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焊接栓钉型钢混凝土柱压-扭复合受力滞回性能试验研究

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振动与冲击 2024年第17期43卷 123-131页

作者：陈宇良刘凯格吉云鹏叶培欢广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 广西壮族自治区装配结构安全防控工程研究中心广西柳州545006 广西高校防灾减灾与预应力技术重点实验室广西柳州545006

为研究焊接栓钉型钢混凝土(stud steel reinforced concrete, SSRC)柱的抗扭性能,提出了6种栓钉布置形式(翼缘、腹板、对称、交错、单双、X型),通过7根SSRC柱和1根型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)柱的压扭低周反复试验,研究... 详细信息

为研究焊接栓钉型钢混凝土(stud steel reinforced concrete, SSRC)柱的抗扭性能,提出了6种栓钉布置形式(翼缘、腹板、对称、交错、单双、X型),通过7根SSRC柱和1根型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)柱的压扭低周反复试验,研究了SSRC柱在压扭复合受力作用下的受力性能。试验观察了SSRC柱在压扭复合受力状态下的破坏形态,揭示了其受扭破坏机理,对比分析了轴压比和栓钉布置形式对试件扭矩-扭转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、扭转耗能及延性性能的影响规律。结果表明:在压扭复合受力状态下,SSRC柱的扭矩-扭转角滞回曲线呈“S”形,扭转裂缝倾角介于45°~60°之间且随轴压比增大而增大;6种栓钉布置形式均可有效延缓SSRC柱的受扭开裂,腹板焊接栓钉后试件的抗扭承载力提高11.9%;增大轴压比可有效提高SSRC柱的初始抗扭刚度和耗能能力,但会降低其扭转变形能力;栓钉“对称”、“腹板”、“X型”布置时SSRC柱的扭转累积耗能分别提高约16.4%、11.8%、10.2%;综合对比各项指标发现,栓钉“对称”布置对型钢混凝土结构压扭性能的改性效果最佳。

关键词：压扭性能焊接栓钉栓钉布置形式型钢混凝土(SRC)柱滞回性能

复杂应力状态下玻璃纤维再生混凝土损伤演变及应力-应变本构关系研究

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材料导报 2024年

作者：陈宇良王双翼李洪李培泽广西科技大学广西装配结构安全防控工程研究中心广西科技大学土木建筑工程学院广西科技大学广西高校防灾减灾与预应力技术重点实验室

本文旨在通过常规三轴受压试验探究玻璃纤维再生混凝土(GFRAC)在三轴受压力学方面的性能，为此以玻璃纤维体积掺量V、再生粗骨料取代率γ和侧向围压σw为参数，共设计了168个100mm(直径)×200mm(高度)的玻璃纤维再生混凝土圆柱体试件进... 详细信息

本文旨在通过常规三轴受压试验探究玻璃纤维再生混凝土(GFRAC)在三轴受压力学方面的性能，为此以玻璃纤维体积掺量V、再生粗骨料取代率γ和侧向围压σw为参数，共设计了168个100mm(直径)×200mm(高度)的玻璃纤维再生混凝土圆柱体试件进行试验。通过试验获得了GFRAC的破坏特征并分析了不同参数对峰值应力、峰值应变及弹性模量的影响规律。由试验结果分析可得，随着侧向围压的增大，GFRAC的破坏形态由纵向劈裂破坏逐步转为斜向剪切破坏，网格状裂缝逐渐增多并布满试件，在试件的中部或端部出现“腰鼓”变形现象；通过施加侧向围压可以有效地增加GFRAC的峰值应力、应变和弹性模量；玻璃纤维提高了试件的峰值应力，且提高幅度在20%以内；增加再生粗骨料的取代率会导致峰值应力和弹性模量减小，最大下降幅度分别约为19.17%和34.91%，而峰值应变会增大，最大提高幅度为76.77%；侧向围压和玻璃纤维均有效延缓了试件的损伤过程；最后，基于试验数据建立了玻璃纤维再生混凝土在三轴受压状态下的应力-应变本构关系。

关键词：三向复杂应力玻璃纤维再生混凝土力学性能应力-应变本构关系损伤分析

考虑周边岩体约束的危岩体稳定性分析极限平衡法

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人民珠江 2024年

作者：苏国韶张吉祥刘友能王钧沐广西大学土木建筑工程学院广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西大学广西岩溶区水安全与智慧调控工程研究中心

现行规范在复杂形态危岩体稳定性分析方面存在缺乏同时考虑多个结构面影响的局限性。基于复杂形态危岩体的特点及三维离散元计算的剪应力分布情况，对现有极限平衡法进行了改进，对于规范中由上缘结构面控制的坠落式与由下缘面结构控制... 详细信息

