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高温后混凝土毛细吸水特性的核磁共振分析及其力学性能研究

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材料导报 2025年第3期39卷 81-87页

作者：田威郭健王文奎张景生王凯星长安大学建筑工程学院西安710061 中交第四公路工程局有限公司北京100022

为了探究高温对混凝土力学性能及毛细吸水特性的影响,对高温后混凝土试样开展单轴压缩试验和毛细吸水试验,并借助核磁共振扫描(NMR)技术对孔隙结构以及毛细吸水过程进行了研究。试验结果表明,经历200、400、600及800℃高温作用后,混凝... 详细信息

为了探究高温对混凝土力学性能及毛细吸水特性的影响,对高温后混凝土试样开展单轴压缩试验和毛细吸水试验,并借助核磁共振扫描(NMR)技术对孔隙结构以及毛细吸水过程进行了研究。试验结果表明,经历200、400、600及800℃高温作用后,混凝土的质量损失率逐渐增大,抗压强度整体呈先上升后下降的趋势。依据核磁共振T_(2)谱的分布特征将混凝土孔隙分为微孔、中孔、毛细管孔和大孔,分析高温后混凝土吸水特性,发现混凝土吸水高度与核磁信号强度总体上呈指数函数关系;当核磁信号强度迅速增加时,水分在毛细管力的作用下,进入混凝土试样内部;当核磁信号随时间延长仍逐渐上升但增长速率逐渐降低时,试样保持吸水状态但单位时间吸水量逐渐降低;当核磁信号下降且降低速率逐渐减缓时,孔隙逐渐被水分充满,混凝土试样趋于饱和。

关键词：混凝土高温核磁共振孔隙结构毛细吸水

基于各向异性混合核函数高斯过程回归的RC柱概率抗剪承载力模型

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工程科学与技术 2025年第1期57卷 287-295页

作者：李启明张鹏飞喻泽成余波广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司河南郑州450000

针对钢筋混凝土(RC)柱抗剪承载力传统预测模型的非线性逼近能力不足且无法合理描述不确定性所存在的缺陷,提出一种基于各向异性混合核函数高斯过程回归的RC柱概率抗剪承载力预测模型。首先,基于核函数相加性和自动相关性,构造出一种新... 详细信息

针对钢筋混凝土(RC)柱抗剪承载力传统预测模型的非线性逼近能力不足且无法合理描述不确定性所存在的缺陷,提出一种基于各向异性混合核函数高斯过程回归的RC柱概率抗剪承载力预测模型。首先,基于核函数相加性和自动相关性,构造出一种新型的各向异性混合核函数;然后,结合高斯过程回归原理和各向异性混合核函数,建立了RC柱的概率抗剪承载力模型;进而采用极大似然估计法,确定了RC柱概率抗剪承载力模型的超参数;最后,基于91组剪切破坏RC柱的试验数据,通过与传统核函数形式和传统模型进行对比分析,验证了该模型的有效性。结果表明:与传统核函数相比,各向异性混合核函数的确定性预测指标均方根误差R_(MSE)和平均绝对误差M_(AE)分别降低约16%和19%,概率性预测值指标负对数预测密度N_(LPD)和平均标准化对数损失M_(SLL)分别降低约15%和23%;与传统机器学习模型相比,本文模型的均方根误差R_(MSE)和平均绝对误差M_(AE)分别降低约38%和39%;根据所提出的概率模型能够建立概率密度函数曲线和置信区间,从而合理描述抗剪承载力的不确定性并校准分析传统模型的预测精度。

关键词：钢筋混凝土柱各向异性混合核函数高斯过程回归概率抗剪承载力模型不确定性

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搭接长度等对Ⅱ型APC接头拉伸性能的影响

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 128-139页

作者：余琼敖晟瑞唐子鸣郭霖谢青海张志陈振海同济大学土木工程学院上海200092 山西建筑工程集团有限公司太原030006 山西二建集团有限公司太原030013

为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响,对63个该接头进行单向拉伸试验,分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明:钢筋直径相同时,随搭接长度增加,平均黏结应力降低,试件强度、延性、最大力总伸长... 详细信息

为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响,对63个该接头进行单向拉伸试验,分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明:钢筋直径相同时,随搭接长度增加,平均黏结应力降低,试件强度、延性、最大力总伸长率明显提高,残余变形整体呈下降趋势;钢筋拉断破坏试件强度、延性、最大力总伸长率和残余变形满足规范要求;加载过程中,套筒中部截面短边纵向和长边环向始终受拉;极限荷载下,随搭接长度增加,套筒中部截面短边侧环向压应变先转变为拉应变再向压应变发展,长边侧纵向压应变转变为拉应变;相对搭接长度相同时,极限承载力随钢筋直径增加而提高;提出的极限黏结强度及临界搭接长度计算公式与试验值吻合较好,可为实际工程应用提供参考。单拉工况下,钢筋直径不大于18 mm时,建议接头搭接长度大于12 d。

