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双线铁路隧道复合式衬砌优化研究

地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 201-209页

作者：李亚冉刘轶长治职业技术学院土木工程系山西长治046000 贵州大学土木工程学院贵阳550025

研究复合式衬砌的受力情况是复合式衬砌设计的基础,在实际工程中,复合式衬砌的设计方案通常以经验为主导,为了提出效益更佳的铁路双线隧道复合式衬砌设计方案,基于现场监测和数值模拟,改变喷混层厚度、格栅钢架型号和二衬厚度开展衬砌... 详细信息

研究复合式衬砌的受力情况是复合式衬砌设计的基础,在实际工程中,复合式衬砌的设计方案通常以经验为主导,为了提出效益更佳的铁路双线隧道复合式衬砌设计方案,基于现场监测和数值模拟,改变喷混层厚度、格栅钢架型号和二衬厚度开展衬砌优化研究,通过分析改变以上设计参数对衬砌内力的影响来确定最优的设计方案。研究表明:(1)喷混层厚25 cm、格栅钢架H180、二衬拱腰和侧墙的厚度分别为40 cm和35 cm为该隧道的最优设计方案;(2)格栅钢架的轴力分布特征为“拱部最大、侧墙次之、仰拱较小”;(3)在改变格栅钢架型号并增加喷混层厚度后,格栅钢架承受的轴力下降了10%;(4)侧压力系数为0.8时,拱顶、拱腰和侧墙的内力分布较均匀,弯矩处于较低的水平;(5)减薄二衬厚度提高了衬砌的抗弯安全系数,验证了减薄层二衬5~15 cm优化方案的可行性。

关键词：抗弯安全系数衬砌结构安全性隧道工程衬砌优化极限承载力

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高地震烈度区复杂地质条件渡槽结构

清华大学学报（自然科学版） 2024年第7期64卷 1264-1277页

作者：张延杰曾显志王海深韩钟骐邓开来潘鹏云南省滇中引水工程有限公司昆明650000 清华大学土木工程系北京100084 西南交通大学土木工程学院成都610031

滇中引水工程规模巨大,面临高地震烈度、多活动断裂、复杂地质条件等众多工程建设难题。渡槽是滇中引水工程中用于跨越河流和山谷等特殊地形的重要输水结构之一,确保渡槽结构安全是保障输水功能持续的关键和前提。针对滇中引水工程渡槽... 详细信息

滇中引水工程规模巨大,面临高地震烈度、多活动断裂、复杂地质条件等众多工程建设难题。渡槽是滇中引水工程中用于跨越河流和山谷等特殊地形的重要输水结构之一,确保渡槽结构安全是保障输水功能持续的关键和前提。针对滇中引水工程渡槽结构,部分学者已开展大量理论分析、模型试验及数值模拟等研究工作,该文归纳分析了相关研究成果,并展望未来的研究趋势,旨在为类似工程的建设和发展提供参考和借鉴。研究表明:水槽相互作用及土结相互作用模拟是准确分析渡槽结构地震响应的关键,形成考虑土体渡槽水体的多物理场耦合分析技术,可为滇中引水工程渡槽结构的数值分析提供技术支撑。在此基础上,研究高地震烈度区、复杂地质条件下渡槽结构的抗震及减隔震性能,分析V形河谷等地形差异对渡槽结构的抗震性能影响机理,阐明不同减隔震措施的减隔震机理。随着社会不断发展,人们对渡槽结构在输水能力和跨越能力方面的需求日益增加,如何进一步保证在高地震烈度区和复杂地质条件下的渡槽结构安全和输水功能持续意义重大。利用槽内水体晃动实现调谐液体阻尼器减震效果、研发新型减隔震装置和渡槽防渗止水是未来重要的发展方向。

关键词：滇中引水渡槽高地震烈度复杂地质地震响应

路基湿度测量方法、演化规律及调控技术研究进展

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中国公路学报 2024年第6期37卷 1-33页

作者：崔新壮张小宁王艺霖曾浩高上曹天才吕伟韩柏林重庆大学土木工程学院重庆400045 香港城市大学建筑与土木工程系中国香港999077 山东大学土建与水利学院山东济南250061

