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模拟酸雨腐蚀预应力混凝土T梁重载交通疲劳性能研究

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实验力学 2024年第2期39卷 248-260页

作者：许开成黄凌娟杨宏宇张立卿易彬陈梦成华东交通大学轨道基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

为了研究酸雨腐蚀环境下预应力混凝土T梁重载交通疲劳性能,对6根腐蚀预应力混凝土梁进行静载试验和等幅疲劳试验,利用显微镜观察钢筋疲劳断裂时的破坏形态,从而推出相应条件下钢筋破坏的几何模型。结果表明:腐蚀预应力混凝土梁的疲劳破... 详细信息

为了研究酸雨腐蚀环境下预应力混凝土T梁重载交通疲劳性能,对6根腐蚀预应力混凝土梁进行静载试验和等幅疲劳试验,利用显微镜观察钢筋疲劳断裂时的破坏形态,从而推出相应条件下钢筋破坏的几何模型。结果表明:腐蚀预应力混凝土梁的疲劳破坏以底部钢筋发生疲劳脆性断裂为标志;在疲劳加载过程中,预应力混凝土梁荷载-挠度曲线、混凝土、钢筋和钢绞线荷载-挠度曲线呈现“疏-密-疏”三段式变化;钢筋疲劳裂纹的发展规律与钢筋应变的变化相对应;相较于未腐蚀试件,腐蚀试件疲劳寿命降低了32.7%;疲劳上限值为0.45和0.6倍极限荷载时,预应力混凝土梁疲劳寿命均小于200万次,且相较于疲劳上限值为0.3倍极限荷载时分别下降69.3%、85.1%。

关键词：重载交通预应力混凝土梁酸雨腐蚀等幅疲劳试验疲劳寿命

自修复混凝土修复性能评估中的若干关键技术与方法研究综述

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材料导报 2024年第9期38卷 78-100页

作者：张立卿边明强王云洋许开成陈梦成韩宝国华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013 华东交通大学土木建筑学院南昌330013 湖南文理学院土木建筑工程学院湖南常德415000 大连理工大学建设工程学院辽宁大连116024

混凝土的自修复可有效抑制混凝土开裂并降低其开裂对材料力学和耐久性能的不利影响,从而提高混凝土结构的安全性和韧性、延长混凝土结构的使用寿命、降低混凝土结构的维护成本,是推动混凝土材料与结构可持续发展的一种极具前景的技术方... 详细信息

混凝土的自修复可有效抑制混凝土开裂并降低其开裂对材料力学和耐久性能的不利影响,从而提高混凝土结构的安全性和韧性、延长混凝土结构的使用寿命、降低混凝土结构的维护成本,是推动混凝土材料与结构可持续发展的一种极具前景的技术方法。然而,目前关于混凝土自修复性能评估过程中的裂缝制备和自修复环境选择、效果评价指标、修复机制表征方法等关键技术手段尚未形成统一认识与标准。基于此,本文分析了采用加载和非加载方式制备自修复混凝土裂缝的特点和自修复环境的选择原则,比较了基于裂缝特征、力学性能、耐久性能和微观结构的自修复效果评价方法,总结了自修复混凝土修复机理的研究方法,最后,提出了自修复混凝土研究中存在的问题和潜在的改进措施,并展望了自修复混凝土的发展趋势和应用前景。

关键词：自修复混凝土裂缝制备修复环境效果评定机理研究方法

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土压平衡盾构施工引起地面变形研究的评述

城市轨道交通研究 2024年第1期27卷 73-79页

作者：姚元陈梦成何彬彬许开成侯宇冯玉林南昌轨道交通集团有限公司南昌330038 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013

[目的]土压平衡盾构施工过程中会不可避免地产生土体扰动,引起地层变形,进而对周围建筑环境产生不利影响,开展土压平衡盾构施工引起地层变形的研究具有重要意义。[方法]通过整合各类相关文献,以施工各环节的联系为中心进行研究。阐明了... 详细信息

[目的]土压平衡盾构施工过程中会不可避免地产生土体扰动,引起地层变形,进而对周围建筑环境产生不利影响,开展土压平衡盾构施工引起地层变形的研究具有重要意义。[方法]通过整合各类相关文献,以施工各环节的联系为中心进行研究。阐明了土压平衡盾构施工工作机理,从隧道几何因素、土层地质条件和盾构掘进参数三方面研究地面变形诱因。论述了土压平衡盾构施工引起地面变形的预测方法,并分析了各方法的适用性与优缺点。以变形诱因和变形预测为基础,列举了土压平衡盾构施工致地面变形的控制措施。指出了土压平衡盾构施工研究中存在的不足,并对土压平衡盾构施工未来发展方向进行了展望。[结果及结论]土压平衡盾构施工引起地面变形的诱因为隧道几何因素、土层地质条件和盾构掘进参数。土压平衡盾构施工引起地面变形的预测方法有经验公式法、理论解析法、有限单元与有限差分的数值模拟法,模型试验法、人工智能法。基于对地面变形的监测,不断调整施工中的盾构参数,是目前控制土压平衡盾构地面变形的有效方法。

