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考虑变井阻的碎石桩复合地基非线性固结分析

岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 1013-1025页

作者：马昊暄李传勋陆向综郭霄江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 浙江公路水运工程咨询有限责任公司浙江杭州310006

碎石桩成桩过程中所产生的桩体堵塞效应会随深度发生变化。同时,随着桩周土体的固结,土颗粒会进一步对桩体产生淤堵效应,致使桩体通水能力随固结时间逐渐衰减。考虑到碎石桩井阻随时空不断演化及桩周土体的非线性压缩和渗透特性,建立多... 详细信息

碎石桩成桩过程中所产生的桩体堵塞效应会随深度发生变化。同时,随着桩周土体的固结,土颗粒会进一步对桩体产生淤堵效应,致使桩体通水能力随固结时间逐渐衰减。考虑到碎石桩井阻随时空不断演化及桩周土体的非线性压缩和渗透特性,建立多级加载下碎石桩复合地基非线性固结模型。利用有限差分法对该模型进行数值求解,并与现有特定工况下的固结理论进行对比分析,验证其可靠性。通过大量的算例分析以研究变井阻参数对碎石桩复合地基固结度影响,结果表明:碎石桩复合地基的固结速率会随井阻深度参数a和时间参数b的增大而变慢,随着最终排水能力β的增大而加快;相较而言,时间参数b对复合地基固结度的影响更明显。最后将考虑变井阻的碎石桩复合地基固结模型应用于马来西亚某路段的沉降计算,与已有的固结解答相比计算结果与实测值更相符,说明所建立的碎石桩复合地基固结模型具有更好的工程实用性。

关键词：基础工程碎石桩变井阻非线性多级加载竖向渗流

基于负压吸附爬壁机器人和Transformer的混凝土桥塔裂缝识别检测

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中国公路学报 2024年第2期37卷 53-64页

作者：丁威夏哲舒江鹏叶建龙项贻强浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江省交通集团检测科技有限公司浙江杭州310058

为了解决大型桥梁混凝土桥塔结构裂缝难以高效、安全、精准量化识别的问题,提出了基于爬壁机器人和Transformer的桥塔裂缝识别检测方法。该方法以基于负压吸附机制的爬壁机器人为装备载体,其可在混凝土桥塔上快速移动并近距离采集表观... 详细信息

为了解决大型桥梁混凝土桥塔结构裂缝难以高效、安全、精准量化识别的问题,提出了基于爬壁机器人和Transformer的桥塔裂缝识别检测方法。该方法以基于负压吸附机制的爬壁机器人为装备载体,其可在混凝土桥塔上快速移动并近距离采集表观病害高清数据。通过建立包含图像拼接、特征金字塔Transformer(Feature Pyramid Transformer,FPT)裂缝分割网络、尺度量化计算的裂缝识别方法,得到裂缝关键位置的宽度数据,并输出裂缝全局分布可视化结果,有效提升了微小裂缝的分割和边缘定位精度。基于试验验证了该方法的可行性与识别检测精度,并成功将其应用于中国东部某跨海大桥主塔裂缝检测工程。检测结果表明:该法对实际桥塔表面分布在0.1~3.3 mm宽度范围内的多尺度裂缝进行检测,宽度量化的最大误差小于10%。研究成果具有较好的应用前景,有望进一步推进现有混凝土桥梁结构检测技术与装备的智能化发展。

关键词：桥梁工程桥塔裂缝检测爬壁机器人特征金字塔Transformer 多尺度裂缝

考虑Hansbo渗流及变井阻的竖井地基非线性大应变固结分析

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工程力学 2024年第9期41卷 144-154页

作者：李阔李传勋郭霄江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 浙江公路水运工程咨询有限责任公司浙江杭州310006

大量资料表明,软土中孔隙水渗流在低水力坡降时会偏离达西定律,同时高压缩性软土在外载作用下产生的较大应变致使经典的小应变固结理论不再适用,竖井地基中的软土大应变也必然导致排水体发生弯折、出现淤堵等不良排水状态从而影响竖井... 详细信息

