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基于模糊综合评价法的汾阳文峰塔震后损伤评估研究

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太原理工大学学报 2025年

作者：秦健栋韩鹏举安一劲白向灵陈雪池王玉喆黄宇太原理工大学土木工程学院辽宁有色勘察研究院有限责任公司

本研究以汾阳文峰塔为对象，采用模糊综合评价法，全面评价了砖石古塔的地震损伤。将反映古塔受震性能的多种评判因素作为评判指标，使用贴近度法处理了评判结果，通过比较评判结果的合理性，选定了最佳隶属度矩阵，将最佳隶属度矩阵对... 详细信息

本研究以汾阳文峰塔为对象，采用模糊综合评价法，全面评价了砖石古塔的地震损伤。将反映古塔受震性能的多种评判因素作为评判指标，使用贴近度法处理了评判结果，通过比较评判结果的合理性，选定了最佳隶属度矩阵，将最佳隶属度矩阵对应的评价等级作为古塔的最终评级结果。结果表明：文峰塔在多遇地震下，塔身基本处于弹性状态，受拉损伤较小，第一主应力小于砌体抗拉强度；在设防地震下，塔身进入屈服阶段，结构上部出现损伤，在截面突变处第一主应力大于砌体抗拉强度；在罕遇地震下，层间位移角超过极限值，上部损伤急剧增大，塔身第一主应力大于砌体抗拉强度；当损伤情况、层间位移、砌体强度重要性分级为重要、次重要、非重要时，评价结果更符合实际。本评价标准可以有效评价汾阳文峰塔在不同强度地震下损伤情况，为砖石古塔的地震响评价提供了思路和参考。

关键词：砖石古塔损伤评估模糊综合评价隶属度

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方钢管柱与桁架梁十字形节点滞回试验研究

振动与冲击 2023年第20期42卷 237-244页

作者：刘建飞程欣雷宏刚安毅太原理工大学土木工程学院太原030024 太原理工大学土木工程防灾与控制山西省重点实验室太原030024

提出了一种基于柱座式的装配式方钢管柱-桁架梁连接节点,以实现现场高效率、高精度的层装配式钢结构建筑的建造。该节点主要由柱座、带法兰方钢管柱和桁架梁等组成,其中柱座与桁架梁在工厂完成焊接,现场通过高强度螺栓将柱座与上下柱完... 详细信息

提出了一种基于柱座式的装配式方钢管柱-桁架梁连接节点,以实现现场高效率、高精度的层装配式钢结构建筑的建造。该节点主要由柱座、带法兰方钢管柱和桁架梁等组成,其中柱座与桁架梁在工厂完成焊接,现场通过高强度螺栓将柱座与上下柱完成装配。为了研究该新型节点的抗震性能,对3个足尺十字形方钢管柱-桁架梁连接试件进行了滞回加载试验,考察了各试件的破坏模态,评估了梁柱截面尺寸及轴压比对滞回曲线、极限承载力、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能指标的影响规律。试验结果表明:3个试件均表现出良好的抗震性能,各个试件的破坏均始于桁架梁弦杆或腹杆的局部屈曲,结束于桁架梁弦杆或腹杆的开裂;柱壁厚及桁架梁弦杆厚度对试件的承载能力和初始刚度均有显著影响,而轴压比对试件的抗震性能影响较小。加载过程中所有试件的柱座并未发生破坏、法兰板之间无明显滑移,且柱座与桁架梁之间的裂缝未出现撕裂现象,满足“强节点,弱构件”的抗震设计原则。

关键词：方钢管柱桁架梁十字形节点抗震性能滞回试验

斜撑对方钢管柱-桁架梁节点抗震性能影响试验

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哈尔滨工业大学学报 2024年第10期56卷 59-68页

