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现浇连接与套筒装配连接对墙板节点抗震性能影响研究

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工程科学与技术 2024年

作者：马少春朱雅叶小斌鲍鹏郭成超冯坚河南大学开封市工程修复与材料循环工程技术研究中心河南省历史建筑智能保护与修复工程研究中心郑州大学黄河实验室中国五冶集团有限公司

装配式建筑的关键问题是连接，因此，为了了解现浇与套筒不同连接方式对陶粒混凝土复合墙板节点抗震性能的影响规律，本文设计了3个现浇构件和1个装配式套筒连接构件。此类构件保温隔热性能良好，解决了外墙保温板易脱落问题。通过低周... 详细信息

装配式建筑的关键问题是连接，因此，为了了解现浇与套筒不同连接方式对陶粒混凝土复合墙板节点抗震性能的影响规律，本文设计了3个现浇构件和1个装配式套筒连接构件。此类构件保温隔热性能良好，解决了外墙保温板易脱落问题。通过低周反复试验分别研究了构件的破坏模式、滞回及骨架曲线、承载能力、刚度、耗能、残余变形等抗震性能。试验结果表明：两类构件的破坏区域主要发生在翼缘板和腹板上，尤其是在腹板脚部的混凝土被拉裂或压碎，钢筋被拉长或压弯。在构件的节点核心区相对完好，符合“强节点，弱构件”设计要求。破坏模式均属于弯剪破坏。装配式套筒连接构件的正负向峰值荷载与现浇构件相比分别提升了12.71%和4.95%，承载力表现相对良好。套筒连接构件的整体刚度曲线高于现浇构件，初始刚度与现浇构件相比提高了7.53%，抗侧刚度明显加强。套筒连接方式在加载后期能较好地减小墙板构件的残余变形，可恢复性能好；两类构件的强度退化曲线较接近，强度变化相对稳定；套筒连接构件和现浇构件的强度退化系数及曲线发展趋势相似，两类构件基本能等同。因此，陶粒混凝土复合墙板节点采用套筒连接方式有效，整体工作性能良好，可为此类构件在实际工程中的应用提供参考。

关键词：低周反复试验装配式抗震性能墙板节点套筒连接

融合潮位影像与分位数特征的滩涂结构动态提取方法研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1238-1252页

作者：杨振华赵铜铁钢严林陈文龙郭成超陈晓宏刘双元生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心水利部粤港澳大湾区水安全保障重点实验室中山大学中国科学院空天信息研究院水利部珠江水利科学研究院

为解决周期性潮位与长序列人类活动影响下滩涂结构动态提取的难题，融合潮位信息与光谱指数分位数特征，构建了一种滩涂结构与转化动态监测方法，借助单张Landsat影像训练样本的MNDWI和NDWI均值排序，采用云量、中值融合算法和分位数特... 详细信息

为解决周期性潮位与长序列人类活动影响下滩涂结构动态提取的难题，融合潮位信息与光谱指数分位数特征，构建了一种滩涂结构与转化动态监测方法，借助单张Landsat影像训练样本的MNDWI和NDWI均值排序，采用云量、中值融合算法和分位数特征将影像栈融合成潮位影像，进一步利用随机森林分类算法识别1988～2021年深圳湾滩涂时空转化过程.研究结果表明，滩涂监测算法的平均总体精度和Kappa系数分别为0.85和0.78,实现了滩涂结构与转化动态的同步提取.整体上，深圳湾滩涂呈“北窄南宽、西缩东扩”的动态格局，北部因填海造陆区建设用地和人工绿地导致大规模潮上带和潮间带扩展，东部生态保护区滩涂发育促使光滩、红树林的海向延伸，南部潜在开发区光滩、水体呈此消彼长的波动变化.