现行规范在复杂形态危岩体稳定性分析方面存在缺乏同时考虑多个结构面影响的局限性。基于复杂形态危岩体的特点及三维离散元计算的剪应力分布情况，对现有极限平衡法进行了改进，对于规范中由上缘结构面控制的坠落式与由下缘面结构控制的滑移式危岩，均添加了对危岩体后缘结构面约束作用的考虑，对双结构面滑移式危岩体则增加了后缘结构面裂隙水压影响。采用改进的极限平衡法对上述三类危岩进行了稳定性分析，通过与三维离散法的模拟结果进行对比，表明，改进后的公式在计算多结构面影响下的不同复杂形态危岩体稳定性系数时，相对误差仅为3.06%～9.10%之间，相对于规范推荐公式13.8%～14.7%的相对误差，计算精度明显提高。改进后的公式充分考虑到了危岩体的周边约束的特点，为极限平衡法解决复杂形态危岩体问题提供了新的途径。

关键词：危岩离散元极限平衡法

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粗粒土缩尺级配的渗透系数规律试验

工程科学与技术 2024年第5期56卷 240-246页

作者：赵桂锋蒋明杰张振王天成梅国雄广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

粗粒土广泛应用于土石坝和软弱地基处理工程,渗透特性对工程设计的安全性具有重要影响。受室内仪器尺寸限制,只能对原级配粗粒土进行缩尺处理才能试验。然而,原级配粗粒土缩尺会改变土颗粒之间的孔隙大小及孔隙通道之间的连通性,导致缩... 详细信息

粗粒土广泛应用于土石坝和软弱地基处理工程,渗透特性对工程设计的安全性具有重要影响。受室内仪器尺寸限制,只能对原级配粗粒土进行缩尺处理才能试验。然而,原级配粗粒土缩尺会改变土颗粒之间的孔隙大小及孔隙通道之间的连通性,导致缩尺后粗粒土室内渗透试验结果与原级配土的渗透系数存在一定差异,这种差异对准确了解原级配土的渗透特性十分重要。因此,如何通过缩尺试样试验结果准确预测原级配土的渗透系数,成为评价工程现场粗粒土渗透特性的关键。本文基于连续级配方程,将颗粒最大粒径d_(max)和级配面积S作为变量,设计16组不同级配试样,利用自制大型常水头渗透仪对各组试样进行室内渗透试验,定量研究缩尺级配的渗透系数变化规律,并找出不同级配土之间渗透系数换算的方法。结果表明:当级配面积S一定时,渗透系数k随d_(max)增大而增大,级配面积越小该规律越明显;当最大粒径d_(max)一定时,渗透系数k随级配面积S增大而减小;d_(max)和S对k的影响规律可分别用特定函数形式定量描述。根据d_(max)和S与k的关系式建立粗粒土不同级配之间的渗透系数换算模型,通过文献计算出该模型对各类粗粒土不同级配下渗透系数预测值与实测值的误差均在6%内,并利用缩尺级配试验结果反推出原级配渗透系数值且误差仅为2.5%,验证了该渗透系数计算模型对粗粒土的适用性。

关键词：粗粒土缩尺级配渗透系数最大粒径级配面积

檩高对明清古建筑感烟探测器响应特性影响研究

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：蒋慧灵杨雷音周亮北京科技大学土木与资源工程学院北京科技大学大安全科学研究院

明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研... 详细信息

明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研究,采用FDS (fire dynamics simulator)进行火灾数值模拟,分析不同火源位置和不同檩高条件下烟气的蔓延情况,通过设置感烟探测器阵列,进一步探究檩高对各个位置探测器响应特性的影响。研究发现,烟气蔓延过程与探测器响应时序密切相关;火源位于正脊轴线下方,当檩高不超过30 cm时在正脊中心处的探测器最先响应,超过30 cm后在靠近正脊中心两侧的顶棚处布置探测器则可以实现快速响应;火源位于墙角位置,当檩高不超过20 cm时正脊处的探测器均可在60 s之内做出响应。该研究结果可为明清时期同结构类型建筑火灾探测器的合理布置提供技术支撑。

关键词：硬山顶檩高烟气蔓延感烟探测器响应特性

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浅埋隧洞塌方灾害微震实时监测与智能预警

水力发电 2024年

作者：苏国韶黄京华蒋剑青胡小川广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西岩溶区水安全与智慧调控工程研究中心中建二局土木工程集团有限公司

针对浅埋隧洞围岩塌方灾害难以有效预警的问题，对微震传感器的多断面分散式布置方式、微震传感器的锚杆端安装方案、微震监测信号的高效降噪与智能识别方法、塌方灾害预警的风险管理等级标准、微震监测信号的云端智能分析平台以及基于... 详细信息

针对浅埋隧洞围岩塌方灾害难以有效预警的问题，对微震传感器的多断面分散式布置方式、微震传感器的锚杆端安装方案、微震监测信号的高效降噪与智能识别方法、塌方灾害预警的风险管理等级标准、微震监测信号的云端智能分析平台以及基于微震监测的塌方智能预警系统等若干关键技术进行了研究，并应用于广西那板水库新建1号灌溉发电放水系统引水隧洞工程。结果表明，所研发的关键技术是可行的，可解决已有微震监测技术不完全适用于浅埋隧洞破碎围岩的局限性问题，能有效提高隧洞塌方微震监测与预警的实时性与工作效率，并结合工程案例给出了基于微震特征参数的隧洞塌方前兆特征。

