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基于切口梁弯曲响应的UHPC受拉性能反演分析

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工程力学 2024年第4期41卷 151-160页

作者：郭义庆王俊颜同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学建筑工程系上海200092

为了更加快速、准确地获取超高性能混凝土(UHPC)材料的拉伸性能,该文基于切口梁四点弯曲试验获得的荷载-切口张开位移(CMOD)响应,提出了一种UHPC拉伸性能简化反演分析方法。该方法采用了考虑裂纹局部化的非线性铰模型和可描述拉伸应变... 详细信息

为了更加快速、准确地获取超高性能混凝土(UHPC)材料的拉伸性能,该文基于切口梁四点弯曲试验获得的荷载-切口张开位移(CMOD)响应,提出了一种UHPC拉伸性能简化反演分析方法。该方法采用了考虑裂纹局部化的非线性铰模型和可描述拉伸应变硬化或应变软化特征的多折线UHPC受拉应力-应变关系。通过5种钢纤维掺量的UHPC切口梁弯曲试验和轴拉试验的验证以及模型参数分析表明:在切口梁弯曲响应的离散性较低时,提出的计算模型能够准确地预测应变硬化和应变软化UHPC的受拉初裂强度和极限强度;随弯曲响应的离散性增大,轴拉应力的预测值与实测值的偏差越大;特征长度及特征点数量对应变软化UHPC受拉应力-缝宽曲线预测结果的影响较小,但对于应变硬化UHPC,特征长度的增大和特征点的减少都会导致其极限强度预测值偏高。通过应用表明:采用基于荷载-CMOD响应的非线性铰模型预测UHPC的受拉性能具有较好的可行性。

关键词：超高性能混凝土拉伸性能切口梁四点弯非线性铰模型反演分析

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分叉隧道合流段流动特征及局部损失特性研究

现代隧道技术 2024年第3期61卷 53-60,84页

作者：陈泽恩陈小峰孔祥苗张欣张永强刁岳峰吴珂浙江大学平衡建筑研究中心杭州310007 浙江省海洋岩土工程与材料重点实验室杭州310058 浙江大学中原研究院郑州450000 宁海县公路与运输管理中心宁波315600 西安石油大学电子工程学院西安710065

进口匝道的存在导致隧道内空气出现合流现象,掌握合流段空气的流动特征和损失特性是分叉隧道通风设计的基础。针对夹角为5°~15°的分叉隧道,采用CFD方法和比尺模型试验研究合流比q和夹角θ对合流段空气流动和局部损失的影响。结果表明... 详细信息

进口匝道的存在导致隧道内空气出现合流现象,掌握合流段空气的流动特征和损失特性是分叉隧道通风设计的基础。针对夹角为5°~15°的分叉隧道,采用CFD方法和比尺模型试验研究合流比q和夹角θ对合流段空气流动和局部损失的影响。结果表明:随着q增大,主线局部损失系数ξ_(21)迅速减小,而匝道局部损失系数ξ_(31)则先迅速增大后趋于稳定。当合流前主线与匝道风量比Q大于两者截面积比φ时,ξ_(21)主要受流线弯曲的影响,ξ_(31)主要受射流增压作用的影响;当Q 21和ξ_(31)的主控因素则互换。在q较小时,ξ_(21)、ξ_(31)基本不随合流夹角θ变化;在q较大时,随着θ增大ξ_(21)基本保持不变,而ξ_(31)减小。提出了可准确预测夹角为5°~15°分叉隧道合流段局部损失系数的半经验公式,弥补了分叉隧道合流通风设计理论的不足。

关键词：分叉隧道合流段 CFD 比尺模型试验局部损失预测模型

碳纤维格栅网-UHPC 增强RC 连续梁负弯矩区裂缝性能研究

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铁道建筑 2024年第7期64卷 67-74页

作者：郭东升刘慈军张冠华何化南赵育鹏辽宁省交通规划设计院有限责任公司沈阳110111 宁波市高等级公路建设管理中心浙江宁波315192 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为研究碳纤维格栅网-UHPC(Ultra-High Performance Concrete)增强RC(Reinforced Concrete)连续梁负弯矩处的抗裂性能,设计7根配置不同的UHPC及碳纤维格栅网的试验梁,进行五点弯曲加载试验,分析碳纤维格栅网和UHPC的掺入、碳纤维格栅的... 详细信息

