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考虑地层蠕变效应的桥梁桩基施工对邻近运营地铁隧道的影响

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科学技术与工程 2024年第9期24卷 3781-3788页

作者：钱叶琳张振华崔文天苏颖奚邦禄徐恒晖安徽省路港工程有限责任公司合肥230022 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

为研究桥梁桩基施工引起地层蠕变效应对邻近地铁隧道安全运营的影响,采用卸荷条件下黏土蠕变特性试验确定了隧道周围土体的蠕变模型,通过数值仿真FLAC^(3D)与现场监测相结合的方法,分析了桩基开挖期间地铁隧道的竖向位移、水平位移和应... 详细信息

为研究桥梁桩基施工引起地层蠕变效应对邻近地铁隧道安全运营的影响,采用卸荷条件下黏土蠕变特性试验确定了隧道周围土体的蠕变模型,通过数值仿真FLAC^(3D)与现场监测相结合的方法,分析了桩基开挖期间地铁隧道的竖向位移、水平位移和应力分布状态。结果表明:广义Kelvin本构模型能够较为准确地描述黏土体开挖卸荷时的蠕变效应;桩基开挖后,邻近地铁隧道衬砌位移不断增大,随后进入稳定状态;随着桩基开挖数量的增加,地铁隧道竖向位移和水平位移总体表现为下沉和向外收敛趋势;桩-隧最小净距越小,桩基施工对隧道影响越大,采用隧道双侧布桩的施工方式,能够有效降低桩基开挖时隧道拱腰的累计水平位移,有利于地铁隧道的安全稳定运营。

关键词：桩基施工运营地铁地层蠕变隧道位移

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管道顶进用装配式圆形工作井承载性能研究

人民长江 2024年第5期55卷 143-149页

作者：张兴其杨帆姚华彦合肥市市政设计研究总院有限公司安徽合肥230041 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

近年来装配式建筑正逐步应用在地下管道工程中,为了研究管道顶进用装配式圆形工作井的承载性能,结合现场监测的顶管顶进力情况,采用三维有限元方法对装配式圆形工作井的井片混凝土以及连接螺栓进行了受力分析。研究结果表明:通过在管壁... 详细信息

近年来装配式建筑正逐步应用在地下管道工程中,为了研究管道顶进用装配式圆形工作井的承载性能,结合现场监测的顶管顶进力情况,采用三维有限元方法对装配式圆形工作井的井片混凝土以及连接螺栓进行了受力分析。研究结果表明:通过在管壁涂刷润滑剂、采用触变泥浆进行压浆等减阻措施可以明显降低顶进力荷载,甚至可以使其达到设计值的50%以下;装配式圆形工作井在顶进力荷载的作用下,螺栓受拉情况不明显,仅后座墙位置的井片外侧混凝土呈明显受拉,设计中需要关注,必要时需对该部位制定加固方案;粘贴钢板加固方案相对于粘贴CFRP加固方案具有材料利用率更高、加固效果更加明显的优势。研究成果可为推广装配式建筑在管道工程中的应用提供理论依据和参考借鉴。

关键词：地下工程顶管装配式圆形工作井井片顶进荷载装配式建筑

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软弱富水地层超大直径盾构下穿长江堤防变形分析

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科学技术与工程 2024年第27期24卷 11842-11850页

作者：江浩刘武程锦尚金行李仁杰王立波姚华彦山东电力工程咨询院有限公司济南250013 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

软弱富水地层上长江堤防变形受浅埋超大直径盾构隧道施工扰动影响大。以盾构开挖直径为15.07 m的某双线隧道工程为背景,基于现场监测资料,研究盾构过堤时无为长江堤防沉降的时空演化规律,并对掘进参数与堤防加固措施的合理性进行分析。... 详细信息

软弱富水地层上长江堤防变形受浅埋超大直径盾构隧道施工扰动影响大。以盾构开挖直径为15.07 m的某双线隧道工程为背景,基于现场监测资料,研究盾构过堤时无为长江堤防沉降的时空演化规律,并对掘进参数与堤防加固措施的合理性进行分析。研究结果表明,压密注浆加固处理可有效减小堤防地表沉降幅度。右线隧道过堤时,中轴线上方堤防沉降变形总体随着盾尾离开天数的增加而增大,最大沉降位于堤前段,为20.37 mm,远离中轴线部位普遍产生轻微隆起。左线隧道下穿堤防后,堤防竖直变形整体呈“左线堤前段与堤后段隆起、堤坝段沉降,右线整体沉降,幅度从堤前段往堤后段沉减小”的分布规律。盾构下穿长江堤防时,切口压力、推力、扭矩等掘进参数的调整受堤坝超载效应影响。