关键词：潮位影像分位数特征滩涂结构动态提取 Landsat影像深圳湾

隧道开裂衬砌UV-FRP加固力学特性试验研究

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中国公路学报 2024年

作者：赵国军郭成超王复明王海波中山大学土木工程学院隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室(广州) 广东省海洋土木工程重点试验室广东省地下空间开发工程技术研究中心

紫外光固化纤维增强（UV-FRP）加固技术具有快速、高强的优势，在隧道开裂衬砌快速修复加固方面有着极高的应用前景。探明UV-FRP加固衬砌结构的受力变形特征和破坏规律对认知其加固性能及加固机理至关重要。本文通过自主研制的隧道衬砌... 详细信息

紫外光固化纤维增强（UV-FRP）加固技术具有快速、高强的优势，在隧道开裂衬砌快速修复加固方面有着极高的应用前景。探明UV-FRP加固衬砌结构的受力变形特征和破坏规律对认知其加固性能及加固机理至关重要。本文通过自主研制的隧道衬砌加载装置，针对未加固衬砌、加固衬砌（UV-FRP加固）和完整衬砌，开展了1/4缩尺衬砌模型加载试验，分析了试样的受力变形特征、开裂破坏模式、承载与变形能力等。结果表明：衬砌加载过程可分为初裂、应变强化和峰后阶段，UV-FRP脱黏发生在应变强化阶段；UV-FRP加固衬砌与完整衬砌裂缝形态基本一致，主要由跨中裂缝与受拉区环状裂缝组成；与未加固衬砌相比，UV-FRP加固衬砌的起裂荷载、屈服荷载与延性系数分别提高了49.6%、13.8%和76.9%。进一步，通过分析衬砌刚度的时变规律，探明了开裂衬砌UV-FRP加固机制，发现UV-FRP主要提高了开裂衬砌的早期刚度，进而对其后续受力变形特征产生影响。

关键词：开裂衬砌 UV-FRP 力学特性模型试验加固机制

基于双层Winkler地基的盾构穿越管线挠曲与脱空分析

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岩石力学与工程学报 2024年第5期43卷 1270-1281页

作者：林存刚王忠杰郭成超王复明陈瑜赵辰洋丁智中山大学土木工程学院广东省地下空间开发工程技术研究中心广东广州510275 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室广东广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 广东省海洋土木工程重点实验室广东广州510275 浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015

盾构掘进诱发上覆管线的挠曲和脱空分析对其结构保护至关重要。基于双层Winkler地基并考虑管线上覆与下卧地基刚度差异,对盾构隧道开挖上覆管线挠曲和脱空进行理论与模型试验证实分析。基于荷载板试验对传统管线砂土地基承载理论加以修... 详细信息

盾构掘进诱发上覆管线的挠曲和脱空分析对其结构保护至关重要。基于双层Winkler地基并考虑管线上覆与下卧地基刚度差异,对盾构隧道开挖上覆管线挠曲和脱空进行理论与模型试验证实分析。基于荷载板试验对传统管线砂土地基承载理论加以修正,提出适用于盾构穿越管土相互作用分析的砂土地基刚度和极限承载力取值建议。参数分析发现,管线脱空宽度随管线抗弯刚度和隧道开挖地层损失增大而变大,但变化速率递减;当地层损失或管线抗弯刚度较大时,管土线弹性相互作用理论和考虑界面脱空的单层地基计算方法均高估了管线挠曲和弯矩,而考虑界面脱空的双层Winkler地基计算方法可更准确地预估管线挠曲。

关键词：隧道工程双层Winkler地基盾构掘进管土相互作用界面脱空模型试验地基承载理论

珊瑚钙质砂-聚氨酯高聚物复合体蠕变村山流变模型改进

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工程地质学报 2024年第1期32卷 295-302页

作者：黄锐郭成超曹鼎峰刘志遐中山大学土木工程学院珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 广东省海洋土木工程重点实验室珠海519082 广东省地下空间开发工程技术研究中心广州510275

聚氨酯高聚物注浆可显著提高珊瑚钙质砂地基承载力,但目前缺乏模型准确描述注高聚物浆液加固后珊瑚钙质砂地基的蠕变。本文中推导了改进村山流变模型的理论公式,对复合体蠕变进行分段描述,采用一个与应力大小及时间有关的反比例函数代... 详细信息