为研究碳纤维格栅网-UHPC(Ultra-High Performance Concrete)增强RC(Reinforced Concrete)连续梁负弯矩处的抗裂性能,设计7根配置不同的UHPC及碳纤维格栅网的试验梁,进行五点弯曲加载试验,分析碳纤维格栅网和UHPC的掺入、碳纤维格栅的网格尺寸、格栅的层数以及UHPC的铺设厚度等参数对负弯矩区开裂荷载和裂缝性能的影响,提出了适合碳纤维格栅网-UHPC增强的钢筋混凝土梁平均裂缝间距、裂缝宽度计算公式。试验结果表明:对照组试验梁的裂缝呈细且密的特点,有别于普通RC梁的裂缝少,宽度大;与普通RC梁相比,单独设置碳纤维格栅网、UHPC增强的试验梁负弯矩区段的开裂荷载分别提升了28.6%、85.7%,同时设置碳纤维格栅网和UHPC增强的4个试验梁分别提升了114.3%、128.6%、142.9%、171.4%;碳纤维格栅网格尺寸的减小、碳纤维格栅层数的增加、UHPC铺设厚度的增加均可以提高抗裂性能,并且使裂缝数量显著增加,裂缝间距和裂缝宽度明显减小。本文基于现有的国内外规范提出的适合碳纤维格栅网-UHPC联合加固的钢筋混凝土梁的平均裂缝间距、裂缝宽度计算值与试验值吻合较好,验证了计算公式的准确性。

关键词：桥梁钢筋混凝土连续梁碳纤维格栅网 UHPC 抗裂性能

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衬砌背后空洞对围岩力学状态影响的试验研究

公路 2024年第3期69卷 405-411页

作者：赵瑞传郭永建张长安张素磊中交公路规划设计院有限公司北京市100010 青岛国信胶州湾第二海底隧道有限公司青岛市266071 山东省交通规划设计院集团有限公司济南市250031 青岛理工大学土木工程学院青岛市266033

设计了3组室内相似模型试验,研究了拱顶背后空洞对围岩结构压力分布的影响机制,主要试验结论:衬砌背后空洞使拱顶上部围岩出现了卸载现象,而空洞两侧围岩压力在一定程度呈现压力集中现象;随着施加荷载的增加,空洞高度与范围的逐渐减小... 详细信息

设计了3组室内相似模型试验,研究了拱顶背后空洞对围岩结构压力分布的影响机制,主要试验结论:衬砌背后空洞使拱顶上部围岩出现了卸载现象,而空洞两侧围岩压力在一定程度呈现压力集中现象;随着施加荷载的增加,空洞高度与范围的逐渐减小反而使得围岩压力集中现象逐渐减弱;衬砌背后空洞对空洞附近围岩接触压力及围岩应力状态产生了较大的影响,空洞的存在改变了围岩与衬砌之间的正常接触作用关系,使围岩结构与衬砌结构处于一种不利的受力状态,降低了围岩整体稳定性。

关键词：隧道工程衬砌空洞围岩-衬砌作用围岩压力受力状态

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基于性能需求的机制骨料混凝土配合比设计

建筑材料学报 2024年第8期27卷 667-674页

作者：吴朝明李春锦胡堃吴程航任强贵州桥梁建设集团有限责任公司贵州贵阳550001 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学材料科学与工程学院上海201804

基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法,通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系;通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系,并将机制砂中的石粉视作浆体组成,建立了机制骨料混凝土... 详细信息

基于Dinger-Funk级配理论提出了机制骨料级配设计方法,通过修正Bolomey公式明确了适用于机制骨料混凝土的强度-水胶比关系;通过引入裹浆厚度概念建立了骨料与浆体之间的体积关系,并将机制砂中的石粉视作浆体组成,建立了机制骨料混凝土的配合比设计方法并进行了验证.结果表明:混凝土的工作性可以通过裹浆厚度来加以调控;混凝土的抗压强度和氯离子扩散系数与裹浆厚度无明显相关性,可以通过水胶比来加以调控;本文提出的配合比设计方法可以定量设计满足不同性能需求的机制骨料混凝土.

关键词：紧密堆积理论机制骨料混凝土裹浆厚度配合比设计

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橡胶混合黏土小应变剪切模量特性试验研究

岩土力学 2024年第3期45卷 705-713页

作者：周恩全白宇航姚缘王龙陆建飞江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔... 详细信息

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔隙比e_(sk)对混合土的最大动剪切模量G_(max)进行评价。结果表明:掺入橡胶颗粒后,混合土的G减小,λ增大,且橡胶掺量增大时,混合土的G减小、λ增大;围压增大时,混合土的G增大、λ减小;橡胶粒径增大时,混合土的G增大、λ减小。随着橡胶掺量增大,骨架孔隙比e_(sk)增大,G_(max)降低;在相同橡胶掺量时,随着橡胶粒径的增大,e_(sk)增大,G_(max)升高。在Hardin公式的基础上,基于骨架孔隙比e_(sk)提出了考虑橡胶掺量和橡胶粒径的G_(max)表征模型,该模型具有较好的准确性,可为评价橡胶混合黏土G_(max)提供依据。

