为追踪正交异性钢桥面板的疲劳裂纹扩展过程及通用的正交异性板钢桥抗疲劳设计与开裂加固提供理论指导,提出基于实桥有限元模型进行正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展模拟方法及流程。建立桥梁整体有限元模型进行恒活载作用下整体分析,结合实桥调查结果确定全桥疲劳关键部位;建立含焊接细节的疲劳关键部位精细化模型进行疲劳应力幅分析,并基于车桥耦合振动分析考虑冲击系数对应力幅影响,确定裂纹扩展方向、路径及寿命,进行疲劳裂纹扩展全过程分析;以既有大跨度斜拉桥正交异性桥面板疲劳裂纹扩展分析为例,验证该方法与计算流程的可行性、准确性,并为该桥运营期疲劳失效维修、加固提供理论依据。

关键词：正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展数值模拟裂纹扩展寿命

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天津地区含水层类型判别与参数分析

天津地区含水层类型判别与参数分析

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中国土木工程学会第十二届全国土力学及岩土工程学术大会

作者：杨建民孟凡宪李梦洋天津大学建筑工程学院土木工程系滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 石家庄市白求恩医务士官学校

根据含水层数学模型的降深,时间双对数和半对数曲线特征,可以确定含水层类型;依据选定的含水层模型,调整其中水文地质参数以拟合抽水试验中观测井降深-时间实测数据,可以反演水文地质参数。将以上方法应用于天津地区6组工程抽水试验,获... 详细信息

根据含水层数学模型的降深,时间双对数和半对数曲线特征,可以确定含水层类型;依据选定的含水层模型,调整其中水文地质参数以拟合抽水试验中观测井降深-时间实测数据,可以反演水文地质参数。将以上方法应用于天津地区6组工程抽水试验,获得试验含水层类型及其水文地质参数。本文确定含水层类型和水文地质参数的方法可用于其它相关工程。天津地区和工程建设有关的50m埋深范围内含水层属性及其水文地质参数取值范围,可参考借鉴本文计算结果。

关键词：含水层水文地质参数数学模型对数曲线天津地区

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承压含水层局部降压引起土体沉降机理及参数分析

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岩土工程学报 2014年第5期36卷 802-817页

作者：郑刚曾超峰薛秀丽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300072 天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学力学系天津300072

在天津地区几个场地开展了承压含水层抽水试验,观测到承压含水层局部降压过程中其上覆土体出现"上小下大"的沉降规律,其下卧土体出现隆起现象。采用考虑降水井瞬态降水的三维流固耦合数值模型的分析进一步表明,承压含水层局... 详细信息

在天津地区几个场地开展了承压含水层抽水试验,观测到承压含水层局部降压过程中其上覆土体出现"上小下大"的沉降规律,其下卧土体出现隆起现象。采用考虑降水井瞬态降水的三维流固耦合数值模型的分析进一步表明,承压含水层局部而不是大面积降压过程中其上覆弱透水土层在没有产生明显水位下降时,可产生"土拱效应",土拱区内部土体出现附加拉应力,进而发生张拉变形;而承压含水层下卧土体的隆起则是由于下卧弱透水层中地下水向上渗流产生的渗流力所致。进一步地分析了不同竖向补给条件及不同场地条件的承压含水层长期局部降压过程中土体沉降规律,揭示了不同情况下承压含水层局部降压引起的土体最大沉降位置。不论承压含水层竖向补给条件如何,不论承压含水层短期降压还是长期降压,当上覆弱透水层的渗透系数在其特征范围内变化时,对承压含水层进行局部降压,其上土层中最大沉降位置均出现在有水位降深的土层顶板处。由于分层总和法不能考虑成层土中承压含水层局部降压时其上弱透水土层的空间效应,若基于单井或小范围群井抽水试验反演沉降经验系数,并采用分层总和法分析不同深度土层沉降时,将导致承压水局部降水引起的地表以下土体的沉降被低估。