关键词：浅埋隧洞塌方灾害微震特征实时监测智能预警

柔性连接开洞填充墙RC框架结构抗震性能数值模拟研究

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建筑结构 2024年第14期54卷 69-76页

作者：张永兵李声坤吴建新刘汇源广西大学土木建筑工程学院南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004

为研究橡胶作为新型柔性连接材料对开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能的影响,对4个缩尺比1/2的开洞填充墙RC框架试件的低周反复加载试验进行数值模拟。采用DIANA非线性有限元软件建立了三维柔性连接开洞填充墙RC框架结构分离式... 详细信息

为研究橡胶作为新型柔性连接材料对开洞填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能的影响,对4个缩尺比1/2的开洞填充墙RC框架试件的低周反复加载试验进行数值模拟。采用DIANA非线性有限元软件建立了三维柔性连接开洞填充墙RC框架结构分离式简化微观模型。在柔性连接模型基础上,建立4个相同开洞情况的刚性连接模型进行对比分析。结果表明:分离式简化微观模型能有效实现框架结构破坏规律的模拟;与刚性连接相比,柔性连接开洞填充墙RC框架试件的刚度和强度降低,延性提高。开洞对采用柔性连接与刚性连接的框架结构影响规律相似。在中心开洞形式下建立了4个不同开洞率的柔性连接填充墙RC框架模型并进行了参数分析,提出了柔性连接开洞填充墙RC框架结构承载力和刚度的折减公式。

关键词：柔性连接开洞填充墙RC框架抗震性能 DIANA非线性有限元分析

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地表堆卸载对浅覆土盾构隧道影响试验研究

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 241-252页

作者：符宇坤康成梁荣柱向黎明王理想柯宅邦吴小建中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230031 绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室安徽合肥230031 上海建工集团有限公司上海200080

地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营。现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载−卸载这一完整过程的研究。为探究地表堆... 详细信息

地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营。现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载−卸载这一完整过程的研究。为探究地表堆−卸载引起的浅覆土隧道变形特性,以错缝无榫槽盾构隧道为原型,使用3D打印技术制作的盾构隧道模型开展砂土地层盾构隧道的浅覆土堆−卸载试验和常覆土堆载试验,分析浅覆土隧道堆−卸载过程受力及变形情况,并对比堆载过程浅覆土隧道与常覆土隧道受力及变形结果。实验结果表明:地表堆−卸载过程引起隧道管环变形由整体沉降和径向收敛2个部分组成。地表临时堆载引起隧道的部分变形是不可逆的,且浅覆土隧道的卸载回弹变形具有一定的滞后性,卸载后,隧道环的不可恢复位移偏移量:拱底>拱顶>拱腰。距离荷载中心越近,截面椭圆化越明显,且拱顶、拱底和拱腰是产生弯矩的峰值处。浅覆土隧道对地表荷载变化更敏感,在地表堆载下产生明显的沉降区,且隧道两端发生翘起现象;常覆土隧道差异沉降相对较小,沉降曲线较平滑。浅覆土隧道受到附加应力更大,但受影响范围要小于常覆土隧道。研究可为地表突发堆载中既有盾构隧道的保护提供理论依据。

关键词：浅覆土盾构隧道 3D打印地表临时堆载卸载回弹模型试验

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复合受扭实腹式型钢混凝土柱恢复力模型研究

振动与冲击 2023年第8期42卷 69-78页

作者：陈宇良李浩陈宗平广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 广西科技大学广西装配结构安全防控工程研究中心广西柳州545006 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

为研究复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的恢复力模型,考虑扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,完成了9个实腹式型钢混凝土柱的拟静力加载试验,获取了扭矩-扭转角骨架曲线和滞回曲线,分析了扭弯比、轴压比和剪跨比等试验变化参数对其扭转滞... 详细信息

为研究复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的恢复力模型,考虑扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,完成了9个实腹式型钢混凝土柱的拟静力加载试验,获取了扭矩-扭转角骨架曲线和滞回曲线,分析了扭弯比、轴压比和剪跨比等试验变化参数对其扭转滞回性能的影响。基于试验扭转骨架曲线和滞回曲线,提出以屈服点、峰值点和破坏点为特征点的三折线骨架曲线模型,同时对滞回规则进行简化,建立实腹式型钢混凝土柱复合受扭恢复力模型。结果表明:随着扭弯比的增大,试件破坏形态由弯曲破坏为主转为扭转破坏为主;扭弯比对实腹式型钢混凝土柱的抗扭承载力影响最大;在扭转骨架曲线特征参数计算时考虑了扭弯比、轴压比和剪跨比的影响,计算结果与实测结果吻合较好。提出的考虑卸载刚度退化影响的扭转恢复力模型,能较好地预测复合受扭作用下实腹式型钢混凝土柱的扭转滞回曲线,可为此类结构在压弯剪复合受扭作用下的弹塑性地震分析提供参考。

关键词：实腹式型钢混凝土复合受扭滞回曲线骨架曲线扭转恢复力模型