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RPC外包方钢管混凝土柱轴压受力性能研究

浙江工业大学学报 2024年第1期52卷 25-34页

作者：张仁巍庄一舟曾武华李伟三明学院建筑工程学院福建三明365004 工程材料与结构加固福建省高等学校重点实验室福建三明365004 浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023 闽晟集团城建发展有限公司福建三明365000

为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内... 详细信息

为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内部方钢管混凝土柱提供较强的约束力,在受力后期套箍效应凸显。随着RPC厚度的增加,组合柱的承载力逐渐提高;随着组合柱长细比的增大,虽然其弹性刚度和承载力逐渐降低,但延性改善。采用ABAQUS软件建立RPC外包方钢管混凝土柱的有限元模型,分析RPC强度、RPC厚度、钢管强度等级、含钢率、内部混凝土强度和长细比等参数对组合柱承载力的影响规律,可得方钢管混凝土柱发挥系数的变化幅值为0.78~1.01。在试验研究、有限元参数分析和理论探讨的基础上,借鉴钢管混凝土结构技术规范,提出了RPC外包方钢管混凝土轴压短柱和长柱的承载力简化计算方法,公式计算值与已有数据样本吻合良好。

关键词：活性粉末混凝土方钢管混凝土柱轴压试验有限元分析承载力

基于混合交通的机非交互秩序评价——以南浔泰安西路为例

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科技和产业 2024年第10期24卷 219-226页

作者：陆昆敏庄一舟詹小丽周子健浙江工业大学土木工程学院杭州310000

针对网联自动驾驶车辆(connected autonomous vehicle,CAV)渗透路网,对不同断面特性造成的机非交互情境差异性干扰交通流的情况进行秩序评价。以南浔泰安西路为例,引入CAV渗透比例,统计分析路段高峰期的交通流数据,提出了遗传算法校正CA... 详细信息

针对网联自动驾驶车辆(connected autonomous vehicle,CAV)渗透路网,对不同断面特性造成的机非交互情境差异性干扰交通流的情况进行秩序评价。以南浔泰安西路为例,引入CAV渗透比例,统计分析路段高峰期的交通流数据,提出了遗传算法校正CAV跟驰模型仿真参数,搭建VISSIM仿真平台,以效率和安全两个角度为指标进行秩序评价。结果表明,路幅板块增多和渗透率的升高利于城市道路路网的运行,机非物理隔离可有效保证路面车辆行驶的安全性。

关键词：机非交互渗透率跟驰模型断面类型秩序评价

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节理裂隙岩体超大断面隧道开挖工法研究

绍兴文理学院学报 2024年第2期44卷 1-10页

作者：孙海涛郑国平沈吉宝庄一舟田伟绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 杭州新奥土木工程技术有限公司浙江杭州310051 浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310014 浙江数智交院科技股份有限公司浙江杭州310030

为研究不同开挖工法对围岩中节理发育的超大断面隧道稳定性影响,以在建大罗山公路隧道为工程背景,运用离散元数值分析方法,研究了双侧壁导坑法、CRD法、CD法和三台阶法四种开挖工法下节理面剪切位移、隧道开挖轮廓位移、地表沉降、围岩... 详细信息

为研究不同开挖工法对围岩中节理发育的超大断面隧道稳定性影响,以在建大罗山公路隧道为工程背景,运用离散元数值分析方法,研究了双侧壁导坑法、CRD法、CD法和三台阶法四种开挖工法下节理面剪切位移、隧道开挖轮廓位移、地表沉降、围岩位移、支护结构内力的变化规律.研究结果表明:双侧壁导坑法在控制节理裂隙岩体各位移变化及隧道支护结构内力方面效果最好,CRD法和CD法次之,不推荐将三台阶法作为节理发育地层中大断面公路隧道的开挖工法.

关键词：公路隧道节理岩体开挖工法离散元

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边坡影响的整体桥RC桩受力性能分析

东南大学学报（自然科学版） 2023年第6期53卷 1165-1176页

作者：罗小烨黄福云陈宝春庄一舟福州大学土木工程学院福州350108 福州大学福建省土木工程多灾害防治重点实验室福州350108 浙江工业大学土木工程学院杭州310014

为了研究边坡效应对整体桥桩-土相互作用的影响,开展了受边坡影响的钢筋混凝土(RC)桩-土相互作用拟静力试验研究及有限元扩展参数分析,讨论了边坡效应对RC桩-土体系受力性能的影响.结果表明:迎坡侧的滞回曲线饱满度弱于背坡侧,且随桩侧... 详细信息