路基湿度状态是影响道路工程全寿命周期服役性能的关键因素之一。准确测量路基湿度、揭示路基湿度演化规律、提出合理的路基湿度调控技术一直是道路工程的重点问题。近年来,随着科学技术的不断发展,在路基湿度调控的相关研究中涌现出了... 详细信息

路基湿度状态是影响道路工程全寿命周期服役性能的关键因素之一。准确测量路基湿度、揭示路基湿度演化规律、提出合理的路基湿度调控技术一直是道路工程的重点问题。近年来,随着科学技术的不断发展,在路基湿度调控的相关研究中涌现出了大量新理论、新方法和新技术。聚焦路基湿度测量方法、演化规律以及调控技术3个方面,系统阐述了国内外有关路基湿度的研究现状。综合分析表明,在路基湿度测量方法上,传统破坏性路基湿度测量方法逐渐被低扰动和非扰动测量方法替代,时域反射技术(TDR)、频域反射技术(FDR)和探地雷达技术(GPR)等新技术为路基湿度测量提供了新方法,但在原位、无损、精准和快速测量方面仍有提升空间。在路基湿度演化规律研究上,理论计算、数值分析和缩尺模型试验是揭示路基湿度演化规律的主要研究手段,并从水-力-热多因素耦合下的非饱和土渗流、多孔介质的流动传热、缩尺模型的搭建等方面对路基湿度演化规律进行了研究与分析。然而路基湿度演化受复杂环境的直接影响,具有明显的时空效应,目前的研究成果尚不足以全面、精确地反映路基湿度演化规律。在路基湿度调控技术上,传统的路基内外部排水系统和以粒料隔离层为代表的路基结构在路基湿度调控方面具有显著效果,但由于无法阻隔路基内部的水汽迁移,其调控效果随着服役时间的增加逐渐减弱。以高性能吸疏水材料为代表的新型调控技术可实现路基湿度的主动调控,但尚未实现路基湿度的精细化、智能化调控,未来可向低成本、高效率和高实用性的路基湿度调控技术方向发展。

关键词：路基工程湿度综述测量方法演化规律调控技术

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泵送碱式硫酸镁水泥混凝土的制备和性能

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 270-276页

作者：曾翔超余红发麻海燕张娜长江师范学院土木学院重庆408100 青海大学土木工程学院青海西宁810016 南京航空航天大学机场与土木工程系江苏南京210016

碱式硫酸镁水泥混凝土是新开发出来不久的混凝土材料,具有高抗拉强度、抗冲击和耐腐蚀等优点,但由于其较小的塌落度,限制了其工程应用。本文试验研究了不同掺量萘系减水剂对泵送碱式硫酸镁水泥混凝土塌落度和强度的影响,确定强度等级C30... 详细信息

碱式硫酸镁水泥混凝土是新开发出来不久的混凝土材料,具有高抗拉强度、抗冲击和耐腐蚀等优点,但由于其较小的塌落度,限制了其工程应用。本文试验研究了不同掺量萘系减水剂对泵送碱式硫酸镁水泥混凝土塌落度和强度的影响,确定强度等级C30、C40、C50和C60的萘系高效减水剂适宜掺量分别为2.0%、1.2%、1.5%和1.8%。分别研究了掺粉煤灰型和矿渣型泵送碱式硫酸镁水泥混凝土基本力学性能及在海水浸泡、淡水浸泡1280 d后的强度保留率并进行机理分析,发现粉煤灰型泵送碱式硫酸镁水泥混凝土抗海水腐蚀性较好,适合东部沿海地区应用;随着海水暴露时间的延长,泵送碱式硫酸镁水泥混凝土的Df值呈现幂函数的降低关系。本文还对大气中暴露2400 d的钢筋泵送碱式硫酸镁水泥混凝土小梁进行观测,未有锈涨现象。本文为碱式硫酸镁水泥混凝土在工程领域的应用具有重大意义。