作者：刘建飞安毅程欣雷宏刚太原理工大学土木工程学院太原030024 土木工程防灾与控制山西省重点实验室(太原理工大学) 太原030024

为实现施工现场绿色、高效率、高精度的模块化装配式钢结构建筑的建造,分别提出基于柱座式的带斜撑和不带斜撑的装配式方钢管柱-桁架梁节点。共设计4个十字形足尺试件,并对其进行滞回加载试验。分别考察梁破坏和斜撑破坏模态下试件的抗... 详细信息

为实现施工现场绿色、高效率、高精度的模块化装配式钢结构建筑的建造,分别提出基于柱座式的带斜撑和不带斜撑的装配式方钢管柱-桁架梁节点。共设计4个十字形足尺试件,并对其进行滞回加载试验。分别考察梁破坏和斜撑破坏模态下试件的抗震性能,探究两种破坏模态产生的原因。评估斜撑对节点极限承载力、延性、刚度以及能量耗散能力等抗震性能的影响,分析两种破坏模态下节点的传力机制,并结合破坏模态和受力特性分别给出带斜撑和不带斜撑节点的设计建议。结果表明:不设置斜撑的试件表现出良好的塑性变形和能量耗散能力等抗震性能;斜撑的设置不仅有效地将塑性铰由桁架梁转移到斜撑端部,而且大幅度地提高节点的承载力和刚度,但在斜撑破坏前桁架梁塑性变形能力受限。整个加载过程中,4个试件的柱座与桁架梁之间的连接未出现破坏,且柱子与柱座之间的法兰板未出现明显的滑移现象,该柱座式连接可靠。

关键词：方钢管柱桁架梁梁-柱节点抗震性能滞回试验

基于纤维加固砂土静力液化评估的超孔隙压力系数研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 714-724页

作者：张希栋董晓强段伟谢明星太原理工大学土木工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省土木工程防灾与控制重点实验室山西太原030024

纤维加固技术通过向土体中添加离散的抗拉纤维以改良土体的力学性能。通过对纤维加固疏松砂土开展不排水三轴压缩试验以分析其静力液化行为,并对比了不同超孔隙压力系数评估纤维加固砂土液化的可行性。试验结果表明,在不排水三轴压缩下... 详细信息

纤维加固技术通过向土体中添加离散的抗拉纤维以改良土体的力学性能。通过对纤维加固疏松砂土开展不排水三轴压缩试验以分析其静力液化行为,并对比了不同超孔隙压力系数评估纤维加固砂土液化的可行性。试验结果表明,在不排水三轴压缩下,疏松砂土对静力液化异常敏感,而纤维加固可以有效阻止疏松砂土发生静力液化。纤维显著改变了砂土骨架在不排水三轴压缩下的有效应力路径,从而影响其液化行为。基于有效应力原理定义的传统超孔隙压力系数ru在评估纤维加固砂土的液化时具有明显缺陷。有效超孔隙压力系数r_(u)’和骨架超孔隙压力系数r_(u)^(*)为纤维加固砂土的液化评估提供了更加合理的指标。借助基于混合物法则的本构模型框架,骨架超孔隙压力系数引入了纤维的应力贡献,揭示了纤维、砂土骨架以及孔隙水的荷载分担机制。当r_(u)^(*)=1时,砂土骨架的有效平均应力减小为0,纤维加固砂土发生液化。

关键词：纤维加固砂土液化纤维应力超孔隙压力系数

不排水循环荷载下纤维加固砂土的超孔压及流动液化特性研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 465-476页

作者：张希栋董晓强段伟胡顺磊张豪儒太原理工大学土木工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省土木工程防灾与控制重点实验室山西太原030024

通过对纤维加固超疏松和疏松饱和砂土开展不排水动三轴试验,分析了其超孔压发展规律和流动液化特性。结果表明,未加固超疏松和疏松饱和砂土具有较高的液化势,其在不排水循环荷载下均发生流动液化。离散纤维向砂土骨架提供加密效应和约... 详细信息

