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裂纹对金属磁记忆信号影响的试验研究

工程力学 2024年第5期41卷 247-256页

作者：刘柳包胜浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

为分析构件应力集中区域裂纹对磁记忆信号的影响,分别对Q345钢材有裂纹和无裂纹两类菱形缺陷试件开展逐级加载拉伸试验,采集卸载后试件表面磁记忆信号,通过ABAQUS有限元模拟得出试件卸载后等效残余应力分布,对比分析磁记忆信号分布和演... 详细信息

为分析构件应力集中区域裂纹对磁记忆信号的影响,分别对Q345钢材有裂纹和无裂纹两类菱形缺陷试件开展逐级加载拉伸试验,采集卸载后试件表面磁记忆信号,通过ABAQUS有限元模拟得出试件卸载后等效残余应力分布,对比分析磁记忆信号分布和演变规律,提取了4个反映磁记忆信号畸变程度的特征参数。结果表明:磁记忆信号可以反映残余应力扩展的演变过程;由于裂纹的存在,磁记忆信号的分布特征会发生改变;对磁记忆信号特征参数定量分析发现,裂纹的存在不会改变磁记忆信号畸变程度随外加荷载变化的整体规律,但是磁记忆信号畸变程度和其随荷载增大的速率都会增加。

关键词：金属磁记忆残余应力裂纹有限元仿真特征参数

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混凝土结构全寿命减碳技术研究进展

建筑结构学报 2024年第3期45卷 1-14页

作者：赵羽习张大伟夏晋孟涛曾强弓扶元浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

混凝土结构应用广泛,但其在施工、服役和退役的全寿命周期均有较大量的碳排放,因此,混凝土结构全寿命减碳技术的研发与应用,对于推动建筑业低碳发展至关重要。从混凝土结构全寿命角度出发,将结构生命过程划分为服役前(包括材料制备和施... 详细信息

混凝土结构应用广泛,但其在施工、服役和退役的全寿命周期均有较大量的碳排放,因此,混凝土结构全寿命减碳技术的研发与应用,对于推动建筑业低碳发展至关重要。从混凝土结构全寿命角度出发,将结构生命过程划分为服役前(包括材料制备和施工建造)、服役中(包括运营和维护)、服役后(包括拆除和回收)3个阶段,以全寿命周期总碳排放量和年均碳排放量为评价指标,分阶段探讨了混凝土结构减碳技术理念;提出了采用新型低碳胶凝材料、提升结构耐久性以及退役后建筑固废循环利用等方式实现混凝土结构全寿命减碳;总结了混凝土结构减碳设计理论的研究现状,建议通过多目标优化分析,实现可靠性、经济性和碳排放的平衡设计;对混凝土结构全寿命减碳设计下一步研究和实施的方向进行了展望。

关键词：混凝土结构碳排放全寿命周期减碳技术减碳设计

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聚醚型两亲分子对水泥净浆收缩的影响及机理

建筑材料学报 2024年第1期27卷 1-8,29页

作者：林学智赖俊英周益帆钱晓倩钱匡亮浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

将5种聚醚型两亲分子作为减缩组分,测试了其对水泥净浆收缩变形的影响,探究了表面张力与胶束粒径分布对收缩的影响机理.结果表明:二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和聚乙二醇400不形成稳定的胶束,减缩效果随着孔溶液表面张力的降低而提高;聚... 详细信息

将5种聚醚型两亲分子作为减缩组分,测试了其对水泥净浆收缩变形的影响,探究了表面张力与胶束粒径分布对收缩的影响机理.结果表明:二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和聚乙二醇400不形成稳定的胶束,减缩效果随着孔溶液表面张力的降低而提高;聚醚改性硅油具有低临界胶束浓度(CMC),形成的胶束大小为30 nm左右,影响了聚醚改性硅油单体在毛细孔溶液表面的铺展,同时细化了水泥石的孔结构,减缩效果较差;含氟聚醚具有超低的表面张力及CMC,其胶束易产生聚沉,孔溶液的有效含量极低,无减缩效果.