关键词：承压含水层抽水试验土体沉降有限元分析

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不同风速下拉索表面水线的形成

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2014年第7期47卷 577-582页

作者：毕继红王剑逯鹏关健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 天津城建大学土木工程学院天津300384 天津软土特性与工程环境重点实验室天津300384

本文将气液两相流理论与VOF法相结合,提出一种模拟风雨条件下斜拉索表面水线产生过程的新方法;采用计算流体软件CFX进行数值模拟,通过分析重力及气流单独作用下的水线形态,并与前人的研究成果进行比对,验证了这一方法的准确性与合理性;... 详细信息

本文将气液两相流理论与VOF法相结合,提出一种模拟风雨条件下斜拉索表面水线产生过程的新方法;采用计算流体软件CFX进行数值模拟,通过分析重力及气流单独作用下的水线形态,并与前人的研究成果进行比对,验证了这一方法的准确性与合理性;通过研究不同风速条件下受重力和气流共同作用时的水线初始形成时间、位置和形态,分析重力和气流作用对水线形成的影响,为人工水线风洞试验和理论分析提供依据.

关键词：风雨激振斜拉索水线水膜两相流 VOF法

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小浪底排沙洞衬砌混凝土运行期应力状态评价

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水力发电学报 2014年第5期33卷 159-164页

作者：随春娥亢景付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(天津大学) 天津300072

小浪底排沙洞是我国首例采用无粘结环锚预应力混凝土衬砌的水工隧洞,本文根据运行期间混凝土应变计所获得的大量实测数据,对3#排沙洞ST3-B段衬砌混凝土运行的应力状态进行了分析评价。结果表明,运行期衬砌混凝土自生体积变形持续增长,到... 详细信息

小浪底排沙洞是我国首例采用无粘结环锚预应力混凝土衬砌的水工隧洞,本文根据运行期间混凝土应变计所获得的大量实测数据,对3#排沙洞ST3-B段衬砌混凝土运行的应力状态进行了分析评价。结果表明,运行期衬砌混凝土自生体积变形持续增长,到2003年8月基本趋于稳定;混凝土的徐变发展在运行期基本保持稳定;当运行水位为最高水位时,所有混凝土应变计所在位置的混凝土应力均为压应力。分析结果认为,ST3-B观测段在最高运行水位也不会产生能够引起裂缝的拉应力,不会出现开裂和渗漏,能够保证正常使用,小浪底排沙洞处于安全运行状态。以期对无粘结环锚预应力混凝土衬砌的安全评价提供指导意义,为今后类似工程的设计提供重要的参考数据。

关键词：水工结构应力状态评价现场试验衬砌混凝土徐变应变自由应变水头影响系数

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无粘结环锚预应力混凝土衬砌隧洞的锚索应力状态变化

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水力发电学报 2014年第4期33卷 214-219页

作者：王晓哲亢景付随春娥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(天津大学) 天津300072

结合小浪底排沙洞实测资料,对无粘结环锚预应力混凝土衬砌隧洞的锚索应力测定方法进行了探讨,并对施工期和运行期的锚索应力状态及其变化规律进行了分析。研究结果表明,用锚具改装而成的锚索测力计可以用于测定无台座张拉锁定环锚结构... 详细信息

结合小浪底排沙洞实测资料,对无粘结环锚预应力混凝土衬砌隧洞的锚索应力测定方法进行了探讨,并对施工期和运行期的锚索应力状态及其变化规律进行了分析。研究结果表明,用锚具改装而成的锚索测力计可以用于测定无台座张拉锁定环锚结构的锚索应力,并且具有理想的精度。施工期锚索张拉引起的混凝土徐变会导致约15%的预应力损失,运行期的温度变化对锚索应力状态具有显著影响,锚索张力随着温度的升高而减小,锚索测力计应变读数与温度变化的关系为:?T=2.005×10-6?T。运行期隧洞内水压力作用主要由混凝土衬砌和围岩承担,内水压力变化对锚索应力状态影响不大。

关键词：水工结构应力状态锚索测力计水工隧洞无粘结环锚锚索

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