为了研究边坡效应对整体桥桩-土相互作用的影响,开展了受边坡影响的钢筋混凝土(RC)桩-土相互作用拟静力试验研究及有限元扩展参数分析,讨论了边坡效应对RC桩-土体系受力性能的影响.结果表明:迎坡侧的滞回曲线饱满度弱于背坡侧,且随桩侧至坡顶距离的减小而降低,桩-土相互作用也随之减弱;当桩侧至坡顶距离由2倍桩径减小至0以及坡顶至桩侧距离2倍桩径时,迎坡侧的桩顶最大水平力分别减小15.0%和28.6%,桩侧最大土抗力分别减小18.2%和26.6%,桩身最大弯矩分别减小8.0%和16.9%;桩侧至坡顶距离为2倍桩径且边坡角度小于20°或桩侧至坡顶距离大于4倍桩径时,桩侧至坡顶距离和边坡角度对桩-土体系受力的影响均较小,可按无边坡影响的桩设计;朝背坡侧位移时,桩-土体系受力基本不受边坡效应影响;边坡土摩擦角对桩-土体系受力的影响显著,在工程中可优先采用摩擦角较小的黏土.

关键词：整体桥边坡效应桩距坡顶距离拟静力试验桩-土相互作用有限元分析

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RPC-CFST组合柱轴压性能试验研究

振动与冲击 2022年第15期41卷 11-19页

作者：张仁巍曾武华庄一舟邓永新三明学院建筑工程学院福建三明365004 浙江工业大学土木工程学院杭州310023 建研检测集团有限公司福建三明365000

为研究活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)-钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)组合柱的轴压力学性能,以RPC厚度、长细比为参数,进行了5根RPC-CFST组合柱的轴压试验,分析其受力机理、破坏形态、套箍效应和承载力... 详细信息

为研究活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)-钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)组合柱的轴压力学性能,以RPC厚度、长细比为参数,进行了5根RPC-CFST组合柱的轴压试验,分析其受力机理、破坏形态、套箍效应和承载力算法等。试验结果表明:不同参数的RPC-CFST组合柱破坏过程和破坏形态较为接近,随着RPC厚度的增加,外部RPC对CFST的紧箍效应更迟出现,组合柱的极限承载力有小幅度提升;随着长细比的增大,外部RPC对CFST的紧箍效应越早出现,组合柱的弹性刚度和极限承载力逐渐降低。借助ABAQUS有限元软件,建立了经试验验证的RPC-CFST组合柱有限元模型,并对径厚比、RPC强度、含钢率、混凝土强度、套箍系数等参数进行分析。在试验研究和有限元参数分析的基础上,借鉴钢管混凝土结构技术规范和规程,提出了RPC-CFST组合柱轴压承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合良好。

关键词：活性粉末混凝土(RPC) 钢管混凝土(CFST) 组合柱静载试验有限元承载力

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整体桥高性能混凝土桩-土相互作用试验研究

岩土力学 2022年第3期43卷 591-601页

作者：黄福云周志明庄一舟刘帆刘名琦福州大学土木工程学院福建福州350108 浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310014

高性能混凝土(高性能复合水泥基材料engineeredcementitiouscomposite,简称ECC与超高性能混凝土ultra-high performanceconcretepile,简称UHPC)桩基具有良好的抗开裂性能和较高的承载能力,能较好地满足整体桥纵桥向变形。开展了砂土中... 详细信息

高性能混凝土(高性能复合水泥基材料engineeredcementitiouscomposite,简称ECC与超高性能混凝土ultra-high performanceconcretepile,简称UHPC)桩基具有良好的抗开裂性能和较高的承载能力,能较好地满足整体桥纵桥向变形。开展了砂土中高性能混凝土桩低周往复拟静力试验,得到了桩基的破坏特点、抗开裂能力以及极限承载力,分析了其桩身变形、桩侧土抗力以及桩身应变等分布规律,并与钢筋混凝土(RC)桩进行了比较。在此基础上,讨论了几种常用规范的适用性。试验结果表明,ECC、UHPC材料能有效减轻桩基的破坏程度、提高桩基的抗开裂能力以及水平承载力;相比RC桩基,高性能混凝土桩基的破坏位置更深,桩基的有效桩长更大,抗震性能更好;其中,ECC桩基的抗开裂能力最强,开裂荷载可达5.8 kN,开裂位移可达15 mm。试验结果还表明,高性能混凝土桩基的变形沿埋深方向不断的减小,埋深1.5 m以下位置基本为0;桩侧土抗力先增大后减小,桩底土抗力和变形量为0;桩身应变分布较为对称,且呈“橄榄”形,在埋深4D~6D(D为桩径)区间内桩身应变较大。分析计算表明,当桩顶位移在10mm以内时,“m”法与API新规范法均能较好地计算高性能混凝土桩的桩身变形;当位移超过10 mm后,“m”法与实际数值相差较大。“m”法与API新规范法均不能较好地计算桩身弯矩,适用性不高;桩侧土抗力建议采用API新规范法。

