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节段预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能研究

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中国公路学报 2024年第8期37卷 179-190页

作者：凌同华余彬谷淡平谭嘉诺肖健长沙理工大学土木工程学院湖南工学院土木与建筑工程学院

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征... 详细信息

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征，并计算接头抗弯刚度。建立了预制拼装综合管廊承插式接头抗弯力学模型，推导了接头抗弯刚度计算解析表达式，并采用有限元软件ABAQUS建立了接头抗弯数值模型，对比分析了3种方法计算得到的接头张开距离、张开高度和转角随弯矩的变化规律，以验证接头力学模型与数值模型的正确性。结果表明：接头抗弯刚度计算解析公式及有限元数值模型计算得到的接头张开高度、接头转角和底部张开距离随弯矩变化规律均与试验结果基本相同，三者结果吻合良好，验证了接头力学模型与数值模型的正确性；预制拼装综合管廊承插式接头受弯变形可分为3个阶段（全截面受压阶段、弹性阶段及极限承载阶段）;接头屈服弯矩约为极限弯矩的83%,接头屈服张开距离与转角约为极限状态的1/3;弹性阶段抗弯刚度为40 000 kN·m·rad-1,极限承载阶段抗弯刚度为5 461 kN·m·rad-1;弯矩作用下承插式接头顶部外侧和承口端底部受压开裂破坏，插口端顶角出现混凝土剥落导致接头破坏。研究结果可为预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能安全评价与设计提供科学依据。

关键词：隧道工程预制拼装管廊抗弯试验承插式接头抗弯刚度计算模型

打造“双主体”培养模式，构建“一横多纵”实践育人体系——以武汉华夏理工学院土木建筑工程学院为例

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科学咨询(科技·管理) 2024年第2期 86-89页

作者：朱韶茹杨丽平何桥敏武汉华夏理工学院

探索实践育人模式是应用型本科高校的长期任务。武汉华夏理工学院土木建筑工程学院所构建的“双主体”培养模式及“一横多纵”实践育人体系，代表了可推广、可复制且时效性强的育人新模式，对于提高应用型本科高校在实践育人方面的成效... 详细信息

探索实践育人模式是应用型本科高校的长期任务。武汉华夏理工学院土木建筑工程学院所构建的“双主体”培养模式及“一横多纵”实践育人体系，代表了可推广、可复制且时效性强的育人新模式，对于提高应用型本科高校在实践育人方面的成效具有重要的价值。

关键词：培养模式实践育人产教融合

热轴力对双层微梁谐振器热弹性阻尼的影响分析

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力学学报 2024年第1期56卷 112-120页

作者：李世荣南通理工学院土木工程学院江苏南通226002 扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127

近年来,已有不少关于复合材料层合梁/板谐振器热弹性阻尼的研究论文发表.然而,在这些研究中热轴力(热薄膜力)对热弹性阻尼的贡献都被忽略了.众所周知,若梁/板的材料性质分布关于几何中面不对称则其物理中面将偏离几何中面.于是,热-弹耦... 详细信息

近年来,已有不少关于复合材料层合梁/板谐振器热弹性阻尼的研究论文发表.然而,在这些研究中热轴力(热薄膜力)对热弹性阻尼的贡献都被忽略了.众所周知,若梁/板的材料性质分布关于几何中面不对称则其物理中面将偏离几何中面.于是,热-弹耦合振动引起的变温场不但会形成热弯矩,还会产生热轴力(热薄膜力),二者将共同产生热弹性阻尼.文章基于Euler-Bernoulli梁理论和经典热传导理论,建立了双层矩形截面微梁热-弹耦合振动数学模型,精确考虑了热轴力对微结构内能耗的贡献.然后,采用解析方法求得了用变形几何量表示的热轴力和热弯矩,进而求得了系统自由振动的复频率以及用逆品质因数表示的热弹性阻尼解析解.作为数值算例,选取由均匀的银(Ag)和氮化硅(Si_(3)N_(4))分层组成的双层微梁,通过大量的数值实验定量分析了分层体积分数变化对热弹性阻尼的影响规律,考察了热轴力对热弹性阻尼的影响程度.结果表明,忽略热轴力将会低估层合梁谐振器的热弹性阻尼.在金属银的体积分数为70%(氮化硅体积分数为30%)时,忽略热轴力后对热弹性阻尼的低估最大可达16.3%.