关键词：水泥净浆干燥收缩胶束聚醚型两亲分子

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三维地形条件下雨水入渗与地表径流耦合分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 360-367页

作者：韩同春刘航刁玲怡施展斌吴俊扬浙江大学建筑工程学院杭州310058

为定量表述降雨发生后不同时刻下三维边坡土壤水分的分布和变化规律,基于有限体积法建立了雨水入渗与地表径流耦合模型.耦合模型分别采用二维不可压缩Navier-Stokes方程和三维非线性Richards方程作为地表径流和地下水渗流的控制方程,在... 详细信息

为定量表述降雨发生后不同时刻下三维边坡土壤水分的分布和变化规律,基于有限体积法建立了雨水入渗与地表径流耦合模型.耦合模型分别采用二维不可压缩Navier-Stokes方程和三维非线性Richards方程作为地表径流和地下水渗流的控制方程,在复杂三维地形条件下具有较强的适用性.对一处实际工程的分析结果表明:在三维地形因素的控制下,降雨引发的地表径流主要汇集于总体上自高向低流动的优势径流途径,并对降雨强度的变化产生延迟响应;在地表径流作用下,地表积水深度在局部空间上呈现出地势低洼处远大于地势较高处的显著不均匀分布,并且这种不均匀性随时间不断加剧;地表积水汇集产生的高水力梯度导致低洼处的雨水入渗更为强烈且持久.研究表明,考虑三维地形因素的雨水入渗与地表径流耦合模型能够为实际工程中边坡稳定性分析提供准确合理的数据支撑.

关键词：地表径流降雨入渗耦合模型三维地形数值模拟

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杆系结构拓扑找力分析

计算力学学报 2024年

作者：张志宏赵恺上海师范大学建筑工程学院土木系

首先，本文对杆系结构多种类型的线性图表示方法进行了讨论。其次，引入关联矩阵显式来组装平衡矩阵，推导出独立于体系具体形状几何的平衡矩阵新形式即关联矩阵，并基于该形式的平衡矩阵提出了拓扑找力分析的概念。最后，通过杆系结构... 详细信息

首先，本文对杆系结构多种类型的线性图表示方法进行了讨论。其次，引入关联矩阵显式来组装平衡矩阵，推导出独立于体系具体形状几何的平衡矩阵新形式即关联矩阵，并基于该形式的平衡矩阵提出了拓扑找力分析的概念。最后，通过杆系结构算例，对比不同情况下的平衡矩阵及其零空间，进一步验证了杆系结构多种类型的线性图表示和拓扑找力的正确性与适用性

关键词：杆系结构线性图平衡矩阵拓扑找力

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生物酶联合水泥固化淤泥力学性能及机理

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 46-54页

作者：林楚轩孙宏磊翁振奇浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江工业大学土木工程学院杭州310014

为改良淤泥强度,环保、高效解决疏浚淤泥处理问题,采用生物酶联合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验初步分析了生物酶对水泥固化淤泥强度的影响规律,并通过阳离子交换量试验(CEC)、电动电位试验、扫描电镜... 详细信息

为改良淤泥强度,环保、高效解决疏浚淤泥处理问题,采用生物酶联合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验初步分析了生物酶对水泥固化淤泥强度的影响规律,并通过阳离子交换量试验(CEC)、电动电位试验、扫描电镜测试(SEM)、X射线衍射试验(XRD)和红外光谱试验(FTIR)等手段进一步探究了其协同固化机理。结果表明:生物酶联合水泥固化处理对淤泥强度有明显提升效果,其强度最高可提升73.8%,且生物酶掺量、种类、养护龄期影响其固化效果,但生物酶不和土体内矿物发生化学反应;生物酶和水泥的联合固化作用主要通过促进淤泥内阳离子交换作用,降低土体的电动电位,提高水泥水化产物的胶凝作用,促进活性黏土矿物的胶结以及催化包膜结构的形成实现;各类生物酶中,路易酶的固化效果最好,其水泥固化淤泥7 d无侧限抗压强度达378.8 kPa、黏聚力达307 kPa、内摩擦角达52.3°,相比水泥固化淤泥分别提高73.8%、33.2%和55.2%。

关键词：生物酶水泥土淤泥固化固化机理无侧限抗压强度

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冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征研究

中国公路学报 2024年第5期37卷 188-200页

作者：王银辉石宝斌陈闯罗征浙江大学建筑工程学院浙江杭州310000 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100

