检索结果-内蒙古大学图书馆

特种结构 2022年第1期39卷 118-124页

作者：毕继红赵亚冉赵云霍琳颖王照耀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)

危险废物由于自身的危害性,对存储设施有着严苛的要求。为了研究危险废物固化体存储设施的抗震性能,本文利用ABAQUS软件建立危险废物固化体存储设施有限元模型,并分析其在地震作用下的结构强度。模型分为单管模型和整体模型,单管模型由... 详细信息

危险废物由于自身的危害性,对存储设施有着严苛的要求。为了研究危险废物固化体存储设施的抗震性能,本文利用ABAQUS软件建立危险废物固化体存储设施有限元模型,并分析其在地震作用下的结构强度。模型分为单管模型和整体模型,单管模型由单个存储管和多个危险废物固化体组成,整体模型由48根存储管、支撑架、立柱和脚柱组成。对于单管模型,进行地震作用下的时程分析,得到危险废物固化体对支撑架的作用力,并在整体模型中考虑这部分作用力;对于整体模型,通过模态分析和振型分解反应谱法进行计算。计算结果表明,在地震作用下,危险废物固化体存储设施强度满足相关规范要求,最大应力发生在中层支撑架构处,为今后危险废物固化体存储设施设计和工程应用提供了参考。

关键词：存储设施时程分析模态分析振型分解反应谱法

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基于三参数威布尔分布模型的铸钢及对接焊缝腐蚀疲劳寿命评估方法

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建筑结构学报 2021年第2期42卷 213-220,230页

作者：韩庆华王鑫芦燕亓立刚天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 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300350 天津大学建筑工程学院天津300350 中国建筑第八工程局有限公司上海200112

在海洋腐蚀环境和往复荷载耦合作用下,结构会产生腐蚀疲劳问题。为了更准确地拟合铸钢母材及对接焊缝的腐蚀疲劳应力-寿命(S-N)曲线,采用基于三参数威布尔分布对曲线进行修正,得到不同失效概率下的S-N曲线表达式。采用概率权重矩法(PWM... 详细信息

在海洋腐蚀环境和往复荷载耦合作用下,结构会产生腐蚀疲劳问题。为了更准确地拟合铸钢母材及对接焊缝的腐蚀疲劳应力-寿命(S-N)曲线,采用基于三参数威布尔分布对曲线进行修正,得到不同失效概率下的S-N曲线表达式。采用概率权重矩法(PWM)求出威布尔参数的两个通解,其拟合结果接近,相对误差不超过5%。与Stromeyer模型S-N曲线拟合结果进行对比,发现基于三参数威布尔模型S-N曲线具备更好的弯曲形状且拟合精度更高。对于G20Mn5QT铸钢母材,其拟合结果与疲劳试验值的误差平均值为13.8%;对于对接焊缝,其拟合结果与疲劳试验值的误差平均值为11.8%。

关键词：铸钢母材及对接焊缝腐蚀疲劳威布尔分布寿命评估 S-N曲线

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半地下贮液池结构抗震分析方法的修正系数研究

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特种结构 2022年第1期39卷 35-42页

作者：毕继红段逸辰霍琳颖王照耀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)

半地下贮液池作为一种特殊的地下结构,在地震作用下可能发生的震害也较为多样。该半地下贮液池结构复杂,有限元模型单元和节点数量多,难以采用时程分析法进行计算;拟静力法计算简单,但不能得出结构在动态的地震波下的最大响应,因此提出... 详细信息

半地下贮液池作为一种特殊的地下结构,在地震作用下可能发生的震害也较为多样。该半地下贮液池结构复杂,有限元模型单元和节点数量多,难以采用时程分析法进行计算;拟静力法计算简单,但不能得出结构在动态的地震波下的最大响应,因此提出一个修正系数用以拟静力法与时程分析法结果的互相转换。本文在建立半地下贮液池实际有限元模型的基础上建立另一个简化模型,对简化模型分别进行+X、+Y、-X、-Y四个方向的动力时程分析以及拟静力分析,对比两种方法的结果,得出两种抗震分析方法计算得到的结构最大响应位置相同,由此提出一个拟静力法相对于时程分析法的修正系数1.37。在此基础上对实际有限元模型采用拟静力法计算得到结构最大响应,并由修正系数转换为时程分析法的最大响应,发挥两种方法各自的优点对结构进行抗震性能分析,为半地下贮液池的结构抗震研究提供参考。

