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高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能试验及其有限元分析

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工程力学 2024年第8期41卷 211-227页

作者：刘祖强周志明薛建阳毛冬旭西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018 陕西省建筑科学研究院有限公司陕西西安710082

为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能,对试件进行了轴心受压试验,设计参数包括配钢率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程,获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线,分析了承载能力、变形能力、刚度等轴压性能指标,以及... 详细信息

为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能,对试件进行了轴心受压试验,设计参数包括配钢率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程,获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线,分析了承载能力、变形能力、刚度等轴压性能指标,以及超高性能混凝土、纵筋、箍筋和型钢的应变发展规律。在试验研究基础上,采用ABAQUS建立了高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而进行了参数分析。结果表明:试件发生的是典型轴压破坏,中部表面出现“锯齿形”裂缝;轴向荷载-位移曲线会出现2次荷载峰值;箍筋间距减小时,试件的承载能力和变形能力均提高,但刚度退化速率没有显著变化;配钢率增大时,试件的承载能力提高,变形能力先增大后减小,刚度退化变缓;型钢强度增大时,试件的承载能力和变形能力均提高,提高速度先快后慢;超高性能混凝土抗压强度增大时,试件的承载能力提高,变形能力降低;超高性能混凝土受拉能够达到峰值应变;纵筋在极限点之前发生受压屈服;箍筋在极限点时应变不足屈服应变的1/3,但在破坏点前达到受拉屈服;型钢翼缘在极限点前后发生屈服,腹板屈服晚于翼缘。

关键词：高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能静力试验有限元分析

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基层用固废基胶凝材料配合比优化设计

河北科技大学学报 2024年第1期45卷 101-110页

作者：李光宇赵全胜刘卓晓贾义鹏河北高速公路集团有限公司石安分公司河北石家庄050000 河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018

为探究采用固体废弃物全部代替水泥用作公路基层胶凝材料的可能性,对不同配合比三掺料(矿渣粉(SP)、粉煤灰(FA)、脱硫石膏(FGD))与四掺料(SP,FA,FGD和钢渣粉(SS))胶砂试件进行了28 d抗压强度(R_(28))试验,分析胶凝材料水化反应机理,构建... 详细信息

为探究采用固体废弃物全部代替水泥用作公路基层胶凝材料的可能性,对不同配合比三掺料(矿渣粉(SP)、粉煤灰(FA)、脱硫石膏(FGD))与四掺料(SP,FA,FGD和钢渣粉(SS))胶砂试件进行了28 d抗压强度(R_(28))试验,分析胶凝材料水化反应机理,构建R_(28)预测模型并求解最佳配合比,根据最佳配合比制作胶砂试件与净浆试件并进行试验。结果显示:三掺料体系中单因素显著性排序为FA>SP,FA与SP存在交互作用,最佳配合比为w(SP)∶w(FA)∶w(FGD)=35∶55∶10;四掺料体系中单因素显著性排序为SP>SS>FA,交互作用显著性排序为(SP+FA)>(FA+SS)>(SP+SS),最佳配合比为w(SP)∶w(FA)∶w(SS)∶w(FGD)=43.8∶24.1∶22.5∶9.6。根据最佳配合比制作的三掺料胶砂试件R_(28)不满足规范要求,四掺料试件所有指标均满足规范要求并优于P·S·A 32.5级水泥,四掺料胶凝材料可替代水泥用于公路基层。

关键词：固体污染防治工程无机结合料稳定基层固废基胶凝材料机理分析多元二次回归最佳配合比

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多种测绘技术下全要素地形测绘成果精度分析

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第7期 0048-0051页

作者：叶鉴彬广东宽大建筑科技有限公司广东阳江529500

为准确获取地形信息,应用多种测绘技术进行全要素地形测绘取得了丰富而详实的成果。本研究选择GPS观测、激光雷达扫描、摄影测量、航空摄影和卫星遥感影像等多种测绘技术,对比分析各种方法下的全要素地形测绘成果精度。结果表明,GPS测... 详细信息

