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FRP网格-ECC复合层加固混凝土界面定量化处理及黏结性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 207-217页

作者：潘毅任宇郭瑞高子祁夏毛瑶西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

针对传统纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)网格-工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites, ECC)复合层加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构存在界面处理质量无法保证的问题,提出通过对混凝土... 详细信息

针对传统纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)网格-工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites, ECC)复合层加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构存在界面处理质量无法保证的问题,提出通过对混凝土表面钻孔定量化描述界面粗糙度的改良FRP网格-ECC复合层加固方法,并建立了粗糙度评价指标,即界面处理率。为研究不同界面处理率下复合层与混凝土之间的界面黏结性能,开展复合层抗拉试验研究其材料性能,并对4组12个双剪试件进行试验,考察不同界面处理率对复合层与混凝土黏结剪切性能的影响。研究结果表明:复合层的拉伸应力-应变曲线呈双线性,抗拉强度为10.62 MPa,极限拉应变为0.0138;未界面处理的试件发生了界面剥离破坏,经界面处理后试件随着界面处理率的增大,破坏模式逐渐从临界断裂破坏向复合层断裂破坏过渡,即定量化界面处理的改良加固法可抑制界面的剥离,且可在一定程度上控制界面破坏形态;基于现有FRP片材-混凝土的黏结滑移模型,并考虑FRP网格-ECC复合层整体受力行为和界面处理率,建立FRP网格-ECC复合层与混凝土界面的黏结滑移模型和承载力计算式,承载力计算值与试验值之比平均值为1.107,二者吻合良好。

关键词： FRP网格-ECC复合层混凝土界面处理双剪试验黏结滑移模型承载力

基于三角级数解的钢-混凝土组合梁弹性弯曲变形计算方法

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 253-261页

作者：叶华文蒋成川黄澳冯治皓叶杨帆周渝西南交通大学土木工程学院四川成都610031

目前针对考虑界面滑移效应的钢-混凝土组合梁的弯曲变形计算公式缺乏广泛适应性,不便于组合梁结构设计。为此,采用三角级数构造组合梁弹性弯曲变形和界面滑移的位移函数,根据最小势能原理和变分法,推导了简支组合梁在不同荷载类型下的... 详细信息

目前针对考虑界面滑移效应的钢-混凝土组合梁的弯曲变形计算公式缺乏广泛适应性,不便于组合梁结构设计。为此,采用三角级数构造组合梁弹性弯曲变形和界面滑移的位移函数,根据最小势能原理和变分法,推导了简支组合梁在不同荷载类型下的弹性弯曲变形和界面滑移的计算公式,进而得到考虑滑移效应的组合梁抗弯刚度和界面滑移值的统一显式解。通过与大量已有文献中的试验值和既有计算方法比较,验证了其有效性和准确性。结果表明:根据三角级数解推导出的钢-混凝土组合梁弯曲刚度计算公式简洁直观,物理意义明确,结果可靠,所提出的方法适用于精确计算正常使用状态下组合梁弯曲变形。

关键词：钢-混凝土组合梁界面滑移弯曲变形三角级数解统一计算公式

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古建筑木结构榫卯节点力学性能研究进展

建筑结构学报 2024年第7期45卷 226-241页

作者：潘毅安仁兵游文龙西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

榫卯节点是古建筑木结构区别于其他结构的重要构造措施之一,具有典型的半刚性连接特性,其力学性能对古建筑木结构的抗震性能影响较大。根据在结构中连接方式的不同,总结了水平与竖向构件连接、竖向构件连接和水平构件连接榫卯节点的特... 详细信息

榫卯节点是古建筑木结构区别于其他结构的重要构造措施之一,具有典型的半刚性连接特性,其力学性能对古建筑木结构的抗震性能影响较大。根据在结构中连接方式的不同,总结了水平与竖向构件连接、竖向构件连接和水平构件连接榫卯节点的特点和用途。从受力机理、力学模型和数值分析3个方面,对榫卯节点力学性能的研究现状进行了梳理。在受力机理方面,归纳了不同类型榫卯节点的受力特点与破坏特征,分析了节点构造尺寸、节点损伤及构造措施等因素对节点力学性能的影响。在力学模型方面,阐述了基于理论推导、模型试验和数值模拟力学模型的建立过程,并指出了不同方法的局限性。在数值分析方面,以木材本构关系为基础,介绍了榫卯节点的精细化数值分析和在整体结构中的简化分析。通过对榫卯节点力学性能的研究成果的回顾,发现节点类型不完善、影响因素不全面、力学模型复杂和模拟精度不足等问题,为榫卯节点力学性能的进一步研究指出方向,也为准确反映节点在古建筑木结构中的力学性能提供支撑。

关键词：古建筑木结构榫卯节点受力机理力学模型数值分析

长期循环荷载下土的动力学特性与本构模型研究进展

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西南交通大学学报 2024年第2期59卷 377-391页

