检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2021年第3期52卷 790-805页

作者：冯双喜雷华阳万勇峰祁子洋天津大学建筑工程学院天津300354 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300354 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300354

针对传统真空预压加固时间长、效果差以及难以满足工程实际需求等问题,提出一种新型辐射排水板真空预压方法。首先,结合天津临港传统真空预压试验工程,分析沉降、超孔隙水压力和加固前后十字板剪切强度变化规律;其次,开展传统真空预压... 详细信息

针对传统真空预压加固时间长、效果差以及难以满足工程实际需求等问题,提出一种新型辐射排水板真空预压方法。首先,结合天津临港传统真空预压试验工程,分析沉降、超孔隙水压力和加固前后十字板剪切强度变化规律;其次,开展传统真空预压现场试验和数值模拟,对比分析平均沉降和不同深度处超孔隙水压力;在此基础上,系统研究竖向排水板间距、横向排水板间距和横向排水板长度3种影响因素对新型辐射排水板真空预压加固效果的影响。研究结果表明:沉降和超孔隙水压力的数值模拟结果和现场监测结果基本吻合,相对误差在10%范围内,证明了参数选取以及建立的数值模型的正确性;与传统真空预压相比,新型辐射排水板加固地基沉降增大14.75%,加固影响区范围增加0.4 m。竖向排水板间距从1.2 m减小至0.8 m,中心沉降增大47.34%,边缘沉降增大20.73%,加固影响区范围增加1.0 m;横向排水板间距从2.0 m减小至0.5 m,沉降增大31.15%,水平位移增大30.05%,加固影响区范围增加0.6 m;横向排水板长度存在临界值,建议当竖向排水板间距为0.8 m,横向排水板间距0.5 m时,最优横向排水板长度为0.3 m;与传统真空预压方法相比,新型辐射排水板真空预压方法能显著提高吹填土地基的加固效果,减小辐射排水板的竖向排水板间距和横向排水板间距可明显提高地基中心沉降、水平位移和加固影响范围。

关键词：真空预压辐射型排水板吹填土地基加固效果数值模拟

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基于实时混合试验误差累积规律的时滞影响修正方法

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工程力学 2021年第6期38卷 121-132页

作者：周子豪李宁李忠献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) 天津300350 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(天津大学) 天津300350

为减小实时混合试验中的时滞影响,通常要对数值子结构计算得到的控制指令进行在线时滞补偿。为了保障实时性,要求作动器的负载不宜过大并处于最佳的性能区间。由于大比尺实时混合试验中物理子结构负载较大,对控制系统和作动器性能都提... 详细信息

为减小实时混合试验中的时滞影响,通常要对数值子结构计算得到的控制指令进行在线时滞补偿。为了保障实时性,要求作动器的负载不宜过大并处于最佳的性能区间。由于大比尺实时混合试验中物理子结构负载较大,对控制系统和作动器性能都提出较高的要求。此外,目前时滞补偿算法是无法完全消除时滞影响的,也即,时滞普遍存在于实时混合试验中且无法避免。针对上述问题,基于双显式数值积分算法的误差累积规律,该文提出了一种可以在试验后对试验结果进行修正以消除时滞不利效应的方法。分析了时滞对于实时混合试验结果的影响,对较大时滞情况下,尽管系统稳定,但可能得到“错误”的试验结果;通过理论推导,证明提出方法的合理性和适用性;通过4种实时混合试验工况的模拟,验证物理子结构分别为线性刚度、线性阻尼、非线性刚度及非线性阻尼构件的时滞修正效果。结果表明:所提出的方法可以显著降低时滞对于试验结果的影响;该方法对试验中时滞补偿效果不理想的情况,可以对位移、速度和加速度结果进行修正。

关键词：实时混合试验时滞误差累积双显式积分算法后处理

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一种基于边界面的饱和软黏土弹塑性动本构模型

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岩土工程学报 2021年第5期43卷 901-908,I0005,I0006页

作者：冯双喜雷华阳天津大学建筑工程学院土木工程系天津300354 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300354 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300354

弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累... 详细信息

弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累积特性的弹塑性动本构模型。在p’-q空间中,将参数n,ξ引入剑桥边界面方程,提出了反映水滴形和类椭圆形的广义剑桥边界面方程,统一了边界面形状。结合三角形相似原理建立了加载面和屈服面之间映射关系,形成了考虑循环退化模量场。通过常规的室内试验,确定了模型中9个参数。开展了等向循环加载和不等向循环加载的动三轴试验和数值模拟,分析了饱和软黏土应力-应变关系和应力路径,研究结果证明了试验结果与模型预测结果基本一致,模型可合理分析饱和软黏土的循环退化、非线性、应变累积和滞回特性。

关键词：饱和软黏土动本构模型边界面理论广义剑桥边界面方程循环退化

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动渗耦合作用下软黏土动力特性试验研究

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岩土力学 2021年第3期42卷 601-610,655页

作者：雷华阳许英刚缪姜燕刘旭天津大学建筑工程学院土木工程系天津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 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

针对天津地区饱和软黏土,开展了一系列动渗耦合作用下的循环三轴试验。结果表明,软黏土在动渗耦合作用下累积塑性应变发展呈现初期瞬时增长、减速增加、稳定/线性发展3阶段特征;渗流力的存在使得软黏土的动力变形增大1~2倍,且渗流力越大... 详细信息

针对天津地区饱和软黏土,开展了一系列动渗耦合作用下的循环三轴试验。结果表明,软黏土在动渗耦合作用下累积塑性应变发展呈现初期瞬时增长、减速增加、稳定/线性发展3阶段特征;渗流力的存在使得软黏土的动力变形增大1~2倍,且渗流力越大,累积塑性变形增幅越大;振动频率越小,动应力越高,累积塑性应变越大;建立了考虑渗流力作用的软黏土累积塑性应变预测模型;渗流力的存在使得加载初期滞回曲线向应变轴倾斜程度增大;动渗耦合下软黏土的动弹性模量随应变发展先增加后减小,且渗流力越大,模量越低;定义了动弹性模量的换算系数,揭示了其与累积塑性应变的变化规律,建立了考虑渗流力、频率影响的动弹性模量归一化预测模型;渗流力越大,阻尼比的衰减幅度越大,且在振动末期,其阻尼比近似为0.02~0.04。研究成果可以为流固耦合条件下的场地动力特性分析提供理论参考。

关键词：软黏土动渗耦合累积塑性应变渗流动弹性模量阻尼比

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新型双钢板-混凝土组合墙轴心受压性能研究

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工程力学 2021年第2期38卷 61-68页

作者：严加宝陈安臻王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 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

该文提出了适用于双钢板-混凝土组合墙的新型剪力连接件。采用槽钢连接的新型双钢板-混凝土组合墙,进行了6片双钢板-混凝土组合墙轴向受压试验,研究了剪力连接件间距和混凝土材料对组合墙体轴心受压性能的影响。结果表明:连接件布置和... 详细信息

该文提出了适用于双钢板-混凝土组合墙的新型剪力连接件。采用槽钢连接的新型双钢板-混凝土组合墙,进行了6片双钢板-混凝土组合墙轴向受压试验,研究了剪力连接件间距和混凝土材料对组合墙体轴心受压性能的影响。结果表明:连接件布置和混凝土材性对组合墙的受压力学性能有较大的影响;连接件间距的增大会降低组合墙的极限承载力和延性,对初始刚度影响较小;超高性能混凝土能显著提升组合墙的抗压承载力和初始刚度,但会导致结构延性降低。同时,该文将组合墙极限承载力试验值与中国标准和欧洲规范中的理论值进行比较,发现基于欧洲规范的承载力设计公式更加安全。

关键词：双钢板-混凝土组合墙剪力连接件超高性能混凝土连接件间距受压性能极限承载力

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半主动控制三维缩尺隔振楼板系统振动台试验研究

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工程力学 2021年第7期38卷 99-107,119页

作者：石运东杜洋韩庆华韦鑫吴昊刘铭劼唐贞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(天津大学) 天津300350 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(天津大学) 天津300350 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

为降低大型地震模拟振动台试验时所引起的振动对振动台实验室以及周边建筑结构内的机床以及精密仪器的影响,提高结构内人员的舒适度,建立了一种频率相关的半主动控制三维隔振楼板系统。提出了一种基于楼板输入加速度主频的on-off半主动... 详细信息

