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基于高阶剪切变形理论的功能梯度板自由振动分析简化模型

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振动工程学报 2024年第3期37卷 384-393页

作者：王壮壮王腾丁艳梅马连生潍坊科技学院建筑工程学院山东潍坊262700

基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地... 详细信息

基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地减少了计算量。基于该简化模型研究了功能梯度矩形板在简支边界条件下的自由振动,并与其他已有文献进行了比较。结果表明,本文提出的简化模型在分析功能梯度板的自由振动行为时简单且精确。此外,文中还通过多个数值算例分析讨论了不同的梯度指数、长宽比和边厚比对功能梯度板自由振动行为的影响。

关键词：自由振动功能梯度材料简化模型精化板理论固有频率

非对称破坏模式下临坡地基的Meyerhof承载力新解

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岩土工程学报 2024年第5期46卷 1077-1084页

作者：晏青赵均海张常光长安大学建筑工程学院陕西西安710061 山东理工大学建筑工程学院山东淄博255000

利用统一强度理论的平面应变强度方程,综合考虑中间主应力、基础至坡肩的水平距离、边坡高度和基底粗糙情况等因素,提出临坡地基坡面非对称破坏模式和坡底非对称破坏模式,继而建立条形基础下临坡地基新的Meyerhof承载力解答,给出具体应... 详细信息

利用统一强度理论的平面应变强度方程,综合考虑中间主应力、基础至坡肩的水平距离、边坡高度和基底粗糙情况等因素,提出临坡地基坡面非对称破坏模式和坡底非对称破坏模式,继而建立条形基础下临坡地基新的Meyerhof承载力解答,给出具体应用步骤并开展理论退化分析与对比验证。研究表明:考虑坡后土体强度贡献所提出的非对称破坏模式更符合临坡地基的实际破坏形态;所得临坡地基Meyerhof承载力解答与文献模型试验和数值模拟均吻合良好;中间主应力可明显提高临坡地基的承载力;临坡地基承载力随边坡高度增加先减小后恒定。研究结果合理反映了土体强度的中间主应力效应、破坏模式的非对称性以及基础旁侧土体强度等工程实际情况,对临坡地基优化设计具有一定的理论指导意义。

关键词：临坡地基地基承载力非对称破坏模式 Meyerhof理论统一强度理论

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基于分级结构骨架相变储热系统强化传热特性

化工进展 2024年第2期43卷 649-658页

作者：见禹陈宝明宫晗语山东建筑大学热能工程学院山东济南250101 山东建筑大学土木工程学院山东济南250101

添加金属骨架的多孔介质复合相变材料可以改善纯相变材料的低导热性能,进一步提高复合相变材料的传热速率,具有重要研究意义。本研究采用数值模拟,提出构建主干-分支两级分级结构金属骨架并与石蜡方腔相结合,形成传热效果更好的复合相... 详细信息

添加金属骨架的多孔介质复合相变材料可以改善纯相变材料的低导热性能,进一步提高复合相变材料的传热速率,具有重要研究意义。本研究采用数值模拟,提出构建主干-分支两级分级结构金属骨架并与石蜡方腔相结合,形成传热效果更好的复合相变传热材料,并在此基础上添加翅片管结构来进一步优化复合相变材料的传热性能。结果表明,翅片管结构对相变传热过程影响显著,在横向主干附近产生的流速突进现象可使熔化前沿更加倾斜,腔内环状流动传热快速向方腔下部移动。优化后的复合相变材料相较于均匀骨架复合相变材料固液相变时间可缩短37.4%,熔化初期瞬时液化速率曲线的波谷提高了1.88倍并且使熔化后期800s时的最大温差减小了20.9%,提高了温度均匀性。本研究在定孔隙率情况下对骨架结构进行了改变,通过更合理的金属骨架体积分布提高了复合相变材料的储热速率。

关键词：相变复合材料分级结构流动传热数值模拟

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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

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预制UHPC-RAC组合短柱轴压性能

复合材料学报 2024年第6期41卷 3129-3142页

作者：秦朝刚杜锦霖长安大学建筑工程学院西安710061

将优势互补的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)和再生混凝土(Recycled aggregate concrete,RAC)组合设计为预制UHPC-RAC组合柱。以箍筋位置、UHPC壁厚和UHPC-RAC结合面粗糙度为参数,设计制作了7个预制UHPC-RAC组合短柱,通过轴压试验,分析了破坏形态、材料应变、荷载-位移曲线、承载力、泊松比和损伤等性能参数。结果表明:预制UHPC-RAC组合短柱改善了RAC短柱的破坏形态,因外围UHPC与箍筋形成组合作用对内部RAC约束效果的不同,分为强约束的剪切压溃破坏和弱约束的外壁UHPC劈裂破坏;配箍UHPC及其厚度的增加,增强了外围UHPC的约束作用,提高了预制UHPC-RAC组合短柱的轴压刚度和受压承载力,最大可提升93.3%和97.4%,降低了泊松比和损伤指数,其中泊松比的变化范围为0.26~0.18;UHPC-RAC结合面粗糙度对轴压性能呈现有利影响但差异较小。强约束效果保证了高性能材料力学性能的发挥,采用叠加原理,建立了可准确计算强约束预制UHPC-RAC组合柱的受压承载力计算公式,并提出了预制UHPC-RAC组合短柱的设计要求,提升材料的利用率。

关键词：超高性能混凝土再生混凝土预制组合短柱约束作用轴压性能受压承载力

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地下管廊抗震研究现状综述

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第2期57卷 209-222页

作者：梁建文陈慧芳李东桥巴振宁天津大学建筑工程学院天津300350

针对地下管廊工程建设高速发展、抗震减灾需求愈发凸显的现状,综述地下管廊抗震研究现状.首先,通过国内外以往的震害实例,对地下管廊的震害形式、震害影响因素及震害机理进行了系统性总结.其次,从拟静力试验和振动台试验两个方面总结了... 详细信息

