检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2020年第4期37卷 165-177页

作者：陶慕轩赵继之清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

该文基于弥散裂缝模型,采用通用有限元程序的分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的方法。讨论了理论基础,Bazant和Oh提出的经典裂缝带理论主要针对素混凝土构件,严重的局部化效应导致显著的网格依赖性,而将裂缝带理论拓展到工程常用... 详细信息

该文基于弥散裂缝模型,采用通用有限元程序的分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的方法。讨论了理论基础,Bazant和Oh提出的经典裂缝带理论主要针对素混凝土构件,严重的局部化效应导致显著的网格依赖性,而将裂缝带理论拓展到工程常用的配筋混凝土构件时,由于多裂缝分布发展的特点,裂缝带宽应修改为平均裂缝间距而使计算结果与网格无关。在理论基础讨论的基础上,给出了采用通用有限元程序的弥散裂缝模型和分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算流程,其中,平均裂缝间距将有限元分析中的“应变”概念和工程设计中的“裂缝宽度”概念紧密联系起来,是计算流程中最关键的参数。以某承受负弯矩的简支组合梁混凝土板开裂分析为例,验证并讨论了网格相关性、大软化模量导致数值收敛困难的应对策略、平均裂缝间距的决定性作用等重要问题。

关键词：裂缝带理论开裂平均裂缝间距有限元方法分层壳单元裂缝宽度网格相关性

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爆炸波与破片联合作用下砌块墙的损伤和防护

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同济大学学报（自然科学版） 2019年第11期47卷 1557-1564页

作者：田力王若晨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

基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了混凝土空心砌块填充墙、破片和炸药的模型,并对其在由爆炸驱动的破片和由爆炸产生的冲击波作用下的损伤进行了数值模拟.分析了单独冲击波作用、单独破片作用及二者复合作用下混凝土空心砌块填充墙位移响应... 详细信息

基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了混凝土空心砌块填充墙、破片和炸药的模型,并对其在由爆炸驱动的破片和由爆炸产生的冲击波作用下的损伤进行了数值模拟.分析了单独冲击波作用、单独破片作用及二者复合作用下混凝土空心砌块填充墙位移响应的差异,探究了不同砌块强度、空心砌块壁肋比、砂浆强度和钢丝网网格密度对混凝土空心砌块填充墙的位移响应的影响.给出了聚脲弹性体、聚脲弹性体与钢丝网联合加固二者加固效果的比较.结果表明:通过与试验对比验证,建模方式是可靠的;在破片和冲击波复合作用下,混凝土空心砌块填充墙的位移比二者线性叠加的位移更大;提高砌块强度等级、提高空心砌块的壁肋比对墙体抗爆有利;改变砂浆强度对墙体抗爆的影响微弱;加密钢丝网网格可显著提高其防护效果.

关键词：混凝土空心砌块墙冲击波破片复合作用

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有明黏土各向异性固结特性的试验研究

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岩土力学 2019年第6期40卷 2231-2238页

作者：加瑞雷华阳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

由于大多数黏土矿物是片状的,在沉积和随后的固结过程中黏土颗粒和组构单元趋向水平定向排列,使天然沉积黏土呈现各向异性的固结特性。通过垂直切和水平切试样的恒应变速率固结试验研究了日本有明黏土的各向异性固结特性。试验结果表明... 详细信息

由于大多数黏土矿物是片状的,在沉积和随后的固结过程中黏土颗粒和组构单元趋向水平定向排列,使天然沉积黏土呈现各向异性的固结特性。通过垂直切和水平切试样的恒应变速率固结试验研究了日本有明黏土的各向异性固结特性。试验结果表明,水平切试样的先期固结压力pch与垂直切试样的先期固结压力pcv的比值在0.5~1.0之间,主要是因为天然沉积黏土各向异性的屈服轨迹以及垂直切和水平切试样所经历的应力路径不同;在正常固结阶段,水平切试样的固结系数ch与垂直切试样的固结系数cv之比约为1.43,水平切试样的渗透系数kh与垂直切试样的渗透系数kv之比约为1.40,水平切试样的体积压缩系数mh与垂直切试样的体积压缩系数mv基本相等。因此,有明黏土固结系数的各向异性主要是因为渗透系数的各向异性,而渗透系数的各向异性本质上是因为其微观结构的各向异性。

