检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2023年第2期36卷 400-409页

作者：石运东王宇辰王旋丁阳李忠献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

三维隔震结构在地震作用下存在显著的摇摆现象,影响三维隔震技术的隔震效果。而不同类型的地震动作用对三维隔震结构的摇摆特性影响不同。由此提出一种基于地震动竖向与水平向加速度反应谱谱值之比对三维隔震结构摇摆性能进行评估的方法... 详细信息

三维隔震结构在地震作用下存在显著的摇摆现象,影响三维隔震技术的隔震效果。而不同类型的地震动作用对三维隔震结构的摇摆特性影响不同。由此提出一种基于地震动竖向与水平向加速度反应谱谱值之比对三维隔震结构摇摆性能进行评估的方法,并利用有限元模拟进行验证。基于1567条不同类型的地震动记录,分析不同震源机制、震中距、场地类型对三维隔震结构摇摆特性的影响规律。结果表明,震源机制、震中距、场地条件对三维隔震结构摇摆的影响显著。当不同地震动作用调幅后结构竖向加速度响应相同时,在典型三维隔震结构隔震周期范围内(水平向2.0~5.0 s,竖向0.3~1.0 s),逆断层和走滑断层地震动相比正断层地震动所造成的三维隔震结构摇摆角更大;远场地震动相比近场地震动所造成的三维隔震结构摇摆角更大;地震动在软土场地条件下相比其在硬土场地条件下所造成的三维隔震结构摇摆角更大。

关键词：三维隔震摇摆角加速度反应谱震源机制场地条件

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环境因素影响下钢筋混凝土索塔爬模施工仿真分析方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1105-1114页

作者：朱劲松张可涵王子意天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350 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

为探究爬模施工进程中索塔空间温度场和应力场分布,掌握塔柱线形特性,提出一种索塔爬模施工仿真分析方法.利用Fortran编程语言开发相应子程序,对结构施加复杂温度边界,实现不同节段混凝土水化放热、收缩徐变.利用Abaqus软件对索塔爬模... 详细信息

为探究爬模施工进程中索塔空间温度场和应力场分布,掌握塔柱线形特性,提出一种索塔爬模施工仿真分析方法.利用Fortran编程语言开发相应子程序,对结构施加复杂温度边界,实现不同节段混凝土水化放热、收缩徐变.利用Abaqus软件对索塔爬模施工过程进行分析.结果表明:施工过程中索塔空间温度分布不均匀,塔柱表里最大温差达25.9℃,向阳面与背阴面温差最大为9℃;考虑温度效应后,塔柱所受拉应力更大,且空间应力分布具有很强的时变性,索塔线形特征与变化规律也发生改变;施工塔顶累积竖向位移先增大后减小,在爬模第16节段达到最大值20.5 mm;施工过程塔顶累计顺桥向和横桥向位移更大,最大值分别为6.5和22.3 mm.

关键词：桥梁工程钢筋混凝土索塔爬模施工空间温度场混凝土收缩徐变

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枢纽车站结构地震响应特征

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工程力学 2023年第4期40卷 1-11页

作者：丁阳石运东宗亮尤碧施刘倩程俊森徐松涛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

枢纽车站结构一般由大跨空间屋盖结构和下部混凝土框架结构组成,还包括管道系统等非结构部件,研究多因素影响下的枢纽车站复杂结构地震响应特征对于保证其抗震安全性具有重要意义。该文经过大量调研选取4个典型枢纽车站结构,采用有限元... 详细信息

