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考虑位置函数的木材表面嵌筋粘结滑移本构关系

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工程力学 2019年第10期36卷 134-143页

作者：阿斯哈周长东邱意坤梁立灿张泳北京交通大学土木建筑工程学院

木材表面嵌筋加固是提升木结构构件力学性能的有效加固方法,木材与筋材之间良好的协同工作性能是保证其加固效果的基础,内嵌筋材与木材的粘结滑移本构关系是理论计算与有限元分析的重要依据。该文基于6组18个原木木材表面内嵌钢筋试件... 详细信息

木材表面嵌筋加固是提升木结构构件力学性能的有效加固方法,木材与筋材之间良好的协同工作性能是保证其加固效果的基础,内嵌筋材与木材的粘结滑移本构关系是理论计算与有限元分析的重要依据。该文基于6组18个原木木材表面内嵌钢筋试件的拔出试验结果,首先分析计算试验中量测得到的钢筋应变以及钢筋相对于试件端部的滑移值,得到了局部粘结应力和相对滑移量沿锚固长度的分布曲线,由其分布规律可知局部粘结应力呈双峰状分布,相对滑移量分布与锚固长度相关;进而分析了不同位置处的粘结滑移曲线以及同一滑移值下的粘结应力分布曲线,可知不同应变测点处的粘结滑移曲线分布规律不同;之后采用归一化的方法给出了描述粘结滑移关系的位置函数,并讨论了钢筋直径以及锚固长度对位置函数分布的影响;最后建立了考虑位置函数的木材表面嵌筋粘结滑移本构关系。

关键词：表面嵌筋木材粘结滑移本构关系拔出试验位置函数粘结应力

带自复位耗能支撑钢板剪力墙墙板受力性能研究

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工程力学 2019年第7期36卷 156-164页

作者：刘嘉琳徐龙河北京交通大学土木建筑工程学院

提出一种由自复位耗能支撑和两边梁连接墙板组成的带自复位耗能支撑钢板剪力墙,对其构造及滞回性能进行介绍。建立有效的有限元分析模型,对两边梁连接墙板在往复荷载作用下的受力性能、受压承载力及墙板对整体滞回的影响进行研究。结果... 详细信息

提出一种由自复位耗能支撑和两边梁连接墙板组成的带自复位耗能支撑钢板剪力墙,对其构造及滞回性能进行介绍。建立有效的有限元分析模型,对两边梁连接墙板在往复荷载作用下的受力性能、受压承载力及墙板对整体滞回的影响进行研究。结果表明,墙板滞回曲线存在捏缩现象,且墙板内产生的屈曲半波越多,捏缩越严重。墙板的平面外变形随宽高比的增大而增大,随高厚比的增大而减小,且受宽高比影响更大,在侧向力作用下,墙板内形成局部拉力带。建立了用于计算墙板内受压应力和受压承载力的公式,当支撑水平剩余恢复力大于墙板受压承载力时,带自复位耗能支撑钢板剪力墙在支撑恢复力的作用下具有很好的复位能力。

关键词：钢板剪力墙自复位耗能支撑两边梁连接墙板滞回性能复位能力

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高速铁路地震预警阈值随机振动分析

振动工程学报 2019年第5期32卷 874-885页

作者：李昊张鸿儒于仲洋北京交通大学土木建筑工程学院

为研究地震作用下列车的动态响应和预警阈值,对车辆-轨道模型进行振动台模型试验,将试验结果与车辆-轨道数值计算模型的计算结果进行对比,对比结果基本吻合,表明数值计算模型具有一定的正确性;随后利用上述计算模型进行了地震波的频谱... 详细信息

为研究地震作用下列车的动态响应和预警阈值,对车辆-轨道模型进行振动台模型试验,将试验结果与车辆-轨道数值计算模型的计算结果进行对比,对比结果基本吻合,表明数值计算模型具有一定的正确性;随后利用上述计算模型进行了地震波的频谱特性分析,结果表明,当地震波频率在1 Hz附近时,容易与车体水平向自振频率产生共振,导致列车出现轮轨分离状态。因此,采用传统脱轨指标恐无法判断列车安全运行的真实状态,将采用轮轨水平向相对位移、车轮抬升量和车体倾覆角三种脱轨指标来进行对列车地震预警阈值的确认和推导;最后提出确定高速铁路地震预警阈值的新思路。基于上述车辆轨道数值模型,挑选80条典型地震动记录,分别施加到车辆-轨道数学模型中进行时程分析计算,将计算结果中的车轮抬升量、轮轨接触点水平位移、车体倾覆角等参数与地震动峰值加速度之间的关系进行统计分析,利用随机振动原理给出地震作用下列车的地震预警阈值评价表。