关键词：各向异性固结特性黏土恒应变速率

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多维减振阻尼器力学性能研究

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建筑结构学报 2019年第10期40卷 69-77页

作者：韩庆华郭凡夫刘铭劼芦燕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

大跨空间结构由于结构布局的多维性和所受荷载的多维性,其结构响应具有明显的多维特征。对于单层网格形式的大跨空间结构,其结构构件通常受"弯矩-轴力"多维内力组合作用,与桁架形式的大跨空间结构中仅受轴力的杆件有很大区别... 详细信息

大跨空间结构由于结构布局的多维性和所受荷载的多维性,其结构响应具有明显的多维特征。对于单层网格形式的大跨空间结构,其结构构件通常受"弯矩-轴力"多维内力组合作用,与桁架形式的大跨空间结构中仅受轴力的杆件有很大区别。为此提出了一种适用于大跨空间结构的多维减振阻尼器,其具有同时提供轴向、弯曲等多维刚度和减振效果的特征。针对该阻尼器力学性能进行分析,推导了阻尼器的多维刚度公式。采用MATLAB编制程序求解理论公式,并与ABAQUS仿真结果进行了对比。对其静力性能进行验证,并探讨了多维减振阻尼器的动力耗能能力以及在大跨空间结构中的减振效果。研究结果表明:多维减振阻尼器在受静力作用时具有轴向、弯曲等多维刚度,从而减少因替换杆件对结构造成的削弱;在动力荷载作用下,耗能性能良好,可以为大跨空间结构提供有效多维减振;采用多维减振阻尼器替换杆件后,结构节点的竖向位移峰值降幅达43.3%,竖向加速度峰值降幅47.1%。

关键词：大跨空间结构多维减振阻尼器静力分析动力分析力学性能

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两边连接竖向波纹钢板剪力墙的抗侧性能

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第A02期52卷 46-53页

作者：赵秋红邱静郝博超王晴薇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

在对一个1/3缩尺两边连接竖向波纹钢板剪力墙拟静力试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS对两边连接波纹钢板剪力墙的抗侧机理进行了分析,并对波纹方向、板边约束构件尺寸、墙板宽度、墙板布置位置等设计参数以及竖向荷载对结构... 详细信息

在对一个1/3缩尺两边连接竖向波纹钢板剪力墙拟静力试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS对两边连接波纹钢板剪力墙的抗侧机理进行了分析,并对波纹方向、板边约束构件尺寸、墙板宽度、墙板布置位置等设计参数以及竖向荷载对结构抗侧性能的影响进行了研究.结果表明:两边连接竖向波纹钢板剪力墙具有良好的抗震性能,且竖向波纹墙板更适合两边连接的形式;当未设置板边约束构件时,两边连接平墙板的承载力相比四边连接的情况下降高达42%,而两边连接竖向波纹墙板的承载力仅下降16%,两边连接横向波纹墙板则几乎完全失去承载力.两边连接竖向波纹钢板剪力墙的抗侧刚度和承载力基本与墙板宽度呈线性关系,而受墙板布置位置的影响较小,因此设计人员可根据建筑功能和结构性能需求自由调整.设置板边约束构件可进一步提高两边连接竖向波纹钢板剪力墙的承载力,当约束构件的截面积满足一定要求时,可与四边连接时一致.竖向荷载对两边连接竖向波纹钢板剪力墙的抗侧刚度基本无影响,但会降低结构承载力.

