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粗骨料UHPC单轴拉伸性能及损伤本构模型

建筑材料学报 2024年

作者：梁林王秋维史庆轩西安建筑科技大学土木工程学院

通过单轴拉伸试验，研究粗骨料含量和钢纤维的掺量、类型及混杂配比对粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)受拉性能的影响，揭示了CA-UHPC破坏机理以及粗骨料与钢纤维的相互作用机制. 结果表明：粗骨料引起的薄弱界面和空间阻隔削弱了钢纤维... 详细信息

通过单轴拉伸试验，研究粗骨料含量和钢纤维的掺量、类型及混杂配比对粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)受拉性能的影响，揭示了CA-UHPC破坏机理以及粗骨料与钢纤维的相互作用机制. 结果表明：粗骨料引起的薄弱界面和空间阻隔削弱了钢纤维的增韧作用，CA-UHPC拉伸性能随粗骨料含量增大而降低，建议其含量不超过450 kg/m3；增大纤维掺量能改善CA-UHPC拉伸性能，且平直钢纤维的增韧作用更稳定；1.0%平直和1.0%端勾钢纤维混杂时，其与粗骨料匹配良好，纤维有效利用率达到25.4%，能够充分发挥混杂纤维的协同增韧作用. 最后建立了考虑粗骨料和钢纤维影响的CA-UHPC受拉损伤本构模型.

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 粗骨料拉伸性能损伤本构模型钢纤维

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橡胶混合黏土小应变剪切模量特性试验研究

岩土力学 2024年第3期45卷 705-713页

作者：周恩全白宇航姚缘王龙陆建飞江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔... 详细信息

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔隙比e_(sk)对混合土的最大动剪切模量G_(max)进行评价。结果表明:掺入橡胶颗粒后,混合土的G减小,λ增大,且橡胶掺量增大时,混合土的G减小、λ增大;围压增大时,混合土的G增大、λ减小;橡胶粒径增大时,混合土的G增大、λ减小。随着橡胶掺量增大,骨架孔隙比e_(sk)增大,G_(max)降低;在相同橡胶掺量时,随着橡胶粒径的增大,e_(sk)增大,G_(max)升高。在Hardin公式的基础上,基于骨架孔隙比e_(sk)提出了考虑橡胶掺量和橡胶粒径的G_(max)表征模型,该模型具有较好的准确性,可为评价橡胶混合黏土G_(max)提供依据。

关键词：橡胶混合黏土动剪切模量阻尼比骨架孔隙比 Hardin模型

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混杂钢纤维UHPC拉伸韧性及其评价方法

建筑结构学报 2024年第9期 41-53页

作者：梁林王秋维史庆轩西安建筑科技大学土木工程学院

为研究混杂钢纤维对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)拉伸性能的增强、增韧作用，考虑钢纤维的类型、体积掺量和混杂方式等因素，设计并制作8组UHPC狗骨状受拉试件。通过单轴拉伸试验，分析混杂钢纤维UHPC的受拉... 详细信息

为研究混杂钢纤维对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)拉伸性能的增强、增韧作用，考虑钢纤维的类型、体积掺量和混杂方式等因素，设计并制作8组UHPC狗骨状受拉试件。通过单轴拉伸试验，分析混杂钢纤维UHPC的受拉损伤过程、应力-应变关系曲线、拉伸特征参数和断裂能，提出UHPC拉伸初裂点的量化确定方法，并建立其拉伸韧性的优化评价指标。结果表明：混杂钢纤维UHPC呈现多缝开裂和斜向断裂的韧性破坏特征，拉伸曲线的应变硬化特征明显；短直和端勾钢纤维混杂能显著提升UHPC拉伸应力水平和应变硬化特征，而长直和端勾钢纤维混杂产生的相互作用降低了其拉伸性能；端勾钢纤维的峰前增韧效果显著，1.0%端勾和1.0%短直钢纤维混杂的UHPC,其拉伸韧性达到最高并具有良好的峰前韧性，比单掺2.0%短直钢纤维UHPC提高18.89%～32.56%;长直钢纤维具有稳定、良好的全阶段增韧作用，增大其掺量能提高约30%的UHPC拉伸韧性，但混掺端勾纤维导致的纤维团聚和基体损伤削弱了其增韧作用，UHPC拉伸韧性下降10%以上。基于现有标准和UHPC拉伸韧性评价结果，提出考虑纤维增韧作用和韧性水平的UHPC拉伸性能分级方案，将其分为高增韧型、低增韧型和微增韧型，并给出相应的建议指标。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 混杂钢纤维单轴拉伸试验轴拉性能拉伸韧性评价

