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开口和闭口截面薄壁梁约束扭转效应对比分析

计算力学学报 2025年

作者：杜磊磊张元海兰州交通大学土木工程学院

为了对比分析开口和闭口截面薄壁梁的约束扭转效应，本文基于薄壁杆件约束扭转理论给出了开口截面梁的约束扭转几何特性实用公式，并建立了开口和闭口截面简支梁和悬臂梁的约束扭转广义内力和位移的初参数解。选取闭口截面薄壁箱梁算例... 详细信息

为了对比分析开口和闭口截面薄壁梁的约束扭转效应，本文基于薄壁杆件约束扭转理论给出了开口截面梁的约束扭转几何特性实用公式，并建立了开口和闭口截面简支梁和悬臂梁的约束扭转广义内力和位移的初参数解。选取闭口截面薄壁箱梁算例，在其底板中心虚构切口形成开口截面梁，详细对比分析两类薄壁梁的约束扭转广义内力、位移及应力。结果表明：开口截面的主扇性惯性矩约为闭口截面的19倍；开口截面简支梁跨中扭转角约为闭口截面梁的4倍；开口截面薄壁梁的广义内力(绝对值)大于闭口截面薄壁梁，开口截面简支梁跨中双力矩约为闭口截面简支梁的27倍，翘曲扭矩约为后者的3倍；开口截面梁的翘曲应力显著大于闭口截面梁。

关键词：薄壁梁开口截面闭口截面约束扭转翘曲应力

采用耗能装配节点的榫卯木构架抗震性能有限元分析

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地震工程学报 2025年第1期47卷 10-21页

作者：吴忠铁张轲解宁赵城吴为西北民族大学土木工程学院甘肃兰州730030

针对榫卯木构架常规梁柱榫卯节点的缺陷,提出一种榫卯木构架的梁柱耗能装配节点。为研究该耗能装配节点对木构架抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS建立带有全钢耗能装配节点、橡胶柔性耗能装配节点、无加固的榫卯式节点三种不同类型... 详细信息

针对榫卯木构架常规梁柱榫卯节点的缺陷,提出一种榫卯木构架的梁柱耗能装配节点。为研究该耗能装配节点对木构架抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS建立带有全钢耗能装配节点、橡胶柔性耗能装配节点、无加固的榫卯式节点三种不同类型榫卯木构架的有限元模型,并进行单调荷载加载分析和低周反复加载分析,主要研究这三类榫卯木构架模型的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、承载力及耗能能力等力学性能;同时,利用能力谱曲线和需求谱曲线,采用性能点探讨三类木构架的抗震性能。结果表明,与原榫卯木构架相比,该耗能装配节点能够有效地调整和控制木构架的破坏模式,增强梁柱节点的非线性力学性能,显著提高榫卯木构架的整体抗震性能。

关键词：榫卯木构架耗能装配节点力学性能性能点抗震性能

温-力耦合环境效应下土工格栅蠕变特性及分数阶损伤本构模型研究

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铁道学报 2025年

作者：靳静陈何塘梁小勇杨广庆周诗广寇凌曦河北科技大学建筑工程学院石家庄铁道大学交通运输学院石家庄铁道大学土木工程学院中国铁道学会中国铁路北京局集团有限公司

为研究温-力耦合环境效应下土工格栅蠕变全过程的变形特征，开展温-力耦合环境效应下的土工格栅室内蠕变试验，基于试验结果，考虑土工格栅蠕变过程中随时间产生劣化效应引入损伤变量，修正分数阶损伤本构模型，并进行参数敏感性分析。... 详细信息

为研究温-力耦合环境效应下土工格栅蠕变全过程的变形特征，开展温-力耦合环境效应下的土工格栅室内蠕变试验，基于试验结果，考虑土工格栅蠕变过程中随时间产生劣化效应引入损伤变量，修正分数阶损伤本构模型，并进行参数敏感性分析。结果表明：当温度一定时，随着应力比的提高，土工格栅蠕变较快进入加速蠕变阶段；当温度升高时，土工格栅蠕变速率显著增大，达到相同应变所施加的应力比有所降低；当温度为40 ℃，应力比从43%增至50%时，蠕变应变增幅为363.77%，所需时间由1 098 h缩短至6.21 h；在温-力耦合环境效应下，土工格栅的割线模量随时间呈反比递减趋势，而应力比的提高显著加速了时效割线模量的衰减；修正后的损伤本构模型可以较好地描述土工格栅在高温条件下土工格栅蠕变全过程，泊松比v随着温度的升高急剧上升，流阻因子A与温度呈现负相关。

