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强风下导线的等效随机静风荷载概率模型

工程力学 2024年第1期41卷 124-137页

作者：唐亚男段忠东徐枫欧进萍聂铭罗啸宇刘小璐哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院深圳518055 广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080

输/配电线路是典型的风振敏感结构,而且导线风荷载往往大于杆塔自身风荷载。结构风荷载常呈现强随机性,合理地考虑这种随机性是输/配电线路抗风设计与风险评估的基础。该文以气弹模型风洞试验为依据,结合随机风振反应基本理论,获得导线... 详细信息

输/配电线路是典型的风振敏感结构,而且导线风荷载往往大于杆塔自身风荷载。结构风荷载常呈现强随机性,合理地考虑这种随机性是输/配电线路抗风设计与风险评估的基础。该文以气弹模型风洞试验为依据,结合随机风振反应基本理论,获得导线等效静风荷载的计算方法;引入强风风场特性参数的随机性,推导并拟合得到导线的等效随机静风荷载概率模型;将建立的随机风荷载概率模型应用于配网结构的可靠度分析中,评估现有配网结构规范设计的可靠度水准。分析结果表明,导线风荷载效应占比大于5%时,按现有配网线路规范设计的构件可靠度指标低于构件呈现二级延性破坏所对应的目标可靠度水平。该文建立的随机风荷载概率模型,考虑了平均风荷载的随机性、脉动风荷载的随机过程性及其对结构的随机动力效应,同时引入了描述脉动风随机过程特性参数的随机性,可应用于强风下输/配电网的抗风设计和风险评估。

关键词：风工程导线等效随机静风荷载风洞试验可靠性分析

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受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第2期45卷 63-73页

作者：郑家豪李俊华陈佳威张振文宁波大学土木工程与地理环境学院浙江宁波315211 泉州信息工程学院土木工程学院福建泉州362000

为了研究火灾后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙的抗震性能,对4榀受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙、1榀受火后现浇剪力墙对比试件及1榀常温未受火套筒灌浆连接剪力墙对比试件进行低周反复加载试验,研究受火时间、暗柱设置、套筒... 详细信息

为了研究火灾后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙的抗震性能,对4榀受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙、1榀受火后现浇剪力墙对比试件及1榀常温未受火套筒灌浆连接剪力墙对比试件进行低周反复加载试验,研究受火时间、暗柱设置、套筒灌浆连接方式对套筒灌浆连接混凝土剪力墙的破坏形态、承载力、刚度、延性、耗能能力的影响。试验结果表明:与常温未受火套筒灌浆连接剪力墙相比,受火后套筒灌浆连接剪力墙在低周往复拟静力加载过程中会出现混凝土塌落现象,受火60、113 min的套筒灌浆连接剪力墙承载力分别降低4.68%、13.15%,位移延性系数分别降低2.56%、7.73%,初始刚度分别降低9.92%、27.73%;在相同受火时间下,暗柱对受火后套筒灌浆连接混凝土剪力墙的承载力影响不大,但可以增加刚度、延性和耗能能力;与现浇剪力墙相比,受火113 min后套筒灌浆连接剪力墙承载力降低20.72%,初始刚度降低9.33%,位移延性系数增加4.68%,在屈服前耗能能力优于现浇剪力墙,在屈服后耗能能力劣于现浇剪力墙。

关键词：装配式混凝土剪力墙套筒灌浆连接火灾后拟静力试验抗震性能

考虑海水-海床-斜拉桥相互作用下纵桥向设置BRB的减震作用与优化设计

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振动工程学报 2024年第5期37卷 789-801页

作者：陈宝魁何世杰杜玉杰陈少林高金贺南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南京航空航天大学民航学院土木与机场工程系江苏南京210016 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反... 详细信息

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反应的影响。考虑海洋环境可能对减震构件的耐久性造成威胁,提出一种应用耐久性能优良的防屈曲支撑(Bulking Restrained Brace,BRB)作为纵桥向减震构件的斜拉桥减震体系,并且以青州航道桥为工程背景,通过其与漂浮体系斜拉桥模型的地震反应对比,验证了考虑海洋环境影响下该减震体系的可行性。研究对BRB的布设位置与设备参数等进行优化分析,进一步确定BRB作为斜拉桥纵桥向减震构件的设计方法。研究发现地震作用下海水产生的动水效应会放大斜拉桥上部结构的地震反应。通过对比不同工况下结构的地震反应,发现在桥墩与桥塔位置同时设置BRB时,桥梁整体减震效果最佳。另外,BRB的屈服承载力等参数对斜拉桥的抗震性能亦产生较大影响。