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中高温及低温作用后超高韧性水泥基复合材料的力学性能

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复合材料学报 2024年第4期41卷 2014-2030页

作者：钱维民苏骏史庆轩李扬嵇威西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为研究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)在200~−100℃温度作用后的力学性能,设计了不同纤维体积掺量的UHTCC,经中高温和低温作用后进行基本力学性能试验,通过UHTCC强度和变形等参数评价了中高温和低温作用后UHTCC的力学性能。结果表明:纤... 详细信息

为研究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)在200~−100℃温度作用后的力学性能,设计了不同纤维体积掺量的UHTCC,经中高温和低温作用后进行基本力学性能试验,通过UHTCC强度和变形等参数评价了中高温和低温作用后UHTCC的力学性能。结果表明:纤维的掺入能有效改善基体的脆性,提升材料的韧性;同时温度作用导致材料内部出现初始缺陷,对UHTCC的力学性能有明显的影响,且低温作用的影响要明显高于高温作用,当温度降低至−100℃时,UHTCC强度最大降低约75%,变形最大降低约92%,但温度作用未对UHTCC的泊松比产生明显影响。在此基础上提出了中高温及低温作用后UHTCC轴压和轴拉应力-应变关系回归模型,为UHTCC材料在极端温度环境下的性能设计和工程应用提供参考。

关键词：超高韧性水泥基复合材料中高温低温力学性能本构模型

基于SVR台风距离与最佳风暴潮增水影响因素组合的关系研究

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海洋湖沼通报 2024年第2期46卷 91-97页

作者：张晓琪刘强中国海洋大学工程学院土木工程系山东青岛266100

风暴潮增水通常会造成巨大灾害和损失,对其预测准确性的研究对防灾减灾部门的灾害防御工作具有重大现实意义。文章基于永兴岛验潮站和杨柳等三个台风,收集了上一时刻风暴潮增水值、验潮站与台风直线距离等8项数据,使用支持向量回归方法(... 详细信息

风暴潮增水通常会造成巨大灾害和损失,对其预测准确性的研究对防灾减灾部门的灾害防御工作具有重大现实意义。文章基于永兴岛验潮站和杨柳等三个台风,收集了上一时刻风暴潮增水值、验潮站与台风直线距离等8项数据,使用支持向量回归方法(SVR),建立支持向量回归风暴潮增水预测模型,通过不断改变模型的输入,以获得最佳风暴潮增水影响因素组合。试验结果表明预测模型的最佳影响因素组合在一定程度上受到验潮站-台风直线距离的影响,当验潮站位于台风风圈半径边缘及外侧时,台风位置对预测模型的影响较大,且进行距离细化后的预测模型准确度可提高32.76%。

关键词：风暴潮增水预测支持向量回归最佳影响因素组合

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建筑夹层玻璃风致飞射物冲击破坏易损性研究

振动与冲击 2024年第9期43卷 267-275页

作者：张勇李寿科郭凡雷佳妍彭雄孙洪鑫刘敏湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

为分析建筑夹层玻璃遭受风致飞射物冲击时的破坏特征和机理,定量评价其易损性,采用有限元方法开展冲击破坏数值模拟研究。基于LS-DYNA软件建立飞射物冲击夹层玻璃的有限元模型,通过有限元数值模拟与试验对比验证有限元数值模拟方法的可... 详细信息

为分析建筑夹层玻璃遭受风致飞射物冲击时的破坏特征和机理,定量评价其易损性,采用有限元方法开展冲击破坏数值模拟研究。基于LS-DYNA软件建立飞射物冲击夹层玻璃的有限元模型,通过有限元数值模拟与试验对比验证有限元数值模拟方法的可靠性;分析球状飞射物冲击夹层玻璃时的裂纹开展和应力传播特征;改变球状飞射物的冲击位置、半径大小、材质和夹层玻璃面板长宽比,研究飞射物对夹层玻璃冲击效应的影响;采用双参数Weibull分布建立夹层玻璃冲击失效概率计算,量化其易损性。结果表明:与夹层玻璃中部和边部相比,角部抗冲击性能差;相同冲击速度下,夹层玻璃冲击失效概率随着飞射物半径的增加而增大;与石球和木球相比,钢球对夹层玻璃破坏临界速度低;当面板面积恒定时,随着长宽比的增加,其冲击失效概率先减小后增大。

