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混杂纤维高强轻骨料混凝土单轴受压试验研究

材料导报 2024年第2期38卷 126-131页

作者：崔涛涛宁宝宽郜殿伟夏旭东沈阳工业大学建筑与土木工程学院沈阳110870

为了改善高强轻骨料混凝土(HSLC)的脆性破坏特征,采用钢纤维(SF)和聚丙烯纤维(PF)对HSLC进行增强,通过单轴受压试验研究两种纤维对HSLC单轴受压性能的影响。结果表明:SF和PF的体积掺量分别为2.0%和0.2%时具有最优的混杂效应,应力-应变... 详细信息

为了改善高强轻骨料混凝土(HSLC)的脆性破坏特征,采用钢纤维(SF)和聚丙烯纤维(PF)对HSLC进行增强,通过单轴受压试验研究两种纤维对HSLC单轴受压性能的影响。结果表明:SF和PF的体积掺量分别为2.0%和0.2%时具有最优的混杂效应,应力-应变曲线拐点处应力和收敛点处应变较单掺SF时分别提高了10.0%和56.5%,较单掺PF时分别提高了99.1%和150%;混杂纤维使HSLC的峰值应力、峰值应变和弹性模量最高分别提升了19.0%、1.20%和16.9%。最后,基于试验数据,提出了考虑两种纤维混杂效应的峰值应力、峰值应变和弹性模量的计算公式,建立了双参数混杂纤维增强HSLC的单轴受压本构模型,并且其与试验曲线吻合较好。该研究结果可为纤维增强HSLC的结构设计提供理论参考。

关键词：混杂纤维高强轻骨料混凝土应力-应变曲线混杂效应本构模型

五种植物纤维/聚乙烯木塑复合材料紫外老化性能

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复合材料科学与工程 2024年

作者：黄淼林方海霍瑞丽陈航南京工业大学土木工程学院

为探究杨木、稻壳、竹材、稻秆、麦秆五种植物纤维/聚乙烯（PE）木塑复合材料的紫外老化性能，对其进行为期120天的人工加速紫外老化试验，分析其老化前后表观颜色、质量、力学性能和微观形貌变化。结果表明：人工紫外老化导致五种PE基... 详细信息

为探究杨木、稻壳、竹材、稻秆、麦秆五种植物纤维/聚乙烯（PE）木塑复合材料的紫外老化性能，对其进行为期120天的人工加速紫外老化试验，分析其老化前后表观颜色、质量、力学性能和微观形貌变化。结果表明：人工紫外老化导致五种PE基木塑复合材料色差变化稳定、质量先降低（前30天）后回增，力学性能下降，出现断面裂缝、翘曲。紫外老化120天后，五种PE基木塑复合材料弯曲强度和拉伸强度降幅为：杨木/PE复合材料分别为32.04%和16.31%，稻壳/PE复合材料分别为34.95%和26.41%，竹材/PE复合材料分别为27.57%和21.85%，稻秆/PE复合材料分别为33.06%和27.85%，麦秆/PE复合材料分别为25.57%和23.95%。

关键词：植物纤维聚乙烯木塑复合材料紫外老化力学性能

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木丝水泥填充墙-RC框架抗震性能试验研究

建筑结构 2024年第14期 77-83+30页

作者：朱许凡朱阔万里南京工业大学土木工程学院

为研究木丝水泥填充墙-钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能和破坏机理，共制作五个试件进行低周反复试验，其中一个试件为普通砖填充墙-RC框架对比试件，两个试件为开窗洞的木丝水泥填充墙-RC框架，另外两个试件为添加玻璃纤维网格布的木丝... 详细信息

为研究木丝水泥填充墙-钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能和破坏机理，共制作五个试件进行低周反复试验，其中一个试件为普通砖填充墙-RC框架对比试件，两个试件为开窗洞的木丝水泥填充墙-RC框架，另外两个试件为添加玻璃纤维网格布的木丝水泥填充墙-RC框架，并分析试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能情况与刚度退化等指标。试验结果表明，木丝水泥填充墙-RC框架的抗震性能良好，刚度退化速度远小于普通砖填充墙-RC框架，耗能能力在试件开裂后超过普通砖填充墙-RC框架；在木丝水泥填充墙-RC框架上开窗洞后会削弱其承载力，但破坏时裂缝只是沿四个窗角分别向四个填充墙角扩展，最终形成“X”形裂缝，而木丝水泥填充墙-RC框架与混凝土之间的粘结面未被破坏，在木丝水泥填充墙-RC框架表面加入玻璃纤维网格布后可以减少墙面裂纹的产生，且提高了极限承载力和延性系数，并抑制了刚度的快速下降。