作者：李琼林青于蓝崔凯张东杰李庞举西南交通大学土木工程学院四川成都610031

随着交通基础设施的快速发展,长期循环荷载下土体的动力性能与相应的本构模型体系愈发受到关注,其能为该类荷载下地基或者岩土构筑物的动力稳定性和服役性能评估提供理论基础与技术支撑.最近20年来,国内外相关学者已开展了大量的室内试... 详细信息

随着交通基础设施的快速发展,长期循环荷载下土体的动力性能与相应的本构模型体系愈发受到关注,其能为该类荷载下地基或者岩土构筑物的动力稳定性和服役性能评估提供理论基础与技术支撑.最近20年来,国内外相关学者已开展了大量的室内试验探索长期循环荷载下土的动力特性与影响因素,建立相应的理论模型描述土体的长期循环变形特征,并努力将其应用于工程实践.目前,对长期循环荷载下土体动力学性能与主要影响因素的研究基本明确,但在如何减少本构模型参数,增强本构模型在变幅值、变频率等复杂实际工况时的适用性等研究尚需进一步加强.本文通过对该方向研究发展的总结,明确了未来的发展方向,并提出了当前研究局限的可能解决思路,有利于进一步推进相关研究成果应用于工程实践的进程.

关键词：长期循环荷载加载模式累积应变动态模量本构模型

考虑结构损伤的CFRP修复RC墩柱地震损伤模型研究

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西南交通大学学报 2024年第2期59卷 332-342页

作者：龚婉婷钱永久徐望喜西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为研究碳纤维材料(CFRP)修复损伤钢筋混凝土(RC)结构遭受地震作用的损伤演化规律,准确量化修复损伤结构状态,进行了10个钢筋混凝土圆墩柱拟静力试验,其中,8个墩柱试件为使用不同CFRP加固方法进行修复的损伤试件.基于试验结果,对8个典型... 详细信息

为研究碳纤维材料(CFRP)修复损伤钢筋混凝土(RC)结构遭受地震作用的损伤演化规律,准确量化修复损伤结构状态,进行了10个钢筋混凝土圆墩柱拟静力试验,其中,8个墩柱试件为使用不同CFRP加固方法进行修复的损伤试件.基于试验结果,对8个典型地震损伤模型进行研究分析,引入材料性能折减系数来考虑结构初始损伤,建立了CFRP修复RC墩柱的双参数地震损伤模型,并根据试验现象和改进的损伤模型对钢筋混凝土结构的损伤程度进行量化分析.研究表明:使用典型地震损伤模型计算修复柱的损伤指标时,计算试件破坏时的损伤指标普遍偏大,且同一墩柱模型损伤指数的变化趋势有较大差异,损伤指数发展趋势与试验现象不符;根据试件参数进行非线性回归分析,得到了组合系数与设计参数的经验表达式,建议的损伤模型能够较好模拟CFRP修复加固墩柱的地震损伤演化过程;定义了钢筋混凝土结构损伤的5个等级,并给出5个等级的损伤指标界限值;对中等损伤(0.3

关键词：地震损伤模型损伤钢筋混凝土圆墩柱 CFRP 加固方法修复

软弱破碎围岩地层预应力管-索结构的提出及应用

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岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1505-1518页

作者：余涛罗虎姜逸帆姚志刚李梦可方勇西南交通大学土木工程学院四川成都610031

针对高地应力软弱破碎围岩隧道变形控制难题,分析不同类型锚杆优点和不足并结合模型试验,研发一种隧道新型预应力管-索结构,详细阐述其结构形式及受力机制,通过理论分析,建立深-浅预应力体耦合力学承载模型,并对其承载效应进行系统分析... 详细信息

针对高地应力软弱破碎围岩隧道变形控制难题,分析不同类型锚杆优点和不足并结合模型试验,研发一种隧道新型预应力管-索结构,详细阐述其结构形式及受力机制,通过理论分析,建立深-浅预应力体耦合力学承载模型,并对其承载效应进行系统分析,最终,通过现场试验验证新型结构的可靠性。研究结果表明:预应力管-索支护结构能够实现“注浆加固、承载结构形成及应力扩散”的协同作用,进而实现对支护强度的2次放大。对管-锚支护而言,注浆提高预应力体力学参数是围岩控制的关键手段,但调整管-索间排距提升围岩承载能力的方式在施工中更为直接高效;进一步分析表明,浅层预应力体合理厚度b1为隧道半径r0的0.8倍,深层预应力体合理厚度b2为隧道半径的1.44倍,可为管-索的参数设计提供一定依据。工程实践表明预应力管-索支护能够有效提高软弱破碎围岩的稳定性,为类似工程提供参考。