由于节段拼装梁在接缝处混凝土和钢筋均不连续,导致其剪切破坏机制更加突出,冲击荷载作用会进一步加剧其破坏向更具局部特征的剪切破坏演变。为了解冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征,开展了试验梁落锤冲击试验,并结合LS-DYNA数值... 详细信息

由于节段拼装梁在接缝处混凝土和钢筋均不连续,导致其剪切破坏机制更加突出,冲击荷载作用会进一步加剧其破坏向更具局部特征的剪切破坏演变。为了解冲击荷载下节段拼装梁的响应与破坏特征,开展了试验梁落锤冲击试验,并结合LS-DYNA数值模拟分析,得到冲击荷载作用下梁的裂缝发展、破坏过程、形态等破坏特征,获得梁体变形、支座反力、内力分布等动力响应,揭示了节段长度、冲击能量、冲击作用位置等因素对节段拼装梁的动力响应与破坏特征的影响规律。结果表明:冲击荷载作用下节段拼装梁的局部剪切破坏特征突出,损伤和破坏位置集中于冲击作用点所在节段及接缝,典型破坏形式有斜截面破坏和接缝截面直剪破坏2种,冲击作用点与接缝的相对位置对破坏形式影响显著;混凝土和预应力筋的变形是冲击能量耗散的主要原因,普通钢筋耗能贡献可以忽略;梁体变形在接缝位置呈折线状,位移响应时间比整体梁更长,残余变形小;冲击作用点附近截面剪力峰值达到冲击力峰值的40%左右,较大剪力是导致节段拼装梁在局部形成斜截面破坏和直剪破坏的主要原因。

关键词：桥梁工程冲击破坏特征落锤冲击试验节段预制拼装梁数值模拟

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套筒灌浆接头黏结滑移关系的精细有限元分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 68-76页

作者：鲍佳文赵唯坚高强陶宇宸浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分... 详细信息

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分布,加载端峰值随荷载增加逐渐内移;钢筋与灌浆料间相对滑移从钢筋自由端向加载端递增,超过屈服荷载后在加载端发生激增,并逐渐向里发展;局部黏结滑移曲线大致分为5个阶段,不同锚固位置处曲线的发展趋势大致相同,但其具体路径在发展程度和曲线特征值方面有一定差异;黏结锚固位置函数沿锚固长度大致呈“M”形分布且锚固自由端峰值大于加载端,是锚固位置和相对滑移的二元函数,建议用椭圆曲线和二次曲线进行拟合。该肋尺度精细化有限元模型可用于套筒灌浆连接接头的黏结滑移本构关系的进一步研究。

关键词：钢筋套筒灌浆连接精细有限元模型局部黏结滑移关系位置函数

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基于优化算法的曲杆互承结构构型方法

建筑结构学报 2024年第1期45卷 69-75页

作者：夏永强肖南徐怡玟金辉钱晓倩张杰浙江科技学院土木与建筑工程学院浙江杭州310023 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

相较于直杆互承结构,满足互承构型要求的曲杆互承结构杆件规格更少,更容易实现目标曲面。为了实现曲杆互承结构的构型,定义曲杆互承结构基本单元块的参数,将曲杆间的互承搭接关系简化为搭接点处切线之间的位置关系,建立了曲杆互承关系... 详细信息

相较于直杆互承结构,满足互承构型要求的曲杆互承结构杆件规格更少,更容易实现目标曲面。为了实现曲杆互承结构的构型,定义曲杆互承结构基本单元块的参数,将曲杆间的互承搭接关系简化为搭接点处切线之间的位置关系,建立了曲杆互承关系数学描述表达式,得到优化算法目标函数。利用已有的优化算法,即可实现曲杆互承构型。采用提出的方法对6根曲杆组成的互承结构和6~3型阿基米德铺砌柱面曲杆互承结构进行构型研究,并与模型试验结果进行对比,发现试验结果与理论计算结果误差率小于2%,验证了提出的方法的可行性。进一步,将6~3型阿基米德铺砌柱面曲杆互承结构和同种类型的直杆互承结构进行对比,结果表明,曲杆的使用使得互承结构更易适应曲面形态,有利于减少杆件规格。

关键词：互承结构曲杆优化算法目标函数阿基米德铺砌