关键词： Ⅱ型APC接头拉伸性能搭接长度黏结强度

大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压非高斯特性

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 46-55页

作者：袁家辉陈水福刘奕中冶南方城市建设工程技术有限公司武汉430063 浙江大学建筑工程学院杭州310058

为探究大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压的非高斯特性,本文对深宽比为1/9~9的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验。基于试验结果,分析了建筑表面风压的三阶和四阶统计矩分布特性,对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区;研... 详细信息

为探究大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压的非高斯特性,本文对深宽比为1/9~9的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验。基于试验结果,分析了建筑表面风压的三阶和四阶统计矩分布特性,对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区;研究了风压的空间相关系数与非高斯性强度的关系,提出了一种新的估算建筑侧风面平均再附长度的计算方法。结果表明:在建筑侧风面上,脉动风压服从高斯还是非高斯分布取决于测点到迎风前缘的距离;除了以往文献指出的迎风面角部、侧风面分离区和背风面风压呈现非高斯性外,再附区后面的风压也呈现出高度的非高斯性;本文提出的相关系数法在计算平均再附长度时具有良好的准确性,利用该方法获得了矩形高层建筑侧风面的平均再附长度沿高度的变化呈抛物线形状。

关键词：矩形高层建筑非高斯特性风洞试验相关系数平均再附长度

基于响应面法的纤维复合固化黏砂土性能试验研究

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人民长江 2025年第2期56卷 190-200页

作者：王浩付德伟张士科河南大学建筑工程学院河南开封475004 安阳师范学院建筑工程学院河南安阳455000

水泥稳定类材料作为道路基层存在强度低、易产生裂缝、耐久性差等缺陷,为此考虑往其中添加聚甲醛(POM)纤维制作复合固化土。采用Box-Behnken响应面法进行试验设计,通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、水稳定性试验、冻融循环试验进... 详细信息

水泥稳定类材料作为道路基层存在强度低、易产生裂缝、耐久性差等缺陷,为此考虑往其中添加聚甲醛(POM)纤维制作复合固化土。采用Box-Behnken响应面法进行试验设计,通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、水稳定性试验、冻融循环试验进行纤维复合固化黏砂土性能提升研究。结果表明:水泥掺量5.47%、纤维掺量0.32%、纤维长度8.09 mm时,固化土7 d无侧限抗压强度提升最明显;各单因素对于固化土影响显著性从大到小排序为水泥掺量>POM纤维掺量>POM纤维长度;POM纤维能够提高固化土劈裂强度,增强水稳定性和抗冻性,POM纤维掺量0.30%、纤维长度8 mm时,固化土劈裂强度最大,同时水稳定性和抗冻性提升效果较为显著。研究成果可为黄泛区黏砂土的性能改良提供借鉴。

关键词：黏砂土聚甲醛(POM)纤维响应面法力学性能耐久性能

新型劲性水泥土组合桩内界面抗剪强度试验研究

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岩土力学 2025年第2期46卷 467-478页

作者：吴学震夏亚歆李大勇游先辉单宁康肖贞科陈祥福州大学土木工程学院福建福州350108 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 福建德亚新能源科技有限公司福建福州350005 福建省国筑建设工程有限公司福建福州350804 中兴华骏建设有限公司福建泉州362000

传统劲性水泥土复合桩的内芯多采用预应力混凝土管桩,其仅依靠内外芯的摩擦和黏结来传递荷载。现场调研发现,水泥土桩与管桩界面的胶结力较小,依据规范进行设计时,内界面抗剪强度往往取值很低。针对此种情况,将内芯预应力混凝土管桩替... 详细信息

传统劲性水泥土复合桩的内芯多采用预应力混凝土管桩,其仅依靠内外芯的摩擦和黏结来传递荷载。现场调研发现,水泥土桩与管桩界面的胶结力较小,依据规范进行设计时,内界面抗剪强度往往取值很低。针对此种情况,将内芯预应力混凝土管桩替换为钢管桩,探寻其与外芯水泥土桩间界面的抗剪强度,同时又提出将外表面具有螺旋叶片的钢管桩作为新型内芯桩。针对内芯为无肋钢管及螺旋叶片钢管的桩段试样进行了内界面剪切试验,分析了内界面极限剪切力的影响因素并进行了定量数据表征。获得了新型组合桩的内外芯剪切破坏模式及内界面抗剪强度参数的演化规律和计算方法,从而对《劲性复合桩技术规程》(JG/T023-2007)桩体承载力计算公式中的内界面抗剪强度参数取值进行了修正。

关键词：劲性水泥土复合桩钢管桩螺旋叶片内界面抗剪强度模型试验规范参数修正

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囊体扩张主动控制桩基水平变形机理分析

岩土工程学报 2025年第1期47卷 85-95页

作者：黄建友闫宇涛刁钰郑刚李凯贾建伟刘永超天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410004 中国建筑第六工程局有限公司天津300457 天津建城基业集团有限公司天津300301

囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明:扩张直... 详细信息

囊体扩张是一种新型地下结构变形主动控制技术,然而其在桩基变形控制机理方面尚未深入研究。采用有限元软件探究了囊体扩张控制桩基水平变形机理,分析了囊体扩张引起桩基和土体变形特性以及囊体-土体-桩体之间相互作用。结果表明:扩张直径0.5 m的囊体对直径为1.2 m的桩可产生最大5.5 mm水平变形,控制效率为60%,囊体扩张对桩基水平变形控制效果良好。囊体扩张会引起邻近土体产生较大的超孔隙水压力,而孔压消散会导致土体压缩而降低桩基控制效率。当扩张距离较小时,桩径对囊体扩张控制效果影响显著。囊体扩张对桩径为0.4~1.6m的桩均有一定的变形控制效果,尤其适用于小直径桩基的变形控制。随扩张直径的增大,桩基最大水平位移近乎呈线性增大。此外,桩基水平变形随扩张距离增大而减小,但由于扩张对周围孔隙水压力影响范围有限,导致控制效率呈增大趋势。双排囊体扩张控制变形中“遮拦效应”和“反力效应”明显,控制桩基变形应遵循“先远后近,逐排扩张”的原则,以提高控制效果。

关键词：囊体扩张桩基变形控制机理分析

养护制度对添加纳米SiO_(2)超高性能混凝土动静态力学性能的影响

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材料导报 2025年第2期39卷 83-89页

作者：刘晓楠张春晓王世合张高展毛继泽曹少华刘国强军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 河南省特种防护材料重点实验室河南洛阳471023 安徽建筑大学材料与化学工程学院合肥230009

本工作首先研究了标准养护、蒸汽养护、干热养护和组合养护(先蒸汽养护再干热养护)条件下纳米SiO_(2)掺量对超高性能混凝土(UHPC)静态力学性能的影响规律。试验结果表明:相比标准养护,蒸汽养护和组合养护均可显著提高UHPC的抗压和抗折强... 详细信息

本工作首先研究了标准养护、蒸汽养护、干热养护和组合养护(先蒸汽养护再干热养护)条件下纳米SiO_(2)掺量对超高性能混凝土(UHPC)静态力学性能的影响规律。试验结果表明:相比标准养护,蒸汽养护和组合养护均可显著提高UHPC的抗压和抗折强度,干热养护提高了UHPC的抗压强度但降低了抗折强度;标准养护下,纳米SiO_(2)掺量为5%时UHPC的抗压和抗折强度达到最高,蒸汽养护、干热养护和组合养护的最佳掺量为3%。依据静态试验的研究结果,本工作使用Φ100 mm霍普金森杆探究了不同养护制度对掺有3%纳米SiO_(2)的UHPC动态力学性能的影响,使用经验公式对UHPC动态增长因子进行了拟合,构建了不同应变率下UHPC的应力应变曲线本构模型,并计算了不同养护制度下UHPC的耗能能力。研究发现相同应变率下标准养护UHPC的动态增长因子最大,组合养护UHPC的耗能能力最高。

关键词：养护制度超高性能混凝土(UHPC) 纳米SiO_(2) 动态力学性能

基于高程邻域信息的FCM算法管网漏损控制策略

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控制与决策 2025年第3期40卷 946-954页

作者：李红艳常子峰史文韬张峰毛立波石可铨太原理工大学环境科学与工程学院吕梁学院建筑与土木工程系中核第七研究设计院有限公司建筑工程设计院山西大地环境投资控股有限公司科创管理部

供水管网的漏损控制与监测难题普遍存在,传统基于压力敏感度对管网进行分区并布设压力传感器的方法仅考虑管网节点压力变化情况,并未结合管网自身高程信息,减压阀调压时局部压力过高效果不明显.针对此问题,首先将管网节点压力敏感度与... 详细信息

供水管网的漏损控制与监测难题普遍存在,传统基于压力敏感度对管网进行分区并布设压力传感器的方法仅考虑管网节点压力变化情况,并未结合管网自身高程信息,减压阀调压时局部压力过高效果不明显.针对此问题,首先将管网节点压力敏感度与高程差耦合,将FCM算法中目标函数中的距离定义为特征距离与高程距离之和,建立包含高程邻域信息的新的聚类目标函数,实现节点分区聚类;在分区入口处布设减压阀,采用GA求解阀后压力实现分区内各节点压力的实时精细化调控,联合智能方法与经验法在各个分区布置压力传感器,并通过漏损模型验证传感器布置的合理性.结果表明:分4个区的方案将BIN管网的漏损率降低至6.55%,相较初始管网降低22.79%,联合智能算法与经验法进行传感器布设对管网漏损的监测效果显著,引入高程信息的FCM算法管网漏损控制优化策略具有有效性和优越性.

关键词：供水管网 FCM算法高程邻域信息漏损控制减压阀压力传感器漏损监测