关键词：双层微梁热弹性阻尼热轴力复频率解析解

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阶跃函数模拟桥梁断面气动自激力的精度研究

振动工程学报 2024年第6期37卷 997-1005页

作者：吴长青张志田湖南理工学院土木建筑工程学院湖南岳阳414006 海南大学土木建筑工程学院海南海口570228

介绍了采用阶跃函数模拟桥梁断面时域气动自激力的方法并对模拟的精度进行了研究。提出了采用现代遗传优化算法进行阶跃函数参数识别的方法。在模拟桥梁断面时域自激力的过程中,建立了颤振导数与阶跃函数各参数之间的等量关系,基于MATLA... 详细信息

介绍了采用阶跃函数模拟桥梁断面时域气动自激力的方法并对模拟的精度进行了研究。提出了采用现代遗传优化算法进行阶跃函数参数识别的方法。在模拟桥梁断面时域自激力的过程中,建立了颤振导数与阶跃函数各参数之间的等量关系,基于MATLAB平台实现了遗传优化算法并识别了阶跃函数的各个参数,根据参数值与上述等量关系反算得到颤振导数的拟合值,并通过对比颤振导数的拟合值与试验值来评估模拟的精度。数值算例表明,遗传优化算法的计算效率很高且不受参数个数与参数取值范围的影响;阶跃函数参数个数对颤振导数拟合精度存在较大的影响;当参数个数较少时,对于较为复杂的颤振导数曲线,拟合精度不高。随着参数个数的增加,拟合精度显著提高。拟合精度直接影响后续时域颤振分析得到的桥梁颤振性能;因此,需要依据颤振导数曲线规律,合理地选取阶跃函数的参数个数,才能建立精度较高的时域自激力模型,进而准确评估桥梁的颤振稳定性能。

关键词：桥梁颤振时域阶跃函数遗传优化

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生物炭改性黏土的强度特性及其影响机制

排灌机械工程学报 2024年

作者：李明玉张艳星郭进军宋白杨魏艳卿洛阳理工学院土木工程学院

生物炭具有高孔隙率、高比表面积和强吸附等特性，在土体改良、污染土修复和吸附重金属污染物方面展现出很好的应用潜力。施加生物炭可改善土体结构，使土体的理化性质和力学稳定性得到了全面的改善，从而增加了颗粒间的凝聚力，影响土... 详细信息

生物炭具有高孔隙率、高比表面积和强吸附等特性，在土体改良、污染土修复和吸附重金属污染物方面展现出很好的应用潜力。施加生物炭可改善土体结构，使土体的理化性质和力学稳定性得到了全面的改善，从而增加了颗粒间的凝聚力，影响土体的强度特性。论文以黏土和生物炭为研究对象，利用Humboldt气动直剪仪试验装置，测定不同生物炭掺量、初始含水率和初始干密度的生物炭-黏土混合土的抗剪强度。试验结果表明：生物炭和干密度均能增加试样的强度，并与其成正比关系；随着初始含水率的增大，试样的剪应力与应变曲线由应变软化型过渡为应变硬化型，生物炭-黏土混合土的抗剪强度呈不断减小。同时，结合扫描电镜(SEM)试验结果，分析试样微观孔隙结构的演变规律，从微观层面解释了生物炭-黏土混合土强度特性变化的原因。

关键词：生物炭黏土应力-应变曲线强度参数微观孔隙结构

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冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征研究

中国公路学报 2024年第5期37卷 188-200页

作者：王银辉石宝斌陈闯罗征浙江大学建筑工程学院浙江杭州310000 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100

由于节段拼装梁在接缝处混凝土和钢筋均不连续,导致其剪切破坏机制更加突出,冲击荷载作用会进一步加剧其破坏向更具局部特征的剪切破坏演变。为了解冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征,开展了试验梁落锤冲击试验,并结合LS-DYNA数值... 详细信息

由于节段拼装梁在接缝处混凝土和钢筋均不连续,导致其剪切破坏机制更加突出,冲击荷载作用会进一步加剧其破坏向更具局部特征的剪切破坏演变。为了解冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征,开展了试验梁落锤冲击试验,并结合LS-DYNA数值模拟分析,得到冲击荷载作用下梁的裂缝发展、破坏过程、形态等破坏特征,获得梁体变形、支座反力、内力分布等动力响应,揭示了节段长度、冲击能量、冲击作用位置等因素对节段拼装梁的动力响应与破坏特征的影响规律。结果表明:冲击荷载作用下节段拼装梁的局部剪切破坏特征突出,损伤和破坏位置集中于冲击作用点所在节段及接缝,典型破坏形式有斜截面破坏和接缝截面直剪破坏2种,冲击作用点与接缝的相对位置对破坏形式影响显著;混凝土和预应力筋的变形是冲击能量耗散的主要原因,普通钢筋耗能贡献可以忽略;梁体变形在接缝位置呈折线状,位移响应时间比整体梁更长,残余变形小;冲击作用点附近截面剪力峰值达到冲击力峰值的40%左右,较大剪力是导致节段拼装梁在局部形成斜截面破坏和直剪破坏的主要原因。

