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冲击荷载引起的颗粒破碎对钙质砂液化特性的影响

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工程地质学报 2024年第2期32卷 410-419页

作者：叶斌毛盘叶冠林同济大学土木工程学院上海200092 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

钙质砂具有孔隙率高、强度低、易破碎的特点。同时,钙质砂在波浪和地震等振动荷载的作用下,也具有发生液化的可能性。为探究钙质砂颗粒破碎与抗液化强度的关系,对南海永兴岛的钙质砂开展了三轴试验研究工作。首先,利用小型手动冲击装置... 详细信息

钙质砂具有孔隙率高、强度低、易破碎的特点。同时,钙质砂在波浪和地震等振动荷载的作用下,也具有发生液化的可能性。为探究钙质砂颗粒破碎与抗液化强度的关系,对南海永兴岛的钙质砂开展了三轴试验研究工作。首先,利用小型手动冲击装置对钙质砂进行破碎处理,获取了不同相对破碎率(Br)的试样,然后利用多功能动三轴仪分别对原始试样和不同破碎程度的试样进行了液化试验。结果表明:在相同围压和密实度条件下,钙质砂的抗液化强度(CRR)随着Br的增大而降低,但降低速率会随着Br的增大而减小。另一方面,相对密实度的增大会削弱颗粒破碎对钙质砂抗液化能力的影响。最后,为了定量评价颗粒破碎对钙质砂抗液化强度的影响,建立了Br-CRR的数学关系。

关键词：钙质砂颗粒破碎液化特性三轴试验

基于WRF-LES模式的大气边界层近地风场精细化模拟研究

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上海交通大学学报 2024年第2期58卷 220-231页

作者：刘达琳陶韬曹勇周岱韩兆龙上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 安徽工程大学建筑工程学院安徽芜湖241060

台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报... 详细信息

台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报-大涡模拟(WRF-LES)精细化模拟效果与参数设置密切相关.寻求适用于精细化模拟近地面风场的参数设置,选用WRF-LES模式中的几种次网格模型和空间差分格式,采用较细密的网格分辨率,进行理想大气边界层模拟.对比平均风速剖面、湍流强度剖面和功率谱等风场特性,讨论关键参数对近地面风场模拟精度的影响,确定合适的参数设置.研究表明:对次网格模型,非线性回波散射和各向异性(NBA1)模型可有效改善近地面风场模拟精度;对网格方案,在计算域底部不均匀加密垂直网格可更好地描述近地面风场空间分布特征,有效减小计算资源;对空间差分格式,偶数阶差分相较奇数阶差分格式可捕获更小尺度湍流结构.所提出的WRF-LES模式参数方案,可为精细化模拟近地面风场和台风边界层提供技术参考.

关键词：次网格模型网格分辨率空间差分格式数值天气预报-大涡模拟

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非饱和路堑和路堤边坡地震响应的数值分析

上海交通大学学报 2024年

作者：谢轶朱文轩熊勇林叶冠林上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院宁波大学土木工程与地理环境学院

为了探究路堑边坡和路堤边坡地震响应的差异，以及初始含水量对非饱和边坡地震表现的影响，在非饱和土力学框架下开发了一种土-水-气三相耦合数值分析方法。以路堑边坡和路堤边坡为研究对象，采用有限元数值模拟的方法分析了两类边坡在... 详细信息

为了探究路堑边坡和路堤边坡地震响应的差异，以及初始含水量对非饱和边坡地震表现的影响，在非饱和土力学框架下开发了一种土-水-气三相耦合数值分析方法。以路堑边坡和路堤边坡为研究对象，采用有限元数值模拟的方法分析了两类边坡在位移模式和加速度响应上的区别，同时探究了土体初始含水量对非饱和边坡地震响应的影响。结果表明，路堑边坡因后方边界的约束，在高含水量下发生滑动破坏的风险较低；而路堤边坡的滑动趋势明显，坡脚位移更大。

关键词：非饱和土路堑边坡路堤边坡地震响应数值分析

极端波浪作用下深水浮桥结构失效概率主动学习方法

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中国公路学报 2024年

作者：柏晓东凡子豪郭安薪向升高永新傅阳薛业梦合肥工业大学土木与水利工程学院上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院哈尔滨工业大学土木工程学院

为响应国家综合立体交通战略需求，我国多个沿海跨海湾、连岛桥梁工程正处于建造、设计和规划中，深水浮式桥梁作为其潜在技术方案受到广泛关注。极端波浪荷载下深水浮桥结构失效概率分析对其概念性设计具有重要意义。本文首先基于最新... 详细信息