枢纽车站结构一般由大跨空间屋盖结构和下部混凝土框架结构组成,还包括管道系统等非结构部件,研究多因素影响下的枢纽车站复杂结构地震响应特征对于保证其抗震安全性具有重要意义。该文经过大量调研选取4个典型枢纽车站结构,采用有限元方法分析其地震响应特征,结果表明:枢纽车站结构呈“上柔下刚”的特点;从结构基底至屋盖结构顶部地震响应经历2次放大,屋盖结构为竖向地震敏感型结构,下部框架结构层间位移分布规律与普通框架的不同;考虑场地土后,枢纽车站结构自振频率均降低,屋盖结构变形增大、杆件应力分布趋于均匀;对于不同的枢纽车站结构,地震响应的最不利地震动震源机制不同;下部结构框架需考虑地震动行波效应的不利影响,屋盖结构可不考虑行波效应;屋盖吊挂管道系统地震响应从车站结构基底到管道系统经历3次放大,枢纽车站中管道系统抗震性能分析必须考虑主体结构对其地震响应的放大。

关键词：枢纽车站结构地震响应特征屋盖结构下部结构管道系统场地土震源机制

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钢筋混凝土结构锈蚀特征的漏磁探测研究进展

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建筑材料学报 2024年第11期27卷 1022-1032页

作者：张伟平邱俊澧姜超同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

以混凝土结构中钢筋锈蚀特征的漏磁探测技术为主线,对相关研究进行综合回顾与分析.结果表明,基于漏磁探测技术能够准确识别混凝土结构中钢筋的锈蚀区域并定量评估钢筋锈蚀率.为进一步提升利用漏磁技术探测既有钢筋混凝土结构锈蚀特征的... 详细信息

以混凝土结构中钢筋锈蚀特征的漏磁探测技术为主线,对相关研究进行综合回顾与分析.结果表明,基于漏磁探测技术能够准确识别混凝土结构中钢筋的锈蚀区域并定量评估钢筋锈蚀率.为进一步提升利用漏磁技术探测既有钢筋混凝土结构锈蚀特征的适用性和准确性,未来还需要充分考虑磁化强度随机分布引起的锈蚀率评估结果的概率分布特性,明确应力、疲劳、箍筋/相邻纵筋、锈蚀产物和混凝土的影响,推动基于漏磁成像的计算机视觉自动识别和融合多指标、多技术方法的应用.

关键词：钢筋混凝土结构漏磁探测锈蚀率定量评估概率化

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水平受荷倾斜群桩模型试验及受力机理研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第3期56卷 275-288页

作者：刘畅张冰洁苗圃闫城东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

长期受水平荷载的工程涉及到倾斜桩的应用,其水平承载能力和桩周土体行为受到关注.设计了4组不同布桩方式的室内倾斜群桩水平加荷模型试验,针对6桩承台,对比分析了倾斜群桩的桩身位移、桩身内力及桩周土体变形,相较于群直桩,同向10°... 详细信息

长期受水平荷载的工程涉及到倾斜桩的应用,其水平承载能力和桩周土体行为受到关注.设计了4组不同布桩方式的室内倾斜群桩水平加荷模型试验,针对6桩承台,对比分析了倾斜群桩的桩身位移、桩身内力及桩周土体变形,相较于群直桩,同向10°、对称10°和对称20°的倾斜群桩水平承载力分别提高了13.3%、28.3%和75.0%,桩顶最大水平位移依次减小了21.3%、35.6%和53.9%,倾斜群桩的桩身内力较小,侧摩阻力较大,桩顶土体水平位移最多减少了48.9%,桩底土体竖向位移最多减小了56.4%.建立了承台-倾斜群桩-土体在水平荷载作用下的精细化有限元模型,进一步分析了足尺条件下不同布桩方式倾斜群桩与土体的相互作用.直桩抵抗水平荷载的作用主要由土体沿桩身法向抗力提供,而倾斜群桩在水平荷载下产生较大的侧摩阻力,且斜桩侧摩阻力水平分量在抵抗水平荷载中发挥重要作用,对称20°倾斜群桩中侧摩阻力水平分量占比高达35%,所以其水平荷载能力更强,显著提高结构的抗侧刚度.承台与桩连接方式的改变没有影响其受力模式,刚接时桩顶存在负弯矩,更有利于减小桩身弯矩和桩顶位移.合理布置的倾斜群桩可以在水平荷载下发挥显著作用.