关键词：波纹钢板剪力墙两边连接墙板拟静力试验有限元分析抗侧性能

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基坑开挖引起隧道水平变形的被动与注浆主动控制研究

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岩土工程学报 2019年第7期41卷 1181-1190页

作者：郑刚潘军程雪松白如冰杜一鸣刁钰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

对于邻近基坑的地铁结构保护问题,现有研究多集中于加强基坑自身支护体系、优化开挖方案等被动控制措施,此类方法缺乏在基坑开挖过程中对控制隧道变形的适时性和主动性,且会造成基坑造价提高、工期延长。以某邻近地铁结构的大面积基坑... 详细信息

对于邻近基坑的地铁结构保护问题,现有研究多集中于加强基坑自身支护体系、优化开挖方案等被动控制措施,此类方法缺乏在基坑开挖过程中对控制隧道变形的适时性和主动性,且会造成基坑造价提高、工期延长。以某邻近地铁结构的大面积基坑工程为例,分析了基坑施工中地铁结构的变形规律,进行了注浆对土体及隧道水平变形主动控制的试验及应用实践。在此基础上,通过数值模拟对几种隧道变形控制方法进行了对比和评价,并进行了注浆方案的优化研究。工程案例以及数值模拟结果均表明基坑分区分期开挖、分仓开挖、加强支护体系等被动控制措施具有较大局限性,而适时注浆主动控制隧道变形技术较为经济有效。在注浆策略上,多排孔注浆时“近距离、多孔位、小方量、由远及近”的注浆方案优于“远距离、少孔位、大方量、由近及远”的方案。主动注浆控制技术具有成本低、工期短、适时控制隧道变形等优点,条件适当时明显优于分区分期开挖等被动措施。

关键词：基坑隧道注浆水平变形主动控制被动控制

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高速铁路桥—轨系统精细温度场分析

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中国铁道科学 2019年第4期40卷 36-45页

作者：朱劲松郭晓栋孟庆领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

为研究高速铁路桥—轨系统温度效应耦合机制,以及日照温度及温度梯度空间分布和时变规律,以京津城际高铁线路为背景,基于三维遮挡算法,考虑太阳与环境辐射、对流换热、构件空间遮挡关系及桥址方位等因素影响,采用ABAQUS有限元软件建立... 详细信息

为研究高速铁路桥—轨系统温度效应耦合机制,以及日照温度及温度梯度空间分布和时变规律,以京津城际高铁线路为背景,基于三维遮挡算法,考虑太阳与环境辐射、对流换热、构件空间遮挡关系及桥址方位等因素影响,采用ABAQUS有限元软件建立单跨箱梁—无砟轨道温度场分析精细有限元模型,分析四季典型时段时变温度场,以及最值时刻温度和温度梯度分布规律。结果表明:遮挡作用对箱梁—轨道系统温度分布影响较大,因此相关分析有必要考虑这一因素影响;晴天少云日照条件下,受光与遮挡交界处最大横向温差达22.35℃,横向温度梯度达223.42℃·m^-1,箱梁顶板受遮挡部分日温度基本不随时间变化;梁—轨系统最高温和最大竖向温度梯度均出现在秋分日;1d内梁—轨系统竖向温度梯度最值出现时间早于温度最值出现时间,温度最大值出现时间早于最高气温出现时间。

关键词：高速铁路桥—轨系统遮挡效应日照温度温度梯度空间分布时变规律

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温度对CPTU在海底泥中测试结果的影响及修正方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第11期52卷 1194-1200页

作者：加瑞雷华阳冯双喜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

温度改变会影响孔压静力触探(CPTU)的测量结果.利用CPTU调查了海底泥的特性,由于海底泥的锥尖阻力(qc)和侧壁摩阻力(fs)较小而且调查时海底泥和海水中的温差较大,fs大多数是负值且随深度逐渐减小.据此提出了在没有安装温度传感器的情况... 详细信息

