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湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 239-248页

作者：朱谭谭朱焕焕李昂宗西垒孙旭亮宿钟鸣何信长安大学公路学院陕西西安710064 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030032

岩体破裂面的形态特征是影响其剪切滑移破坏的重要因素,法向应力是岩体剪切破裂面形态特征的重要影响因素.为研究法向应力对砂岩剪切破裂面形貌特征和粗糙度的影响,首先开展了砂岩双面剪切试验,获得不同法向应力作用下砂岩剪切破裂面,... 详细信息

岩体破裂面的形态特征是影响其剪切滑移破坏的重要因素,法向应力是岩体剪切破裂面形态特征的重要影响因素.为研究法向应力对砂岩剪切破裂面形貌特征和粗糙度的影响,首先开展了砂岩双面剪切试验,获得不同法向应力作用下砂岩剪切破裂面,然后对直剪试验中形成的剪切破裂面进行三维光学扫描,最后对不同法向应力作用下砂岩剪切破裂面进行三维重构.分析了法向应力对剪切破裂面粗糙高度特征参数的影响,基于各向异性参数研究了砂岩剪切破裂面粗糙度各向异性特征,研究了砂岩剪切破裂面分形特征与粗糙度的关系.结果表明,砂岩剪切破裂面粗糙高度期望值、标准差、均值和最大起伏差都随法向应力的增大而增大;剪切破裂面粗糙度表现出显著的各向异性,随着与剪切方向夹角的增大,砂岩剪切破裂面粗糙度先减小后增大;法向应力为压应力时,剪切破裂面粗糙度在与剪切方向成75°~90°时取得最小值;剪切破裂面粗糙度极差和各向异性参数随法向应力的增大逐渐增大,剪切破裂面各向异性特征增强;砂岩剪切破裂面分形维数与粗糙度呈幂函数关系.

关键词：剪切破裂面形貌特征粗糙度各向异性分形维数

基于Mann-Kendall准则的波形钢腹板梁受力状态表征

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中外公路 2025年

作者：豆飞陈峰陕西省交通规划设计研究院有限公司长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室

为了合理表征波形钢腹板梁的受力状态并确定失效荷载，采用结构受力状态理论，以跨径布置为2.65 m+4.1 m+2.65 m的波形钢腹板连续组合箱梁桥的模型试验为基础，研究了波形钢腹板梁的受力状态演化模式。首先采用试验梁的纵向应变构建特... 详细信息

为了合理表征波形钢腹板梁的受力状态并确定失效荷载，采用结构受力状态理论，以跨径布置为2.65 m+4.1 m+2.65 m的波形钢腹板连续组合箱梁桥的模型试验为基础，研究了波形钢腹板梁的受力状态演化模式。首先采用试验梁的纵向应变构建特征参数——广义应变能密度，进而得到应变能密度-荷载曲线。运用Mann-Kendall准则判别受力状态曲线以识别受力状态特征发生突变的特征点。根据量质变定律定义了波形钢腹板组合梁桥的失效荷载。此外，采用基于应变的受力状态模式、受力状态子模式和能量比子模式，对结构的工作行为进行了讨论。最后探讨了用该方法计算特征荷载在波形钢腹板梁桥设计中的应用。结果表明，Mann-Kendall准则识别到波形钢腹板梁加载过程的三个破坏特征点，整个受力过程划分成弹性、弹塑性、失效和连续失效四个阶段。基于应变的受力状态模式、受力状态子模式和能量比子模式均能在一定程度上捕捉波形钢腹板不同受力阶段的受力特征。结构设计可采用Mann-Kendall准则识别的失效荷载作为设计荷载。

关键词：波形钢腹板广义应变能密度 Mann-Kendall准则结构受力状态

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螺旋线参数对斜拉索气动性能影响的试验研究

振动与冲击 2013年第20期32卷 179-183页

作者：薛晓锋李加武白桦王莹长安大学公路学院旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室西安710064

给斜拉索缠绕螺旋线抑制风雨振的方式,改变了拉索的表面形态,必然会影响拉索的气动性能。在前人对风雨振机理研究的基础上,设计制作三维拉索节段模型,在长安大学风洞中利用皮托管、电子压力扫描阀、数据转换采集系统及自编程序进行了二... 详细信息

给斜拉索缠绕螺旋线抑制风雨振的方式,改变了拉索的表面形态,必然会影响拉索的气动性能。在前人对风雨振机理研究的基础上,设计制作三维拉索节段模型,在长安大学风洞中利用皮托管、电子压力扫描阀、数据转换采集系统及自编程序进行了二维流场下螺旋线参数对斜拉索气动性能的影响研究。结果表明:在拉索节段模型自由端2cm处放置端板可以很好的模拟二维流场;斜拉索表面的平均风压分布形态不随螺旋线参数的变化而变化,风压停驻点、上下气流分离点位置不受螺旋线参数的影响,螺旋线附近测点的风压有不规则突变;风阻系数随螺高减小、螺距增大而减小。

关键词：桥梁工程斜拉索三维模型二维流场风洞试验螺旋线风压分布气动性能

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梁式桥抗震设计的弹塑性位移反应谱

振动与冲击 2015年第10期34卷 1-5页

作者：李宇王森车艳阳武芳文长安大学公路学院旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室西安710064