关键词：温-力耦合环境效应土工格栅蠕变特性损伤变量分数阶本构模型

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机制砂绿色制备工艺模拟及其参数优化研究

建筑材料学报 2025年

作者：张云升王习张文华张宇杨重卿兰州理工大学土木工程学院东南大学材料科学与工程学院南京林业大学土木工程学院甘肃建投矿业有限公司

为了实现机制砂绿色制备，提升机制砂品质. 进行了基于离散元的机制砂粗碎、中细碎、筛分及运输工艺数值模拟，优化了机制砂绿色制备关键参数，明确了其对机制砂品质的影响规律. 结果表明：机制砂制备粗碎与中细碎阶段可通过调节破碎设... 详细信息

为了实现机制砂绿色制备，提升机制砂品质. 进行了基于离散元的机制砂粗碎、中细碎、筛分及运输工艺数值模拟，优化了机制砂绿色制备关键参数，明确了其对机制砂品质的影响规律. 结果表明：机制砂制备粗碎与中细碎阶段可通过调节破碎设备排料口尺寸提高岩石破碎效率、降低破碎能耗、优化破碎后岩石粒径分布、减小岩石对设备的磨损；而筛分阶段振动筛筛网倾斜角度宜为10°～ 15°，运输阶段运输带布置角度宜为16°. 同时，研究在大型机制骨料生产企业进行了应用，为机制砂绿色高品质制备提供了科学支撑.

关键词：石灰岩机制砂制备工艺仿真模拟应用

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干湿循环作用下地聚物固化黄土的劣化性研究

地下空间与工程学报 2025年

作者：李昊杰唐先习张徐军李明泽王之鲁兰州理工大学土木工程学院中国铁路兰州局集团有限公司

近年来,极端天气频繁发生,加上人类活动加剧,导致西北地区地下水位波动频繁,对固化土产生了较大影响。本文以粉煤灰和钢渣为原料,通过碱性硅酸钠溶液激发形成一种较高强度地聚物凝胶材料固化黄土,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、电... 详细信息

近年来,极端天气频繁发生,加上人类活动加剧,导致西北地区地下水位波动频繁,对固化土产生了较大影响。本文以粉煤灰和钢渣为原料,通过碱性硅酸钠溶液激发形成一种较高强度地聚物凝胶材料固化黄土,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、电子显微镜扫描试验(SEM)和X射线衍射试验(XRD),研究干湿循环后的固化土力学性能以及微观结构的变化。结果表明:干湿循环湿化度是固化土劣化的一个重要因素,随着湿化度增加,固化土的劣化程度增加。同时,添加地聚物可以有效减缓固化土的劣化程度。固化土黏聚力随着循环次数的增加呈现线性持续劣化。掺量为20%的聚合物固化土具有较好的抗干湿稳定性。经过15次循环后,素土和固化土的内摩擦角在前7次干湿循环中均有所减小,但在第7次之后变化趋势平缓。通过SEM和XRD分析观察到,在干湿循环的初期,固化土中存在少量未反应的钢渣和粉煤灰,这些物质在继续水化反应后形成了C-S-H和C-A-S-H胶凝物质,填充了土颗粒之间的空隙,减缓了固化过程的劣化程度。

关键词：固化黄土干湿循环地聚物钢渣粉劣化性

不同分数阶微分形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 272-281页

作者：周凤玺滕祥帅郝君明王立业兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省应急测绘工程研究中心甘肃兰州730050