关键词：水平荷载倾斜群桩模型试验有限元模拟受力机理

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桥塔附近油罐车火灾和爆炸联合作用下斜拉桥动力响应

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第6期54卷 2257-2270页

作者：田力周建胜朱劲松张晗奇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

首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了一座双塔钢斜拉桥三维空间有限元模型,分析了桥塔附近油罐车火灾单独作用下斜拉桥的温度分布特征和结构响应;其次,验证了综合考虑高温软化效应和高应变率效应的钢材本构模型可靠性,分析了桥塔附... 详细信息

首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了一座双塔钢斜拉桥三维空间有限元模型,分析了桥塔附近油罐车火灾单独作用下斜拉桥的温度分布特征和结构响应;其次,验证了综合考虑高温软化效应和高应变率效应的钢材本构模型可靠性,分析了桥塔附近火灾和爆炸联合作用下斜拉桥关键构件的局部破坏特征和桥梁整体位移响应;第三,研究了燃烧时间和爆炸当量对桥塔在火灾下抗爆性能的影响;最后,分析了桥塔在火灾和爆炸联合作用下的倒塌过程。研究结果表明:由于热膨胀效应,火灾在短时间内便可导致桥塔等受压构件的应力迅速增大;火灾初期,桥塔受火侧产生远离火灾方向的侧向位移,随着火灾继续发展,桥塔受火侧的承载力逐渐下降,桥塔受火侧的侧向位移逐渐向火灾方向发展,最大达到了0.21 m;火灾燃烧时间越长或爆炸当量越大,桥塔在火灾爆炸作用下产生的局部破坏越严重;合理布置横隔板可有效提高桥塔的抗爆性能;火灾和爆炸联合作用下,桥塔整体产生朝向爆炸源方向的侧向位移,随着燃烧时间延长,桥塔在爆炸荷载下产生的侧向位移逐渐增大。

关键词：火灾爆炸斜拉桥桥塔有限元分析

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饱和度对混凝土三轴抗压强度的影响试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第8期56卷 870-877页

作者：崔健鹿羿张惠申蔡润杰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

混凝土结构服役环境非常复杂,其孔隙中自由水饱和度和受力状态因服役环境不同而有较大的区别.为研究不同含水饱和度混凝土在三向受力状态下的力学性质,本文通过干燥、真空饱水、自然蒸发3个步骤制作了0、50%和100%3种饱和度、2种强度等... 详细信息

混凝土结构服役环境非常复杂,其孔隙中自由水饱和度和受力状态因服役环境不同而有较大的区别.为研究不同含水饱和度混凝土在三向受力状态下的力学性质,本文通过干燥、真空饱水、自然蒸发3个步骤制作了0、50%和100%3种饱和度、2种强度等级的混凝土试件.试验采用了长径比2∶1的圆柱体和边长50 mm的立方体两种形状的试件.对总共60余个混凝土试件进行了无侧限单轴压缩试验和不同围压下的三轴压缩试验.试验结果表明:随着饱和度的增加,混凝土材料的单轴抗压强度逐渐降低,且普通强度混凝土的下降幅度比高强度混凝土高;在围压条件下,不同含水饱和度的混凝土试件轴向抗压强度均有所提高,普通强度混凝土的三轴强度比高强混凝土提高的幅度更大,且饱和度高的试件对侧向压力更为敏感,这主要是由于多向应力条件下产生的孔隙水压力作用;根据所得到的试验结果,基于Mohr-Coulomb强度准则建立了考虑饱和度影响的混凝土强度模型,用于指导混凝土结构在不同湿度服役环境下的设计,提高设计的可靠性.