通过对纤维加固超疏松和疏松饱和砂土开展不排水动三轴试验,分析了其超孔压发展规律和流动液化特性。结果表明,未加固超疏松和疏松饱和砂土具有较高的液化势,其在不排水循环荷载下均发生流动液化。离散纤维向砂土骨架提供加密效应和约束效应,从而提高其抗流动液化特性,然而,纤维的约束效应受到加载路径和试样应变发展模式的显著影响。纤维加固改变了饱和砂土残余孔压的发展规律,当纤维向砂土骨架施加较强的约束效应时,试样的残余孔压发展呈倒L型,明显不同于未加固砂土的S型发展。在双向非对称和单向循环荷载下,纤维应力贡献较大,砂土骨架的有效应力在超孔压上升100%后远大于0,加固试样的强度损失低于11%,纤维阻止了液化的发生。

关键词：纤维加固砂土流动液化超孔压强度损失有效应力

增强再生骨料固载混菌的混凝土裂缝自修复性能

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复合材料学报 2023年第11期40卷 6299-6310页

作者：花素珍张家广高沛范月东周爱娟太原理工大学土木工程学院太原030024 土木工程防灾与控制山西省重点实验室太原030024 太原理工大学环境科学与工程学院太原030024

为解决当前微生物载体与混凝土基体兼容性差和费用高等问题,提出了一种基于增强再生骨料固载混菌的裂缝自修复混凝土。首先明确再生骨料合理矿化增强时间及其对混凝土抗压强度的影响,然后考察基于增强再生骨料固载混菌的混凝土裂缝自修... 详细信息

为解决当前微生物载体与混凝土基体兼容性差和费用高等问题,提出了一种基于增强再生骨料固载混菌的裂缝自修复混凝土。首先明确再生骨料合理矿化增强时间及其对混凝土抗压强度的影响,然后考察基于增强再生骨料固载混菌的混凝土裂缝自修复效果及其裂缝填充物成分。试验结果表明:混菌矿化增强再生骨料的合理时间为7天,增强处理后再生粗骨料吸水率和压碎指标降低幅度分别达到27%和20%,混凝土抗压强度提高幅度达到12.9%;裂缝修复平均宽度和裂缝完全修复率经28天修复养护后均达到0.28 mm和60%以上,最大修复裂缝宽度达到1.26 mm;渗水系数比未修复时降低了99.7%以上;裂缝部位沉淀晶体呈规则方块状,晶体类型为方解石。

关键词：增强再生骨料固载方法微生物矿化沉积混菌裂缝自修复

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PHC管桩抱箍式接头轴拔试验与精细化分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 133-140页

作者：郭昭胜许春博刘亚升贺武斌太原理工大学土木工程学院山西太原030024 太原理工大学土木工程防灾与控制山西省重点实验室山西太原030024 建研地基基础工程有限责任公司北京100013

为研究PHC(预应力高强混凝土)管桩抱箍式接头轴拔荷载下的承载性能、破坏特征及部件应力分布规律,完成了2组PHC-600-B-130管桩抱箍式接头轴拔试验,并运用有限元对试验结果进行模拟,针对三片U型抱箍卡不连续、抱箍卡开孔、端板开孔进行... 详细信息

为研究PHC(预应力高强混凝土)管桩抱箍式接头轴拔荷载下的承载性能、破坏特征及部件应力分布规律,完成了2组PHC-600-B-130管桩抱箍式接头轴拔试验,并运用有限元对试验结果进行模拟,针对三片U型抱箍卡不连续、抱箍卡开孔、端板开孔进行精细化建模,并以此进行参数分析.结果表明:接头破坏发生于桩身混凝土开裂之前,接头破坏形式为端板锚孔所在圆连续撕裂,反映了抱箍式接头传力不直接的弊端.端板破坏顺序为:先从锚孔向端板外边缘,再向附近锚孔发展.抱箍卡为:外侧“先孔间,再孔侧”;内侧“先孔侧,再孔间”.将三片抱箍卡有效连接为一个整环后,分别改善了其承载能力和变形能力约12.55%和61.63%;对于端板,建议改用Q345钢材,可提高极限承载力约32.07%,或者在端板内部加设锚固筋并加于锚孔所在圆外侧,可提高极限承载力36.04%.

