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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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单板焊接空心球节点受拉承载性能研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 1-10页

作者：陈志华蔡汝锐刘红波温锁林天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 河北工程大学土木工程学院邯郸056038

单板焊接空心球节点常用做弦支穹顶上部结构连接拉杆或拉索的节点,单板主要承受拉力并传递至焊接空心球,为了满足工程设计的要求,需对其受拉承载性能进行研究.通过试验,研究了不同参数的单板焊接空心球节点轴拉状态下的受力性能和破坏机... 详细信息

单板焊接空心球节点常用做弦支穹顶上部结构连接拉杆或拉索的节点,单板主要承受拉力并传递至焊接空心球,为了满足工程设计的要求,需对其受拉承载性能进行研究.通过试验,研究了不同参数的单板焊接空心球节点轴拉状态下的受力性能和破坏机理,建立有限元模型并进行验证,该模型能较好地反映单板焊接空心球节点轴拉性能,通过有限元模型参数化分析揭示了节点尺寸、加劲肋、单板尺寸等参数对其力学性能的影响规律,并提出单板焊接空心球轴拉承载力计算公式.研究结果表明:单板焊接空心球在轴拉作用下为应力集中导致的剪切强度破坏,破坏发生在单板端部与空心球连接处,表现为焊接空心球被撕裂;有限元应力云图得出破坏时沿着单板平面内拉力方向的剪应力起主要作用;单板焊接空心球节点的受拉承载力随单板宽度及空心球壁厚的增大而明显增大,空心球直径的增大会使承载力略有降低,单板的厚度增加使节点承载力略有提高,单板的高度对节点承载力的影响较小,空心球内设置加劲肋能使承载力提高至少20%;基于参数化提出的单板焊接空心球节点的受拉承载力计算公式能简便地计算出单板焊接空心球节点的承载力,相对误差在±15%以内,满足工程设计误差要求.研究工作可为今后外接单板的焊接空心球节点分析设计提供参考.

关键词：单板焊接空心球节点数值模拟轴拉性能承载力

附加不同形式调谐质量惯容系统的高耸烟囱轻量化减震控制

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振动工程学报 2024年第3期37卷 464-475页

作者：张力张瑞甫薛松涛谢丽宇同济大学土木工程学院土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院结构防灾减灾工程系上海200092 日本东北工业大学建筑系仙台982-8577

附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法,然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间,这为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统(TMIS)控制高耸烟囱的地震响应,以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减... 详细信息

附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法,然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间,这为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统(TMIS)控制高耸烟囱的地震响应,以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减震目标。同时,考虑烟囱高阶模态对其地震响应不容忽视的影响,提出沿烟囱高度布置的分布式TMIS以实现多模态控制效果。建立了基于两种不同惯容子系统的TMIS力学模型及相应的附加分布式TMIS烟囱运动方程。以金井清谱为随机地震激励输入,并基于改进的定点理论提出了分布式TMIS的部分设计参数简化假设,提出了基于需求的分布式TMIS烟囱结构多模态优化设计方法。通过实例验证了所建议设计方法的有效性,并对比检验了分布式TMIS的轻量化及多模态控制效果,通过参数分析检验了所采用的改进定点理论简化的合理性。结果表明:所建议的设计方法可以按照预定目标发挥两种分布式TMIS的减震性能,两种分布式TMIS均显示了明显的轻量化减震效果。

关键词：减震惯容烟囱多模态控制调谐

基于透明土试验的带承台缩径基桩承载力的可靠度研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3151-3160页

作者：徐志军田江涛王云泰河南工业大学土木工程学院河南郑州450001

基桩易产生缩径缺陷,限制桩的侧摩阻力发挥,导致桩承载力可靠度指标降低,给工程造成安全隐患。基于透明土试验,对1根完整桩及7根带承台缩径基桩(缩径桩)进行竖向加载试验,分析缩径桩承载力折减系数的变化规律。利用全概率公式分析缩径参... 详细信息

基桩易产生缩径缺陷,限制桩的侧摩阻力发挥,导致桩承载力可靠度指标降低,给工程造成安全隐患。基于透明土试验,对1根完整桩及7根带承台缩径基桩(缩径桩)进行竖向加载试验,分析缩径桩承载力折减系数的变化规律。利用全概率公式分析缩径参数(长度、位置和直径)对可靠度指标的影响规律。然后,利用MatPIV程序对桩周土体颗粒的散斑场进行处理,得到桩周土体变形规律,揭示缩径限制桩侧摩阻力发挥导致可靠度指标降低的原因。研究表明:承载力折减系数与可靠度指标变化趋势一致,随着缩径长度的增加、缩径位置距离桩顶越近、缩径直径的减小,承载力折减系数与可靠度指标越小,基桩承载力损失越严重。