关键词：混凝土孔隙水饱和度三轴压缩抗压强度

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局部超挖或超载作用下桩锚支护基坑连续垮塌试验研究

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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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风屏障端部附近交会的背风侧列车气动效应

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铁道科学与工程学报 2025年第3期22卷 954-966页

作者：陶玮娄平孙震中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

横风环境下高速列车在桥上交会时,迎风侧列车的挡风效应叠加交会时产生的瞬态压力波导致背风侧列车气动荷载突变。当交会发生在风速高、风速变化大且流场紊乱的桥梁风屏障端部附近时,背风侧列车的空气动力学性能势必会进一步恶化,影响... 详细信息

横风环境下高速列车在桥上交会时,迎风侧列车的挡风效应叠加交会时产生的瞬态压力波导致背风侧列车气动荷载突变。当交会发生在风速高、风速变化大且流场紊乱的桥梁风屏障端部附近时,背风侧列车的空气动力学性能势必会进一步恶化,影响其安全平稳运行。为研究横风作用下桥梁风屏障端部附近交会时背风侧列车气动效应,基于改进的延迟分离涡模拟方法,建立风屏障-高速列车-桥梁系统的CFD模型,探讨高速列车在桥梁风屏障端部附近交会时不同交会起始位置对背风侧列车交会面测点气动压力和气动荷载系数的影响规律,并分析其流场特性。在此基础上,建立车-轨-桥系统耦合动力学模型,对比研究高速列车在无风屏障桥上以及桥梁风屏障端部附近交会时背风侧列车行车安全指标的变化规律。研究结果表明:高速列车在桥梁风屏障端部附近交会时,背风侧列车头车气动性能受交会起始位置影响最为显著。与无风屏障桥上交会情形相比,当交会起始位置位于风屏障区域以外距其端部0.5L(L为列车头车长度)处时,背风侧列车测点1头波正波和全波幅值分别增大22.75%和18.31%;头车侧向力、升力和倾覆力矩系数峰值分别增大13.08%、11.39%和9.76%,相应的幅值分别增加16.16%、13.31%和25.12%。同时,风屏障端部附近交会过程中背风侧列车头车轮重减载率和脱轨系数最大值分别增加6.33%和4.14%,导致其行车安全性降低。研究结果可为进一步保障横风作用下桥上高速列车安全平稳运行提供参考。

关键词：高速列车交会风屏障端部气动荷载数值模拟气动效应

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多点接触对单颗粒破碎影响的离散元研究

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第4期56卷 1405-1416页

作者：谭攀肖源杰王萌华文俊王小明彭友全中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学) 湖南长沙410075

道砟颗粒破碎是铁路工程稳定性研究中的重要问题之一,现有关于颗粒破碎的研究大都基于2个接触点的单颗粒破碎实验,实际上颗粒同时受多个接触点作用,颗粒的破碎特性在很大程度上取决于其接触点(配位数)的数量,而目前对多接触条件下颗粒... 详细信息

道砟颗粒破碎是铁路工程稳定性研究中的重要问题之一,现有关于颗粒破碎的研究大都基于2个接触点的单颗粒破碎实验,实际上颗粒同时受多个接触点作用,颗粒的破碎特性在很大程度上取决于其接触点(配位数)的数量,而目前对多接触条件下颗粒破碎的准则和模式尚不完全了解。为此,本文开展道砟单颗粒压缩试验获取单颗粒破碎强度和能量,采用离散元法建立黏结多面体单颗粒数值模型,通过单颗粒破碎试验结果对数值模型细观参数进行标定。在颗粒表面安装刚性屏蔽墙来研究相邻晶粒的力学约束效应,基于标定的数值模型研究不同粒径颗粒下配位数对破碎强度、接触力链、破碎模式和破碎准则的影响。研究结果表明:颗粒破碎强度随配位数增加而增加,粒径越小,增幅越大;当配位数较低时,颗粒倾向于破碎成几块,随着配位数增加,颗粒倾向于粉碎性破坏,子颗粒体积分布由正态分布向Gamma分布转变,接触力链向逐渐向屏蔽墙延伸;当配位数大于10时,基于应力张量的颗粒破碎准则(最大主应力准则σ1、八面体剪应力准则q、平均应力准则p)和局部接触力的颗粒破碎准则(最大接触力准则F_(max))不再适用。所得结论对工程实践和进一步采用离散元法研究可破碎颗粒材料具有一定的参考价值。

关键词：离散元法颗粒破碎配位数道砟破碎准则

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