关键词：车辆-轨道模型振动台试验地震激励频率响应车轮抬升

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裂隙岩体渗流-传热的时域半解析计算方法

中南大学学报（自然科学版） 2020年第2期51卷 523-531页

作者：刘东东项彦勇北京交通大学土木建筑工程学院

针对饱和裂隙岩体渗流-传热问题,提出一种时域半解析计算方法。首先利用三维热传导方程的基本解建立岩石温度的时空域边界积分方程,通过对时间进行卷积积分将其简化为空间域的积分方程;应用有限单元法离散裂隙水的热对流方程,建立线性... 详细信息

针对饱和裂隙岩体渗流-传热问题,提出一种时域半解析计算方法。首先利用三维热传导方程的基本解建立岩石温度的时空域边界积分方程,通过对时间进行卷积积分将其简化为空间域的积分方程;应用有限单元法离散裂隙水的热对流方程,建立线性代数方程组,经过迭代计算直接得到裂隙水和岩石的温度。最后,通过1个核废处置库裂隙岩体渗流-传热算例,验证本文方法的有效性。研究结果表明:相比于拉氏变换半解析方法,本文方法具有计算过程更简单和计算结果更精确的特点,能用于分析稀疏裂隙系统中的水流-传热问题;裂隙水将核废物释放的热量传输至下游,有利于降低处置库温度。

关键词：裂隙岩体饱和渗流三维传热时域半解析方法

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特征参数对高速铁路桥墩抗剪性能的影响研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第12期47卷 85-91页

作者：曾聪江辉李辰黄磊北京交通大学土木建筑工程学院

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟... 详细信息

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟结果有决定性影响.以京沪高铁某连续梁桥桥墩为对象,建立考虑弯剪耦合效应的精细化分析模型,分析了特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响,结果表明:纵筋率对高铁桥墩抗剪承载力的影响最大,剪跨比次之,轴压比的影响最小;纵筋率的增大使桥墩抗剪承载力最大增加了292%,延性水平降低;随着轴压比的提高,桥墩抗剪承载力有所增大,最高增幅为50%;增大剪跨比可显著提高桥墩延性,但会使抗剪承载力显著降低.

关键词：高速铁路桥墩抗剪能力弯剪耦合模型非线性剪切效应参数影响分析

溶质运移中多孔介质弥散度影响因素的SPH模拟研究

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水利学报 2019年第7期50卷 824-834页

作者：饶登宇白冰北京交通大学土木建筑工程学院

借助光滑粒子流体动力学(SPH)方法,本文从流体质点运动和溶质扩散的物理本质出发,设计并进行孔隙尺度下多孔介质中溶质运移的仿真实验,进而分析多孔介质弥散度影响因素,并讨论弥散度与多孔介质结构参数的关系。通过离散化N-S方程和Fick... 详细信息

借助光滑粒子流体动力学(SPH)方法,本文从流体质点运动和溶质扩散的物理本质出发,设计并进行孔隙尺度下多孔介质中溶质运移的仿真实验,进而分析多孔介质弥散度影响因素,并讨论弥散度与多孔介质结构参数的关系。通过离散化N-S方程和Fick扩散方程,建立描述孔隙水流动的SPH水动力模型和描述溶质分子扩散的扩散模型,求解出在低Pe数下对流扩散方程的一维定解问题,检验了模型的准确性。在高Pe数流场中,进行了恒定流速的黏性流体穿透多孔介质薄层的仿真实验,计算结果可准确模拟出过水断面上各流体质点的流速差异、流体质点在多孔介质中的弥散过程以及流体质点的迂曲绕流过程;通过建立三段理想化的孔隙通道模型,发现在迂曲路径相同时,速度差对机械弥散度仍有显著影响。最后,为探究弥散度与多孔介质结构参数的关系,生成了多组随机粒径的二维多孔介质进行溶质穿透仿真实验。计算结果表明,弥散度与流速变异系数、迂曲度、迂曲路径差以及不均匀系数大致呈正相关,与孔隙率呈负相关。