关键词：桩基工程带承台缩径基桩折减系数透明土试验侧摩阻力可靠度指标

节段预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能研究

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中国公路学报 2024年第8期37卷 179-190页

作者：凌同华余彬谷淡平谭嘉诺肖健长沙理工大学土木工程学院湖南工学院土木与建筑工程学院

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征... 详细信息

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征，并计算接头抗弯刚度。建立了预制拼装综合管廊承插式接头抗弯力学模型，推导了接头抗弯刚度计算解析表达式，并采用有限元软件ABAQUS建立了接头抗弯数值模型，对比分析了3种方法计算得到的接头张开距离、张开高度和转角随弯矩的变化规律，以验证接头力学模型与数值模型的正确性。结果表明：接头抗弯刚度计算解析公式及有限元数值模型计算得到的接头张开高度、接头转角和底部张开距离随弯矩变化规律均与试验结果基本相同，三者结果吻合良好，验证了接头力学模型与数值模型的正确性；预制拼装综合管廊承插式接头受弯变形可分为3个阶段（全截面受压阶段、弹性阶段及极限承载阶段）;接头屈服弯矩约为极限弯矩的83%,接头屈服张开距离与转角约为极限状态的1/3;弹性阶段抗弯刚度为40 000 kN·m·rad-1,极限承载阶段抗弯刚度为5 461 kN·m·rad-1;弯矩作用下承插式接头顶部外侧和承口端底部受压开裂破坏，插口端顶角出现混凝土剥落导致接头破坏。研究结果可为预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能安全评价与设计提供科学依据。

关键词：隧道工程预制拼装管廊抗弯试验承插式接头抗弯刚度计算模型

全球变暖对下一代健康的影响:高温暴露增加不良出生结局风险

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科学通报 2024年

作者：李亚泰潘明明薛源陈宇冯斐斐邓启红郑州大学土木工程学院郑州大学公共卫生学院

全球变暖作为当今世界最严峻的挑战之一,对人类健康构成严重威胁.目前研究主要关注高温对弱势群体(如老年人、儿童等)的直接影响,而关于高温暴露对不良出生结局的具体影响程度、致病机理以及应对策略的认识仍然存在一定的局限性与不足.... 详细信息

全球变暖作为当今世界最严峻的挑战之一,对人类健康构成严重威胁.目前研究主要关注高温对弱势群体(如老年人、儿童等)的直接影响,而关于高温暴露对不良出生结局的具体影响程度、致病机理以及应对策略的认识仍然存在一定的局限性与不足.本文系统梳理了高温暴露与不良出生结局之间的流行病学证据,深入挖掘了其背后的生物学机制,并针对这些机制提出了应对策略.流行病学证据表明,高温暴露可增加流产、死胎、早产、低出生体重和先天畸形等不良出生结局的发病风险.这一风险的产生与孕妇体温过高、失水、胎盘功能异常、激素调节失衡以及氧化应激/炎症反应等多种生物学机制密切相关.未来的研究应进一步探索这些生物学机制,以期找到更为精确的作用通路和关键节点.在此基础上制定出科学、有效的预防和治疗措施,最大程度地降低高温暴露对下一代健康的不利影响.

关键词：全球变暖高温暴露不良出生结局发病机制干预措施

花岗岩石粉对机制砂混凝土基本性能及气体渗透特性的影响

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3704-3715页

作者：周翱翔张云升钱如胜苗改霞薛翠真张宇乔宏霞兰州理工大学土木工程学院兰州730050 浙江工业大学建筑工程学院杭州310014

采用花岗岩石粉等质量(0%~32%)替代部分水泥制备机制砂混凝土,应用等温量热、压汞、准稳态气体渗透等方法测试机制砂混凝土的水泥水化热、孔隙结构、力学强度及气体渗透性能,结合灰色关联分析建立不同龄期(28天~130天)石粉-机制砂混凝... 详细信息

采用花岗岩石粉等质量(0%~32%)替代部分水泥制备机制砂混凝土,应用等温量热、压汞、准稳态气体渗透等方法测试机制砂混凝土的水泥水化热、孔隙结构、力学强度及气体渗透性能,结合灰色关联分析建立不同龄期(28天~130天)石粉-机制砂混凝土气体渗透特性与孔隙特征之间关系。结果表明:机制砂混凝土中掺入适量石粉可减缓水化放热、改善孔隙结构、提高抗压强度及降低气体渗透系数;8%石粉掺量机制砂混凝土的抗压强度最高、气体渗透系数最低,其灰色关联分析表明有效孔隙率和小于100 nm孔隙对气体渗透性影响最显著。

