检索结果-内蒙古大学图书馆

高压电器 2025年第4期61卷 30-38页

作者：刘玉安毛宝俊陈云龙谢强刘匀同济大学土木工程学院上海200092 同济大学工程结构服役性能演化与控制教育部重点实验室上海200092

换流变压器阀侧套管作为电力设备中的关键部件,其安全运行对电力系统的可靠性至关重要。为探究地震作用对换流变压器阀侧套管温度场的影响,文中建立了±800 kV换流变压器及套管体系的精细化有限元仿真分析模型,开展换流变阀侧套管... 详细信息

换流变压器阀侧套管作为电力设备中的关键部件,其安全运行对电力系统的可靠性至关重要。为探究地震作用对换流变压器阀侧套管温度场的影响,文中建立了±800 kV换流变压器及套管体系的精细化有限元仿真分析模型,开展换流变阀侧套管地震响应分析,研究震后阀侧套管表带触指型电连接结构的残余变形与残余应力,基于电连接结构接触电阻计算公式计算接触电阻,分析震后阀侧套管的温度变化。结果表明:触指叶片在地震作用下产生残余变形,接触应力下降,接触电阻上升。由于表带触指的环形结构导致不同位置叶片的变形程度不一致,这种非均匀性造成电阻在触指各区域的分布差异。电流集中流向电阻较低的区域,导致电连接结构负载重新分布,引起整体和局部温度升高,对系统的热稳定性和电能传输效率构成风险。研究结果揭示了地震作用对换流变压器阀侧套管温度场的影响,为提高换流站的抗震设计和运行维护提供了理论依据和技术支持。

关键词：阀侧套管地震作用残余变形温度场仿真

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砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的试验研究

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铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 613-625页

作者：杨奇吴亚飞陈琛邓煜晨徐方阮波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 湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105

接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土... 详细信息

接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土变形区域进行划分。在此基础上,研究粗糙度、法向应力和密实度对砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的影响规律。研究结果表明:1)砂土可分为非剪切区、过渡区和应变集中区,应变集中区仅存在剪切面之上。2)规则型接触面的上剪切带厚度均值为33D_(50),远大于下剪切带9D_(50)和“光滑”接触面剪切带厚度20.4D_(50)。3)密实度对剪切带及其过渡区厚度的影响微弱,而粗糙度对其影响显著;法向应力、密实度对应变集中区厚度影响有限,应变集中区厚度随粗糙度的增大近似线性增大;应变集中区长度随粗糙度的增大先增大后减小,随密实度的增大近似线性增大,随法向应力增大而减小。4)随剪切位移增大,上剪切带厚度不断增大而下剪切带厚度先增大后保持基本不变,应变集中区的长度增大,但剪切位移对应变集中区厚度的影响有限。5)获得归一化剪切带厚度取值h_(t)/D_(50)与D_(50)的关系,在有限元模拟规则型结构与砂土的相互作用时,建议砂土体细化网格单元的范围不小于最大剪切带厚度37D_(50)。研究成果深化了砂土-规则型接触面剪切带变形特征的认识,可为大粗糙度、带肋桩的承载变形特性的精细化有限元模拟分析提供重要参考和依据。

关键词：砂土-混凝土接触面大型直剪试验灌砂标记法剪切带细观变形

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极地低温下CFRP筋与混凝土黏结性能数值分析

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哈尔滨工业大学学报 2024年第10期56卷 1-13页

作者：谢剑王雪寒刘洋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 中国铁路设计集团有限公司天津300308

为进一步了解极地低温下碳纤维增强复合材料(CFRP)筋与混凝土的黏结性能,在现有试验的基础上,采用ABAQUS软件建立考虑CFRP筋表面特征的数值模型,分析64种工况,研究低温下CFRP筋直径、肋高、肋宽与混凝土保护层厚度等参数对黏结性能的影... 详细信息