关键词：富水地层盾构隧道掘进参数长江堤防沉降规律

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基于应变影响线的桥梁模型修正试验

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 537-546页

作者：周宇甘露一狄生奎贺文宇李宁波安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 安徽建筑大学建筑健康监测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室安徽合肥230601 合肥市城市生命线工程安全运行监测中心安徽合肥230601 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230601

为了验证桥梁应变影响线用于模型修正的有效性,针对某三跨钢板组合连续梁桥在单辆重车移动加载下的应变时程响应进行研究.联合实测应变影响线和计算影响线构建目标函数;以影响线形态控制点处的微应变试验值作为输入层参数,以有限元模型... 详细信息

为了验证桥梁应变影响线用于模型修正的有效性,针对某三跨钢板组合连续梁桥在单辆重车移动加载下的应变时程响应进行研究.联合实测应变影响线和计算影响线构建目标函数;以影响线形态控制点处的微应变试验值作为输入层参数,以有限元模型结构几何尺寸信息与材料特征值作为输出层参数,构建反向传播(BP)神经网络进行自我学习;基于训练完毕的BP神经网络,对待修参数进行预测,开展桥梁模型修正研究.结果表明,所提出的有限元模型修正方法能够减小真实结构不确定性带来的建模误差,修正后的优化模型比初始模型更加贴近真实结构,目标函数相对误差降低29%;可以采用基于BP神经网络的模型参数修正方法对有限元模型参数进行预测.

关键词：桥梁工程模型修正应变影响线影响线识别前馈神经网络

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土工袋路基基础加固效果及影响因素试验研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第10期47卷 1396-1403页

作者：王艳巧许凯淇刘康鲁洋合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 河海大学水利水电学院江苏南京210098

文章利用室内物理缩尺模型试验,研究不同土工袋加固层数、加固宽度以及首层埋置深度条件下的路基基础加载破坏试验,通过分析路基基础坡面裂缝率、荷载-沉降关系曲线以及路基基础内部土压力沿水平方向传递和竖直方向分布规律等,研究土工... 详细信息

文章利用室内物理缩尺模型试验,研究不同土工袋加固层数、加固宽度以及首层埋置深度条件下的路基基础加载破坏试验,通过分析路基基础坡面裂缝率、荷载-沉降关系曲线以及路基基础内部土压力沿水平方向传递和竖直方向分布规律等,研究土工袋加固层数、加固宽度及首层埋置深度对路基基础加固效果的影响及其规律。结果表明:土工袋对基础内部土压力的分布有显著影响,且荷载越大土工袋加固效果越明显;土工袋加固层数及加固宽度越大,路基基础加固效果越好,但在保证经济成本的条件下并不是加固层数越多、加固宽度越大越好;顶层土工袋距加载板越近越有利于控制路基基础沉降,但不利于抑制裂缝的开展,因此建议实际工程中适当保留一定的首层埋置深度,以利于控制裂缝的开展。

关键词：路基基础土工袋模型试验承载力沉降量土压力

不同矩形孔尺寸下CFRP加固钢筋混凝土开洞梁受力性能研究

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建筑结构 2024年

作者：赵猛黄俊旗种迅常跃合肥工业大学土木与水利工程学院土木工程结构与材料安徽省重点实验室

为了满足实际工程中建筑管道安装的需要，常需要在钢筋混凝土梁中开设孔洞。但开洞将导致钢筋混凝土梁受力性能降低。为研究开洞后钢筋混凝土梁的残余受力性能，并探明CFRP加固对于钢筋混凝土开洞梁的性能提升效果，基于已有试验，对钢... 详细信息

为了满足实际工程中建筑管道安装的需要，常需要在钢筋混凝土梁中开设孔洞。但开洞将导致钢筋混凝土梁受力性能降低。为研究开洞后钢筋混凝土梁的残余受力性能，并探明CFRP加固对于钢筋混凝土开洞梁的性能提升效果，基于已有试验，对钢筋混凝土开洞梁在四点加载作用下进行了受力全过程的数值模拟分析。在验证了数值模型准确性的基础上，针对144个不同开洞尺寸下、有无CFRP加固的钢筋混凝土开洞梁受力性能进行了参数分析，对比研究了开洞梁的承载力以及破坏模式。分析结果表明：随着剪跨段矩形洞口尺寸的增加，钢筋混凝土开洞梁破坏模式会逐渐由受弯破坏转变为剪切破坏；随着剪跨段矩形洞口长度或高度的增加，钢筋混凝土开洞梁的承载力近似呈现线性下降的趋势，且CFRP加固与否并不会影响该趋势；通过CFRP加固，开洞梁承载力有一定提升，且提升幅度随开洞尺寸的增大而提高。

关键词：钢筋混凝土开洞梁 CFRP加固承载力破坏模式数值模拟

基于半偏联系数和动态差异度系数的区域旱灾风险评估方法

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 25-35页

作者：陈浩金菊良崔毅张诗懿周亮广刘凌蒋尚明合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009 安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院水利水资源安徽省重点实验室安徽合肥230088