关键词：花岗岩石粉机制砂混凝土孔隙特征气体渗透性灰色关联分析

自研高性能胶胶粘CFRP-钢界面性能的温度影响机制

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复合材料学报 2024年第2期41卷 925-936页

作者：李传习高有为王孝耀李游司睹英胡长沙理工大学土木工程学院长沙410114 广西大学土木建筑工程学院南宁530005 湖南工业大学土木工程学院株洲412007

粘结界面是碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构的薄弱环节,受胶粘剂和温度影响显著。为深入了解自研高性能胶胶粘CFRP-钢界面性能的温度影响机制,制作了28个CFRP-钢双搭接试件,开展了自研高性能胶粘剂G3和典型商品胶粘剂Sika30分别在7... 详细信息

粘结界面是碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构的薄弱环节,受胶粘剂和温度影响显著。为深入了解自研高性能胶胶粘CFRP-钢界面性能的温度影响机制,制作了28个CFRP-钢双搭接试件,开展了自研高性能胶粘剂G3和典型商品胶粘剂Sika30分别在7种环境温度下(-20℃、-5℃、10℃、25℃、40℃、55℃和70℃)的拉伸剪切试验。分析了试件的破坏模式、极限承载力、荷载-位移曲线、界面剪应力及粘结-滑移曲线等。结果表明:随温度升高,胶粘剂强度降低,韧性增加;当温度接近或超过胶粘剂玻璃转化温度,胶体性能急剧下降,搭接试件的破坏模式由CFRP层离破坏变为钢-胶界面破坏,界面性能显著降低;G3试件的低温性能与Sika30试件相当,但G3胶粘剂试件的高温性能显著优于Sika30胶粘剂试件;试件在低温环境下的界面性能较25℃显著降低,胶粘CFRP加固钢结构需考虑低温下加固系统脆化产生的不利影响。

关键词：桥梁加固界面性能高性能胶粘剂环境温度粘结-滑移关系

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贮料重度对卸料流态及仓壁压力分布的影响

农业工程学报 2024年第15期40卷 44-53页

作者：刘克瑾黄硕硕姚辉江贾玲玲谢双臣河南工业大学土木工程学院郑州 450001

为了研究贮料重度对仓壁卸料压力和流态的影响,该研究进行了室内试验和数值模拟分析。室内试验采用自主设计的半圆柱形平底圆筒仓,仓壁嵌入定制的压力传感器量测仓壁压力,通过摄像机记录流态演化过程。贮料选用重度不同平均粒径为5.5 m... 详细信息

为了研究贮料重度对仓壁卸料压力和流态的影响,该研究进行了室内试验和数值模拟分析。室内试验采用自主设计的半圆柱形平底圆筒仓,仓壁嵌入定制的压力传感器量测仓壁压力,通过摄像机记录流态演化过程。贮料选用重度不同平均粒径为5.5 mm的陶球颗粒(以下简称陶粒)和大豆,各进行了5组卸料试验。并进行了离散元(discrete element method,DEM)数值模拟。最后,综合试验结果和数值模拟结果,结合颗粒物质力学基本原理,分析了贮料重度对流态演化及仓壁压力分布的影响。结果表明:陶粒和大豆的流态演变过程相似;静止区边界在卸料前期和中期处于稳定状态,贮料静止区角度为54.03°,高度为0.310 m,卸料后期,表面流动边界面开始与静止区边界面以28.5°相交,并最终滞留在仓底附近形成角度为28.5°,高度为0.120 m的“滞留区”;贮料重度越大,仓壁压力变化越剧烈;峰值压力作用点在距离仓壁底部约3/10高度处;在卸料最初(卸料时间5 s,占总卸料时长的1.43%),陶粒和大豆的仓壁压力均发生剧烈突增:陶粒峰值增幅为263%,大豆峰值增幅为257%,该现象为实践中筒仓破坏多出现在卸料初期提供了试验支持。基于细观层面的力链网络演化,证实了重度大的陶粒通过力链网络传递到仓壁的压力更大,仓壁压力波动性与力链的断裂、重构和结拱起始、结拱完成和拱塌落有直接的对应关系。研究建立了从细观力链网络传递、力链断裂、重构与宏观仓壁压力分布的直接联系,研究结果可为筒仓结构设计提供理论支撑与试验依据。

关键词：筒仓散体材料流态离散元法力链网络卸料压力卸料试验重力密度