为降低大型地震模拟振动台试验时所引起的振动对振动台实验室以及周边建筑结构内的机床以及精密仪器的影响,提高结构内人员的舒适度,建立了一种频率相关的半主动控制三维隔振楼板系统。提出了一种基于楼板输入加速度主频的on-off半主动控制方法以及相应的频率在线检测方法,开展了振动台试验,进行了正弦波与地震动引起振动的加载。试验结果表明:所提出的频率在线检测方法可以快速有效地检测输入振动波的主频,根据此频率进行的半主动控制可以有效降低楼板的振动响应。为了提高控制效果,实际应用中应尽量降低磁流变阻尼器在低阻尼力模式时的阻尼。

关键词：半主动控制振动台振动三维隔振频率在线检测磁流变阻尼器

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基于不同颗粒形态模拟方法的道砟三轴试样变形特性对比分析

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工程力学 2023年第9期40卷 142-152页

作者：薛立华肖军华张德郭云龙陈炳文同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 上海公路桥梁(集团)有限公司上海200433 代尔夫特理工大学土木工程与地球科学学院荷兰代尔夫特2628CN

道砟不规则形态是影响有砟道床变形特性的重要因素,对道砟形状及棱角分布等不同尺度形态特征的刻画与数值重构仍是道砟仿真研究的热点问题。该文采用形态重构方法,生成了符合真实道砟形态指标概率分布的多面体道砟试样,构建了不同围压... 详细信息

道砟不规则形态是影响有砟道床变形特性的重要因素,对道砟形状及棱角分布等不同尺度形态特征的刻画与数值重构仍是道砟仿真研究的热点问题。该文采用形态重构方法,生成了符合真实道砟形态指标概率分布的多面体道砟试样,构建了不同围压下道砟三轴加载计算模型,并将该仿真结果与三维扫描生成、非统计随机生成的道砟试样的仿真结果及室内试验结果对比分析。结果表明:围压提高,颗粒形态对道砟力学响应的影响逐渐显著,该文方法重构数值试样的应力-应变结果与试验结果的符合度高于非统计随机生成试样;道砟试样横向变形与堆积结构调整有关,与三维扫描生成的道砟试样相比,非统计随机生成试样的颗粒调整程度与侧向鼓胀范围均偏大;形态统计特征对道砟接触力演化趋势影响不大,但是不同形态特征的道砟最大接触力水平差异近50%。

关键词：道砟三轴试验形态统计特征离散元-有限元耦合变形特性

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循环荷载作用下软黏土累积塑性应变与微观参数灰色关联分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第3期54卷 245-254页

作者：雷华阳张雅杰冯双喜孙晓芳郝琪蒋明镜天津大学建筑工程学院天津300354 天津市滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354 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300354

通过一系列宏微观试验,系统地进行了软黏土在循环荷载作用下宏观累积塑性应变的变化规律研究,建立了微观参数与宏观累积塑性应变的灰色关联度,明确其关联特征.研究表明:在循环荷载作用下,软黏土累积塑性应变呈现明显的3个阶段特征.振动... 详细信息

通过一系列宏微观试验,系统地进行了软黏土在循环荷载作用下宏观累积塑性应变的变化规律研究,建立了微观参数与宏观累积塑性应变的灰色关联度,明确其关联特征.研究表明:在循环荷载作用下,软黏土累积塑性应变呈现明显的3个阶段特征.振动前期,由于颗粒破碎造成平均粒径呈下降趋势;平均孔径由4.39μm下降至3.05μm.振动后期,颗粒定向性较好.通过灰色关联度理论发现,对软黏土累积塑性应变影响最显著的微观参数是平均粒径、平均孔径和孔隙分维.利用回归分析方法建立了累积塑性应变与微观参数的关联特征.

关键词：软黏土宏微观特性微观参数累积塑性应变灰色关联分析

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钢管混凝土桥塔加劲钢壁板PBL连接件屈曲拔出力研究

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建筑科学与工程学报 2025年第3期42卷 126-134页

作者：王琳刘永健孙立鹏长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学公路大型结构安全教育部工程中心陕西西安710064 重庆大学土木工程学院重庆400044 北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室北京100124

为探究钢管混凝土桥塔中PBL连接件屈曲拔出力的大小及其分布规律,采用有限元法分析了混凝土强度等级、开孔钢板厚度、开孔直径、肋间宽厚比和几何初始缺陷等因素的影响。以PBL连接件在弹性阶段所受的最大屈曲拔出力为设计基础,提出了加... 详细信息