为客观准确地评估区域旱灾风险,依据半偏联系数思想构建了四元联系数的迁移率矩阵,以此来修正四元联系数分量,同时提出了随样本指标变化而变化的差异度系数计算方法,计算了四元联系数中的差异度系数,构建了基于半偏联系数和动态差异度... 详细信息

为客观准确地评估区域旱灾风险,依据半偏联系数思想构建了四元联系数的迁移率矩阵,以此来修正四元联系数分量,同时提出了随样本指标变化而变化的差异度系数计算方法,计算了四元联系数中的差异度系数,构建了基于半偏联系数和动态差异度系数的区域旱灾风险评估方法,在亳州市的应用结果表明:2008-2020年,亳州市旱灾风险系统中的危险性子系统基本处于轻险和中险两种状态,其中单位面积水资源占有量和土壤类型是脆弱性指标;暴露性子系统处于轻险和中险两种状态,其中人口密度和耕地率是脆弱性指标;灾损敏感性子系统基本处于微险状态,其中农业人口比例是脆弱性指标;抗旱能力子系统处于中险状态,其中水库调蓄率、单位面积现状供水能力、单位面积应急浇水能力和节水灌溉率是脆弱性指标;亳州市旱灾风险综合系统处于轻险和中险两种状态,并且整体变化趋势从中险向轻险发展。本文联系数值法和半偏减法集对势方法的评估结果基本一致,并且联系数值法的计算结果更加稳健、可靠,具有推广应用前景。

关键词：旱灾风险评估半偏联系数联系数分量动态差异度系数

联合激励下分数阶非线性系统非平稳响应的半解析方法

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振动工程学报 2024年第8期37卷 1339-1348页

作者：孔凡廖海君韩仁杰张义洪旭武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 同济大学土木工程学院上海200092 中建三局第一建设工程有限责任公司湖北武汉430040

确定性和随机激励联合作用下的非线性动力系统具有特殊的动力响应特征。本文提出一种用于计算联合激励下含分数阶阻尼的非线性系统非平稳响应的半解析方法。将系统响应表示为确定性响应和零均值随机响应之和,则原分数阶非线性运动微分... 详细信息

确定性和随机激励联合作用下的非线性动力系统具有特殊的动力响应特征。本文提出一种用于计算联合激励下含分数阶阻尼的非线性系统非平稳响应的半解析方法。将系统响应表示为确定性响应和零均值随机响应之和,则原分数阶非线性运动微分方程可等效地化为分数阶确定性微分方程和随机子微分方程的组合。利用时变谐波平衡法处理非线性确定性微分方程,利用统计线性化处理非线性随机子微分方程。对于后者,结合Prony‐SS算法和Laplace变换得到其分数阶等效线性方程的半解析解。联立得到的相关耦合方程,通过数值算法迭代求解响应未知量。蒙特卡罗模拟验证了此方法的适用性和精度。

关键词：统计线性化时变谐波平衡法分数阶导数非线性系统 Prony‐SS算法

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基于Kriging模型与FORM的钢板组合梁桥结构优化设计

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第8期43卷 1-9页

作者：王佐才张德林辛宇合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 安徽省道路与桥梁检测工程研究中心安徽合肥230009

考虑材料参数的不确定性以及设计变量多重约束条件的影响,提出了基于可靠性分析的钢板组合梁桥结构优化设计方法。首先,利用拉丁超立方试验设计(Latin hypercube design,LHD)构建试验组合方案,并通过有限元分析获取试验设计组合下的最... 详细信息

考虑材料参数的不确定性以及设计变量多重约束条件的影响,提出了基于可靠性分析的钢板组合梁桥结构优化设计方法。首先,利用拉丁超立方试验设计(Latin hypercube design,LHD)构建试验组合方案,并通过有限元分析获取试验设计组合下的最大挠度响应值。基于获取的训练样本,构建能够表征结构最大挠度值与随机输入之间映射关系的Kriging代理模型。基于建立的代理模型,以钢结构截面积最小化为目标函数,建立符合规范要求与可靠度约束的优化数学模型,并采用一阶可靠性方法(first order reliability method,FORM),实现设计变量优化。通过比较具有相同设计变量上限,但下限分别为初始值的80%和70%两种优化设计方案,评估了两者在相同阈值以及不同阈值下设计变量的优化结果。最后对方案二在阈值为17 mm下的优化结果进行极限状态验算。结果表明:两个优化设计方案在阈值为17 mm下的优化结果更具合理性,并且方案二在同一阈值下具有更高的优化程度。随着阈值增加,优化程度增加,且腹板高度在较大阈值下对结果影响更大,而翼缘宽度在较小阈值下影响更大。

关键词：桥梁工程基于可靠性的优化设计 Kriging模型一阶可靠性方法钢板组合梁桥极限状态验算