为响应国家综合立体交通战略需求，我国多个沿海跨海湾、连岛桥梁工程正处于建造、设计和规划中，深水浮式桥梁作为其潜在技术方案受到广泛关注。极端波浪荷载下深水浮桥结构失效概率分析对其概念性设计具有重要意义。本文首先基于最新发展的适用于估算窄带随机波浪作用下浮体结构极端响应的主动学习方法，构建深水浮桥结构失效概率计算框架；随后以深水浮桥节段为研究对象，建立动力学分析模型；最后，基于主动学习方法探索不同失效模式(基于位移和张力腿张力)、不同失效阈值下的浮桥结构失效概率主动学习规律，得到相应的预测结果。研究表明，主动学习方法仅需少量样本即可获取浮桥结构失效概率预测的收敛结果，计算成本较小；该主动学习方法对基于单一目标(位移)和多目标(张力腿张力)的失效模式均适用；对于本文所研究的浮桥结构，百年一遇海况条件下，基于跨中位移的结构失效概率在失效阈值比wS/wB= 2.2时为2.5%，基于张力腿张力的结构失效概率在失效阈值比FS/FB= 2.5时为1.3%。本研究相关成果期望能为深水浮桥可行性研究、结构设计、防灾减灾及防护等相关技术提供快速计算方法和理论依据。

关键词：浮桥结构失效概率主动学习水动力动力响应

基于分形理论的毛细水上升高度模型及试验验证

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 102-109页

作者：蒋函静徐宇冉陈志明李淑娥康峰沂徐永福上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院土木工程系上海200240 南通公路事业发展中心江苏南通226001

沿海地区的路基工程中,毛细水上升会产生路基病害,影响道路运营的安全性和耐久性,因此研究毛细水上升高度尤为重要。文章视毛细水上升为一种非饱和土的渗流现象,引入分形维数对非饱和土渗透系数进行修正,进而提出了基于分形理论的毛细... 详细信息

沿海地区的路基工程中,毛细水上升会产生路基病害,影响道路运营的安全性和耐久性,因此研究毛细水上升高度尤为重要。文章视毛细水上升为一种非饱和土的渗流现象,引入分形维数对非饱和土渗透系数进行修正,进而提出了基于分形理论的毛细水上升高度模型,得到了毛细水上升高度随时间变化的曲线;而后对南通某干线公路路基土样进行竖管法毛细水上升高度试验,改变土样的干密度及初始粒径的分形维数分布做对照组试验。研究结果表明:毛细水上升呈现初期先快速增加,然后缓慢增加,最终趋于稳定的趋势;土样颗粒粒径分布的分形维数越大,得到的毛细水上升高度越大;土样的干密度越小,即孔隙率越大,得到的毛细水上升高度越大。文章提出的毛细水上升高度模型中,毛细水上升高度与试样孔隙率、饱和渗透系数、进气值对应的毛细水上升高度、分形维数等参数相关。在模型理论值计算中认为分形维数变化仅改变进气值对应的毛细水高度,不改变饱和渗透系数,而干密度变化即孔隙率变化仅导致饱和渗透系数变化,不改变进气值对应的毛细水高度,由此得到的模型计算结果与试验结果趋势一致,验证了理论模型的正确性,可以为公路路基毛细水病害防治提供理论指导。

关键词：毛细水颗粒分布分形达西定律干密度

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聚合物基体类型对海水海砂混凝土环境下GFRP筋层间剪切强度影响

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上海交通大学学报 2024年

作者：赵烜赵齐张大旭张沛涪上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海交通大学上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室香港理工大学土木及环境工程学系

为研究不同基体类型的玻璃纤维增强聚合物（GFRP）筋在海水海砂混凝土（SWSSC）环境下的层间剪切强度（ILSS）退化规律与性能劣化机理，对环氧基和乙烯基GFRP筋进行了SWSSC模拟孔溶液环境下加速腐蚀试验，以及层间剪切与扫描电镜（SEM... 详细信息