为进一步了解极地低温下碳纤维增强复合材料(CFRP)筋与混凝土的黏结性能,在现有试验的基础上,采用ABAQUS软件建立考虑CFRP筋表面特征的数值模型,分析64种工况,研究低温下CFRP筋直径、肋高、肋宽与混凝土保护层厚度等参数对黏结性能的影响。结果表明:考虑CFRP筋表面特征的数值模型可以较好地表征CFRP筋与混凝土之间的应力传递,能够反映低温下CFRP筋与混凝土的损伤情况与黏结破坏机制;低温可显著提高CFRP筋-混凝土的黏结强度;在低温下,随着CFRP筋直径的增加,CFRP筋与混凝土的黏结强度降低,同时弱化了低温对黏结强度的增强效应;随着CFRP筋肋高的增加,CFRP筋-混凝土的低温黏结强度呈现先提高后降低的趋势,肋高为筋材直径8%时黏结强度达到最大值;CFRP筋肋宽的变化主要影响黏结滑移曲线的形状;相比常温试件,在低温下试件发生拔出破坏时的混凝土保护层厚度更大。

关键词：碳纤维增强复合筋极地低温混凝土黏结性能数值模拟

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双向地震作用下矩形截面深水桥墩水动力效应试验及数值模拟研究

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土木工程学报 2025年

作者：陈宇黄信吴堃李忠献中国民航大学交通科学与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

地震作用下深水桥墩矩形截面长、短边与水同时存在相互作用，其水动力效应尚不清楚。本文开展了桥墩模型水下振动台试验，研究了双向地震作用下矩形截面桥墩响应特征。采用LS-DYNA软件建立了流固耦合数值模型，通过与试验结果对比，验... 详细信息

地震作用下深水桥墩矩形截面长、短边与水同时存在相互作用，其水动力效应尚不清楚。本文开展了桥墩模型水下振动台试验，研究了双向地震作用下矩形截面桥墩响应特征。采用LS-DYNA软件建立了流固耦合数值模型，通过与试验结果对比，验证了数值模型的准确性，并开展了水槽尺寸效应及单、双向地震作用效应对比分析。结果表明：由于水的存在，矩形截面桥墩纵桥向的固有频率有所降低，而横桥向的固有频率降低不明显；同时，纵桥向的相对位移和应变响应明显增大，尤其脉冲型Loma Prieta地震动和长周期Chi-Chi地震动作用下的增大效应更为显著，而横桥向的相对位移和应变响应增大效应较小；桥墩迎水面动水压力在截面横桥向边长中点处最大、两侧较小，近似成三角形分布；流固耦合数值模型中方形水槽边长为桥墩矩形截面长边的5倍最优；双向地震作用引发两个水平正交方向的桥墩动力响应与对应单向地震产生的响应基本相同。研究可为地震作用下深水桥梁水动力效应分析提供参考。

关键词：深水桥墩水动力效应水下振动台试验数值模拟地震响应动水压力

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风化红层泥岩颗粒表面浸润模型与试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第12期54卷 4752-4762页

作者：陈晓斌吴梦黎周雨晴王风栋马一凡中南大学土木工程学院湖南长沙410083 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

自主搭建以高速摄像机为主的可视化试验平台,观察液滴撞击红层泥岩粗颗粒表面后的扩散过程。基于能量守恒原理,建立红层泥岩粗颗粒表面最大扩散因子βmax的预测模型,并通过液滴浸润试验验证模型的正确性。通过预测模型对浸润过程的能量... 详细信息

自主搭建以高速摄像机为主的可视化试验平台,观察液滴撞击红层泥岩粗颗粒表面后的扩散过程。基于能量守恒原理,建立红层泥岩粗颗粒表面最大扩散因子βmax的预测模型,并通过液滴浸润试验验证模型的正确性。通过预测模型对浸润过程的能量分布进行分析。研究结果表明:液滴润湿行为可分为振荡模式和缓冲模式2种,且具有铺展速度快、毛细效应强的特征;红层泥岩粗颗粒表面的浸润特性取决于动能、基质势和黏性耗散的相对关系;随着初始速度增加,动能增加,而毛细效应相对减弱,更多的液滴趋于表面扩散;随着液滴直径增加,液滴初始动能、表面自由能及基质势等动力能量变化甚微;随着接触角增加,尤其是接触角大于60°时,毛细效应会显著减弱从而阻止水分渗透。本模型有助于提高对红层泥岩粗颗粒表面润湿现象的认识,可为寻找合理方案限制水分渗透提供依据。

关键词：红层泥岩浸润特性扩散因子能量守恒毛细效应

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钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性评估研究

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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 311-322页

作者：王静峰李贝贝王元清李国强合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室合肥230009 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析... 详细信息