关键词： PHC管桩抱箍式接头轴拉静载试验参数分析改进措施

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水盐相变对硫酸盐渍土基质吸力影响规律研究

岩土工程学报 2022年第10期44卷 1935-1941页

作者：肖泽岸朱霖泽侯振荣董晓强太原理工大学土木工程学院山西太原030024

硫酸盐渍土是中国西北寒旱区盐渍土的主要类型,在温度变化过程中,水分和盐分的相变会引起盐渍土基质吸力发生改变。以硫酸钠盐渍黄土为研究对象,探究了降温过程中的水盐相变对土体基质吸力的影响规律。结果表明:当土体尚未发生相变时,... 详细信息

硫酸盐渍土是中国西北寒旱区盐渍土的主要类型,在温度变化过程中,水分和盐分的相变会引起盐渍土基质吸力发生改变。以硫酸钠盐渍黄土为研究对象,探究了降温过程中的水盐相变对土体基质吸力的影响规律。结果表明:当土体尚未发生相变时,土体的基质吸力随温度的降低线性增加,而当土体中存在冰或者水合盐结晶时,土体的基质吸力在相变点处发生突变,盐渍土的基质吸力与土体的液态水含量息息相关。由于硫酸钠盐渍土在降温过程中会发生二次相变,二次相变使得盐渍土的基质吸力在二次相变点处同样产生突变,二次相变量的多少也会直接影响土体基质吸力的增加量。基于试验结果,进一步分析了不含盐素土基质吸力的预测方法,并讨论了硫酸钠盐渍土在冻结过程中的水分迁移驱动力。该研究不仅为深刻理解盐渍土水分迁移驱动力提供重要的参考,而且为盐渍土多场耦合理论的发展提供借鉴。

关键词：硫酸盐渍土基质吸力 pF meter 相变 Clapeyron方程

超材料混凝土的带隙特征及对冲击波的衰减效应

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爆炸与冲击 2020年第6期40卷 66-74页

作者：张恩路国运杨会伟曹瑞东陈鹏程太原理工大学土木工程学院山西太原030024 太原理工大学材料强度与结构冲击山西省重点实验室山西太原030024 山西大学土木工程系山西太原030013

借鉴超材料的研究思路,在混凝土中引入谐振骨料,设计出具有消波特性的超材料混凝土。首先,通过结构动力学方法计算超材料混凝土的有效质量,从而建立了超材料混凝土带隙起始频率及截止频率的简化模型,并给出了带隙起始频率及截止频率的... 详细信息

借鉴超材料的研究思路,在混凝土中引入谐振骨料,设计出具有消波特性的超材料混凝土。首先,通过结构动力学方法计算超材料混凝土的有效质量,从而建立了超材料混凝土带隙起始频率及截止频率的简化模型,并给出了带隙起始频率及截止频率的理论表达式。然后,分析了涂层弹性模量、芯柱密度、基体密度、骨料体积占比和芯柱边长与软涂层厚度比对超材料混凝土带隙特征的影响。最后,采用数值模拟的方法,对比了超材料混凝土和普通混凝土对冲击波的衰减效应。研究结果表明:(1)低弹性模量涂层能够形成低频带隙,但带隙宽度较窄,而高弹性模量涂层能够形成较宽的带隙,但带隙起始频率较高;(2)通过选择高密度芯柱材料和低密度基体材料,可以得到低频、宽带隙特征;(3)通过增大骨料体积占比和芯柱边长与软涂层厚度比可以实现扩宽带隙的目的;(4)与普通混凝土相比,超材料混凝土对冲击波具有更好的衰减作用。

关键词：超材料混凝土带隙特征起始频率截止频率衰减效应