为准确获取地形信息,应用多种测绘技术进行全要素地形测绘取得了丰富而详实的成果。本研究选择GPS观测、激光雷达扫描、摄影测量、航空摄影和卫星遥感影像等多种测绘技术,对比分析各种方法下的全要素地形测绘成果精度。结果表明,GPS测量技术精度较高,但是在精细的地形测绘中表现不尽人意;摄影测量技术在地形细节的测绘中具有良好表现,但对于复杂地形的处理能力较弱;激光雷达在复杂地形的处理能力上表现优秀,精度相对较高。卫星遥感影像和航空摄影虽然在大规模地形测绘中应用广泛,但其精度较低。因此,无论选用哪种测绘技术,都需结合实际情况取长补短,以最大限度地提高全要素地形测绘成果的精度。研究结果可为地形测绘技术的选择和应用提供依据与参考。

关键词：全要素地形测绘测绘技术精度分析地形信息取长补短。

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铁尾矿砂的研究与应用进展

硅酸盐通报 2024年

作者：黄伟薛葵张子龙曹涌钢王佳亮邱文浩陈冬生福州大学先进制造学院福州大学土木工程学院福建惠丰建筑科技有限公司

伴随着我国矿产工业的快速发展，铁尾矿砂的排放量激增，目前其主要的处理方式仍以消极堆存、填埋为主，这不仅占据了大量土地资源，还造成了严重的环境污染，因此，大规模消纳铁尾矿砂迫在眉睫。铁尾矿砂是在特定条件下，将铁矿石通过... 详细信息

伴随着我国矿产工业的快速发展，铁尾矿砂的排放量激增，目前其主要的处理方式仍以消极堆存、填埋为主，这不仅占据了大量土地资源，还造成了严重的环境污染，因此，大规模消纳铁尾矿砂迫在眉睫。铁尾矿砂是在特定条件下，将铁矿石通过磨细、浮选或磁选等工艺选取“有用部分”后所排放的废弃物，与天然细集料相比，其颗粒较细，棱角分明且更加坚固，可广泛应用于建筑工程，其中，铁尾矿砂的地域差异、原矿组成、品位、粒度及开采选矿提炼工艺等都会对其理化性质产生较大的影响。铁尾矿砂的活性较低，需采用不同活化方法提高其活性，其中，复合活化是最有效的技术。本文针对国内外铁尾矿砂的建材资源化利用及其他领域的应用展开了综述：归纳了利用铁尾矿砂制备混凝土对力学性能、耐久性等的影响；讨论了其应用于道路功能材料的关键性能；梳理了铁尾矿砂基砖的应用现状；评估了利用其制备地聚合物的可行性；论述了其在制备介孔分子筛及改良膨胀土方面的优势。

关键词：铁尾矿砂选矿活化特细砂资源化利用

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基于数值模拟和变形监测的副井稳定性评价

安全与环境学报 2024年第4期24卷 1412-1421页

作者：李俊平李宇聪王海泉胡勇张文峰帅金山西安建筑科技大学资源工程学院西安710055 湖北三鑫金铜股份有限公司湖北大冶435100

急倾斜矿体开采时一般将副井布置在矿体下盘不远处,以致副井附近矿体开采可能诱发副井井壁应力集中或损坏。为此,以湖北三鑫为例,利用FLAC3D仿真软件,探究沿走向或垂直走向布置采场引起的副井围岩应力、位移变化,并采用应变计、位移计... 详细信息

急倾斜矿体开采时一般将副井布置在矿体下盘不远处,以致副井附近矿体开采可能诱发副井井壁应力集中或损坏。为此,以湖北三鑫为例,利用FLAC3D仿真软件,探究沿走向或垂直走向布置采场引起的副井围岩应力、位移变化,并采用应变计、位移计监测井壁应力与位移变化,评价副井稳定性。结果表明:沿矿体走向布置采场对采场围岩、悬空底柱及开采段副井井壁的稳定都极为不利,沿走向或大宽度垂直走向布置采场都不会引起地表及开采标高段附近的副井发生明显位移,但都会引起井口以下约250 m内的井壁因变形而发生应力集中;必须垂直走向布置采场并缩小采场宽度;采取4 m×4 m进路上向胶结充填二步骤采矿后,除岩土分界面附近井壁偶尔因开快车而造成连续2次垂直位移、应力差分别超1.2 mm、1.4 MPa外,其他监测值变化基本可忽略;地表基岩沉降观测表明各点沉降值变化一般不超过3 mm。