为了研究钢管混凝土(CFST)框架-屈曲约束支撑(BRB)结构的抗震性能以及地震动持时对结构概率地震易损性的影响,基于能量平衡的塑性设计方法,设计了9层框架支撑结构.选取其中一榀单层单跨的框架支撑试件进行了低周循环加载试验和数值分析.采用OpenSees程序建立了9层典型三跨子结构的弹塑性分析模型;通过增量动力分析法得到了结构在不同工程需求参数和地震动强度参数下的易损性曲线,分析了地震动持时对结构抗震性能的影响.研究结果表明:试件的水平荷载-位移滞回曲线饱满,耗能稳定;结构90%的塑性变形耗能集中于屈曲约束支撑;整体损伤因子(ODI)可以较好地反映地震动持时对框架支撑结构累积损伤的影响;长持时地震动下结构的倒塌中位值比短持时的低24%.以ODI为工程需求参数时,考虑地震动谱加速度和重要持时的地震动强度综合指标INP-D表现出更优的实用性、有效性、充分性和调幅鲁棒性.对于I_(NP-D),罕遇地震水平下,长持时地震动下的ODI超越0.2和0.4限值的概率分别是短持时的1.74和5.0倍,因此建议钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构的抗震设计和分析应关注地震动持时对结构累积损伤的影响.

关键词：地震动持时钢管混凝土框架屈曲约束支撑易损性曲线损伤因子

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基于柔性边界的非饱和接触模型参数标定方法

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工程科学与技术 2023年第6期55卷 132-141页

作者：张杰聂如松黄茂桐谭永长肖玲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

离散元法(DEM)是研究非饱和土力学性质的重要方法,其模拟的可靠性取决于非饱和接触模型细观参数的准确标定。目前,对非饱和接触模型细观参数的标定方法缺乏系统研究。本文提出一种基于柔性边界的标定离散元(DEM)中非饱和接触模型细观参... 详细信息

离散元法(DEM)是研究非饱和土力学性质的重要方法,其模拟的可靠性取决于非饱和接触模型细观参数的准确标定。目前,对非饱和接触模型细观参数的标定方法缺乏系统研究。本文提出一种基于柔性边界的标定离散元(DEM)中非饱和接触模型细观参数的方法,对非饱和接触模型细观参数进行系统标定,并通过参数敏感性分析揭示了非饱和接触模型中细观参数与宏观力学性质的相关性。首先,通过正交试验设计对细观参数的取值范围进行优化,分析细观参数对宏观响应的敏感性,结果表明:非饱和土的割线模量E_(50)主要受摩擦系数μ、吸力ψ、杨氏模量E的影响,影响程度为μ>ψ>E;非饱和土的峰值强度Sp主要受吸力ψ、摩擦系数μ的影响,其影响程度为ψ>μ>E。其次,根据敏感性分析结果确定相关宏观响应的显著影响参数,利用基于中心复合试验设计(CCD)的响应面分析方法建立非饱和土宏观力学参数与显著影响参数之间的回归方程。再次,根据回归方程建立非饱和土细观参数的最优化模型,使用MATLAB中的FMINCON函数对其进行求解,获得细观参数的最优解。最后,利用获得的最优参数,模拟不同围压下非饱和土的三轴试验并与试验结果进行对比,验证所标定参数的有效性。该方法可为进一步分析非饱和土的细观力学性质提供基础。

关键词：非饱和土柔性边界细观参数标定三轴试验离散元

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间歇循环荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性研究

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岩土力学 2023年第6期44卷 1671-1682,1694页

作者：杨奇王晓雅聂如松陈琛陈缘正徐方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

长期列车荷载作用会引起砂土地基和填料的强度衰减、累积沉降过大甚至沉陷等病害问题,严重者危及行车安全。揭示病害机制需探明间歇荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性。对此开展了不同围压、动力幅值下连续加载与间歇加载的动... 详细信息