关键词：多孔介质孔隙尺度光滑粒子法溶质运移弥散度

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深埋长大隧道渗流数值模拟

岩石力学与工程学报 2006年第3期25卷 511-519页

作者：杨会军王梦恕北京交通大学土木建筑工程学院

隧道工程凸现长、大、深、难的特点。地下水对隧道施工构成威胁,并引起诸如塌方、冒顶、突水等工程问题。地下水赋存具有离散性,渗流具有各向异性等特点。依托甘肃省最长公路隧道——新七道梁隧道工程,应用岩体非连续介质渗流的研究成果... 详细信息

隧道工程凸现长、大、深、难的特点。地下水对隧道施工构成威胁,并引起诸如塌方、冒顶、突水等工程问题。地下水赋存具有离散性,渗流具有各向异性等特点。依托甘肃省最长公路隧道——新七道梁隧道工程,应用岩体非连续介质渗流的研究成果,进行最大涌水区段渗流数值模拟。模拟各种工况条件下地下水的渗流特性以及地表水体的水位变化。与实测结果的对比表明,理论分析正确,计算结果可靠。

关键词：隧道工程复杂地质条件渗流数值模拟

饱和土沉积谷场地对平面Rayleigh波的散射

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岩土工程学报 2007年第2期29卷 204-211页

作者：王磊赵成刚北京交通大学土木建筑工程学院

把沉积谷软土场地用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟,周围的场地用单相介质弹性动力学理论模拟,利用波函数展开法,给出具有饱和土沉积层的沉积谷对Rayleigh波散射问题的解析解。通过数值计算,分析了入射波波长、沉积谷的高宽比、沉积... 详细信息

把沉积谷软土场地用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟,周围的场地用单相介质弹性动力学理论模拟,利用波函数展开法,给出具有饱和土沉积层的沉积谷对Rayleigh波散射问题的解析解。通过数值计算,分析了入射波波长、沉积谷的高宽比、沉积层的软硬(利用波速描述其软硬)对地面运动的影响。

关键词：沉积河谷平面Rayleigh波散射地面运动放大饱和土

带LYP160钢连接组件的扩翼型盖板连接节点抗震行为研究

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工程力学 2019年第8期36卷 149-160页

作者：王萌柯小刚北京交通大学土木建筑工程学院

为在新型城镇化进程中推广使用带有震后可更换构件的结构体系,对钢框架体系中带低屈服点LYP160钢材盖板连接组件的节点进行梁柱连接部位扩大梁翼缘截面的改进,提高节点承载能力及“保险丝”作用效果。采用通用有限元软件ABAQUS建立全螺... 详细信息

为在新型城镇化进程中推广使用带有震后可更换构件的结构体系,对钢框架体系中带低屈服点LYP160钢材盖板连接组件的节点进行梁柱连接部位扩大梁翼缘截面的改进,提高节点承载能力及“保险丝”作用效果。采用通用有限元软件ABAQUS建立全螺栓连接节点数值模型,结合国内外典型试验结果,验证数值模型的准确性和适用性。通过建立不同扩翼程度、不同削弱程度的盖板连接节点模型,对比其承载性能、滞回性能、断裂性能以及耗能能力等,深入探讨不同扩翼程度对不同削弱程度的扩翼型盖板连接节点抗震行为的影响,并给出此类节点的设计流程,为工程应用提供参考依据。研究结果表明:扩大梁端翼缘截面可增加盖板连接组件耗能,减少主体结构进入塑性程度及耗能比例,有效转移塑性铰位置,提高节点“保险丝”作用效果及作用时间;随着扩翼程度的增大,节点所需的承载力系数设计值提高,使节点避免过度削弱,兼顾正常使用承载能力及可更换“保险丝”作用,但当扩翼达到一定程度后,对盖板连接组件耗能比例的提高作用有限;基于计算结果拟合得到节点承载力系数限值与扩翼系数的关系曲线,为保证“保险丝”作用充分发挥,应保证承载力系数设计值小于承载力系数限值,扩翼型节点的承载力系数限值比未扩翼型节点提高22%,实现对节点进行较小削弱就能充分发挥“保险丝”作用效果的目标。

关键词：低屈服点钢材(LYP) 盖板连接组件钢框架节点保险丝扩翼