关键词：泵送碱式硫酸镁水泥混凝土萘系高效减水剂强度保留率力学性能耐久性能掺量塌落度水化

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聚合阻尼减震结构体系及减震效果

建筑结构学报 2024年第9期 148-158页

作者：何文福姚俊杰许浩尚峰李婕上海大学土木工程系内蒙古建筑职业技术学院

为了解决超高层框架核心筒结构的外框架和内筒的侧向刚度存在较大差异的问题，提出一种聚合阻尼减震结构体系，通过在核心筒和外框架之间集中布置聚合阻尼装置，利用内外子结构的侧向位移差实现耗能减震。建立了聚合阻尼减震结构的理论... 详细信息

为了解决超高层框架核心筒结构的外框架和内筒的侧向刚度存在较大差异的问题，提出一种聚合阻尼减震结构体系，通过在核心筒和外框架之间集中布置聚合阻尼装置，利用内外子结构的侧向位移差实现耗能减震。建立了聚合阻尼减震结构的理论分析模型，推导得到其动力传递函数并开展影响参数分析，发现传递函数幅值受阻尼层刚度比影响较小，随阻尼比增大而增大，并基于定点理论可得到该体系最优阻尼比；完成了振动台试验验证和算例分析，与传统结构相比，聚合组尼减震结构在应用一半数量阻尼器的情况下，其顶层位移、加速度和基底剪力减震率分别为26.7%、41.8%和64.9%,附加阻尼比提高至传统结构的6.4倍。

关键词：超高层框架-核心筒结构聚合阻尼减震结构体系参数优化振动台试验地震响应减震效果

基于工业基础类标准的钢结构BIM全数据交互技术

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 331-339页

作者：张其林唐子涵满延磊同济大学土木工程学院上海200092 上海同磊土木工程技术有限公司研发部上海200433

研究了适用于各类钢结构的基于工业基础类标准(IFC)的全数据交互技术,可以导出钢结构模型完整的几何信息与附加属性,使通用建筑BIM软件能够进行模型信息读取并编辑其中的参数化构件;可以将模型全信息导入钢结构主流详图设计软件Tekla进... 详细信息

研究了适用于各类钢结构的基于工业基础类标准(IFC)的全数据交互技术,可以导出钢结构模型完整的几何信息与附加属性,使通用建筑BIM软件能够进行模型信息读取并编辑其中的参数化构件;可以将模型全信息导入钢结构主流详图设计软件Tekla进行解析并重生成结构模型,实现模型二次编辑与施工出图。经工程实例验证,该成果应用于钢结构建筑信息模型(BIM)数据交互时信息传递完整、模型转换质量高,避免了钢结构不同设计阶段的重复建模,极大提升了设计效率。

关键词：建筑信息模型工业基础类标准全数据交互钢结构

Π型叠合梁斜拉桥涡激振动性能及气动措施研究

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振动工程学报 2024年第5期37卷 830-837页

作者：蒋尚君朱金鲁胜龙李永乐康锐西南交通大学土木工程学院桥梁工程系四川成都610031

型叠合梁为气动钝体结构,容易发生气动失稳。本文以一座Π型截面叠合梁斜拉桥作为工程背景,采用风洞节段模型试验与计算流体动力学(CFD)方法,对主梁的涡激振动性能及相应的气动抑振措施展开了研究。在风洞节段模型试验中获得涡激振动风... 详细信息

型叠合梁为气动钝体结构,容易发生气动失稳。本文以一座Π型截面叠合梁斜拉桥作为工程背景,采用风洞节段模型试验与计算流体动力学(CFD)方法,对主梁的涡激振动性能及相应的气动抑振措施展开了研究。在风洞节段模型试验中获得涡激振动风速区间,讨论了不同气动措施的抑振效果,运用计算流体动力学(CFD)方法对主梁涡振发生机理及气动措施抑振机理进行了初步研究。结果表明:在原始断面下,由于尾迹区旋涡的周期性脱落以及主梁上、下表面旋涡演变的相互作用,导致了涡激振动发生。在采取三种不同抑振措施后,除采用上L型导流板断面在+3°风攻角下发生扭转涡振外,其余优化断面均能使得来流平稳地通过,从而抑制涡振发生。本研究可对Π型叠合梁断面的斜拉桥抗风设计提供一定参考。