关键词：土压平衡盾构施工地面变形研究进展

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基于缩尺模型的高铁桥梁预应力损失试验研究

华东交通大学学报 2024年第2期41卷 48-55页

作者：许开成黄凌娟李鹏清张立卿邱日旭陈梦成华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

【目的】为更好的评估在役预应力混凝土桥梁结构预应力损失状况。【方法】选用国内高铁中应用最广的32 m预应力混凝土箱梁作为研究对象,按照1:16的缩尺比例将箱梁转化为T形截面制作了26根C50混凝土试验模型梁。通过对试验梁预应力钢绞... 详细信息

【目的】为更好的评估在役预应力混凝土桥梁结构预应力损失状况。【方法】选用国内高铁中应用最广的32 m预应力混凝土箱梁作为研究对象,按照1:16的缩尺比例将箱梁转化为T形截面制作了26根C50混凝土试验模型梁。通过对试验梁预应力钢绞线应变、伸长量的瞬时和长期监测得到预应力损失的实际值,并将此实际值与目前国内外常用预应力损失规范计算所得值进行对比分析。【结果】预应力损失主要发生在前期即瞬时损失,约占总损失的70%;84.6%的试验梁锚固损失占瞬时损失总和的70%以上,最高达80.57%;试验梁的长期损失在锚固后的前10 d内变化较快,后期逐渐趋于稳定;将5种规范的计算结果与试验实测值进行对比,对于长期损失,数据显示实测数据与《铁路桥涵设计规范》(TB 10002—2017)计算结果最为吻合。【结论】研究结果可为实际工程中预应力梁的预应力损失计算提供参考。

关键词：预应力混凝土梁预应力损失缩尺模型规范对比应变监测

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高速公路采空区路基沉降数值分析

建材技术与应用 2024年第1期 8-12页

作者：何建柳佳陈梦成童立红胡子奇彭理群萍乡市交通运输局江西萍乡337000 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

在煤矿资源丰富的地方,如萍乡安源煤矿经过长期大量的开采,在煤矿区域形成了大量的采空区,修筑的公路不得不穿越采空区或建在采空区的四周,为保证采空区公路的正常运营,以萍乡市中环东路为背景,考虑路面荷载、采空区位置和填土区域等影... 详细信息

在煤矿资源丰富的地方,如萍乡安源煤矿经过长期大量的开采,在煤矿区域形成了大量的采空区,修筑的公路不得不穿越采空区或建在采空区的四周,为保证采空区公路的正常运营,以萍乡市中环东路为背景,考虑路面荷载、采空区位置和填土区域等影响因素,通过ABAQUS数值模拟分析采空区对上方路基沉降的影响。结果表明:随着荷载的不断增大,路基沉降量在不断增大,且增大的斜率也在不断上升;改变采空区与路基之间的相对位置关系,路基表面的最大沉降与采空区中心位置的最大沉降会随之改变;在回填土加入土工格室后,可有效减小路基沉降,且增大土工格室的模量可适当增强加筋效果;回填土的材料参数对沉降的影响较为明显,可在一定程度上减小路基沉降。

关键词：数值模拟路基沉降采空区高速公路

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高速公路下伏采空区路基沉降现场监测与分析

建材技术与应用 2024年第1期 47-50页

作者：何建柳佳张海辉童立红陈梦成彭理群萍乡市交通运输局江西萍乡337000 核工业华东建设工程集团有限公司江西南昌330100 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

以萍乡中环东路为背景,通过阵列位移计自动监测与自行研制的小型北斗信号接收机相结合,对采空区路段路基沉降变形进行实时监测,并与非采空区路基沉降进行对比分析。结果表明:采空区对路基沉降变形有一定影响,通过现场埋设混凝土板的方... 详细信息

以萍乡中环东路为背景,通过阵列位移计自动监测与自行研制的小型北斗信号接收机相结合,对采空区路段路基沉降变形进行实时监测,并与非采空区路基沉降进行对比分析。结果表明:采空区对路基沉降变形有一定影响,通过现场埋设混凝土板的方法可有效控制下伏采空区路基沉降;C2、C3断面沉降量增长稳定,与时间线性关系显著;C1断面沉降量受交通荷载影响较大,整体沉降量较大,且路面沿横断面向路线中心倾斜,需对C1断面路线中心处进行加固处理。