关键词：桥梁工程整体桥高性能混凝土桩桩-土相互作用拟静力试验

预应力UHPC/RC阶梯桩-土相互作用的拟静力试验研究及数值分析

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土木与环境工程学报(中英文) 2023年第5期45卷 37-48页

作者：庄一舟宋琨生宋永青刘名琦浙江工业大学土木工程学院杭州310014 福州大学土木工程学院福州350108

整体式无缝桥中的混凝土基桩侧向刚度过大,难以满足桥梁的纵向变形,提出一种UHPC/RC材料串联形成的阶梯桩来满足整体桥纵向变形需求。设计制作了2根UHPC/RC阶梯桩模型(无、有预应力),并对其进行水平低周往复荷载试验,通过桩身破坏特点... 详细信息

整体式无缝桥中的混凝土基桩侧向刚度过大,难以满足桥梁的纵向变形,提出一种UHPC/RC材料串联形成的阶梯桩来满足整体桥纵向变形需求。设计制作了2根UHPC/RC阶梯桩模型(无、有预应力),并对其进行水平低周往复荷载试验,通过桩身破坏特点、滞回曲线、骨架曲线、等效黏滞阻尼比、刚度退化等研究其耗能能力及抗震性能。结果表明:无预应力阶梯桩的破坏位置在3倍桩径的埋深位置,桩身开裂时桩顶的位移荷载为8~10 mm;有预应力阶梯桩的破坏位置在6倍桩径的埋深位置,桩身开裂时桩顶的位移荷载为10~15 mm。说明预应力的施加能有效提高阶梯桩抗裂能力及抗震性能,并满足整体桥水平变形需求。采用OpenSees软件对阶梯桩支承的整体桥进行参数分析发现,预应力度、桩上下段长度比与刚度比增大均可提高阶梯桩的水平承载力与变形能力。

关键词：整体桥阶梯桩预应力桩桩-土相互作用拟静力试验抗震性能

基于离散元法的双侧壁导坑法核心土厚度及钢支撑作用研究

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公路 2022年第3期67卷 350-355页

作者：孙海涛田伟郑国平庄一舟绍兴文理学院土木工程学院绍兴市312000 浙江数智交院科技股份有限公司杭州市310030 浙江工业大学土木工程学院杭州市310014 杭州新奥土木工程技术有限公司杭州市310051

为了研究双侧壁导坑法核心土厚度对节理岩体超大断面隧道的稳定性影响,以在建的大罗山超大断面浅埋公路隧道为依托工程,运用离散元数值分析方法,通过改变钢支撑施加方案,分析了在3种核心土厚度下拱顶沉降、地表沉降、核心土剪切位移、... 详细信息

为了研究双侧壁导坑法核心土厚度对节理岩体超大断面隧道的稳定性影响,以在建的大罗山超大断面浅埋公路隧道为依托工程,运用离散元数值分析方法,通过改变钢支撑施加方案,分析了在3种核心土厚度下拱顶沉降、地表沉降、核心土剪切位移、支护结构内力的变化规律。研究结果表明:当核心土厚度L=6.8 m时为最佳开挖方案,此时钢支撑效果较好,同时建议对位于拱顶剪切滑移面下方的岩体进行超前支护。

关键词：公路隧道节理岩体数值计算双侧壁导坑法钢支撑离散元

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基于实测车辆荷载的拱桥吊杆疲劳性能研究

浙江工业大学学报 2022年第5期50卷 517-523页

作者：庄一舟刘明明董传智浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310023 中佛罗里达大学土木、环境与建造工程系佛罗里达奥兰多32816

拱桥吊杆是系杆拱桥的主要承重构件,对桥梁结构的安全性、完整性和使用寿命起着重要的作用。通过动态称重系统(WIM)监测现场时变的车辆载荷,可以获得吊杆的时间应力。提出了一种利用动态称重数据的完整信息并结合有限元模型研究拱桥吊... 详细信息

拱桥吊杆是系杆拱桥的主要承重构件,对桥梁结构的安全性、完整性和使用寿命起着重要的作用。通过动态称重系统(WIM)监测现场时变的车辆载荷,可以获得吊杆的时间应力。提出了一种利用动态称重数据的完整信息并结合有限元模型研究拱桥吊杆疲劳性能的新方法,该方法包括4个步骤:生成吊杆受力影响线;转换时变车辆荷载为吊杆拉力;计算吊杆的应力时程,讨论不同计算时间步长对吊杆时间应力历程的影响;评估吊杆的疲劳损伤和寿命。基于九堡大桥的动态称重数据与有限元模型,该评估方法可以逐日精确地评估吊杆的疲劳损伤程度,进而预测其疲劳寿命。

关键词：吊杆动态称重有限元分析影响线疲劳损伤