关键词：木丝水泥填充墙钢筋混凝土框架普通砖填充墙玻璃纤维网格布低周反复试验

基于透明土试验的带承台缩径基桩承载力的可靠度研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3151-3160页

作者：徐志军田江涛王云泰河南工业大学土木工程学院河南郑州450001

基桩易产生缩径缺陷,限制桩的侧摩阻力发挥,导致桩承载力可靠度指标降低,给工程造成安全隐患。基于透明土试验,对1根完整桩及7根带承台缩径基桩(缩径桩)进行竖向加载试验,分析缩径桩承载力折减系数的变化规律。利用全概率公式分析缩径参... 详细信息

基桩易产生缩径缺陷,限制桩的侧摩阻力发挥,导致桩承载力可靠度指标降低,给工程造成安全隐患。基于透明土试验,对1根完整桩及7根带承台缩径基桩(缩径桩)进行竖向加载试验,分析缩径桩承载力折减系数的变化规律。利用全概率公式分析缩径参数(长度、位置和直径)对可靠度指标的影响规律。然后,利用MatPIV程序对桩周土体颗粒的散斑场进行处理,得到桩周土体变形规律,揭示缩径限制桩侧摩阻力发挥导致可靠度指标降低的原因。研究表明:承载力折减系数与可靠度指标变化趋势一致,随着缩径长度的增加、缩径位置距离桩顶越近、缩径直径的减小,承载力折减系数与可靠度指标越小,基桩承载力损失越严重。

关键词：桩基工程带承台缩径基桩折减系数透明土试验侧摩阻力可靠度指标

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木结构墙体空气声隔声性能

林业科学 2024年

作者：岳孔程相宇张玉才吴鹏石鑫磊郭华瑜南京工业大学土木工程学院南京工业大学建筑学院

【目的】研究全频段范围内木结构墙体空气声隔声性能，明确限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈，揭示设置隔声垫层、改变骨架类型、设置窗体等设计参数对墙体隔声性能的影响规律，提出高空气声隔声等级的木结构墙体体系，为木结构... 详细信息

【目的】研究全频段范围内木结构墙体空气声隔声性能，明确限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈，揭示设置隔声垫层、改变骨架类型、设置窗体等设计参数对墙体隔声性能的影响规律，提出高空气声隔声等级的木结构墙体体系，为木结构墙体在装配式建筑中的高效应用提供技术支撑。【方法】通过小尺寸材料层面的阻抗管法试验，比较分析60～6 300 Hz频率范围内工业级弹性橡胶板（橡胶板）、聚氨酯橡胶隔音减震板（聚氨酯板）和聚苯乙烯挤塑板（XPS板）等隔声垫层的隔声性能；基于实验室法开展全尺寸墙体在100～5 000 Hz频率范围内的隔声试验，通过1/3倍频程频段18个中心频率对应的单值隔声量，得到墙体计权隔声量(Rw)、频谱修正量和隔声等级，并与装配式建筑中广泛应用的蒸压加气混凝土（ALC）墙体和正交胶合木（CLT）墙体进行比较。【结果】相较相同厚度的聚氨酯板和XPS板，全频段范围内橡胶板的隔声量较高，且其隔声性能随板厚增加而提高，试验范围内，10 mm厚橡胶板隔声效率最高。常规构造木骨架墙体的隔声量整体上随声波频率增加而提高，该墙体体系在125和3 150 Hz处分别出现明显的共振隔声低谷和吻合隔声低谷，其Rw为43 dB，用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为4和3级；在墙骨架和定向刨花板（OSB）间设置10 mm厚橡胶板后，受制于木龙骨的声桥作用，墙体隔声性能提升有限，Rw增至45 dB，隔声等级未发生改变，常规构造和设置橡胶板的木骨架墙体体系均不满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。当墙骨架采用轻钢骨架、且轻钢骨架两侧均覆面双层石膏板（GB）时，该墙体体系的Rw增至50 dB，用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至6和5级；在石膏板和轻钢骨架间设置10 mm压缩玻璃棉条后，Rw增至51 dB，隔声等级未发生改变，该轻钢骨架墙体体系满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。与200 mm厚单层和复合ALC墙体相比，试验范围内轻钢骨架墙体的厚度和面密度分别降低35%和70%，但空气声隔声性能更高；针对道路交通、企业生产经营和日常生活等噪音对应的频率范围（160 ～630 Hz），该轻钢骨架墙体体系的隔声性能增加明显。在常规构造木骨架墙体基础上开洞安装Rw为33 dB的窗体，墙体在全频段范围内的隔声频谱特性曲线未发生明显变化，其Rw达44 dB，用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为5和4级；在常规构造木骨架墙体一侧的GB由单层增至双层、木骨架和OSB间设置10 mm厚橡胶板、木骨架和GB间设置金属减震龙骨制成复合墙体，在复合墙体上安装窗体，该墙体的Rw增至48 dB，且在低频段下的共振隔声低谷和高频段下的吻合效应低谷消除或明显变浅，用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至6和5级，满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。【结果】与木骨架墙体相比，CLT墙体的空气声隔声性能较低；共振隔声低谷、吻合隔声低谷和声桥效应是限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈因素，导致该墙体体系不能满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。将木骨架替换为轻钢骨架，并设置隔声垫层、增加墙面板数量，能够有效提高墙体的空气声隔声性能。