大量资料表明,软土中孔隙水渗流在低水力坡降时会偏离达西定律,同时高压缩性软土在外载作用下产生的较大应变致使经典的小应变固结理论不再适用,竖井地基中的软土大应变也必然导致排水体发生弯折、出现淤堵等不良排水状态从而影响竖井的通水量。基于此,应用经典的Hansbo渗流定律描述软土中的渗流规律,采用随时间、深度变化的变井阻模型描述竖井在固结过程中通水量的变化,在Gibson大应变几何假定下建立可以考虑外荷载随时间变化的竖井地基大应变非线性固结模型,并给出其数值解答。通过与退化工况下已有的解答和工程实例开展对比分析,验证所建固结模型的可信性。对不同工况下的竖井地基大变形固结性状进行分析时发现:Hansbo渗流参数m和i1在合理取值范围内时其与达西渗流竖井地基固结度间的差异可高达10%,但当井径比小于13时,两者间的差异不到5%,此时可忽略土中存在的非达西渗流现象,一旦井径比超过13,竖井地基固结计算就有必要考虑土中的Hansbo渗流现象;变井阻导致竖井的通水量逐渐降低,在考虑土中Hansbo渗流后,变井阻与常井阻计算的竖井地基平均固结度间的差异最大达10%;竖井长度与竖井影响区半径之比(H/r_(e))达到12.5时,土中竖向渗流已影响甚微,且随着H/r_(e)的增大竖向渗流的影响会更小,此时可忽略不计。

关键词：岩土工程竖井地基数值解 Hansbo渗流变井阻大应变非线性固结

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高层建筑竖向构件分离顶升纠偏关键技术研究

建筑结构 2024年第16期54卷 146-150页

作者：祝文畏杨学林贾珅豪周豪毅浙江省建筑设计研究院有限公司杭州310006

为了揭示高层建筑竖向构件分离顶升纠偏工艺的内在机理,给出了顶升系统的理论模拟方法,分别从千斤顶布置、顶升控制模式和顶升误差三个因素对结构内力的影响展开研究。通过对比各因素影响下结构的内力计算结果,总结了墙柱分离顶升纠偏... 详细信息

为了揭示高层建筑竖向构件分离顶升纠偏工艺的内在机理,给出了顶升系统的理论模拟方法,分别从千斤顶布置、顶升控制模式和顶升误差三个因素对结构内力的影响展开研究。通过对比各因素影响下结构的内力计算结果,总结了墙柱分离顶升纠偏设计、施工过程中的关键技术。结果表明:分离顶升过程中,单向双千斤顶布置形式不可取;“力为主、位移为辅”的双控顶升模式更适用于实际工程;顶升时的微小误差,可能会引起极大的结构附加内力,应通过理论分析和施工控制加以避免。

关键词：高层建筑竖向构件分离顶升纠偏千斤顶布置顶升控制模式顶升误差

饱和土地区不同直径盾构穿越既有隧道的理论研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1447-1462页

作者：丁智张默爆张霄魏新江申文明周俊宏浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015 浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江省建筑设计研究院浙江杭州310006 中铁二院华东勘察设计有限责任公司浙江杭州310004 宁波市轨道交通集团有限公司浙江宁波315101

随着城市地铁隧道空间断面的多元化发展,既有隧道不可避免地面临不同直径盾构穿越的巨大风险。基于半无限饱和土初值解,考虑盾构机直径与类型,提出开挖面附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力等施工参数的修正计算方法,推导出饱和软土地... 详细信息

随着城市地铁隧道空间断面的多元化发展,既有隧道不可避免地面临不同直径盾构穿越的巨大风险。基于半无限饱和土初值解,考虑盾构机直径与类型,提出开挖面附加推力、盾壳摩擦力、盾尾注浆压力等施工参数的修正计算方法,推导出饱和软土地区不同直径盾构穿越引起既有隧道竖向变形的计算公式。研究结果表明:相较于已有文献中计算方法,本文计算方法在预测饱和土大直径盾构穿越引起的既有隧道变形时更有优势。盾构斜穿既有隧道时纵向沉降槽会发生偏移,变形在盾构离开隧道轴线4.5倍盾构机长度后趋于稳定。不同类型盾构机开挖面稳定原理的差异性是影响计算结果的关键因素,考虑泥浆重度分布的开挖面附加推力比考虑挤土效应的开挖面附加推力对盾构直径变化更为敏感。

