检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土工程学报 2024年第10期46卷 2078-2088页

作者：程雪松张润泽郑刚王若展张勇涂杰马运康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 天津大学土木工程系天津300072 天津市地下铁道集团有限公司天津300392

超挖或超载导致的基坑垮塌事故时有发生,然而局部超挖超载情况下基坑连续垮塌的全过程演化机理仍缺乏深入研究,限制了对此类基坑事故的针对性预防和控制。依托两起基坑垮塌案例,设计了桩锚支护基坑连续破坏模型试验,研究了局部超挖或超... 详细信息

超挖或超载导致的基坑垮塌事故时有发生,然而局部超挖超载情况下基坑连续垮塌的全过程演化机理仍缺乏深入研究,限制了对此类基坑事故的针对性预防和控制。依托两起基坑垮塌案例,设计了桩锚支护基坑连续破坏模型试验,研究了局部超挖或超载对单道锚杆支护结构变形、土压力、锚杆轴力、支护桩及冠梁内力等的影响。结果表明,基坑局部超挖后,基坑外产生的土拱效应和冠梁荷载传递效应将导致邻近区域支护桩和锚杆内力大幅上升,此情况下超挖区内锚杆局部失效将进一步加剧这两个效应,引发邻近未失效锚杆连续破坏。支护桩嵌固深度较小时,锚杆失效后桩身弯矩始终减小,最终由于桩顶缺少约束而发生倾覆破坏;相反,当嵌固深度较大时,被动区土体对支护桩约束作用较强,最终支护桩的弯矩绝对值将显著提高,更可能发生弯曲破坏导致基坑垮塌。基坑正常开挖深度越大,超挖及锚杆失效产生的土拱效应越强,触发锚杆连续破坏所需的初始破坏锚杆越少,抗连续破坏能力越弱,应考虑局部加强锚杆,将局部破坏限制在一定范围。基坑顶部超载量过大将导致锚杆自超载范围中心向远端依次失效,进而引发基坑垮塌。锚杆设置高度不同,触发锚杆连续破坏的超载量不同,连续破坏路径和为应对潜在的超载风险需重点验算的构件也可能不同。锚杆设置在腰梁上时,超载情况下,锚杆的荷载传递系数大于支护桩,需优先考虑对锚杆进行局部加强设计;锚杆设置冠梁上时,触发锚杆连续破坏所需的超载量较腰梁工况更大,超载情况下,支护桩的荷载传递系数大于锚杆,应优先对支护桩考虑附加荷载作用进行设计。

关键词：模型试验桩锚支护基坑局部超挖超载连续破坏

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钢-UHPC组合梁环槽铆钉剪力件单钉受剪性能研究

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建筑结构学报 2025年

作者：朱劲松刘周强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)

为满足钢-UHPC组合梁可靠连接、快速施工和安拆便捷的需求，开发了一种含预埋段的新型环槽铆钉剪力连接件。设置了3组共6个环槽铆钉单钉剪力件，通过自主设计的单面剪切试验装置进行了剪切试验研究，分析了不同铆钉直径和装配孔径差的... 详细信息

为满足钢-UHPC组合梁可靠连接、快速施工和安拆便捷的需求，开发了一种含预埋段的新型环槽铆钉剪力连接件。设置了3组共6个环槽铆钉单钉剪力件，通过自主设计的单面剪切试验装置进行了剪切试验研究，分析了不同铆钉直径和装配孔径差的破坏模式、荷载-相对滑移曲线和应变发展规律；采用精细化数值模型分析了环槽铆钉剪力件的抗剪受力机理；基于等效刚度原理，建立了环槽铆钉剪力件承载力计算公式，结合试验与模拟结果验证了所提公式的正确性。结果表明：本文环槽铆钉试验件破坏模式均为钉杆剪断破坏；剪力件的承载力随环槽铆钉直径增加呈非线性增长，刚度、延性随直径增加而提高；装配孔径差对承载力、刚度和延性的影响较小；铆钉剪力件达到极限承载力时，UHPC及钢板局部应力超限值，而铆钉套环未见明显变形。研究表明，所开发的新型环槽铆钉的抗剪性能可靠，所提环槽铆钉剪力件钉杆剪断破坏的承载力计算方法合理，可为钢-UHPC组合梁环槽铆钉抗剪连接设计与工程应用提供参考。