关键词：海水-海床-斜拉桥耦合防屈曲支撑海底地震动减震体系地震波动

冻融循环环境下方钢管混凝土粘结强度试验研究

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工程力学 2024年第S1期41卷 206-214页

作者：李俊华王维宸周春恒陈志辉泉州信息工程学院土木工程学院福建泉州362000 宁波大学土木工程与地理环境学院浙江宁波315211

为研究冻融循环环境下方钢管混凝土的粘结性能,设计制作了19组57个方钢管混凝土短柱试件,并对这些试件开展冻融循环后的推出试验。获得了试件的荷载-滑移曲线,分析方钢管混凝土粘结力的组成以及冻融循环次数、构件长细比、钢管宽厚比对... 详细信息

为研究冻融循环环境下方钢管混凝土的粘结性能,设计制作了19组57个方钢管混凝土短柱试件,并对这些试件开展冻融循环后的推出试验。获得了试件的荷载-滑移曲线,分析方钢管混凝土粘结力的组成以及冻融循环次数、构件长细比、钢管宽厚比对粘结强度的影响。试验结果表明,冻融循环后方钢管混凝土的荷载-滑移曲线与常温下总体相似,包含无滑移段、上升段、下降段、残余段。无滑移段的粘结作用由化学胶结力提供,滑移产生后的粘结作用由摩擦力和机械咬合力提供。在试验参数范围内,方钢管混凝土的粘结强度随着冻融循环作用次数增加呈幂函数减小,随着构件长细比的增大呈线性降低,随着钢管宽厚比的增大呈指数下降。在试验结果基础上,提出了冻融循环后方钢管混凝土粘结强度的计算公式,计算结果与试验结果总体总体吻合。

关键词：钢管混凝土冻融循环推出试验粘结强度粘结退化

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质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响

爆炸与冲击 2024年第5期44卷 108-118页

作者：耿少波洪欣郑毅沈新月中北大学环境与安全工程学院土木工程学科部山西太原030051

为研究质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响,以等效单自由度法为基本方法,理论推导了柔性及刚性2类梁构件含质量参数在弹性、塑性各阶段的振动位移解,选择矩形截面、圆截面为梁构件典型截面,设计并计算了质量参数在1.00~1.20范围内... 详细信息

为研究质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响,以等效单自由度法为基本方法,理论推导了柔性及刚性2类梁构件含质量参数在弹性、塑性各阶段的振动位移解,选择矩形截面、圆截面为梁构件典型截面,设计并计算了质量参数在1.00~1.20范围内的13种典型工况。结果表明:对于空爆荷载柔性及刚性2类梁构件,增大其截面面积后,仅考虑质量参数计算振动位移时误差较大,应按质量参数及产生的附加刚度参数耦合效应分析;对于矩形截面梁构件,采用质量参数与刚度参数耦合计算时,其最大弹性位移、最大弹塑性位移和残余变形降低幅度分别约为仅采用质量参数计算结果的4.75、3.28和2.96倍;对于圆截面梁构件,则分别为3.57、2.56和2.32倍;该结论在柔性梁构件及刚性梁构件均适用且无明显差异。

关键词：空爆荷载质量参数梁构件动力响应刚度残余变形

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浅埋超大直径盾构近穿既有高架桩基的影响

科学技术与工程 2024年第24期24卷 10439-10448页

作者：苏稚寅谢家冲王子怡上海隧道工程有限公司上海200232 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 加泰罗尼亚理工大学土木与环境工程学院巴塞罗那08034 慕尼黑工业大学工程与设计学院慕尼黑80333

上海北横通道工程Ⅷ标段为15.5 m超大直径盾构隧道,区间在出洞后仅54 m即近距离侧穿内环高架,最小覆土埋深比为0.5,距离桥墩桩基最近仅3.9 m。施工过程中既有桩基、地层和盾构穿越表现出显著的相互作用影响。开展了盾构施工影响区范围... 详细信息

上海北横通道工程Ⅷ标段为15.5 m超大直径盾构隧道,区间在出洞后仅54 m即近距离侧穿内环高架,最小覆土埋深比为0.5,距离桥墩桩基最近仅3.9 m。施工过程中既有桩基、地层和盾构穿越表现出显著的相互作用影响。开展了盾构施工影响区范围内的地表沉降和桥墩桩基的位移监测,并基于实测结果对盾构开挖过程的三维精细化数值分析结果进行对比验证。结果表明:数值结果与实测数据吻合良好,均反映了在浅埋超大直径盾构出洞后即穿既有高架桥梁桩基下,在横断面上表现为地表中间沉降,两侧显著隆起的特点,其中部分隆起量在开挖完成后由于卸载恢复;侧穿高架过程中表现出显著的隧-土-桩相互作用:既有桩基对盾构开挖引起的地层变形存在钳制作用,导致沉降槽两侧表现为非对称隆起,地层变形同时也协同带动既有桩基的竖向隆起;在开挖的纵向响应上,沉降区间受到两侧工作井与桩基约束而扩展有限;侧穿引起桩身发生背向隧道最大值超过3 mm的水平侧向屈曲位移,同时在单桩中产生最大达到150 kN的附加轴力。

关键词：盾构隧道桩基穿越既有桥梁自动化监测地表沉降桩土相互作用

考虑干湿循环路径的粉砂质泥岩力学特性及本构模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1912-1922,1980页