关键词：盾构隧道饱和土盾构穿越大直径开挖面

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盾构管片开口解析分析方法及其应用

中国公路学报 2024年第7期37卷 189-203页

作者：陈张鹏臧延伟杨仲轩徐荣桥龚晓南王金昌刘长宝严佳佳浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311120 公路数智养护浙江省工程研究中心浙江杭州310051

为方便隧道中人员和车辆在灾害中能就近逃生和避险,需要设置大量的地下结构联络通道,这就带来了盾构隧道管片开口问题。采用Timoshenko曲梁理论描述管片的力学行为,通过土弹簧和荷载模拟周围土体对隧道的约束和加载作用,三向弹簧模拟环... 详细信息

为方便隧道中人员和车辆在灾害中能就近逃生和避险,需要设置大量的地下结构联络通道,这就带来了盾构隧道管片开口问题。采用Timoshenko曲梁理论描述管片的力学行为,通过土弹簧和荷载模拟周围土体对隧道的约束和加载作用,三向弹簧模拟环内纵缝接头,均布剪切弹簧模拟环间接头,建立了分析模型。首先采用状态空间法,推导了不考虑开口时多环衬砌传递方程。其次引入自由边界条件,调整荷载和系统矩阵,导出了考虑开口工况和错缝拼装的多环衬砌传递方程,得到了开口工况下盾构隧道的响应。最后结合之江路联络通道工程,通过数值算例,验证所提方法的同时分析了大直径盾构隧道开口工况下开口环和邻近环的变形和内力分布规律,研究了地质条件和环间连接情况对衬砌开口的影响。结果表明:开口环位移增加而内力减小,邻近环则位移和内力都增加;周围地质条件越好,隧道受开口工况的影响越小。在实际工程中,可以通过增强环间连接的方法来减小开口工况对于衬砌受力的影响。

关键词：隧道工程盾构隧道状态空间法解析方法管片开口

考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结分析

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哈尔滨工业大学学报 2024年第9期56卷 131-139页

作者：薛晴李传勋郭霄江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 浙江公路水运工程咨询有限责任公司杭州310006

为了准确预测实际土层的固结速率,在Gibson大应变固结理论基础之上,考虑土体的非线性压缩渗透特性和土层表面随时间改变的变排水边界条件,建立考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结模型。在此基础上,获得单级加载和多级加载条件下... 详细信息

为了准确预测实际土层的固结速率,在Gibson大应变固结理论基础之上,考虑土体的非线性压缩渗透特性和土层表面随时间改变的变排水边界条件,建立考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结模型。在此基础上,获得单级加载和多级加载条件下大应变非线性固结模型的显式解析解,利用获得的解析解开展计算以分析界面参数、荷载取值对土层固结性状的影响。结果表明:外荷载对土体内部超静孔压消散的影响表现为随着荷载的增大,超静孔压消散得越快,但其不会影响土体最终完成固结的时间;参数I_(c)(α-2)取值对土体固结性状的影响表现为固结速率随着参数I_(c)(α-2)取值的变化而变化。值得注意的是,描述土体非线性特性的参数取值对固结性状的影响在变边界下显现的固结性状会出现延迟现象,不同参数下的变边界更能反映土体边界的真实透水性情况,在实际工程中可以根据超静孔压实际的消散速率反演界面参数,以便能准确预估土层的固结进程。

关键词：软土与地基天然地基解析解变荷载变边界条件大应变固结非线性固结

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环抱锁定接骨板系统固定Vancouver B1型股骨假体周围骨折的生物力学实验研究

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中华创伤骨科杂志 2024年第6期26卷 533-537页

作者：储小兵金敏伟董睿浙江中医药大学附属第一医院(浙江省中医院)骨科杭州310006

目的:探讨自主研发的环抱锁定接骨板系统固定Vancouver B1型股骨假体周围骨折的生物力学性能。方法:取美国Sawbone公司生产的成人股骨假骨材料3根,其中3403型号2根、3447型号1根。模拟Vancouver B1型股骨假体周围骨折,然后应用自主研发... 详细信息