为探究钢管混凝土桥塔中PBL连接件屈曲拔出力的大小及其分布规律,采用有限元法分析了混凝土强度等级、开孔钢板厚度、开孔直径、肋间宽厚比和几何初始缺陷等因素的影响。以PBL连接件在弹性阶段所受的最大屈曲拔出力为设计基础,提出了加劲钢壁板的PBL连接件屈曲拔出力计算公式及其抗拔验算方法。研究结果表明:在弹性阶段,PBL连接件在钢壁板局部屈曲作用下的屈曲拔出力随着肋间宽厚比和几何初始缺陷的增加显著增大;当肋间宽厚比从20增至35时,屈曲拔出力增加32.5%;当几何初始缺陷从钢壁板单元短边长度的1/500减小到1/2 000时,屈曲拔出力减小了69.4%;混凝土强度、开孔钢板圆孔直径及开孔钢板加劲肋厚度对屈曲拔出力的影响较小;当设计的PBL加劲钢壁板各项参数在常用工程应用参数范围内时,PBL连接件在弹性抗拔刚度下的屈曲拔出力均远小于计算所得抗拔承载力,不会发生拔出破坏,因此可不进行抗拔承载力验算。

关键词：钢管混凝土桥塔 PBL连接件加劲钢壁板有限元分析屈曲拔出力

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空间结构地震损伤评价指标与等级划分

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钢结构（中英文） 2023年第10期38卷 1-9页

作者：代传春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(天津大学) 天津300350

大跨空间结构广泛应用于航站楼、高铁站和会展中心等大型公共建筑,这些建筑中人群密集,而且投资大,地震作用下不仅要保证其抗震安全性,还要考虑其可能的地震损伤程度和造成的经济损失,即进行性能化抗震设计。我国GB 50011—2010《建筑... 详细信息

大跨空间结构广泛应用于航站楼、高铁站和会展中心等大型公共建筑,这些建筑中人群密集,而且投资大,地震作用下不仅要保证其抗震安全性,还要考虑其可能的地震损伤程度和造成的经济损失,即进行性能化抗震设计。我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中关于抗震性能化设计的基本原则主要基于混凝土结构确定,不适合大跨空间结构。因此,以单层球面网壳、单层柱面网壳和桁架三种工程常用的空间结构为例,采用有限元方法分析其地震响应特征和破坏模式,确定适合的地震损伤评价指标,划分其地震损伤等级,为大跨度空间结构性能化抗震设计提供支撑。根据JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》,采用设计软件3D3S设计了不同跨度、不同矢跨比的15个单层球面网壳结构、9个单层柱面网壳结构和16个管桁架结构;采用有限元软件ABAQUS分别建立这些结构有限元模型,根据GB 50011—2010的规定,从太平洋地震工程研究中心地震动数据库中选取符合结构目标反应谱的34条地震动,对结构输入按照1∶0.85∶0.65进行三向调幅的地震动,分析结构在不同强度的不同地震动下的响应,总结结构的地震响应特征和破坏模式。结果表明:对于单层球面网壳结构,节点最大位移随地震动强度变化明显,塑性应变能可充分反映结构的损伤程度,因此采用节点最大位移和反映地震损伤程度的塑性应变能2个参数作为结构地震损伤评价指标,根据考虑两者不同权重的损伤指数提出了单层球面网壳结构地震损伤等级划分准则;对于单层柱面网壳结构,二次静力分析的结构变形与结构地震位移响应相似,说明震后结构在静力作用下的损伤是在其地震损伤上进一步发展的,因此采用地震作用前后结构的静力极限承载力作为结构地震损伤评价指标,根据考虑静力极限承载力变化的损伤指数提出了单层柱面网壳结构地震损伤等级划分准则;对于管桁架结构,主桁架跨中区域和支座附近杆件发生了较大塑性变形,结构刚度显著降低,采用塑性应变作为较大塑性变形杆件地震损伤评价指标并划分其损伤等级,根据不同损伤等级杆件所占比例提出了管桁架结构地震损伤等级划分准则。单层球面网壳结构和单层柱面网壳结构的最大位移与跨度之比均与损伤指数正相关,因此,也可根据最大位移与跨度比来划分结构的地震损伤等级,更简单快捷。

关键词：空间结构地震损伤地震响应特征损伤评价指标损伤等级

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