关键词：贮液池动力时程抗震性能分析有限元分析

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顶管施工对高架桥桩基础影响的数值分析

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科学技术与工程 2021年第22期21卷 9598-9604页

作者：郭伟蔡旺任宇晓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(天津大学) 天津300072

顶管施工广泛应用于市政工程的隧道开挖作业。针对某地下电缆隧道穿越高架桥桩基的实际工程案例,利用数值模拟方法建立有限元计算模型,研究了沉井和顶管施工对附近土体的扰动以及高架桥桩基的变形、受力等情况。结果表明,沉井和顶管施... 详细信息

顶管施工广泛应用于市政工程的隧道开挖作业。针对某地下电缆隧道穿越高架桥桩基的实际工程案例,利用数值模拟方法建立有限元计算模型,研究了沉井和顶管施工对附近土体的扰动以及高架桥桩基的变形、受力等情况。结果表明,沉井和顶管施工会对周围桩基础的应力和变形产生一定影响。在外径12.8 m的沉井施工时,施工引起的土体卸载会使得沉井周围土体产生较大的隆起,最大回弹量为164 mm左右,三个方向(水平x方向、y方向和竖向z方向)的最大变形均出现在沉井上部土体周围,距沉井30 m处的高架桥桩基桩体在x方向(指向沉井方向)上受施工影响较大,桩体顶部产生背离沉井的水平位移,下部逐渐过渡到趋近沉井的水平位移,x方向最大位移量约为1.6 mm,对y方向(垂直于顶管方向)的水平位移影响较小。外径3.6 m的顶管施工过程会使土体在卸载后会出现变形,最大变形出现在顶管底部的扰动土体,变形量为170 mm。在x方向上,四个桩基均表现为桩顶部远离沉井、桩底靠近沉井。在y方向上,桩身的最大水平位移出现在隧道开挖深度处,方向为远离顶管,影响范围为顶管隧道施工处上下15 m。

关键词：隧道工程变形有限元模拟顶管施工桩基础

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地震和波浪联合作用下斜拉桥随机动力分析方法

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振动与冲击 2020年第17期39卷 194-202页

作者：孟思博丁阳天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

分别采用Morison方程、辐射波浪理论和绕射波浪理论求解桩基、承台所受动水压力和波浪力,考虑行波效应、空间相干效应和局部场地效应,基于虚拟激励法,建立了多维多点地震和波浪联合作用下斜拉桥随机动力分析方法。采用蒙特卡罗法计算了... 详细信息

分别采用Morison方程、辐射波浪理论和绕射波浪理论求解桩基、承台所受动水压力和波浪力,考虑行波效应、空间相干效应和局部场地效应,基于虚拟激励法,建立了多维多点地震和波浪联合作用下斜拉桥随机动力分析方法。采用蒙特卡罗法计算了考虑、不考虑荷载非线性时的结构响应,通过比较计算结果验证了所建立方法的适用性;分析动水压力和波浪力对斜拉桥随机地震响应均方根的影响,研究了斜拉桥随机响应功率谱密度分布趋势和变化规律。结果表明:该方法可以考虑荷载随机性,计算多维多点地震和波浪联合作用下斜拉桥响应;动水压力刚性附加质量是导致斜拉桥水下结构纵向内力增大的原因;动水压力和波浪力对桥塔水下结构地震响应的影响随场地条件改变,地震输入能量分布在高频域时,动水压力和波浪力对桥塔水下结构影响更大。

关键词：斜拉桥多点地震动水压力波浪联合作用随机响应

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单向受拉状态下的钢纤维混凝土本构模型

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工程力学 2020年第6期37卷 155-164页

作者：毕继红霍琳颖乔浩玥赵云天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

在混凝土中添加随机分布的钢纤维能有效提高混凝土力学性能。为了更好地考虑纤维对单向受拉状态下钢纤维混凝土(SFRC)的增强作用,提出一个钢纤维混凝土的弥散开裂本构模型。在弹性阶段,纤维混凝土被视为简单复合材料,基于两相复合材料理... 详细信息