长期列车荷载作用会引起砂土地基和填料的强度衰减、累积沉降过大甚至沉陷等病害问题,严重者危及行车安全。揭示病害机制需探明间歇荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性。对此开展了不同围压、动力幅值下连续加载与间歇加载的动三轴试验,试验结果表明:(1)饱和砂土累积塑性变形-振次曲线呈现锯齿状发展。间歇效应导致卸荷回弹,并显著降低了后加载阶段砂土累积塑性变形,可使连续加载条件下的破坏型“转换”为稳定型。(2)对于塑性安定和塑性蠕变型,孔压-振次关系曲线呈台阶状,第1加载阶段的孔压随振次迅速累积增长,而间歇阶段排水,孔压消散接近或降至0,土体趋密实;在后续加载阶段,孔压累积幅值大幅降低。对于增量破坏型,孔压在第1加载阶段快速增大,试样破坏。(3)建立了表征间歇加载下砂土累积塑性应变两阶段发展特征的预测模型,预测效果良好。(4)间歇效应提高了砂土抵抗塑性变形的能力,连续加载会高估砂土累积塑性应变和低估其动强度。该研究结果对深刻认识间歇循环荷载下饱和砂土的累积变形特性和机制具有重要参考价值。

关键词：列车间歇荷载动三轴试验饱和砂土累积塑性变形超孔隙水压力

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±800 kV换流变压器阀侧套管表带触指型电连接结构地震响应分析

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高电压技术 2023年第12期49卷 4948-4959页

作者：谢强陈云龙毛宝俊李晓璇同济大学土木工程学院上海200092 同济大学工程结构服役性能演化与控制教育部重点实验室上海200092

近年来,国内外发生多起由于套管电连接结构失效导致的过热和放电故障,为探究表带触指型电连接结构在地震作用下的响应,建立了带有该型电连接结构的±800kV换流变压器有限元模型,并进行地震作用下的动态接触响应分析。根据接触电阻... 详细信息

近年来,国内外发生多起由于套管电连接结构失效导致的过热和放电故障,为探究表带触指型电连接结构在地震作用下的响应,建立了带有该型电连接结构的±800kV换流变压器有限元模型,并进行地震作用下的动态接触响应分析。根据接触电阻数值计算模型提出触指页片3级失效指标,分析高失效风险触指页片的分布规律及原因,揭示地震作用下该型电连接结构的失效机理。结果表明:在正常工况下,阀侧套管因倾斜悬臂的安装方式,自重会导致其尾部的电连接结构无法完全对中,表带触指不均匀受压,并在连接公头端部出现新的接触区域;在地震作用下,表带触指在3个主要位置的触指页片失效风险最高,电连接结构的电阻相较于正常工作状态明显增大,并保持在较高水平;动力时程分析结果表示:表带触指型电连接结构有不容忽视的地震失效风险,连接公头与连接母头间的相对运动所造成的触指页片接触力变化是导致其失效的主要原因。相关结论可为换流变阀侧套管电连接设计、选型和过热型故障分析提供依据。

关键词：表带触指地震响应电连接结构失效机理阀侧套管特高压

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地铁运行对国家大型地震工程模拟研究设施的振动影响分析

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振动工程学报 2024年第11期37卷 1884-1897页

作者：巴振宁符瞻远韩庆华梁建文刘又恺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

天津地铁6号线紧邻天津大学北洋园校区,列车运行可能会对学校重要建(构)筑物产生不利振动影响。本文以距该线路较近的天津大学国家大型地震工程模拟研究设施为研究对象,对沿线场地以及设施建(构)筑物进行现场振动测试,研究了振动沿场地... 详细信息

天津地铁6号线紧邻天津大学北洋园校区,列车运行可能会对学校重要建(构)筑物产生不利振动影响。本文以距该线路较近的天津大学国家大型地震工程模拟研究设施为研究对象,对沿线场地以及设施建(构)筑物进行现场振动测试,研究了振动沿场地的衰减规律和设施建(构)筑物内振动控制点的振动水平;建立了隧道-场地-设施建(构)筑物整体有限元模型,开展了有/无河道(实际存在河道)情况下,场地以及设施建(构)筑物振动仿真模拟分析,着重探讨了河道对场地和设施建(构)筑物的隔振情况。研究表明,由于天津软土场地及河道的影响,场地竖向加速度衰减显著,0~80 m衰减达97.33%;设施的大体积混凝土基础及其底部桩基设计有利于基础自身的振动控制;河道使得场地和设施大型振动台基础的加速度振幅分别降低40.87%和27.97%,场地频谱在0~20 Hz和40~70 Hz区间出现明显的“双峰”现象。

关键词：地铁列车现场振动测试有限元分析振动影响

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