检索结果-内蒙古大学图书馆

硅酸盐学报 2023年第8期51卷 1920-1927页

作者：刘杉石晓贝郝逸飞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 河北工业大学天津市装配式建筑与智能建造重点实验室天津300400

作为一种极具潜力的可持续建筑材料,碱激发混凝土(AAC)可能处于复杂应力状态,但是目前AAC三轴压缩性能的研究所考虑的约束率较低且忽略了试件强度影响。针对不同强度的AAC开展常规三轴压缩试验(约束率范围为0~1.4),研究AAC在围压作用下... 详细信息

作为一种极具潜力的可持续建筑材料,碱激发混凝土(AAC)可能处于复杂应力状态,但是目前AAC三轴压缩性能的研究所考虑的约束率较低且忽略了试件强度影响。针对不同强度的AAC开展常规三轴压缩试验(约束率范围为0~1.4),研究AAC在围压作用下的破坏模式、力学性能、本构模型和破坏准则。结果表明:随着围压增加,AAC的破坏模式由脆性转变为伪延性。AAC强度越高,三轴压缩强度提高地更显著,但变形能力较弱。现有硅酸盐水泥混凝土(PCC)的三轴压缩本构模型会极大高估AAC在峰值应力时的轴向应变。基于试验数据,提出了AAC的三轴压缩本构模型和破坏准则。

关键词：碱激发混凝土三轴压缩本构模型破坏准则

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斜直交替基坑支护桩现场实测及机理研究

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岩土工程学报 2022年第5期44卷 827-835,I0004页

作者：刘畅马力遥郑刚闫城东杨宇航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

斜直交替基坑支护结构是利用冠梁将交替布置的竖直悬臂桩与倾斜桩连接到一起形成的无支撑支护体系。已有工程实测表明,斜直交替支护具有较好的抗倾覆和变形控制能力,然而目前还缺乏从桩身受力角度对斜直交替支护受力机理进行系统研究。... 详细信息

斜直交替基坑支护结构是利用冠梁将交替布置的竖直悬臂桩与倾斜桩连接到一起形成的无支撑支护体系。已有工程实测表明,斜直交替支护具有较好的抗倾覆和变形控制能力,然而目前还缺乏从桩身受力角度对斜直交替支护受力机理进行系统研究。结合天津市某基坑工程进行斜直交替支护桩现场监测,首次对支护斜桩的桩身受力进行测试和分析,在此基础上利用PLAXIS有限元软件进行数值建模,对斜桩轴力发挥机理以及斜桩倾斜角度、斜直桩排布形式对支护性能的影响展开研究。结果表明,斜直交替支护比单排倾斜桩和双排桩支护桩的桩身轴力更大,斜桩对直桩存在着斜撑效应,且斜撑效应对支护结构变形的控制效果明显,斜撑效应的发挥主要来源于斜桩与被动区土体相对位移产生桩侧摩阻力;同时发现增大斜桩倾斜角度有利于增强斜桩的斜撑效应,使得支护桩侧移减小,但同时支护桩的桩身最大正弯矩会增加;此外,在用桩量相同的情况下,不同斜直桩组合及布置形式对支护变形影响较小,采用一斜两直的布置形式,能够在降低施工难度的同时减少直桩的受力。

关键词：基坑支护斜直交替桩机理分析桩身轴力

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PC箱梁桥火灾爆炸联合作用下损伤效应研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第11期57卷 1200-1210页

作者：田力李孟辉王剑飞朱劲松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(天津大学) 天津300350

利用ANSYS/LS-DYNA建立了预应力混凝土(prestressed concrete,PC)箱梁桥三维有限元模型,采用隐式分析方法对PC箱梁桥进行单独火灾分析,得到其在不同时刻下的温度及热应力的分布特征,采用显式分析方法对PC箱梁桥进行单独爆炸分析,得到其... 详细信息