在混凝土中添加随机分布的钢纤维能有效提高混凝土力学性能。为了更好地考虑纤维对单向受拉状态下钢纤维混凝土(SFRC)的增强作用,提出一个钢纤维混凝土的弥散开裂本构模型。在弹性阶段,纤维混凝土被视为简单复合材料,基于两相复合材料理论,对SFRC的弹性刚度矩阵进行修正;在受拉开裂后,混凝土的塑性变形量被视为纤维与混凝土界面脱粘过程中滑移量,利用粘结滑移模型计算纤维在混凝土开裂面上的桥接作用。该文通过有限元软件ABAQUS中子程序二次开发接口Umat,进行Fortran编程,在ABAQUS中实现该本构模型。通过数值模拟结果与受拉实验数据进行对比,验证了该本构模型的准确性。通过数值模拟分析,进一步探究钢纤维混凝土相关参数对抗拉性能的影响,为钢纤维混凝土在实际的工程中的应用提供建议。

关键词：纤维混凝土本构模型粘结滑移理论弥散开裂模型复合理论纤维桥接作用

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钢纤维-橡胶/混凝土抗剪性能试验

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复合材料学报 2020年第12期37卷 3201-3213页

作者：赵秋红董硕朱涵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300350

抗剪强度和剪切韧性是反映构件在复合受力状态下承载能力及耗能能力的重要指标。为研究钢纤维(SF)-橡胶/混凝土的剪切性能,设计了14组SF-橡胶/混凝土试件,通过双面剪切试验,研究了SF体积分数掺量、橡胶掺量和水胶比对SF-橡胶/混凝土试... 详细信息

抗剪强度和剪切韧性是反映构件在复合受力状态下承载能力及耗能能力的重要指标。为研究钢纤维(SF)-橡胶/混凝土的剪切性能,设计了14组SF-橡胶/混凝土试件,通过双面剪切试验,研究了SF体积分数掺量、橡胶掺量和水胶比对SF-橡胶/混凝土试件的抗剪性能及剪切破坏形态的影响。研究表明:SF的桥联作用及其与橡胶颗粒的协同作用可显著改善混凝土的抗剪性能。SF对SF-橡胶/混凝土试件的抗剪性能起主导作用,SF-橡胶/混凝土试件的抗剪强度、峰值变形及剪切韧性相比普通混凝土及橡胶/混凝土试件均显著提高,且增幅随SF掺量的增加而增大,剪切破坏呈现出明显的延性特征。当SF体积分数为1.5vol%时,橡胶掺量(等体积取代砂取代率)为10%的SF-橡胶/混凝土试件的抗剪强度、峰值变形相比橡胶/混凝土分别提高了78%、63%。橡胶对SF-橡胶/混凝土试件的抗剪性能也起到辅助作用,SF-橡胶/混凝土试件的剪切韧性及延性相比SF/混凝土试件进一步增加。采用水胶比优化设计后,随着橡胶掺量的增加,SF-橡胶/混凝土的抗剪强度、峰值变形及峰值前剪切韧性可基本保持不变,而峰值后韧性指标进一步增加,增幅可高达96%。根据试验结果,考虑橡胶及SF掺量的影响提出了SF-橡胶/混凝土的抗剪强度计算式。

关键词：钢纤维-橡胶/混凝土双面剪切试验钢纤维掺量橡胶掺量抗剪强度剪切韧性

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不同硫酸钠含量条件下吹填超软土的力学特性试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2020年第7期53卷 685-694页

作者：雷华阳屠慈科王磊李宸元天津大学建筑工程学院天津300354 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300354

吹填土中所含的丰富的可溶盐对其物理力学特性有着极大的影响.通过配置不同硫酸钠掺量的含盐吹填土试样,研究了可溶盐含量对吹填土强度及变形特性的影响,并利用SEM电镜扫描试验分析了吹填土微观结构特征的变化规律,从微观角度分析了其... 详细信息