关键词：高速公路下伏采空区路基沉降实时监测

基于剪切效应纤维梁单元的结构非线性有限元数值模拟

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应用数学和力学 2022年第1期43卷 34-48页

作者：李嘉钰陈梦成王开心华东交通大学土木建筑学院南昌330013

基于Euler-Bernoulli梁理论的经典纤维模型忽略了剪切变形给截面带来的影响,为了得到更加精确的梁单元模型,该文基于考虑剪切效应的纤维梁单元,根据Timoshenko梁理论,推导了该纤维梁单元的刚度矩阵,并结合弹塑性增量理论,同时考虑了几... 详细信息

基于Euler-Bernoulli梁理论的经典纤维模型忽略了剪切变形给截面带来的影响,为了得到更加精确的梁单元模型,该文基于考虑剪切效应的纤维梁单元,根据Timoshenko梁理论,推导了该纤维梁单元的刚度矩阵,并结合弹塑性增量理论,同时考虑了几何非线性和材料非线性的双重影响,建立了压弯剪复杂应力状态下结构非线性有限元分析理论.该文最后利用MATLAB编制了相关计算程序,对钢筋混凝土和矩形钢管混凝土的典型压弯剪构件进行有限元数值模拟,得到了构件的荷载-位移非线性全过程曲线.典型算例的验证结果表明:该文建立的非线性有限元分析理论是通用、可行和正确的.

关键词：纤维梁单元结构非线性剪切效应有限元分析

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横观各向同性材料三维裂纹问题的数值分析

计算力学学报 2009年第1期26卷 109-113,119页

作者：陈梦成华东交通大学土木工程学院南昌330013

严格从三维横观各向同性材料弹性空间问题的Green函数出发,采用Hadamard有限部积分概念,导出了三维状态下单位位移间断(位错)集度的基本解。在此基础上,将三维任意形状的片状裂纹问题归结为求解一组以未知位移间断表示的超奇异积分方程... 详细信息

严格从三维横观各向同性材料弹性空间问题的Green函数出发,采用Hadamard有限部积分概念,导出了三维状态下单位位移间断(位错)集度的基本解。在此基础上,将三维任意形状的片状裂纹问题归结为求解一组以未知位移间断表示的超奇异积分方程;并给出了边界元离散形式。对方程中出现的超奇异积分,采用了Had-amard定义的有限部积分来处理。论文最后给出了若干典型片状裂纹问题的数值算例,数值结果表明了本文方法是非常有效的。

关键词：横观各向同性弹性体三维片状裂纹超奇异积分方程边界元

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基于广义Kelvin链钢管混凝土徐变研究

工程力学 2022年第2期39卷 200-207页

作者：杨超陈梦成张明阳李骐方苇温清清华东交通大学土木建筑学院南昌330013 轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013 江西交通职业技术学院建筑工程系南昌330013

混凝土徐变是混凝土材料本身固有的一个时变特性,是结构响应中一个重要组成部分,其计算方法通常是建立在单轴试验和理论基础上。为探讨钢管混凝土徐变特性,该文采用自制的压力自平衡混凝土徐变试验装置对混凝土圆柱和圆钢管混凝土柱进... 详细信息

混凝土徐变是混凝土材料本身固有的一个时变特性,是结构响应中一个重要组成部分,其计算方法通常是建立在单轴试验和理论基础上。为探讨钢管混凝土徐变特性,该文采用自制的压力自平衡混凝土徐变试验装置对混凝土圆柱和圆钢管混凝土柱进行了徐变试验,结果表明:钢管混凝土柱徐变变形要比普通混凝土柱的徐变变形小,在该文试验中两者相差接近50%,这可能是密闭钢管内核心混凝土无法与外界发生水分交换而不发生干燥收缩和干燥徐变以及钢管围压所致。根据粘弹性理论,引入多参数Kelvin链粘弹性元件模型,建立了求解单轴应力状态下混凝土徐变的Volterra型积分方程,模型参数近似表示为连续粘滞谱。通过离散时间变量t和分步积分,进一步得到了单轴应力状态下混凝土徐变应力-应变增量本构模型。依据徐变叠加原理,考虑Poisson效应,进一步将单轴应力状态下混凝土徐变应力-应变增量本构模型拓展到三轴应力状态,用于钢管混凝土徐变分析。对有限元商用软件Ansys进行二次开发,将反映三轴应力状态下混凝土徐变性能的本构方程引入Ansys提供的用户子程序Usermat中,并采用Fortran语言编程,从而实现了钢管混凝土徐变长期性能的有限元分析计算。将有限元数值解与试验结果进行对比分析,发现该文提出的模型是科学的和有效的。该文提出的方法将为混凝土徐变计算提供了另一条有效途径。

关键词：钢管混凝土徐变 Kelvin模型 Ansys 试验