关键词：钢-UHPC组合梁环槽铆钉剪力件受剪性能试验荷载-滑移曲线(P-S曲线) 精细化有限元模拟抗剪受力机理受剪承载力计算方法

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考虑地震动空间效应的斜拉桥模型振动台台阵试验

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地震工程与工程振动 2024年第5期44卷 50-60页

作者：郑庆涛苏俊省李忠献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

针对大跨斜拉桥空间跨度范围广、局部场地条件差异性大,服役期内可能遭受空间地震动影响的问题,开展了空间地震动作用下大跨斜拉桥振动台台阵试验。研究了地震动空间效应对斜拉桥关键截面动力响应(加速度、位移和应变)的影响规律。研究... 详细信息

针对大跨斜拉桥空间跨度范围广、局部场地条件差异性大,服役期内可能遭受空间地震动影响的问题,开展了空间地震动作用下大跨斜拉桥振动台台阵试验。研究了地震动空间效应对斜拉桥关键截面动力响应(加速度、位移和应变)的影响规律。研究结果表明:地震动空间效应对斜拉桥的地震动力响应有明显影响,其中行波效应影响较小,考虑行波效应和相干效应时影响次之,同时考虑行波效应、相干效应和局部场地效应时影响最为显著。以主塔为例,与一致激励相比,同时考虑空间地震动的行波效应、相干效应和局部场地效应时,主塔加速度、位移和应变最大增加幅值分别为55.69%、62.37%和67.37%。因此,开展大跨斜拉桥结构抗震设计时,采用一致激励或仅考虑行波效应时可能会低估斜拉桥的实际地震响应,应综合考虑行波效应、相干效应和局部场地效应等地震动空间效应。

关键词：大跨斜拉桥振动台台阵试验行波效应相干效应局部场地效应

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地铁沿线建筑结构变刚度振震双控研究

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建筑结构学报 2025年

作者：石运东董文青王琦王宇辰李忠献丁阳天津大学建筑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

提出了一种由水平橡胶支座与变刚度竖向振震双控装置（Vertical dual control device with variable stiffness，VCV）构成的变刚度三维振震双控装置（Three-dimensional dual control device with variable stiffness，3DCV）。通过改变不同阶段参与工作的弹簧种类与工作方式可实现VCV装置的竖向变刚度特性。3DCV装置可同时实现地铁竖向振动与多水准地震作用下的三向地震响应控制。推导了VCV装置滞回模型的理论计算公式，通过拟静力试验验证了理论计算公式的正确性。根据控制层各VCV装置刚度平均分配与根据支座反力比例分配的不同分布模式，设计了两种3DCV隔震结构。数值模拟结果表明，相同激励下按平均分配刚度设计时3DCV隔震结构具有更大的竖向位移，竖向等效刚度较低以提高竖向隔振/震效率。采用平均分配刚度设计时，地铁振动下结构Z振级平均减小22dB，设防地震下的竖向隔震效率为61%。按平均分配刚度设计时3DCV隔震结构的控制层竖向刚度相对集中于外围以形成更大的抗摇摆刚度。罕遇地震下，相比于竖向定刚度三维隔震结构，按平均分配刚度设计的3DCV隔震结构在两个水平方向的摇摆角分别减小56%与48%。

关键词：振震双控三维隔震竖向变刚度振动舒适度隔震性能

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超低温环境下湿筛砂浆动态抗劈裂性能试验研究

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建筑结构学报 2025年

作者：西荣谢剑严加宝天津大学建筑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

为研究湿筛砂浆（Wet-sieved Mortar，WSM）在20 ～ -165℃温度范围内的准静态和动态劈裂抗拉性能，采用电液伺服压力试验机和分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB）系统对126个WSM试件开展了准静态和动态劈裂受拉... 详细信息