聚氨酯高聚物注浆可显著提高珊瑚钙质砂地基承载力,但目前缺乏模型准确描述注高聚物浆液加固后珊瑚钙质砂地基的蠕变。本文中推导了改进村山流变模型的理论公式,对复合体蠕变进行分段描述,采用一个与应力大小及时间有关的反比例函数代替传统村山流变模型中的黏滞系数。设计了室内蠕变单轴压缩试验,分别在100 kPa,200 kPa和400 kPa轴向应力下测定并建立了珊瑚钙质砂-高聚物复合体的蠕变量与蠕变时间的关系。试验结果表明:改进村山流变模型可有效描述珊瑚钙质砂-高聚物复合体蠕变全过程,当蠕变时间小于临界时间时,传统村山流变模型有效;当蠕变时间大于临界蠕变时间后,传统村山流变模型偏差随着时间增长而增大,而改进村山流变模型预测值与实测值具有很好一致性;复合体所处的应力水平越高,蠕变量越大,发生加速蠕变的时间也越早。

关键词：蠕变珊瑚钙质砂高聚物村山流变模型

极端落石冲击荷载下隧-桥一体化防护体系研究

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铁道标准设计 2024年

作者：蔡直言郭成超胡凯王天经张文佳中山大学土木工程学院&隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室(中山大学) 广东省海洋土木工程重点实验室中建三局第三建设工程有限责任公司广东省地下空间开发工程技术研究中心

为消除高铁长大隧道穿越巨型溶腔时危岩落石给隧道施工和运营带来的巨大安全隐患，从工程设计视角出发，通过综合勘察、理论分析、数值模拟、精细化设计等方法对落石冲击荷载以及隧-桥一体化防护体系进行研究。分析各种落石冲击力计算... 详细信息

为消除高铁长大隧道穿越巨型溶腔时危岩落石给隧道施工和运营带来的巨大安全隐患，从工程设计视角出发，通过综合勘察、理论分析、数值模拟、精细化设计等方法对落石冲击荷载以及隧-桥一体化防护体系进行研究。分析各种落石冲击力计算方法的原理和局限性，并采用《铁路工程设计技术手册·隧道》推荐的方法进行落石冲击力计算，结果表明：(1)针对推测体积为3m3的最大落石，计算得到落石冲击荷载高达5219.09kN；(2)计算分析了拱桥、衬砌、护拱、回填混凝土和缓冲层组成的防护体系在冲击荷载作用下的受力情况，该体系协同受力可抵抗7.5t落石从105m高度自由下落时的极端冲击荷载；(3)护拱和二次衬砌、二次衬砌和拱桥为分离叠合关系，外力荷载下可考虑结构之间的变形协调作用，结合基岩承载力分别进行结构安全性检算，计算结果满足规范要求。

关键词：铁路隧道巨型溶腔落石冲击协同受力工程设计隧-桥一体化结构

我国各大流域复合高温干旱事件变化趋势与归因分析

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中国科学：地球科学 2024年第1期54卷 83-96页

作者：熊少堂赵铜铁钢郭成超田雨杨芳陈文龙陈晓宏中山大学水利部粤港澳大湾区水安全保障重点实验室/南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广州510275 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038 珠江水利科学研究院广州510611

受全球气候变化影响,复合高温干旱事件呈现增加趋势.通过构建表征复合高温干旱重现期变化的全微分方程,提出了一种复合高温干旱变化的归因方法,并利用1921~2020年月气温和月降水观测资料,分析中国夏季复合高温干旱事件时空分布特征及变... 详细信息