目的:探讨自主研发的环抱锁定接骨板系统固定Vancouver B1型股骨假体周围骨折的生物力学性能。方法:取美国Sawbone公司生产的成人股骨假骨材料3根,其中3403型号2根、3447型号1根。模拟Vancouver B1型股骨假体周围骨折,然后应用自主研发的环抱锁定接骨板系统固定。在力学实验机上,模拟人体直立状态下的力学负载状态,顺序进行压缩试验(加载力为50~500 N,位移控制加速度为5 mm/min)、压缩疲劳试验(加载条件为50~500 N正弦波力值,频率为5 Hz,循环加载250次)、扭转试验(1°/min~15°/min的扭角加速度顺时针转动加载扭矩)及扭转破坏试验等。结果:压缩试验结果显示:样本1、样本2及样本3的位移分别为0.83、0.45、0.41 mm,所有样本的环抱锁定接骨板系统无异常变化。压缩疲劳试验结果显示:样本1、样本2及样本3的位移分别为(0.70±0.05)、(0.44±0.01)、(0.42±0.02)mm,最大位移变化<0.13 mm,所有样本的环抱锁定接骨板系统无异常变化。扭转试验中4°内扭转结果:样本1、样本2及样本3的最大扭矩分别为4.73、7.82、7.37 N·m。扭转破坏试验中样本1在股骨远端接骨板的第一个螺钉处发生骨折断裂,极限扭矩为28.18 N·m;样本2抱钩开始滑动的扭矩为16.00 N·m,抱钩断裂内固定失效的极限扭矩为18.74 N·m;样本3抱钩开始滑动的扭矩为20.49 N·m,抱钩断裂内固定失效的极限扭矩为24.82 N·m。结论:自主研发的Vancouver B1型股骨假体周围骨折环抱锁定接骨板系统在仿真Sawbone假骨模型模拟人体直立负重的力学测试中达到了所需的力学强度。

关键词：股骨骨折内固定器生物力学假体周围骨折环抱锁定接骨板

酵母对锈赤扁谷盗羽化、发育历期、成虫体重、雌雄比及引诱行为的影响

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中国粮油学报 2024年第4期39卷 34-40页

作者：虞燕超金永伟肖玉捷张涛金建德曹阳刘兴泉周国鑫浙江农林大学现代农学院杭州311300 国家粮食和物资储备局科学研究院北京100037 浙江省储备粮管理有限公司杭州310006

锈赤扁谷盗喜食含酵母的食物,且添加酵母可增加锈赤扁谷盗种群数量。为明确酵母对锈赤扁谷盗生长繁殖和行为调控的影响,研究测定了取食含不同浓度活性酵母和灭活酵母食物的锈赤扁谷盗发育历期、羽化成虫数量、初羽化体重、雌雄比以及成... 详细信息

锈赤扁谷盗喜食含酵母的食物,且添加酵母可增加锈赤扁谷盗种群数量。为明确酵母对锈赤扁谷盗生长繁殖和行为调控的影响,研究测定了取食含不同浓度活性酵母和灭活酵母食物的锈赤扁谷盗发育历期、羽化成虫数量、初羽化体重、雌雄比以及成虫体重增长率等生物学参数;利用四臂嗅觉仪比较了活性、灭活酵母和酵母提取物及其挥发物对锈赤扁谷盗的引诱力,及利用GC-MS分析3种酵母挥发物组分。结果表明,活性酵母和灭活酵母处理锈赤扁谷盗羽化成虫数量显著高于对照;添加活性酵母、灭活酵母均可缩短锈赤扁谷盗的发育历期;添加灭活酵母可显著提高羽化雌成虫比例和初羽化雌成虫的体重增长率。锈赤扁谷盗对灭活酵母具有较强的偏好性,这可能与灭活酵母挥发物中特有的二丁基化羟基甲苯等11种化合物有关。因此,摄取的酵母可能主要为锈赤扁谷盗提供营养物质,灭活酵母更适合作为锈赤扁谷盗生长发育的营养源;灭活酵母及其挥发物对锈赤扁谷盗具有较高的引诱作用。

关键词：酵母锈赤扁谷盗生物学参数引诱力挥发物