利用ANSYS/LS-DYNA建立了预应力混凝土(prestressed concrete,PC)箱梁桥三维有限元模型,采用隐式分析方法对PC箱梁桥进行单独火灾分析,得到其在不同时刻下的温度及热应力的分布特征,采用显式分析方法对PC箱梁桥进行单独爆炸分析,得到其在不同爆炸当量下的局部破坏特征以及整体位移情况.随后,对综合考虑高温和高应变率效应的混凝土本构模型和钢材本构模型进行试验验证,在得到可靠性结果的基础上对PC箱梁桥进行火灾爆炸联合作用分析.结果表明:发生桥上火灾时,桥面板的热应力重分布现象应该得到关注,桥上火灾热应力随着燃烧时间的推移,顶板和翼缘板应力下降程度要大于腹板上方混凝土应力下降程度,桥面板的热应力使得在爆炸的过程中会出现小当量炸药也能造成箱梁顶板严重局部损伤的现象.发生小当量爆炸时,若燃烧持续时间较短,材料产生的高热应力起主导作用,从而在后续爆炸过程中对顶板造成严重的局部损伤,但整体位移与常温爆炸相似;若燃烧持续时间较长,材料的高温软化效应起主导作用,顶板损伤情况有所减小,但整体位移会增大.发生大当量爆炸时,无论是材料产生的高热应力还是材料的高温软化均会造成箱梁顶板的严重破损,冲击波在箱梁的聚集作用下冲击底板与腹板交界处,最终底板坍塌.从热应力分布现象和爆炸局部破坏特征来看,单箱多室的箱梁桥可以适当提高抗爆性.

关键词：火灾爆炸 PC箱梁桥有限元分析

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黏土结构性对孔压静力触探结果的影响分析

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水文地质工程地质 2023年第5期50卷 80-88页

作者：加瑞赵栋雷华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

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影... 详细信息

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影响。数值计算结果表明:(1)黏土的结构性会导致锥尖周围土体的偏应力增大,由于锥尖附近土体的结构性损伤,最大偏应力出现在距锥尖一定距离的右下方;(2)表征结构性强度的参数——初始结构屈服应力p’_(yi)越大,锥尖阻力qc越大,而表征结构性损伤速度的参数——结构性对流动法则影响参数ω越大,q_(c)值越小;(3)p’_(yi)值越大,贯入停止时的超静孔隙水压力u越大,而ω值越大,贯入停止时的u值越小;(4)经验圆锥系数N_(kt)随p’_(yi)增大明显减小,随ω的增大略有减小。因此,黏土的结构性强度及其损伤会明显影响孔压静力触探的测量结果,基于锥尖阻力q_(c)估算结构性黏土的不排水抗剪强度su时应采用考虑结构性影响的经验圆锥系数N_(kt),否则将会低估结构性黏土的s_(u)。研究结果可为孔压静力触探结果的分析和应用提供参考。

关键词：黏土结构性孔压静力触探结构性剑桥模型锥尖阻力经验圆锥系数

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基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1387-1397页

作者：巴振宁赵靖轩桑巧稚梁建文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 天津大学土木工程系天津300350 同济大学地下建筑与工程系上海200092

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应... 详细信息

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应用且适用于不同土类的三参数Martin-Seed-Davidenkov本构模型,结合已有的不规则加卸载准则,通过在程序中修改每个显式时间步下的应力增量,实现了土体剪切模量的实时更新和加卸载拐点的有效识别,将土体的非线性特性纳入到三维复杂场地地震动模拟中。首先将建立的三维模型通过施加合理边界退化至一维,与一维非线性动力分析软件DEEPSOIL的结果进行了对比,验证了开发的正确性;进而将开发的程序应用于中国滇西南地区施甸盆地的非线性地震动模拟,并与相应的线性结果进行了对比。结果显示,受土体非线性的影响,施甸地区PGA和PGV较线性结果峰值均降低,且非线性土体对PGV的影响更加明显,较线性结果最大降低约30%;沉积非线性使沉积内部观测点的速度及其反应谱幅值降低,且特征频率向长周期方向移动。

关键词：非线性地震反应三维沉积盆地 Davidenkov本构模型谱元法

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储层和开采参数对天然气水合物开采产能的影响分析

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海洋地质与第四纪地质 2023年第6期43卷 202-216页

作者：加瑞许敬明郝岱恒李青茁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

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景,采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上... 详细信息