关键词：隧道工程软弱破碎围岩管-索结构深-浅预应力体承载增强系数工程应用

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玄武岩纤维棒聚合物混凝土的弯曲韧性

建筑材料学报 2024年第2期27卷 99-105页

作者：崔圣爱徐李麟饶家锐曹卓颖西南交通大学土木工程学院四川成都610031

研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数I_(R)对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T_((2(n-1)))(n)的影响,通过分形理论探究了T_((2(n-1)))(n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的... 详细信息

研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数I_(R)对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T_((2(n-1)))(n)的影响,通过分形理论探究了T_((2(n-1)))(n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的增韧效果最优,此时BFB-PC的弯曲韧性比未掺BFB时提升了8.39倍;BFB的增韧阈值为IR=37.5和IR=90.0;当IR相同时,与未掺聚合物的混凝土相比,聚灰比为0.06的BFB-PC T_((2(n-1)))(n)更高;IR越大裂缝形貌越复杂,T(2(n-1))(n)与裂缝分形维数呈二次函数关系;本文提出的弯曲韧性计算模型准确描述了BFB对PC梁的增韧作用,其试验值与理论值的相对误差小于15.00%.

关键词：聚合物混凝土玄武岩纤维棒纤维增强指数韧性指标分形维数

寒冷地区海洋环境下高性能混凝土时变特性试验研究

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铁道学报 2024年第1期46卷 183-193页

作者：冯博朱海钱永久西南交通大学土木工程学院四川成都610031

依托河北唐山市内曹妃甸区纳潮河2#大桥,针对寒冷地区海洋环境下高性能混凝土(HPC)的时变特征演化规律,开展桥位同位同因素下HPC的时变性能试验研究,且把试件每个变量实际测量数值和规范标准预估值做比较,结果表明:寒冷地区海洋环境下的... 详细信息

依托河北唐山市内曹妃甸区纳潮河2#大桥,针对寒冷地区海洋环境下高性能混凝土(HPC)的时变特征演化规律,开展桥位同位同因素下HPC的时变性能试验研究,且把试件每个变量实际测量数值和规范标准预估值做比较,结果表明:寒冷地区海洋环境下的HPC的早期抗压强度提升速度明显高于规范预测值,抗压强度呈现早期发展迅速,后期缓慢的趋势;寒冷地区海洋环境下HPC弹性模量早期进展速度快,但初期进展相对落后于抗压强度发展趋势。采取抗压强度演算HPC的弹性模量显然小于实际测量值;寒冷地区海洋环境下HPC收缩应变同样在初期收敛速度很快,后期收敛速度趋缓,此外试件构件尺寸大小不但与收缩应变的最终数值有关,同时影响收缩应变随时间发展进程;针对寒冷地区海洋环境下HPC的收缩和徐变发展特性,基于试验结果,分别提出基于CEB-FIP—2010的收缩参数修正模型以及基于EN 1992-2—2005的徐变预测修正公式。

关键词：寒冷地区高性能混凝土时变性能收缩徐变预测模型

马尔康6.0级震群地震藏族民居震害调查与分析

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土木工程学报 2024年第3期57卷 1-15页

作者：潘毅陈齐曹勇龙立琚诚可周祎西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031 西南交通大学建筑学院四川成都610031 成都大学四川成都610106

为掌握马尔康6.0级震群地震中藏族民居的震害情况,对地震灾区进行广泛的调查,总结藏族民居的建筑特点与结构特点,分析石木结构、木结构和生土结构的主要震害特征和破坏原因,并对不同结构类型的建筑震害数量和地质灾害隐患点数量进行统... 详细信息

为掌握马尔康6.0级震群地震中藏族民居的震害情况,对地震灾区进行广泛的调查,总结藏族民居的建筑特点与结构特点,分析石木结构、木结构和生土结构的主要震害特征和破坏原因,并对不同结构类型的建筑震害数量和地质灾害隐患点数量进行统计和分析。研究结果表明:此次地震中,石木结构震害较严重,主要破坏特征为整体倒塌、局部倒塌、墙体破坏、梁柱破坏和屋盖破坏。木结构震害较轻,主要破坏特征为围护墙倒塌、开裂以及屋面溜瓦。由于距离震中较远,生土结构的震害最轻,主要破坏特征为墙体开裂。石木结构和木结构倒塌破坏占比分别为0.9%和0.0%,严重损坏占比分别为19.0%和17.2%。木结构多为非结构构件损坏,抗震能力强于石木结构。同时,地震诱发山体落石、山体滑坡,导致建筑被掩埋、道路中断、水利和通讯设施受损,地质灾害隐患点数量为663处。针对不同藏族民居的震害特征和破坏统计,建议在保留藏族民居建筑特色的前提下,发展受力机理清晰的结构体系,加强藏族民居的抗震措施,并重视该地区的震群型地震效应。根据次生灾害的破坏情况和统计,建议灾后重建中,藏族民居应合理选址,加强地质灾害的监测和预警,并完善防治次生灾害设施。

关键词：马尔康地震震害调查藏族民居石木结构木结构生土结构