关键词：风致飞射物夹层玻璃数值模拟失效概率

PEC柱-钢梁摩擦耗能部分自复位组合框架抗震试验研究

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建筑钢结构进展 2024年第4期26卷 20-28页

作者：方有珍高怡杨勇孙敏孙国华苏州科技学大学土木工程学院江苏苏州215011 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为系统研究梁柱采用自复位连接组合框架的抗震机理,选取预拉杆长度设置、PEC柱截面强弱轴布置和柱脚连接方式3个设计参数,设计制作了4榀PEC柱-钢梁梁柱摩擦耗能部分自复位连接组合框架1∶2缩尺试件并进行拟静力抗震试验。通过试验现象... 详细信息

为系统研究梁柱采用自复位连接组合框架的抗震机理,选取预拉杆长度设置、PEC柱截面强弱轴布置和柱脚连接方式3个设计参数,设计制作了4榀PEC柱-钢梁梁柱摩擦耗能部分自复位连接组合框架1∶2缩尺试件并进行拟静力抗震试验。通过试验现象观察和数据分析,对试件的滞回特性、抗侧刚度退化、复位能力、滞回耗能等抗震性能进行研究。结果表明:摩擦耗能部分自复位连接通过T形件长圆孔合理设置实现了“设计地震水平阶段实现复位,大震设计水平阶段自复位连接连接转化为伴随出现螺栓承压型受力实现部分自复位”的性能化设计目标;设计地震阶段,试件主要通过辅助摩擦耗能件耗能,且卸载残余侧移小于自复位结构侧移限值(0.3%),在大震作用阶段,试件通过辅助摩擦耗能件与结构构件损伤联合耗能,承载能力仍继续增大,且仍具有部分自复位能力;预拉杆设置有限长度可显著增强结构整体性,PEC柱弱轴布置一定程度上降低了结构整体性,而PEC柱脚采用铰接可显著削弱结构整体性。

关键词：摩擦耗能部分自复位连接 PEC柱-钢梁组合框架复位能力滞回耗能拟静力试验

动态渗压环境下卸荷岩石循环加卸载变形破坏及能量演化过程分析

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：陈兴周白亚妮陈莉丽龚盛王文瑞李针汗苏振坤西安科技大学建筑与土木工程学院

以渗压环境下工程可利用性开挖卸荷岩体为研究对象，开展循环孔隙水压力作用下卸荷岩样的三轴循环加载破坏试验，探究动态循环载荷作用下孔压量级及卸荷量级对岩样强度变形与能量演化特征的影响规律。结果表明：(1)卸荷岩样的循环加卸... 详细信息

以渗压环境下工程可利用性开挖卸荷岩体为研究对象，开展循环孔隙水压力作用下卸荷岩样的三轴循环加载破坏试验，探究动态循环载荷作用下孔压量级及卸荷量级对岩样强度变形与能量演化特征的影响规律。结果表明：(1)卸荷岩样的循环加卸载应力–应变曲线形态受孔压及卸荷量级的影响较大；(2)循环加卸载过程中，卸荷岩样峰值环向应变和体积应变因卸荷量级产生的差异性，随着初始孔压水平的增加，呈现出先增加后减小的变化趋势；(3)卸荷岩样的特征能量随循环周次增加呈非线性增长趋势，循环孔压环境下卸荷岩样产生的总输入能总体上大于恒定孔压作用下产生的总输入能。

关键词：岩石力学循环孔压开挖卸荷力学特性能量分配

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接驳地铁站的共享单车碳减排效益评估

安全与环境学报 2024年

作者：王秋平李浩王肇飞西安建筑科技大学土木工程学院

为促进城市交通绿色低碳化发展，以接驳地铁站的共享单车为研究对象，量化共享单车在接驳地铁站时替代其他交通方式所降低的碳排放量，构建共享单车碳减排量时空矩阵，根据非负矩阵分解（Non-negative Matrix Factorization，NMF）识别... 详细信息

为促进城市交通绿色低碳化发展，以接驳地铁站的共享单车为研究对象，量化共享单车在接驳地铁站时替代其他交通方式所降低的碳排放量，构建共享单车碳减排量时空矩阵，根据非负矩阵分解（Non-negative Matrix Factorization，NMF）识别共享单车碳减排情景，从多情景层面分析共享单车碳减排效益及其时空分布特征。结果显示：在全天层面，共享单车单次接驳的碳减排量为62.75 g；在多情景层面，共享单车碳减排效益存在时空差异；在时间上，各情景中碳减排量在不同时段达到峰值，早晚高峰期间的碳减排量占全天碳减排总量的45.26%；在空间上，各情景中均有明显的碳减排量高密度区域和次高密度区域，且不同情景之间这些区域的空间分布存在差异。研究成果可为城市交通减碳政策的制定提供参考。

关键词：环境学碳减排效益共享单车接驳地铁站非负矩阵分解