关键词：涡激振动抑振措施叠合梁风洞试验计算流体动力学(CFD)

装配式开孔不锈钢防屈曲支撑抗震性能试验研究

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工程力学 2024年第7期41卷 226-238页

作者：陈磊王东升孙治国钱辉河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北省土木工程技术研究中心天津300401 防灾科技学院土木工程学院北京101601 郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为提升沿海工程结构中耗能构件的耐久性能,提出了装配式不锈钢防屈曲支撑(BRBs),分别采用奥氏体S304和双相型S2205不锈钢作为内芯板。对内芯板和外约束板进行开孔设计,实现定点耗能的同时方便震后对BRBs的损伤情况进行观察。通过拟静力... 详细信息

为提升沿海工程结构中耗能构件的耐久性能,提出了装配式不锈钢防屈曲支撑(BRBs),分别采用奥氏体S304和双相型S2205不锈钢作为内芯板。对内芯板和外约束板进行开孔设计,实现定点耗能的同时方便震后对BRBs的损伤情况进行观察。通过拟静力试验分析了不同材质BRBs的滞回特性及抗震性能,并采用ABAQUS对试验进行了模拟。结果表明:设计的装配式开孔一字形BRBs,结构形式简单,整体稳定性好。不同材质BRBs的屈服后硬化程度差异较大,建议对奥氏体S304不锈钢BRBs刚度因子取0.1,双相型S2205不锈钢BRBs刚度因子取0.02。两种不锈钢BRBs的等效粘滞阻尼比在L/100位移幅值下为0.4左右,均表现出了良好的耗能能力。在相同加载位移幅值下,奥氏体S304和双相型S2205不锈钢BRBs,与屈服强度分别相近的Q235和Q550普通钢BRBs相比,在低周疲劳寿命、塑性变形能力和总耗能等方面都分别远高于后者,具有更优的抗震性能。拟合得到的内芯板循环本构参数能够描述BRBs的滞回特性,采用的建模方法能够兼顾计算精度和计算效率。

关键词：防屈曲支撑不锈钢拟静力试验抗震性能有限元分析

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考虑尾气排放的交叉口信号配时多目标优化研究

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系统仿真学报 2024年

作者：丁新桓王华庆党旭辽宁工程技术大学土木工程学院

为缓解城市道路拥堵，提高交叉口交通效益与环境效益，本文建立了一种以交叉口总延误时间、总停车次数、通行能力和尾气排放总量为优化目标的多目标配时优化模型。该模型将尾气排放量纳入到数学优化模型中，通过构建一种基于比功率的尾... 详细信息

为缓解城市道路拥堵，提高交叉口交通效益与环境效益，本文建立了一种以交叉口总延误时间、总停车次数、通行能力和尾气排放总量为优化目标的多目标配时优化模型。该模型将尾气排放量纳入到数学优化模型中，通过构建一种基于比功率的尾气排放总量测算算法对交通效益指标与尾气排放量的数学关系进行量化，根据交叉口延误时间和停车次数可实现尾气排放总量测算，并分别利用VISSIM和MOVES软件对测算算法精度进行检验。在模型求解时，同时引入NDX交叉算子和SDE策略（Shift-Based Density Estimation，SDE）对传统NSGA-II算法进行改进设计，通过MATLAB软件对配时优化模型和改进NSGA-II算法进行编码，实现多目标配时优化模型求解。选取沈阳市云峰北街与北二东路交叉口为研究对象，利用VISSIM软件的COM端口集成MATLAB算法程序，对9种交通场景下的配时优化方案进行仿真模拟和评价指标分析。结果表明：尾气排放总量测算模型结果误差小于10%，与传统NSGA-II算法相比，改进的NSGA-II算法收敛速度提升了约54%，因此该多目标信号配时优化模型对交通效益与环境效益指标提升效果显著。

关键词：信号交叉口多目标优化模型尾气排放测算改进NSGA-II SDE策略环境效益