温度改变会影响孔压静力触探(CPTU)的测量结果.利用CPTU调查了海底泥的特性,由于海底泥的锥尖阻力(qc)和侧壁摩阻力(fs)较小而且调查时海底泥和海水中的温差较大,fs大多数是负值且随深度逐渐减小.据此提出了在没有安装温度传感器的情况下考虑温度对CPTU在海底泥中测试结果影响的修正方法:首先通过室内温度校正试验获得qc和fs的温度校正系数;然后假设浅层海底泥的fs随深度线性增加,根据相关测量结果或经验估计“实际”的fs剖面;再根据测量和“实际”的fs剖面的区别估计地基中的温度剖面;最后根据温度剖面和温度校正系数对CPTU的测量结果进行温度修正.对本文CPTU测试数据的温度修正结果表明,如果不考虑温度的影响,CPTU在海底泥中的fs会被低估,其值会随深度减小甚至变为负值;在约3.5m深度处,海底泥的qt(考虑孔压修正的锥尖阻力)可能会被高估50%以上;海底泥的不排水抗剪强度(su)将会被高估,温度修正后CPTU所得su更接近于室内试验所得的su.在本文所建议的修正方法中,唯一不确定的参数是正常固结海底沉积物的fs随深度的增加率(α).本文通过反分析得出的α=0.2kPa/m,黏土矿物类型和沉积环境等因素可能会影响α的大小.实际中应该根据相关的测量数据确定α的大小,如果没有相关的测量数据,可以采用本文建议的α值.

关键词：孔压静力触探(CPTU) 海底泥温度修正方法地基温度

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环境温度对圆拱形钢结构模态频率的影响研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第2期52卷 183-190页

作者：刘哲丁阳宗亮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

为研究圆拱形钢结构模态频率在环境温度下的时变特征,本文以潍坊市白浪河摩天轮钢结构为研究对象,首先采用数值模拟和实测数据统计分析的方法揭示其模态频率的温度影响规律,然后采用BP神经网络建立起该结构模态频率与环境温度之间的回... 详细信息

为研究圆拱形钢结构模态频率在环境温度下的时变特征,本文以潍坊市白浪河摩天轮钢结构为研究对象,首先采用数值模拟和实测数据统计分析的方法揭示其模态频率的温度影响规律,然后采用BP神经网络建立起该结构模态频率与环境温度之间的回归模型,并基于该模型消除环境温度对结构模态频率的影响.结果表明:环境温度主要通过使结构材料的力学性能和结构状态发生改变来影响圆拱钢结构的模态频率;白浪河摩天轮结构模态频率随温度升高而降低,在监测时间内频率最大变化幅度为3.04%;该结构面内振型频率所受温度影响高于面外振型,其中结构状态改变是面内振型频率变化的主要因素;BP神经网络模型可以正确反映模态频率和环境温度之间的变化关系,利用建立的频率-温度回归模型可有效消除环境温度对结构模态频率的影响.

关键词：环境温度圆拱形钢结构模态频率 BP神经网络

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地震作用下刚性桩复合地基支承路堤破坏机理研究

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工业建筑 2020年第10期50卷 94-100,10页

作者：刁钰杨超薛铖赵玉波杜一鸣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 中国建筑第六工程局有限公司天津300451

在地震荷载下,软土地区的刚性桩复合地基支承路堤更易发生弯曲破坏,导致整体失稳破坏等严重后果。通过采用非连续布局优化(DLO)上限分析方法模拟地震作用下桩土的相互作用和路基破坏,研究不同桩数、桩端嵌固情况、加强桩数目及加强桩位... 详细信息

在地震荷载下,软土地区的刚性桩复合地基支承路堤更易发生弯曲破坏,导致整体失稳破坏等严重后果。通过采用非连续布局优化(DLO)上限分析方法模拟地震作用下桩土的相互作用和路基破坏,研究不同桩数、桩端嵌固情况、加强桩数目及加强桩位置等条件下刚性桩复合地基支承路堤在地震作用下的极限受力性状、破坏模式以及路堤的失稳破坏机理。数值模拟结果表明:数值分析结果与模型试验结果相似;在同一地震加速度作用下,桩身弯矩随着距路堤中心距离的减小而逐渐减小;路堤下复合地基的刚性桩体更容易发生弯曲破坏,且桩体之间存在连续破坏现象。

关键词：刚性桩复合地基地震作用破坏机理非连续布局优化方法

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