关键词：木结构墙体空气声隔声性能隔声垫层轻钢骨架计权隔声量

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不同加载模式下钢管约束重组竹轴压力学行为

复合材料学报 2024年第2期41卷 978-989页

作者：吴凤贻魏洋王高飞林煜丁明珉南京林业大学土木工程学院南京210037

本文将重组竹与钢管复合形成新型钢管约束重组竹。对24个新型钢管约束重组竹圆柱试件进行了轴压试验,研究了钢管厚度和加载方式(全截面与核心加载)对其轴压性能的影响。试验结果表明:外加钢管能够有效地提高结构承载力和变形能力;钢管... 详细信息

本文将重组竹与钢管复合形成新型钢管约束重组竹。对24个新型钢管约束重组竹圆柱试件进行了轴压试验,研究了钢管厚度和加载方式(全截面与核心加载)对其轴压性能的影响。试验结果表明:外加钢管能够有效地提高结构承载力和变形能力;钢管约束重组竹圆柱主要破坏形态为剪切破坏;结构的峰值应力、峰值应变均与钢管厚度呈正相关,随着钢管厚度增加,试件的峰值应力最大增长22.4%,峰值应变最大增长6.1%;核心受压钢管重组竹较全截面受压试件展现了更好的承载潜力和变形能力。根据全截面受压和核心受压的曲线不同,考虑了钢管套箍系数,分别提出了两种加载方式下新型钢管约束重组竹的极限应力、极限应变和峰值应力、峰值应变的预测模型,应力计算模型误差均在10%以内。最后建议了应力-应变全曲线模型,预测了不同加载方式下新型钢管约束重组竹的应力-应变变化规律。

关键词：重组竹钢管约束重组竹加载方式轴压性能计算模型

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巷道防冲吸能钢管混凝土拱架支护性能研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 53-62页

作者：许海亮高晗钧宋义敏安栋郑鑫雷北方工业大学土木工程学院北京100144

针对目前巷道支护中钢管混凝土拱架缺乏可缩让压性能的问题,从吸能让位角度设计了一种防冲吸能钢管混凝土拱架结构。通过Abaqus建立新型钢管混凝土拱架与围岩组合模型,在静载与动载两种荷载状态下,对比分析新型拱架对巷道的支护效果与... 详细信息