作者：成辉付宏渊曾铃于晓伟罗锦涛刘杰长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模... 详细信息

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模型.结果表明:粉砂质泥岩应力-应变曲线具有非线性特征,可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段、峰后破坏阶段和残余强度阶段;随干湿循环次数或循环幅度的增加,压密阶段与塑性屈服阶段延长,岩样峰值强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角损伤逐渐增大,粉砂质泥岩力学参数敏感度表现为变形模量>黏聚力>内摩擦角>峰值强度;受溶蚀、潜蚀作用,粉砂质泥岩孔隙率不断增大,破坏模式由以剪切破坏形式为主的顶锥-劈裂破坏向剪切破坏演化.构建的岩石损伤本构模型能考虑干湿循环路径的影响,能较好地反映粉砂质泥岩应力-应变曲线全过程变形特征.

关键词：粉砂质泥岩干湿循环路径力学特性微观结构损伤本构模型

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钒技术在难减排行业和能源转型中的作用评估

钢铁钒钛 2024年第4期45卷 84-94页

作者： David ASantos Manish KDixit Pranav Pradeep Kumar Sarbajit Banerjee 德克萨斯农工大学化学系德克萨斯农工大学材料科学和工程系德克萨斯农工大学建筑科学系德克萨斯农工大学土木与环境工程学院

重工业的减碳和可再生能源技术的出现皆与获得矿物资源有着密不可分的联系。因此，迫切需要对关键元素在减少温室气体排放方面的作用进行基准评估。考察了钒作为微合金元素在建筑碳减排以及作为电网储能用液流电池的主要成分在能源转型... 详细信息

重工业的减碳和可再生能源技术的出现皆与获得矿物资源有着密不可分的联系。因此，迫切需要对关键元素在减少温室气体排放方面的作用进行基准评估。考察了钒作为微合金元素在建筑碳减排以及作为电网储能用液流电池的主要成分在能源转型中的作用。研究结果表明，钒可使每年减少总计1.85亿t碳排放。其中，中国和欧盟的减排幅度分别为各自排放量的1.15%和0.18%。研究结果强调了关键金属在发展低碳基础设施中的作用，同时指出了进行全面评估并施加政策干预减轻供应链风险的必要性。

关键词：钒微合金化液流电池碳减排

考虑砂浆随机分布的多孔沥青混合料黏附/黏聚失效行为

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 139-153页

作者：王晓威张一鸣王兴威任家兴杨旭黄育兆汪海年西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 新加坡南洋理工大学土木与环境工程学院新加坡639798 长安大学未来交通学院陕西西安710064 长安大学公路学院陕西西安710064

为获得更加真实的多孔沥青混合料(PAC)黏附/黏聚失效行为,提出了一种考虑砂浆随机分布的细观有限元建模方法;基于X射线CT扫描和图像处理技术量化了PAC的真实细观结构和砂浆分布,研究了砂浆的随机分布特性;通过可精确控制砂浆厚度的拉拔... 详细信息

为获得更加真实的多孔沥青混合料(PAC)黏附/黏聚失效行为,提出了一种考虑砂浆随机分布的细观有限元建模方法;基于X射线CT扫描和图像处理技术量化了PAC的真实细观结构和砂浆分布,研究了砂浆的随机分布特性;通过可精确控制砂浆厚度的拉拔试验评价了不同厚度砂浆的黏附/黏聚性能,确定了不同厚度砂浆对应的内聚力模型参数;在砂浆-集料边界和砂浆内部嵌入零厚度内聚力单元,并基于PAC内不同区域的砂浆厚度赋予该区域内聚力单元相应的模型参数,最终构建了考虑砂浆随机分布的细观有限元模型(模型A),研究了PAC黏附/黏聚失效行为的细观演化过程。研究结果表明:推荐将试件分割为36份用于表征砂浆的随机分布特性,砂浆厚度对其黏附/黏聚性能、失效模式以及内聚力模型参数具有显著影响,当砂浆厚度小于0.9 mm或在1.2~1.8 mm时为黏附失效,大于1.9 mm时为黏附-黏聚混合失效,其他厚度下为黏聚失效,且同一失效模式下,黏附/黏聚强度随着砂浆厚度的增大而增大;与不考虑砂浆随机分布的细观有限元模型(模型B)相比,模型A和B的起裂点均为黏附失效,但失效位置不同,模型B以单一的黏附失效为主,模型A表现出多种黏附/黏聚失效行为,与现场复杂的黏附/黏聚失效行为更加一致;砂浆的随机分布对PAC黏附/黏聚失效过程、应力分布、裂缝发展具有显著的影响,故考虑砂浆的随机分布能够更加准确地识别PAC黏附/黏聚失效的最不利位置,增大砂浆厚度能够延缓黏附/黏聚失效的扩展过程。

关键词：路面工程多孔沥青混合料黏附/黏聚失效随机分布细观有限元模型耐久性