关键词：安全工程矿山安全副井稳定性评价 FLAC3D 应变计位移计变形监测

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低碳氮比低运行负荷污水处理厂碳排放特征

中国给水排水 2024年

作者：冯浩韩芸周梦雨卓杨余芬李小慧郝杰西安建筑科技大学环境与市政工程学院西咸新区和润生态建设发展有限公司

为探明低碳氮比低运行负荷污水处理厂的碳排放特征，基于排放因子法，以西安市某污水处理厂为研究对象，开展脱氮除磷性能和碳排放特征研究。结果表明：对于该低碳氮比低运行负荷污水处理厂，采用好氧池间歇曝气和生物协同化学除磷等运... 详细信息

为探明低碳氮比低运行负荷污水处理厂的碳排放特征，基于排放因子法，以西安市某污水处理厂为研究对象，开展脱氮除磷性能和碳排放特征研究。结果表明：对于该低碳氮比低运行负荷污水处理厂，采用好氧池间歇曝气和生物协同化学除磷等运行措施，可以保证出水稳定达标，系统COD、TN和TP的去除率分别达到94.70%、87.10%和98.29%。在好氧池采用间歇曝气的情况下，活性污泥硝化作用良好，氨氧化速率、亚硝酸盐氧化速率和最大反硝化速率分别达到3.56、4.29和13.73 mg/(g·h)(以N计)。污水处理厂碳排放总量为1539.18 t/a(以CO2当量计)，脱氮产生的N2O排放(37.85%)和电耗(42.43%)是主要的碳排放来源。碳排放总量与电耗呈显著正相关(R=0.84，P＜0.01)，说明电耗是决定碳排放总量的关键。通过运行调控，精准控制间接排放可有效降低碳排放总量。此外，利用多途径强化协同脱氮除磷可有效减少曝气和外加碳源消耗，适用于当下低碳氮比低运行负荷污水处理厂的降耗增效。

关键词：低运行负荷低碳氮比碳排放间歇曝气脱氮除磷

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空心管型泡沫铝吸声性能的数值模拟分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1302-1311页

作者：乔江鱼梁李斯弥晗崔忠宜李一陈进张立兴穆永亮史建超西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 苏州江南航天机电工业有限公司江苏苏州215101

为了提高多孔泡沫铝材料的吸声性能,将泡沫铝加工成空心管型结构。首先,利用声学阻抗管测试系统获取吸声系数;其次,基于JCA声学模型,采用COMSOL软件对空心管型泡沫铝进行仿真模拟以获取吸声系数,将吸声系数仿真结果与试验结果进行对比,... 详细信息

为了提高多孔泡沫铝材料的吸声性能,将泡沫铝加工成空心管型结构。首先,利用声学阻抗管测试系统获取吸声系数;其次,基于JCA声学模型,采用COMSOL软件对空心管型泡沫铝进行仿真模拟以获取吸声系数,将吸声系数仿真结果与试验结果进行对比,验证仿真模型的可靠性;最后,通过声压云图和能量耗散云图对空心管型泡沫铝内部声场进行分析,并进一步通过数值模拟探究空心管参数对吸声性能的影响规律。研究结果表明:该空心管型结构属于共振式吸声结构;当声波的频率和结构中固有频率相同时,声波激励结构振动的振幅最大,导致大量的声能被消耗,从而起到吸声的作用;对于空心管型泡沫铝结构,可以通过增大空心管的半径、增加空心管的数量来提高吸声系数;在1000~6300 Hz的频率范围内,背后添加空腔的空心管型泡沫铝结构的平均吸声系数相较于背后添加空腔的均质型泡沫铝结构的平均吸声系数提高了26%。