关键词：桥梁工程冲击破坏特征落锤冲击试验节段预制拼装梁数值模拟

超声表面冲击强化对316L不锈钢疲劳性能的影响

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机械强度 2024年第1期46卷 63-69页

作者：朱蒋培漆玉婷张绍峰许家婧曹小建南通大学交通与土木工程学院南通226019 南通理工学院土木工程学院南通226002

用超声冲击方法对试件表面进行改性,可以提高316L不锈钢性能。结合拉伸试验、高周疲劳试验、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线衍射(X⁃Ray Diffraction,XRD)及能量色散谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS),测试了316及316L不锈钢的疲劳性能和断裂特性。结果表明,含碳量稍低的316L不锈钢拉伸强度及疲劳强度也略低;表面超声冲击强化可提高该奥氏体不锈钢抗拉强度约19.7%,但韧性会有所降低。316、316L、冲击处理后316L三组材料的疲劳极限分别为209 MPa、204 MPa、254 MPa,均为本身抗拉极限的35%左右,拟合公式S=-64+0.45σb;含碳量高的316,其S⁃N曲线数据归一性更好,试样无侧边裂缝。疲劳断面显示,裂纹源萌生于异质相或非金属夹杂,裂纹沿晶扩展,裂纹扩展区的速度波动也归因异质相。超声冲击后316L的裂纹扩展速度明显降低,断面的起伏更大,瞬断速度更快。

关键词：超声冲击含碳量 316L 不锈钢疲劳性能

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采用持久发光材料为内部光源的光催化复合材料研究进展

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材料导报 2024年第15期38卷 96-105页

作者：蔡心杰徐亦冬王玉全武金婷浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100

光催化材料和持久发光材料(LPLs)均是以太阳能为能量来源的清洁材料,其中光催化材料已在空气净化、医疗卫生、自清洁建材等领域获得显著的成果。目前,已有研究表明将LPLs作为光催化材料的内部光源可以进一步改进光催化材料的催化时长和... 详细信息

光催化材料和持久发光材料(LPLs)均是以太阳能为能量来源的清洁材料,其中光催化材料已在空气净化、医疗卫生、自清洁建材等领域获得显著的成果。目前,已有研究表明将LPLs作为光催化材料的内部光源可以进一步改进光催化材料的催化时长和效率,因此本文旨在总结现有关于持久发光-光催化复合材料的国内外研究进展:首先介绍了光催化材料及LPLs的种类;其次讨论了持久发光-光催化复合材料的复合条件、作用机理、合成方法;最后总结了持久发光-光催化复合材料的催化性能研究进展,并对未来的研究方向进行了展望。

关键词：光催化持久发光材料水泥基材料污染物降解

聚丙烯纤维珊瑚海水混凝土循环受压试验及应力-应变本构关系

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4259-4271页

作者：陈宗平覃钦泉梁莹周济广西大学土木建筑工程学院南宁530004 南宁学院土木与建筑工程学院南宁530200

为研究聚丙烯纤维珊瑚海水混凝土(PPF/CAC)在循环受压荷载作用下的力学行为,以聚丙烯纤维体积分数和加载方式为变化参数,设计了20个圆柱体试件进行单轴受压及单轴循环受压试验。试验观察了PPF/CAC的破坏形态,获取了应力-应变全曲线及峰... 详细信息

为研究聚丙烯纤维珊瑚海水混凝土(PPF/CAC)在循环受压荷载作用下的力学行为,以聚丙烯纤维体积分数和加载方式为变化参数,设计了20个圆柱体试件进行单轴受压及单轴循环受压试验。试验观察了PPF/CAC的破坏形态,获取了应力-应变全曲线及峰值应力-应变、塑性应变等重要指标,深入分析了PPF/CAC在单轴循环受压作用下的应力-应变行为和损伤演化。结果表明:与单调加载相比,循环加载试件的强度退化了1.21%~3.67%,聚丙烯纤维能有效延缓强度退化;聚丙烯纤维体积分数为0.15vol%时珊瑚混凝土的峰值应力和峰值应变增幅最大,分别为10.45%和6.45%,改性效果最好;此外,聚丙烯纤维体积分数的增加可显著降低塑性应变的积累,提高弹性刚度比。本文根据试验结果定义了滞回曲线的4个特征点:卸载点、公共点、残余点和终点,并建立了残余应变、公共点应变和终点应变与卸载应变的关系。最后,提出了PPF/CAC在循环荷载作用下的应力-应变本构方程和损伤本构模型,且基于损伤演化规律简化后的应力-应变本构方程可以有效地预测其在循环荷载作用下的应力-应变行为。

关键词：聚丙烯纤维珊瑚海水混凝土循环受压应力-应变本构方程