为研究不同基体类型的玻璃纤维增强聚合物（GFRP）筋在海水海砂混凝土（SWSSC）环境下的层间剪切强度（ILSS）退化规律与性能劣化机理，对环氧基和乙烯基GFRP筋进行了SWSSC模拟孔溶液环境下加速腐蚀试验，以及层间剪切与扫描电镜（SEM）检测。环氧基GFRP筋分别采用甲基六氢化邻苯二甲酸酐（MHHPA）与二氨基二苯甲烷（MDA）两种固化剂固化。结果表明：MHHPA固化环氧基GFRP筋的初始层间剪切强度最高（42.44MPa），乙烯基GFRP筋次之（37.10MPa），MDA固化环氧基GFRP筋的初始层间剪切强度最低（27.20MPa）。在55℃的孔溶液中浸泡84天后，MHHPA固化环氧基GFRP筋的层间剪切强度保留率仅为7.43%，MDA固化环氧基GFRP筋的强度保留率为39.51%，而乙烯基GFRP筋的保留率则有71.06%。三种GFRP筋的层间剪切强度均随SWSSC模拟孔溶液温度和浸泡时间的增加呈下降趋势，强度退化的主要原因为纤维-基体的界面脱黏以及基体的水解流失。乙烯基GFRP筋对SWSSC模拟孔溶液的抗腐蚀能力最强，MHHPA固化环氧基GFRP筋的最弱，MDA固化环氧基GFRP筋则介于两者之间。

关键词：纤维增强聚合物海水海砂混凝土层间剪切强度基体类型性能退化

悬臂结构地震响应分析的广义单自由度模型研究

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河北工程大学学报（自然科学版） 2024年第1期41卷 17-22页

作者：吴承宇何军上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院土木工程系上海200240

针对有限元方法存在计算时间过长的缺点,不适用于需要多次响应分析的结构抗震性能评估问题。进行了悬臂结构线性地震响应分析的广义单自由度模型研究,提出了多项式形函数和基于多项式形函数的单自由度模型,并通过与有限元分析结果的对... 详细信息

针对有限元方法存在计算时间过长的缺点,不适用于需要多次响应分析的结构抗震性能评估问题。进行了悬臂结构线性地震响应分析的广义单自由度模型研究,提出了多项式形函数和基于多项式形函数的单自由度模型,并通过与有限元分析结果的对比分析,调查了基于多项式形函数的单自由度模型对典型地震波激励下结构响应分析的有效性。结果表明:提出的基于多项式形函数的广义单自由度模型平均误差为7.20%,为提高建模准确性,建议采用水平集中荷载施加方法进行多项式形函数参数估计。

关键词：悬臂结构地震响应广义单自由度模型形函数参数估计

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纤维复合材料多模式内聚断裂的相场计算模型

工程设计学报 2024年

作者：粟海波陈波潓吴熙王亮上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙大城市学院工程学院土木工程系

经典的断裂相场方法是基于Griffith脆性断裂理论建立的变分方法，因此其无法准确描述材料的准脆性断裂行为。本文提出一种多相场模型来表征纤维复合材料的多模式内聚断裂行为。通过对各向异性相场驱动力和损伤本构关系的合理定义，提出... 详细信息

经典的断裂相场方法是基于Griffith脆性断裂理论建立的变分方法，因此其无法准确描述材料的准脆性断裂行为。本文提出一种多相场模型来表征纤维复合材料的多模式内聚断裂行为。通过对各向异性相场驱动力和损伤本构关系的合理定义，提出了一种混合型内聚断裂相场模型，并推导得到了相应的演化方程与强度准则。通过基准算例分析，验证了该模型能够有效模拟复合材料的多模式内聚断裂行为。

关键词：复合材料相场模拟内聚断裂失效机理

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语义网赋能建筑信息交付及模型数据模式分析

土木与环境工程学报（中英文） 2024年第1期46卷 244-253页

作者：刘吉明段立平林思伟缪季赵金城上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240

针对以建筑信息模型(BIM)进行交付的信息共享模式所依赖的工业基础类(IFC)标准行业适用性不足且难以拓展的问题,探讨在IFC基础上引入语义网实现异源数据集成共享,并于语义层面实现信息交付。首先,通过算法解析和模型转化介绍语义化建模... 详细信息

针对以建筑信息模型(BIM)进行交付的信息共享模式所依赖的工业基础类(IFC)标准行业适用性不足且难以拓展的问题,探讨在IFC基础上引入语义网实现异源数据集成共享,并于语义层面实现信息交付。首先,通过算法解析和模型转化介绍语义化建模方法,并以二层钢框架厂房结构为例对该方法进行说明;然后,通过对转化案例进行数据模式分析,以验证建筑信息交付的准确性和建筑语义的可传递性。案例实践论证基于IfcOWL本体的语义化建模方法的可实施性;通过分析该语义化模型单元实例的数据模式,探究制约该语义化建模方法赋能建筑信息交付的关键因素;针对语义化建模方法所面临的问题,提出冗余信息规避、领域本体开发和轻量化语义建模的初步解决思路。SPARQL查询实例表明,所解析的数据模式对规避冗余信息有效。因此,该方法在共享和集成建筑多源异构信息方面具有优势,能有效提升建筑信息管理的智能化水平。

关键词：建筑信息交付语义网数据模式分析工业基础类建筑信息模型

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