关键词：空心管泡沫铝吸声系数数值模拟 COMSOL

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混合联肢部分外包组合剪力墙基于两阶段耗能的塑性设计方法研究

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工程力学 2024年第2期41卷 137-150页

作者：石韵刘万鹏苏明周周巧玲刘少博西安石油大学土木工程系陕西西安710065 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 四川省建筑设计研究院有限公司四川成都610041

混合联肢部分外包组合剪力墙结构是一种典型的两阶段耗能结构体系。依据现行设计规范设计的混合联肢部分外包组合剪力墙结构对结构弹塑性阶段的整体性能缺乏考虑,在设防地震和罕遇地震作用下结构的屈服顺序难以控制。基于混合联肢部分... 详细信息

混合联肢部分外包组合剪力墙结构是一种典型的两阶段耗能结构体系。依据现行设计规范设计的混合联肢部分外包组合剪力墙结构对结构弹塑性阶段的整体性能缺乏考虑,在设防地震和罕遇地震作用下结构的屈服顺序难以控制。基于混合联肢部分外包组合剪力墙结构体系“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防性能目标,提出结构两阶段耗能的塑性设计方法。以目标位移和理想破坏模式作为预测结构弹塑性受力状态性能目标,针对不同地震水准下的性能目标,考虑耦连比对结构合理耗能机制的影响,将结构的能力曲线等效为三线型,改进了传统基于能量平衡的塑性设计方法,保证结构在设防地震及罕遇地震下实现理想屈服顺序,避免薄弱层产生。采用建议的设计方法设计了一个12层结构算例,并采用ABAQUS对算例进行推覆分析和弹塑性时程分析。结果表明,采用基于两阶段耗能的塑性设计方法预测的中震及大震下结构顶点位移角与数值分析结果误差分别为0.5%和12.1%,最大层间位移角满足结构弹塑性层间位移角的要求。算例结构能够实现“强节点弱构件、强墙肢弱连梁”合理的屈服顺序,保证结构预期的失效机制和不同地震水准作用下的性能目标,验证了基于两阶段耗能的塑性设计方法的有效性。

关键词：结构工程混合联肢墙塑性设计部分外包组合剪力墙两阶段耗能性能目标耦连比

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基于截面增大法的扣放角钢焊接加固负载H型钢的轴压承载力研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 530-543页

作者：刘红波张卓航陈志华陈蕙芸曹爽秋张清沛天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院邯郸056038 苏州科技大学土木工程学院苏州215129 天津建工科技集团有限公司天津300499 中国建筑第八工程局有限公司华北基础设施分公司天津300450

负载下焊接加固是既有结构加固的重要形式,然而当前对加固形式及加固效果的研究仍然较为缺乏.因此,提出了一种新型负载焊接加固构造,设计了8组扣放角钢焊接加固H型钢试验.研究了焊接过程中的截面应力重分布规律以及焊接加固H型钢柱的轴... 详细信息

负载下焊接加固是既有结构加固的重要形式,然而当前对加固形式及加固效果的研究仍然较为缺乏.因此,提出了一种新型负载焊接加固构造,设计了8组扣放角钢焊接加固H型钢试验.研究了焊接过程中的截面应力重分布规律以及焊接加固H型钢柱的轴压力学性能.试验中加固构件的截面为加固前的1.53倍~1.55倍,焊接加固后构件极限承载增大为加固前的1.74倍~1.90倍;加固构件和原构件协同工作,获得了良好的加固效果,虽然焊接热输入降低了构件焊缝间隔处的屈曲应力,但负载加固的构件表现出相对零载加固构件更高的极限承载力.随后建立并验证了一种新型焊接加固H型钢柱的数值模拟方法,探究了不同截面面积加固构件的加固效果;揭示了不同焊缝间隔以及焊接热效应对加固构件极限承载力的影响,并建立了相应的设计方法.

关键词： H型钢轴压性能负载焊接应力重分布加固后力学性能数值模拟方法