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景,采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上覆层和下伏层渗透率等储层参数,以及降压幅度、降压井长度和出砂堵塞(通过改变井周网格渗透率反映出砂堵塞)等开采参数对天然气水合物降压开采产能的影响。数值模拟结果表明:①随着储层渗透率的增大,产气量有明显的增加;随着储层压力、孔隙度的增大以及上覆层和下伏层渗透率的减小,产气量有较大的增加;随着储层温度的增大,产气量有一定的增加;产气量随饱和度的增大先增大后减小。因此,实际开采时可优先选择渗透率大、上覆层和下伏层渗透率小、孔隙度大、温度较高、水合物饱和度适中的储层。②随着降压幅度的增大以及降压井长度增大,产气量有明显的增加;而随着出砂堵塞程度的加剧,产气量有非常明显的减少。因此,实际开采时可以通过增大降压幅度和降压井长度以及采取减轻出砂堵塞的措施来提高产气量。研究结果可以为我国将来天然气水合物开采区域及开采方式的选择和确定提供参考。

关键词：天然气水合物降压开采 TOUGH+HYDRATE 储层参数开采参数

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黏土地层盾构隧道开挖面失稳离心试验及数值模拟

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第5期56卷 503-512页

作者：雷华阳刘敏钟海晨许英刚袁大军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300354 北京交通大学土木建筑工程学院北京100091

通过开展离心模型试验和数值模拟,对黏土地层中盾构隧道开挖面的失稳破坏特征进行了研究.通过开挖面支护力-开挖面板后退位移关系曲线,获得了开挖面支护力呈快、缓和稳的3阶段变化特征,开挖面支护力-位移曲线中未呈现支护力反弹现象,比... 详细信息

通过开展离心模型试验和数值模拟,对黏土地层中盾构隧道开挖面的失稳破坏特征进行了研究.通过开挖面支护力-开挖面板后退位移关系曲线,获得了开挖面支护力呈快、缓和稳的3阶段变化特征,开挖面支护力-位移曲线中未呈现支护力反弹现象,比对应砂土地层更慢达到极限值,极限支护力值为5%~7%初始竖向土压力.地表沉降在开挖面失稳过程持续增加;埋深比为1.0时,横向地表沉降槽形状变化明显.在隧道中心轴线高度处,纵向土压力沿纵向随远离隧道截面距离逐渐增大,纵向土拱率值逐渐增大,且远小于对应竖向土拱率值.根据盾构开挖面失稳过程中竖向土压力沿深度变化曲线、纵向土压力沿掘进方向变化曲线,以及横向土压力沿横向变化曲线的拐点可得到失稳松动区和扰动区的范围.埋深比为1.0时,在隧道中心轴线水平面内隧道截面前方0.5D以外区域,纵向土压力和横向土压力的变化比竖向土压力更加显著.相比传统开挖面失稳分析中仅对竖向土压力变化规律进行的研究,提出应同时研究三向土压力的时空变化规律.

关键词：盾构隧道开挖面失稳离心模型试验数值模拟黏土

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基于并行计算和遗传算法的钢-UHPC华夫板组合梁优化设计

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计算力学学报 2023年第3期40卷 357-365页

作者：史腾朱劲松王子挺秦亚婷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

为实现钢-超高性能混凝土(UHPC)华夫板组合梁结构快速经济合理的设计,提出了基于并行计算与遗传算法的结构优化设计方法.通过Python建立了并行计算平台,使Abaqus和Python能够执行同步数值模拟和数据处理,以成本最小化为目标,采用遗传算... 详细信息

为实现钢-超高性能混凝土(UHPC)华夫板组合梁结构快速经济合理的设计,提出了基于并行计算与遗传算法的结构优化设计方法.通过Python建立了并行计算平台,使Abaqus和Python能够执行同步数值模拟和数据处理,以成本最小化为目标,采用遗传算法对钢-UHPC华夫板组合梁进行了优化,验证了所提方法的可行性.结果表明,遗传算法中密集的分析任务可以并行化并分配给不同的计算资源以提高计算效率;使用并行计算可以提高8.6倍的优化效率;并行计算和串行计算的CPU平均使用率分别为82%和18%.本文方法的成功应用可为其他类型结构的优化设计提供参考.

