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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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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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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平面及空间正交异性膜的起皱过程及分析方法

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工程力学 2025年第3期42卷 42-55,112页

作者：韩庆华温晓东刘铭劼吴昊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 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 天津大学建筑工程学院天津300350

正交异性膜越来越广泛地应用在各种充气结构中。膜在非均匀变形的作用下很容易产生褶皱变形,因此有必要对正交异性膜的褶皱变形进行研究。对于平面正交异性膜,该文结合正交异性材料的起皱判别准则以及应力极值法,利用应力极值条件确定... 详细信息

正交异性膜越来越广泛地应用在各种充气结构中。膜在非均匀变形的作用下很容易产生褶皱变形,因此有必要对正交异性膜的褶皱变形进行研究。对于平面正交异性膜,该文结合正交异性材料的起皱判别准则以及应力极值法,利用应力极值条件确定褶皱半波长。利用应变条件确定褶皱幅值。采用最大主应力方向和最大主应变方向确定正交异性膜褶皱方向角的范围,并研究其变化规律。经过理论分析和数值模拟结果的对比,验证了提出的研究方法的可靠性。对于空间正交异性膜,该文采用有限元模型分析了其褶皱演变过程,并对比分析了采用薄膜模型和薄壳模性进行分析的区别。在上述研究的基础上,分析了处于压力气体和水耦合作用下由空间正交异性膜制成的防水气枕的气压变化情况,并利用试验结果进行了验证。研究结果为正交异性材料的工程应用提供参考。

关键词：正交异性膜褶皱构形参数应力极值法液-固-气耦合

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场地土对枢纽车站屋盖空间结构地震响应影响分析

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地震工程与工程振动 2023年第2期43卷 34-41页

作者：丁阳刘倩宗亮石运东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300350

城市综合枢纽车站结构一般由屋盖大跨空间结构和下部混凝土框架结构组成,目前对车站结构抗震性能的研究很少考虑场地土的影响。建立国内某典型枢纽车站土-车站结构有限元模型,研究了场地土对车站屋盖大跨空间结构地震响应的影响规律。... 详细信息

城市综合枢纽车站结构一般由屋盖大跨空间结构和下部混凝土框架结构组成,目前对车站结构抗震性能的研究很少考虑场地土的影响。建立国内某典型枢纽车站土-车站结构有限元模型,研究了场地土对车站屋盖大跨空间结构地震响应的影响规律。结果表明:考虑场地土改变了屋盖大跨空间结构的动力特性,随着场地土厚度增大结构自振频率减小;随着场地土剪切波速增大结构自振频率增大,场地土厚度较小时屋盖结构挠度和杆件应力随场地土剪切波速增大而减小;场地土厚度较大时存在临界剪切波速,小于临界剪切波速即在场地土较软时,屋盖结构挠度和杆件应力随剪切波速增大而增大;大于临界剪切波速即场地土较硬时,屋盖结构挠度和杆件应力随剪切波速的增大而减小;随着场地土厚度增大临界剪切波速增大;在临界剪切波速下,屋盖挠度为基岩条件下的2.34~3.07倍,最大杆件应力为基岩条件下的1.35~2.86倍,因此,综合枢纽车站结构抗震性能分析时应考虑场地土的影响。

关键词：综合枢纽车站屋盖大跨空间结构地震响应场地土场地土厚度剪切波速

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大跨度地锚式悬索桥弹塑性极限承载力分析

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公路交通科技 2023年第7期40卷 78-85,184页

作者：王子挺朱劲松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

为保证大跨度地锚式悬索桥在运营的安全,探究运营中可能出现的破坏模式,对其弹塑性极限承载力及各构件的破坏顺序进行了研究。以我国某免涂装耐候钢-混组合梁公路悬索桥为工程背景,利用梁格法,采用Mises屈服准则,考虑几何非线性和材料... 详细信息