吹填土中所含的丰富的可溶盐对其物理力学特性有着极大的影响.通过配置不同硫酸钠掺量的含盐吹填土试样,研究了可溶盐含量对吹填土强度及变形特性的影响,并利用SEM电镜扫描试验分析了吹填土微观结构特征的变化规律,从微观角度分析了其宏观力学特性的变化机理.研究结果表明:由于钠离子作用,土颗粒吸附水膜的厚度不断增大,粒间吸引团聚作用减弱,吹填土试样内部孔隙增大,结构更加疏松,宏观上表现为强度不断减小(最大降低幅度达44.1%),压缩性相应增大;随着含盐量的不断增加,由于硫酸钠的结晶及相关离子反应导致硫酸钙的生成,吹填土试样内部胶结作用有所增强,强度会出现约29.6%的增长,压缩性相应减小.而当含水量增大时,钠离子对土颗粒团聚作用的影响以及硫酸钠的结晶作用被弱化,硫酸钙对吹填土的增强作用对其力学特性有更显著的影响.试样内部开始有明显的粒间胶结物生成,粒间孔隙减小,颗粒团聚,形成了较明显的团粒结构,土骨架效应显著,宏观上呈现出抗剪强度不断增大(最大增幅约335.5%)、压缩性不断减小的变化特点.吹填土试样在可溶盐环境下的应力-应变关系呈现应变硬化特征.

关键词：吹填超软土含盐量力学特性微观结构

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不同水化学环境条件下吹填土的自重固结特性

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岩石力学与工程学报 2020年第S01期39卷 3049-3057页

作者：雷华阳章纬地薄钰王磊王鹏天津大学建筑工程学院天津300350 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300350

为了研究不同水化学环境对吹填土的自重沉降的影响,采用室内量筒试验测量不同水化学环境下吹填土的沉降量和沉降速率,并利用滴定试验测定沉降结束后上清液离子含量的变化,探究不同水化学环境对吹填土自重固结的影响规律及微观机制。研... 详细信息

为了研究不同水化学环境对吹填土的自重沉降的影响,采用室内量筒试验测量不同水化学环境下吹填土的沉降量和沉降速率,并利用滴定试验测定沉降结束后上清液离子含量的变化,探究不同水化学环境对吹填土自重固结的影响规律及微观机制。研究结果表明:碱性(pH=10)环境和酸性(pH=2)环境均能在固结沉降前期有效提高吹填土的沉降速率,然而最终沉降量会随着pH值的增大而逐渐减小;随着Ca^(2+)含量的增加,在酸性和中性环境下,吹填土的沉降量和沉降速率逐渐增大;在碱性环境下,吹填土的沉降量和沉降速率呈现出先增加后降低并趋于稳定的变化趋势。研究结果对于实现吹填土的快速沉降处理具有指导意义。

关键词：土力学吹填土固结沉降 pH值 Ca^(2+)含量沉降机制粒间应力

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跨海桥梁随机非平稳风浪同步模拟方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2020年第10期53卷 1045-1052页

作者：孟思博丁阳天津大学建筑工程学院天津300350 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300350

大跨度跨海桥梁会同时遭受风和波浪等复杂环境激励作用,需要在生命周期内考虑其安全性,首要问题是进行正确的随机风和波浪模拟.为同时考虑风浪相关性、风浪非平稳特性和风速空间相干性,首先,本文基于风浪联合功率谱模型,采用谐波合成法... 详细信息

大跨度跨海桥梁会同时遭受风和波浪等复杂环境激励作用,需要在生命周期内考虑其安全性,首要问题是进行正确的随机风和波浪模拟.为同时考虑风浪相关性、风浪非平稳特性和风速空间相干性,首先,本文基于风浪联合功率谱模型,采用谐波合成法和演化谱理论建立了随机非平稳风浪同步模拟方法;然后,采用所建方法,针对某大跨度桥梁进行了随机非平稳风浪同步模拟,给出了桥梁关键位置风速和波高时程样本,对比了模拟谱和目标谱,验证了所建方法的正确性;最后,针对此大跨度桥梁进行了风浪联合作用下的动力响应分析,比较了传统方法和本文方法得出的桥梁关键位置抖振力和波浪力,并对比了两种方法的位移结果.研究表明:本文方法可以同时考虑风浪相关性、风浪非平稳特性和风速空间相干性,实现随机非平稳风浪同步模拟,且具有良好的模拟精度;当随机模拟数组取值相同时,风浪相关性对风速和波高时程样本的影响与模拟点距离有关,总体上看,其对风速时程样本影响较小,对波高时程样本影响较大,进而对桥塔水下结构横向位移影响显著,所分析工况下变化率绝对值极值可达71.0%;风浪非平稳特性对桥梁水上和水下结构响应的影响均十分显著,因此进行随机非平稳风浪同步模拟具有合理性和必要性.

关键词：跨海桥梁随机风浪谐波合成法非平稳过程风浪相关性

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