为研究湿筛砂浆（Wet-sieved Mortar，WSM）在20 ～ -165℃温度范围内的准静态和动态劈裂抗拉性能，采用电液伺服压力试验机和分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB）系统对126个WSM试件开展了准静态和动态劈裂受拉试验，基于数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）技术分析了不同低温和应力率下WSM试件的破坏过程。试验结果表明：低温和应力率影响了WSM试件的破坏模式、劈拉强度和吸收能。在准静态加载下，WSM试件均呈现次要裂缝破坏，劈拉强度的应力率效应不明显，低于低温增强效应；在动态加载下，试件的破坏以中心主裂缝和入射端破坏为主，不同温度下的劈拉强度均随着应力率的增加显著提高，并且劈拉强度的应力率效应在低温下更加明显；同时，低温下吸收能的应力率效应也更加明显。基于试验结果，建立劈拉强度低温动态增强因子的经验公式，以量化应力率和温度对劈拉强度的综合影响。本研究结果可为后续低温环境下混凝土多相细观数值模拟提供更精确的砂浆参数。

关键词：湿筛砂浆 SHPB试验低温动态劈拉性能 DIC技术

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胶结砂土的静力触探模型试验及离散元模拟

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工程地质学报 2025年第2期33卷 722-732页

作者：加瑞赵栋雷华阳杨岗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

在砂土中掺入水泥制备人工胶结砂土,通过自行研制的静力触探模型试验装置,研究了砂土颗粒间的胶结对静力触探结果的影响。试验结果表明:锥尖阻力q_(c)随着水泥掺量的增加而增大,q_(c)值的增加主要是由于胶结砂土的黏聚力增加引起的;根据... 详细信息

在砂土中掺入水泥制备人工胶结砂土,通过自行研制的静力触探模型试验装置,研究了砂土颗粒间的胶结对静力触探结果的影响。试验结果表明:锥尖阻力q_(c)随着水泥掺量的增加而增大,q_(c)值的增加主要是由于胶结砂土的黏聚力增加引起的;根据q_(c)值估算胶结砂土的强度参数时,如果不考虑结构性的影响,将会高估胶结砂土的内摩擦角;初始剪切模量与锥尖阻力的比值G_(max)/q_(c)随着水泥掺量的增加而增大,因此可以根据G_(max)/q_(c)的大小定性评价砂土的结构性强弱。通过离散元模拟分析了颗粒间的胶结强度对q_(c)的影响机理。模拟结果表明:贯入会导致探杆附近颗粒间的胶结发生破坏,颗粒间的胶结强度越大,颗粒发生移动所需要的力越大,锥尖周围颗粒的接触力越大,因此q_(c)值随着胶结强度的增加而增大。研究结果可以为胶结砂土中静力触探测试数据的分析和应用提供理论指导。

关键词：胶结砂土静力触探锥尖阻力离散元模拟胶结破坏

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不同胶结和孔隙比结构性黏土的三轴固结不排水试验研究

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工程地质学报 2025年

作者：加瑞王明辉李逸群楚振兴天津大学建筑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

室内外试验表明部分天然沉积黏土具有较强的结构性，而黏土的结构性会直接影响地基的变形及稳定性计算，因此对结构性黏土的力学特性进行深入研究具有重要的工程意义。本文在扰动土样中添加水泥和盐粒，在室内通过击实法人工制备了具有... 详细信息

室内外试验表明部分天然沉积黏土具有较强的结构性，而黏土的结构性会直接影响地基的变形及稳定性计算，因此对结构性黏土的力学特性进行深入研究具有重要的工程意义。本文在扰动土样中添加水泥和盐粒，在室内通过击实法人工制备了具有不同胶结强度和初始孔隙比的高岭结构性黏土和天津结构性黏土试样，对不同胶结和孔隙比的结构性黏土进行了三轴固结不排水试验。试验结果表明：（1）当试样的胶结强度较小和初始孔隙比较大时，在固结阶段可能会导致试样的胶结发生破坏、孔隙比产生较大程度的减小。在实际工程中应考虑前期施工扰动对结构性黏土的胶结强度和孔隙比的影响。（2）试样剪切前的胶结强度越大、孔隙比越小，在相同轴向应变下的偏应力越大，试样的峰值强度越大，应力-应变曲线的应变软化特征越明显，应力路径中偏应力的最大值越大。（3）试样达到峰值强度时还存在结构性时，具有结构破损阶段的应力路径。高岭结构性黏土呈现出先剪缩后剪胀的趋势，表现出过渡性土的相变行为。天津结构性黏土只表现出剪缩的趋势，应力路径先向左上方移动，然后由于结构破损向左下方移动。