针对目前巷道支护中钢管混凝土拱架缺乏可缩让压性能的问题,从吸能让位角度设计了一种防冲吸能钢管混凝土拱架结构。通过Abaqus建立新型钢管混凝土拱架与围岩组合模型,在静载与动载两种荷载状态下,对比分析新型拱架对巷道的支护效果与抗冲击能力。结论如下:①根据合理的让位阻力特性设计吸能构件壁厚与尺寸,在拱架上部连接处和底弧段中部设置吸能构件,可避免弯曲过大发生失稳。套管形状依据U型钢拱架卡揽结构设置为折纹型,与拱架摩擦实现缩动让压;②在竖向与侧向冲击下,优化后拱架支护巷道各点位移量呈减少趋势,降低了拱架顶弧段下沉与底弧段上拱,支护效果更强;③静载作用下,优化后拱架与吸能构件接触后,拱架各点处塑性应变不再增加,吸能构件代替拱架发生形变。在受到动载后,吸能构件能快速响应,同时拱架两帮拐角发生弯曲变形,其余部分仍未发生明显变形。吸能构件压溃后,拱架整体塑性应变开始增加,最终优化后拱架各点等效塑性应变竖向与侧向冲击下分别降低了10%~50%和13%~78%。

关键词：钢管混凝土吸能构件防冲设计巷道支护冲击地压

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正交胶合木新型抗剪及抗拉连接耗能特性试验

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 684-696页

作者：熊海贝武喆陈佳炜同济大学土木工程学院上海200092 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

连接节点是保证木结构抗震性能的重要因素,节点的耗能能力是衡量其是否适用于抗震区的重要指标。提出了适用于正交胶合木(cross laminated timber,CLT)结构的新型耗能抗剪连接节点和新型耗能抗拉连接节点,为研究该类连接节点的破坏模式... 详细信息

连接节点是保证木结构抗震性能的重要因素,节点的耗能能力是衡量其是否适用于抗震区的重要指标。提出了适用于正交胶合木(cross laminated timber,CLT)结构的新型耗能抗剪连接节点和新型耗能抗拉连接节点,为研究该类连接节点的破坏模式及力学性能,开展了15组低周往复加载试验。试验结果表明,新型耗能连接节点试件延性系数(D)均大于9.0,满足欧洲规范Eurocode 8中对高延性节点D>6的要求,属于高延性范围;新型耗能连接节点工作阶段强度退化系数均低于20%,具备工程适用性;新型耗能连接节点工作阶段等效黏滞阻尼系数为12%~22%,普通商用连接节点等效黏滞阻尼系数为2.5%~15.8%,两类新型耗能连接节点具有较好的耗能能力。

关键词：正交胶合木新型连接节点耗能特性力学性能破坏模式

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层板销合木的界面滑移与木梁受弯性能

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 664-675页

作者：杨会峰张聪聪顾日鑫陶昊天史本凯南京工业大学土木工程学院江苏南京211816 江苏省泰州市海陵区住房与城乡建设局江苏泰州225300 东南大学土木工程学院江苏南京211189

层板销合木(简称销合木)是一种由规格材通过销组合而成的新型结构用木材,与胶合木相比具有加工快捷、成本低且更加绿色环保等优点。为研究销合木梁的弯曲性能,设计了8组木梁的四点弯试验,试验参数包括销的种类(木销和竹销)、销间距(70、... 详细信息

层板销合木(简称销合木)是一种由规格材通过销组合而成的新型结构用木材,与胶合木相比具有加工快捷、成本低且更加绿色环保等优点。为研究销合木梁的弯曲性能,设计了8组木梁的四点弯试验,试验参数包括销的种类(木销和竹销)、销间距(70、100和140 mm)和层板的数量(3、4和6层)。此外,为揭示层积材界面销连接抗剪性能对销合木梁受弯性能的贡献,开展了木销和竹销连接销合木推出试验研究。研究结果表明:与木销连接相比,竹销连接的抗滑移刚度更高且延性更好;销合木梁的受弯性能介于无销接叠合木梁和胶合木梁之间,其组合效率为0.11~0.15;随层板数量的增加,梁截面的增高使销合木梁的抗弯性能显著上升;减小销间距对销合木梁的抗弯承载力与刚度均有一定的提升作用。采用欧洲规范5中的γ法预测销合木梁的抗弯刚度时结果偏大,因此认为对销合木梁的抗弯刚度进行计算时须对销连接的滑移刚度进行折减。

关键词：销合木界面滑移弯曲性能销连接 γ系数法