针对地下管廊工程建设高速发展、抗震减灾需求愈发凸显的现状,综述地下管廊抗震研究现状.首先,通过国内外以往的震害实例,对地下管廊的震害形式、震害影响因素及震害机理进行了系统性总结.其次,从拟静力试验和振动台试验两个方面总结了地下管廊抗震性能的试验研究现状.再次,总结了地下管廊抗震分析的简化分析方法、动力时程方法、地震易损性评估及减隔震技术的研究现状.最后,基于文献综述提出了目前地下管廊抗震研究亟待解决的问题并做出展望,以期促进地下管廊抗震研究的发展.研究表明:地下管廊在地震作用下的破坏形式主要有混凝土剥落、裂缝贯通、接缝错位或张开、管廊受剪断裂等;地震作用下地下管廊穿越非均匀场地时动力响应的放大效应显著,地下管廊穿越软硬交互等非均匀场地时的抗震性能研究值得重视;交叉节点是地下管廊的薄弱环节,交叉管廊的抗震设计方法研究值得关注;预制管廊接头易受到地震破坏,不同类型预制管廊接头的抗震性能研究需深入探索;城市大型地下管廊系统抗震性能受到不同交叉节点和不同管廊之间的交互影响,高效的地下管廊系统建模方法和高效的简化分析方法亟待研究;城市大型地下管廊系统地震易损性分析是重要的发展方向;地下管廊的减隔震技术值得发展.

关键词：地下管廊震害拟静力试验振动台试验简化分析方法动力时程方法地震易损性减隔震技术

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含起波钢筋预制梁柱节点抗震性能试验

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1677-1687页

作者：秦拥军陈奇张驰王建虎新疆大学建筑工程学院乌鲁木齐830047

为转移装配式框架梁柱节点塑性铰,避免节点核心区发生由剪切破坏导致的“强梁弱柱”破坏模式,设计了含起波钢筋的新型预制试件及对比件;进行了拟静力加载试验,对比分析了滞回特性、刚度、承载能力、耗能和变形能力的差异,探究了在低周... 详细信息

为转移装配式框架梁柱节点塑性铰,避免节点核心区发生由剪切破坏导致的“强梁弱柱”破坏模式,设计了含起波钢筋的新型预制试件及对比件;进行了拟静力加载试验,对比分析了滞回特性、刚度、承载能力、耗能和变形能力的差异,探究了在低周往复荷载作用下的抗震性能。结果表明:新型节点整体变形主要由起波钢筋段变形造成,核心区未发生破坏,成功实现了塑性铰的转移,并且相比对比试件具有更强的耗能和变形能力。

关键词：装配式梁柱节点起波钢筋塑性铰试件变形抗震性能

风沙地区铁路选线中的主导风向与沙丘移动速度判别方法研究

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铁道学报 2024年第7期46卷 174-182页

作者：高玉祥程建军李泽宇北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 中铁第一勘察设计院集团有限公司线路运输设计院陕西西安710043

风沙危害是影响沙区铁路选线设计的重要因素。为解决主导风向和沙丘移动数据获取的技术难题,通过分析沙丘空间形态与风况作用的内在关系,构建新月形沙丘、线性沙丘和金字塔沙丘等不同沙丘区域的主导风向判别方法;结合沙丘形态学参数,利... 详细信息

风沙危害是影响沙区铁路选线设计的重要因素。为解决主导风向和沙丘移动数据获取的技术难题,通过分析沙丘空间形态与风况作用的内在关系,构建新月形沙丘、线性沙丘和金字塔沙丘等不同沙丘区域的主导风向判别方法;结合沙丘形态学参数,利用Google Earth历史影像和GIS空间分析,提出沙丘移动速度的测算模型。以和若铁路沿线区域为研究对象,对该方法进行验证。研究结果表明:基于沙丘形态分析的铁路沿线主导风向识别方法能快速地得到选线范围内的主导风向,判别结果与气象监测数据的误差不超过15°;利用卫星影像和GIS的测量方法可实现沙丘移动速度的计算,沙丘移动数据能对气象站观测的风沙数据进行有效补充,提高了铁路设计中沙害勘察的准确性与效率。研究成果可为风沙地区铁路减灾选线提供一定的技术支撑。

关键词：铁路选线风沙地区主导风向沙丘移动形态特征和若铁路

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新型波形钢腹板组合箱梁畸变效应

中国铁道科学 2024年第1期45卷 89-98页

作者：秦翱翱刘世忠马驰贡保甲蔡明昊枣庄学院城市与建筑工程学院山东枣庄277160 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合... 详细信息

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合箱梁与传统CSW组合箱梁的畸变性能,以及截面高度、箱室宽度和钢底板厚度对新型CSW组合箱梁畸变效应的影响。结果表明:解析解计算得到的畸变正应力与有限元模型计算的结果吻合较好,畸变角的变化规律与有限元模型计算结果一致;与传统CSW组合箱梁相比,新型CSW组合箱梁的畸变翘曲刚度减小了38.89%,畸变框架刚度减小了71.84%,抗畸变能力减弱;随着截面高度和箱室宽度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角和跨中畸变双力矩均逐渐增大,且箱室宽度的影响更为明显;随着钢底板厚度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角逐渐减小,跨中畸变双力矩逐渐增大。

关键词：波型钢胶板组合箱梁单箱多室畸变效应畸变控制微分方程边界条件畸变性能