关键词：结构性黏土胶结强度初始孔隙比应力-应变曲线应力路径

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聚丙烯纤维加固土融沉特性的离散元数值模拟研究

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力学与实践 2024年第2期46卷 382-392页

作者：戴轩李朝程雪松李涛曹一凡中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点试验室天津300072

针对掺入纤维对土体冻融特性的影响进行离散元数值模拟,首先自研了过程感知融化固结系统,基于融沉试验,提出了微观参数折减法模拟融化过程,分析了纤维掺量、纤维长度、土样高度的影响规律。结果表明:离散元方法可对融沉过程进行较为有... 详细信息

针对掺入纤维对土体冻融特性的影响进行离散元数值模拟,首先自研了过程感知融化固结系统,基于融沉试验,提出了微观参数折减法模拟融化过程,分析了纤维掺量、纤维长度、土样高度的影响规律。结果表明:离散元方法可对融沉过程进行较为有效的模拟,并可得到最优纤维掺量,对于模拟工况,最优纤维掺量为0.1%;从融化压缩模量看,纤维长度与掺量为敏感影响因素,土样高度为次要因素;掺入纤维对土体强度与融沉特性的提升效果具有一致性。

关键词：纤维改良土融沉系数融化压缩离散元微观参数折减

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地质聚合物加固软土的研究现状与进展

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硅酸盐通报 2025年第2期44卷 490-500页

作者：加瑞楚振兴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

地质聚合物被认为是21世纪有可能大量取代水泥的绿色胶凝材料。本文综述了地质聚合物在软土加固方面的研究现状与进展:介绍了目前用于软土加固的地质聚合物前驱体和激发剂;归纳了地质聚合物加固软土的原理和机理;根据室内单元试验结果... 详细信息

地质聚合物被认为是21世纪有可能大量取代水泥的绿色胶凝材料。本文综述了地质聚合物在软土加固方面的研究现状与进展:介绍了目前用于软土加固的地质聚合物前驱体和激发剂;归纳了地质聚合物加固软土的原理和机理;根据室内单元试验结果分析了地质聚合物固化土的变形和强度特性;讨论了地质聚合物固化土的渗透性和耐久性;总结了地质聚合物加固软土的环境影响和工程应用。与水泥固化土相比,在相同掺量下地质聚合物固化土的力学性能更好,且其CO_(2)排放量较低,因此地质聚合物可以替代水泥用于加固软土。将来可进一步研发性能更好的地质聚合物前驱体及绿色激发剂,并进一步研究不同类型地质聚合物固化土的宏微观力学特性。

关键词：地质聚合物加固软土地聚物固化土前驱体激发剂软土

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基于深度学习的建筑用短粗拉索索力智能识别

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建筑结构学报 2023年第9期44卷 204-213页

作者：刘红波王龙轩郭刘潞张帆陈志华天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038 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

准确识别拉索的索力大小对评估预应力结构的健康状态具有重要意义。频率振动法可以较精确地测量桥梁结构中细长拉索的索力,但对建筑用短粗拉索的索力测量精度较低。为此,对建筑中常用的密闭索及高钒索开展在预应力作用下的动态响应试验... 详细信息

准确识别拉索的索力大小对评估预应力结构的健康状态具有重要意义。频率振动法可以较精确地测量桥梁结构中细长拉索的索力,但对建筑用短粗拉索的索力测量精度较低。为此,对建筑中常用的密闭索及高钒索开展在预应力作用下的动态响应试验,以获取拉索在不同索力下的动态响应数据,基于试验数据提出了可智能识别建筑用拉索索力的深度学习模型。模型以采集的原始频谱数据及拉索各项几何参量为特征输入,采用多通道融合的1D卷积神经网络(CNN)及深度神经网络(DNN)。分析结果表明:训练后的模型在测试集上识别的索力值与实际索力值间的平均绝对误差值仅为5.05%,均方误差值仅为0.35%;在测试集随机的6个取样点上索力值的决定系数为0.9854,索力误差均小于10%。与已有索力计算实用公式和机器学习算法进行对比,由索力误差百分比及决定系数的评估结果发现所提出的深度学习模型的索力识别精度更高。

关键词：建筑拉索深度学习索力识别神经网络频率振动法

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