受全球气候变化影响,复合高温干旱事件呈现增加趋势.通过构建表征复合高温干旱重现期变化的全微分方程,提出了一种复合高温干旱变化的归因方法,并利用1921~2020年月气温和月降水观测资料,分析中国夏季复合高温干旱事件时空分布特征及变化趋势,量化降水变化、气温变化和降水-气温相关关系变化这三种驱动因子在中国夏季复合高温干旱事件变化中的贡献.结果表明:近年来中国大部分地区夏季复合高温干旱事件呈现出明显的增加趋势,气温变化、降水变化、降水-气温相关关系变化对干旱高温复合事件变化的贡献依次递减.气温变化幅度最大、影响范围最广,在长江中上游地区以外的区域均导致复合事件增加,是最主要的驱动因子之一;降水变化是中国西部特别是新疆北部、青海和甘肃地区复合事件减少的重要原因;降水-气温关系则与其他驱动因子一起导致了在华南地区复合事件重现期的缩短和华东、西北部分地区复合事件重现期的增加.与此同时,降水和气温的均值趋势与离散程度的变化均可能导致复合高温干旱事件重现期的变化.

关键词：高温干旱复合事件归因分析气候变化

沿海地面沉降对风暴潮作用下洪水淹没影响的析因试验

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水利水运工程学报 2024年第3期 42-51页

作者：黄光玮郭成超蔡华阳田雨赵铜铁钢中山大学南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038

地面沉降会加剧沿海地区潮灾风险。基于验证良好的MIKE 21水动力模型预测珠海市未来地面沉降和风暴潮影响下洪水淹没情况,引入并设计析因试验以量化地面沉降和风暴潮对洪水淹没的单独效应、主效应和交互效应。结果表明:珠海市地面沉降... 详细信息

地面沉降会加剧沿海地区潮灾风险。基于验证良好的MIKE 21水动力模型预测珠海市未来地面沉降和风暴潮影响下洪水淹没情况,引入并设计析因试验以量化地面沉降和风暴潮对洪水淹没的单独效应、主效应和交互效应。结果表明:珠海市地面沉降在平沙镇东北至白蕉镇西南呈条带状分布,对洪水淹没存在空间“放大效应”。地面沉降和风暴潮交互作用会加剧鸡啼门水道和泥湾门水道两侧洪水向内陆演进的趋势;与内陆相比,沿岸农田和水产养殖区的淹没对地面沉降更为敏感。交互作用时两个因素的单独效应均增强,二者对洪水淹没存在正向协同交互作用。未来100年地面沉降情景下,地面沉降主效应约为风暴潮主效应的1.11~29.49倍,这表明地面沉降在淹没效应中占主导地位,在预测未来风暴淹没时须考虑地面沉降的影响。

关键词：地面沉降风暴潮洪水淹没析因试验 MIKE 21

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不同季节影响下复合道面力学响应分析

城市道桥与防洪 2024年第1期 205-208,M0017页

作者：郭成超张顺杰杨晓东闫卫红郑州大学水利与土木工程学院河南郑州450001 中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津市300074 中山大学土木工程学院广东广州510275 河南省机场集团有限公司河南郑州451163

为了研究复合道面在不同季节时的力学响应,以中原地区某机场改造项目为项目背景,借助三维有限元软件,建立了道面有限元模型,分析了复合道面在温度影响下的力学响应,并与机场监测数据进行对比,验证了模型的准确性。研究发现:大气温度所... 详细信息

为了研究复合道面在不同季节时的力学响应,以中原地区某机场改造项目为项目背景,借助三维有限元软件,建立了道面有限元模型,分析了复合道面在温度影响下的力学响应,并与机场监测数据进行对比,验证了模型的准确性。研究发现:大气温度所能影响的道面深度范围在0.56 m以内,和大气温度相比,道面面层温度峰值远大于气温峰值;道面内部不同结构层之间温度变化趋势相同,随着道面深度的加深,温度峰值逐渐递减,并且出现时间具有延迟现象;在不同季节,道面在相同机型作用下所产生的变形不同,说明温度对于道面的受力是有影响的,其中混凝土层在冬季时所产生的应变值比夏季所产生的减少约74%,变化比较明显。

关键词：道路工程有限元模型温度场热力耦合机场监测