为保证大跨度地锚式悬索桥在运营的安全,探究运营中可能出现的破坏模式,对其弹塑性极限承载力及各构件的破坏顺序进行了研究。以我国某免涂装耐候钢-混组合梁公路悬索桥为工程背景,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.列式编制了杆系有限元计算程序。选择受力最不利构件确定了6种最不利荷载工况,对各工况下悬索桥的弹塑性极限承载力及各构件的破坏顺序进行了分析。最后对6种荷载工况下的安全性进行了分析,重点分析了工况3和5下主缆与吊索的承载能力富余程度。结果表明:随着荷载的增加,钢梁局部应力达到屈服应力时结构体系依然可以保持弹性状态,但当主缆应力达到屈服应力时,体系开始进入弹塑性阶段;6种工况下该桥各构件破坏顺序不同,工况1~3体系破坏顺序为加劲梁→吊索,破坏模式为局部破坏,工况4~5体系破坏顺序为加劲梁→吊索→主缆→主塔接近破坏,破坏模式为主缆破坏引起的整体破坏;不考虑材料非线性时,会高估悬索桥的极限承载力,在分析极限承载力时材料非线性应予重视;工况3加载时,当加劲梁破坏后,吊索安全储备为37.2%,工况5加载时,当加劲梁破坏后,主缆承载能力富余为9.5%。

关键词：桥梁工程极限承载力双重非线性地锚式悬索桥弹塑性破坏模式

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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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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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盾构隧道施工扰动对隧道与车站地震响应的影响分析

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地震工程学报 2025年第1期47卷 69-81页

作者：加瑞杨岗郑刚李青茁许敬明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

盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力... 详细信息

盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力状态改变程度越大(地层应力释放率越大),隧道周围土体的初始剪应力越大,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越大(应力释放率30%时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是应力释放率10%时的165%和527%),车站侧墙和柱的相对水平位移越大。(2)剪切模量衰减程度越大,隧道周围土体的剪切模量越小,隧道周围土体越软,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越小(模量衰减大时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是模量无衰减时的67%和40%),车站侧墙和柱的相对水平位移越小。因此,盾构隧道的施工扰动程度对后期隧道与车站的地震响应有明显影响,在隧道与车站的抗震设计时应考虑盾构隧道前期施工对周围土体应力状态及力学性质改变的影响。

关键词：盾构隧道施工扰动应力状态模量衰减地震响应

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桩-承台不同连接方式下的桩基-结构动力响应离心机振动台试验研究

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建筑结构学报 2025年第1期46卷 204-211,222页

作者：郑刚张文彬赵继辉周海祚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

桩与承台之间通常采用刚性连接形式,然而在地震作用下刚性连接附近易发生应力集中,导致桩基发生破坏。同时,桩基是隐蔽工程,破坏后难以进行检测与修复。因此,对桩基-结构动力进行响应离心机振动台试验,研究刚性、半刚性和垫层三种桩-承... 详细信息

桩与承台之间通常采用刚性连接形式,然而在地震作用下刚性连接附近易发生应力集中,导致桩基发生破坏。同时,桩基是隐蔽工程,破坏后难以进行检测与修复。因此,对桩基-结构动力进行响应离心机振动台试验,研究刚性、半刚性和垫层三种桩-承台连接形式对上部结构与桩基的动力响应特征及受力分布规律的影响,并开展浅基础形式作为变形的对比组研究。结果表明:地震作用下,相较于桩-承台刚性连接,半刚性连接和垫层连接方式均可有效降低上部结构动力加速度响应;刚性与半刚性连接形式下,虽会出现较大的上部结构净位移,但显著限制基础转动与平动位移;垫层连接具有隔振作用,可显著减少上部结构净位移,然而由于承台与桩体无抗拉连接,基础的转动与平动位移显著;加速度幅值较大时(apg=0.3g)基础转动位移增量明显,易发生基础与地基脱离的现象;在桩体受力性能方面,桩-承台半刚性连接和垫层连接通过减弱上部的惯性力,可分别降低桩顶弯矩和桩身弯矩,对防止桩基发生弯曲破坏起到有益作用。

关键词：桩-承台系统刚性连接半刚性连接垫层连接离心机振动台试验动力响应

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