关键词：超高性能混凝土华夫板组合梁结构优化设计并行计算遗传算法

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极地低温下混凝土填充GFRP拉挤管黏结性能试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第10期57卷 1100-1110页

作者：谢剑王梦琴李建军王哲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 天津大学建筑设计规划研究总院有限公司天津300073

纤维增强聚合物(FRP)管与混凝土之间的界面黏结是二者之间荷载传递的必要条件和共同作用的重要前提.为了探究混凝土填充GFRP管(CFFT)在极地等严寒环境下的黏结性能,在20~-80℃的不同低温条件下,对12个圆形和16个方形CFFT进行了推出试验... 详细信息

纤维增强聚合物(FRP)管与混凝土之间的界面黏结是二者之间荷载传递的必要条件和共同作用的重要前提.为了探究混凝土填充GFRP管(CFFT)在极地等严寒环境下的黏结性能,在20~-80℃的不同低温条件下,对12个圆形和16个方形CFFT进行了推出试验,得到了GFRP管-混凝土界面的黏结-滑移曲线和典型破坏模式.研究了低温水平(T=20℃、-30℃、-60℃、-80℃)、界面类型(黏砂和未黏砂)、径厚比(D/t=30.0、31.3、37.5、50.0)、截面类型(圆形、方形)和FRP管制造工艺(拉挤成型、纤维缠绕)对黏结性能的影响.试验结果表明:除推出破坏外,部分方形黏砂试件表现为角部开裂;低温改善了GFRP管与混凝土的黏结性能,且20~-60℃温度段对黏结性能的影响强于-60~-80℃温度段;黏砂可显著提高CFFT的界面黏结强度(-60℃下,圆形黏砂试件黏结强度可增加到未黏砂试件的2.18倍,方形黏砂试件黏结强度可增加到未黏砂试件的7.93倍);D/t与黏结强度呈负相关;圆形CFFT的黏结强度高于方形CFFT;拉挤管的黏结强度低于纤维缠绕管,这表明GFRP管-混凝土的界面黏结强度主要受摩擦力(环向约束压力)影响.最后在试验的基础上,提出了CFFT在低温下黏结强度的预测模型.本研究可为CFFT构件在极地低温下的应用提供参考.

关键词：极地低温黏结性能混凝土填充GFRP管推出试验

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耐候钢-砼组合加劲梁悬索桥极限承载力退化规律研究

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防灾减灾工程学报 2023年第6期43卷 1377-1385,1394页

作者：王子挺朱劲松水利工程智能建设与运维全国重点实验室(天津大学) 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

为制定预防性维护方案提供支撑,探究了悬索桥极限承载力随时间长期退化规律。以我国某公路耐候钢-砼组合加劲梁悬索桥为工程背景,建立了考虑钢梁、主缆和吊索三类主要钢构件截面特性与力学性能随时间退化模型;利用梁格法,采用Mises屈服... 详细信息

为制定预防性维护方案提供支撑,探究了悬索桥极限承载力随时间长期退化规律。以我国某公路耐候钢-砼组合加劲梁悬索桥为工程背景,建立了考虑钢梁、主缆和吊索三类主要钢构件截面特性与力学性能随时间退化模型;利用梁格法,采用Mises屈服准则,考虑几何非线性和材料非线性,基于U.L.列式编制杆系有限元计算程序,计算分析了3种最不利荷载工况下的悬索桥的弹塑性极限承载力。结果表明:耐候钢梁的截面积损失4.5%~11.7%,吊索截面积损失6.8%,主缆截面积损失1.1%,钢梁退化较快,随着荷载的增大,钢梁塑性区不断扩大使得主缆应力还未达到屈服应力,悬索桥就不能继续承载;荷载-位移曲线随着桥龄增加表现形式不同,在20年以前有明显的拐点;极限承载力呈现缓慢下降的趋势,100年下降27.2%~32.4%。

关键词：腐蚀退化极限承载力双重非线性荷载系数悬索桥

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