关键词：橡胶混合黏土动剪切模量阻尼比骨架孔隙比 Hardin模型

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干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性

工程科学与技术 2024年第2期56卷 208-216页

作者：周恩全张曼居东煜王龙李护良江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验... 详细信息

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验,研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。结果表明:掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能;一定干湿循环次数下,改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低,内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变;当木质素掺量为8%时,改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低,当木质素掺量为0时,纯土试样经过1次干湿循环即崩解,强度损失率为100%;当木质素掺量为8%时,改良土的强度损失率最低,黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。X射线衍射试验表明,木质素掺量为8%时,石英、方解石、白云石含量最高,黏土矿物含量较高,钠长石含量最低,这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。结果显示,当木质素掺量为8%时,改良土在提高抗剪强度及干湿循环性能方面具有明显优势。研究结果可为实际施工设计提供理论支撑。

关键词：木质素粉土干湿循坏抗剪强度

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不同种类道路沥青材料异味特征及析源分析

材料导报 2024年第2期38卷 264-268页

作者：王超任正阳周波超宫官雨季晓斌北京工业大学城市建设学部北京100124

随着我国社会经济逐渐向绿色可持续转型,沥青路面铺筑过程中的异味污染成为不可忽视的环境问题。本研究针对八种不同的道路沥青材料使用过程中产生的挥发性物质,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气体检测仪进行定性与定量分析。在此基... 详细信息

随着我国社会经济逐渐向绿色可持续转型,沥青路面铺筑过程中的异味污染成为不可忽视的环境问题。本研究针对八种不同的道路沥青材料使用过程中产生的挥发性物质,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气体检测仪进行定性与定量分析。在此基础上,结合异味阈值计算各物质异味活度值(OAV),通过异味活度值加和(SOAV)的方法对沥青异味进行分析,并对异味污染物中各组分及其异味贡献进行进一步的析源工作。研究结果表明,沥青挥发物的浓度与异味活度值加和并没有完全的正相关关系,胶粉改性沥青挥发物浓度及异味活度值加和相较于其他沥青均有显著提高。对八种不同种类道路沥青材料异味特征进行分析得出:六种组分对沥青异味的产生有贡献,其中,苯系物、醛类以及硫化氢对沥青异味的贡献较大,烯烃类以及酮类是胶粉改性沥青挥发物中特有的异味贡献组分。

关键词：道路工程沥青材料定性定量异味活度值异味活度值加和异味贡献

纯电动和燃油公交车的火灾发展特性数值模拟研究

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安全与环境学报 2024年第8期24卷 2904-2910页

作者：朱凯杨亚鹏孙峰王强孔杰王小飞中国计量大学能源环境与安全工程学院杭州310018 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310007 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为了研究纯电动和燃油公交车火灾发展特性的异同,采用FDS数值模拟方法,考虑动力电池发生热失控喷射释放可燃气体并燃烧形成喷射火,对比电池包和燃油两类典型点火源下,公交车整车燃烧的热烟释放与火灾发展特性。结果表明:对于10.5 m长的... 详细信息

为了研究纯电动和燃油公交车火灾发展特性的异同,采用FDS数值模拟方法,考虑动力电池发生热失控喷射释放可燃气体并燃烧形成喷射火,对比电池包和燃油两类典型点火源下,公交车整车燃烧的热烟释放与火灾发展特性。结果表明:对于10.5 m长的纯电动和燃油公交车火灾,火灾增长速率均位于超快速火和快速火之间,在前500 s燃油公交车的热释放速率(Heat Release Rate,HRR)大于电动公交车,然而电动公交车HRR在500 s后大于燃油车;纯电动和燃油公交车峰值热释放速率(Peak Heat Release Rate,PHRR)分别为25.4 MW和24.2 MW,总热释放量(Total Heat Release,THR)分别为20.2 GJ和17.5 GJ,电动公交车相比燃油车具有更高的PHRR和THR,但PHRR达峰时间滞后144 s;在点火源距离后门较近和火灾前期100 s门窗均处于关闭状态最不利情况下,相比燃油公交车,电动车上部内饰的引燃时间提前、下部有所延迟,后天窗附近窗户破窗时间提前;在公交车火灾发展中,电动车窗户等开口部位处溢流火的高度大于燃油车,1 min内是人员逃生关键时间,且车厢内中后部温度均高于前部。

关键词：安全工程电池热失控纯电动公交车火灾特性人员逃生