近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Liouvi... 详细信息

近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性尚不明确。基于实测土壤电导率和高光谱数据,考虑常见的Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville和Caputo三类分数阶微分定义形式,通过软件编程实现Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理函数,比较分析了不同分数阶微分定义形式下,土样高光谱数据在同阶微分处理后的差异性以及随阶数增加后的变化特征。结果表明:土样光谱反射率曲线在不同分数阶微分定义形式下,同阶微分处理后表现出较大差异;在0.1~1阶范围内,随微分阶数的增加,Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理后高度变异波段数量均呈现出增加趋势;当微分阶数趋于1时,光谱反射率微分值逐渐降低且向0值逼近,波动范围逐渐减小,而光谱数据的变异性却随着波动范围的减小而增强;Grünwald-Letnikov分数阶微分处理在0.6、0.7阶相关系数提升9.5%、6.7%,Riemann-Liouville和Caputo分数阶微分处理后,相关系数分别在0.8~0.9阶、0.7~0.9阶提升1%左右。该研究为高光谱数据预处理提供了一种新的研究思路,为更好的将分数阶微分理论应用到土壤盐渍化遥感反演中提供参考。

关键词：盐渍土电导率光谱反射率分数阶微分

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高铁路基振动压实机-土耦合系统动力学分析

工程力学 2025年第1期42卷 241-248页

作者：叶阳升尧俊凯蔡德钩魏文彬王柯中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

压路机连续压实系统根据振动压实过程中振动轮响应评价压实质量，并根据土体压实质量反馈调节压路机工作参数。基于集中参数模型引入塑性弹簧，将压实过程分为弹性、弹塑性、分离三阶段;分别建立三阶段动力学控制方程，依据轮-土相对位... 详细信息

压路机连续压实系统根据振动压实过程中振动轮响应评价压实质量，并根据土体压实质量反馈调节压路机工作参数。基于集中参数模型引入塑性弹簧，将压实过程分为弹性、弹塑性、分离三阶段;分别建立三阶段动力学控制方程，依据轮-土相对位移与作用力确定各阶段切换条件;采用现场实测数据验证模型可靠性;揭示激振力特性(激振力幅值、激振频率)和土体参数的振动响应规律。结果表明：激振力幅值不变时，振动轮振幅和分离周期随激振频率的增大而减小。激振频率不变时，振动轮振幅和分离周期随着激振频率的增大而增大。当激振力幅值与激振频率不变，振动轮振幅随着土体动剪切模量的提升而降低，土体动剪切模量较小时，土体以塑性变形为主。土体动剪切模量较大时，土体以弹性变形为主，振幅缓慢下降，直至趋于平缓。

关键词：高铁路基路基压实振动压实机土耦合动力学系统

来源：博看期刊评论

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管道内表面裂纹的断裂随机分析

机械强度 1999年第2期21卷 145-149页

作者：李建康兰州铁道学院土木工程系

在小扰动随机性概念下建立了工程随机分析理论，并将其应用于管道内表面裂纹的弹性、全塑性和工程弹塑性断裂分析，并形成管道内表面裂纹断裂的随机分析方法。

关键词：断裂力学随机分析管道内表面裂纹

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铁路桥梁物化阶段碳排放计算及影响因素分析

安全与环境学报 2025年

作者：鲍学英薛春燕李子龙吕向茹兰州交通大学土木工程学院中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所

为实现铁路桥梁减碳目标，降低桥梁物化阶段碳排放量，建立铁路桥梁物化阶段碳排放计算模型，提出一种基于随机森林算法的碳排放影响因素分析模型。首先，明确碳排放计算时空边界，采用碳排放系数法计算铁路桥梁物化阶段碳排放量，识别... 详细信息

为实现铁路桥梁减碳目标，降低桥梁物化阶段碳排放量，建立铁路桥梁物化阶段碳排放计算模型，提出一种基于随机森林算法的碳排放影响因素分析模型。首先，明确碳排放计算时空边界，采用碳排放系数法计算铁路桥梁物化阶段碳排放量，识别其碳排放影响因素，明确因素之间的相互关系；其次，通过随机森林算法对影响因素进行重要性排序，采用滑动窗口序贯向前选择法降维，确定关键影响因素；最后，针对关键因素采取相关碳减排措施以有效控制铁路桥梁的碳排放。研究结果表明：该铁路桥梁建材生产阶段碳排放在桥梁建设总碳排放中占比最大，为84%；关键影响因素为材料种类、桥梁工程量、桥梁类型、原材料需求量、材料生产工艺、运输方式；针对关键影响因素提出了利用可再生材料、选择符合低碳标准的桥梁类型等主要的碳减排措施，以实现铁路桥梁工程的低碳发展目标。研究成果可为铁路桥梁建设碳减排提供参考。

关键词：环境工程学物化阶段碳排放计算模型影响因素随机森林算法碳减排措施