合理选取四类场地320条强震记录,研究地震动特性及恢复力模型动力参数对弹塑性位移谱与残余位移谱影响。结果表明,给出某一标准设防烈度的弹塑性反应谱,其它设防烈度下弹塑性反应谱可据PGA设防烈度与PGA标准烈度比值调整获得;可忽略屈... 详细信息

合理选取四类场地320条强震记录,研究地震动特性及恢复力模型动力参数对弹塑性位移谱与残余位移谱影响。结果表明,给出某一标准设防烈度的弹塑性反应谱,其它设防烈度下弹塑性反应谱可据PGA设防烈度与PGA标准烈度比值调整获得;可忽略屈服后刚度比对弹塑性位移谱影响,但应选择偏于保守的屈服后刚度比统计残余位移谱,由此建立的残余位移谱只适用短周期、低延性一般规则桥梁中、低矮桥墩的抗震设计;阻尼比与位移延性比为影响弹塑性位移谱及残余位移谱重要因素,阻尼比增大会减少桥梁非弹性变形及震后残余位移。基于该结果建立适用于我国梁式桥抗震设计的弹塑性及残余位移谱,为考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计提供重要参考依据。

关键词：弹塑性反应谱抗震设计地震动峰值加速度屈服后刚度延性

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大跨人行悬索桥非线性静风稳定性分析

振动与冲击 2014年第14期33卷 113-117,148页

作者：薛晓锋管青海胡兆同李加武刘健新长安大学风洞实验室西安710064 长安大学公路学院旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室西安710064

基于风洞试验所测加劲梁静力三分力系数,在综合考虑静风荷载非线性、结构几何非线性基础上,采用双重迭代计算分析方法对主跨420 m大跨窄人行悬索桥进行静风稳定性全过程分析。结果表明,结构变形随风速变化呈明显非线性,静风失稳形态弯... 详细信息

基于风洞试验所测加劲梁静力三分力系数,在综合考虑静风荷载非线性、结构几何非线性基础上,采用双重迭代计算分析方法对主跨420 m大跨窄人行悬索桥进行静风稳定性全过程分析。结果表明,结构变形随风速变化呈明显非线性,静风失稳形态弯曲扭转空间耦合变形特征显著;较公路桥大跨人行悬索桥主缆提供的扭转刚度比重更大,跟踪两主缆跨中应力随风速变化情况可定义静风失稳临界风速及与分析静风失稳原因;非零初始风攻角会降低静风失稳临界风速;中央扣及抗风缆均能提高静风失稳临界风速。施加中央扣措施,失稳形态为主梁结构弯扭失稳;施加抗风缆措施,失稳形态为抗风拉索、抗风缆应力松弛导致局部结构失稳。该研究可为大跨窄桥静风稳定性能及提高静风稳定性提供科学依据及参考。

关键词：桥梁工程人行悬索桥数值计算方法静风稳定性几何非线性静风荷载非线性

考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计

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土木工程学报 2015年第3期48卷 71-78页

作者：李宇车艳阳王森长安大学公路学院旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064

以我国现行的桥梁抗震设计规范为依据,合理地选取4类场地320条强震记录,统计出适用于我国梁式桥抗震设计的弹塑性位移谱和残余位移谱,并改进正规化累积耗能参数,得到基于损伤性能指标的等效位移延性系数,并以此对桥梁的地震损伤模型进... 详细信息

以我国现行的桥梁抗震设计规范为依据,合理地选取4类场地320条强震记录,统计出适用于我国梁式桥抗震设计的弹塑性位移谱和残余位移谱,并改进正规化累积耗能参数,得到基于损伤性能指标的等效位移延性系数,并以此对桥梁的地震损伤模型进行探讨。在此基础上,提出考虑残余位移影响的梁式桥基于性能的抗震设计方法,并给出具体算例,其非线性时程分析的结果表明:该方法综合考虑了结构的变形和耗能能力,可有效地控制桥墩的首超破坏、塑性累积损伤以及震后残余位移,适用于我国短周期、低延性的一般规则梁式桥的中、低矮桥墩的抗震设计。

关键词：梁式桥基于性能抗震设计弹塑性位移谱残余位移谱非线性分析

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刘家峡桁架梁悬索桥的颤抖振时域分析

北京交通大学学报 2014年第1期38卷 55-60页

作者：李宇车艳阳王森长安大学公路学院旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室西安710064

以刘家峡大桥为工程背景,建立了钢桁架梁悬索桥的有限元模型,采用改进谐波合成法模拟了脉动风荷载,结合大跨桥梁颤抖振分析的基本理论,计算了对应于桥梁各节点的静风力、抖振力和自激力.在此基础上,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制... 详细信息

以刘家峡大桥为工程背景,建立了钢桁架梁悬索桥的有限元模型,采用改进谐波合成法模拟了脉动风荷载,结合大跨桥梁颤抖振分析的基本理论,计算了对应于桥梁各节点的静风力、抖振力和自激力.在此基础上,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了相应的计算程序,将计算所得的各类风荷载施加在全桥有限元模型的节点上,对刘家峡桁架梁悬索桥进行了颤抖振时域分析,以精确求解不同桥面基准风速下,桥梁各关键部位的抖振扭转角、抖振侧向位移、抖振竖向位移,进而研究了风速变化对悬索桥最大颤抖振响应的影响.与全桥模型风洞试验的对比结果表明:对大跨桥的颤抖振分析方法是合理可行的,可为同类大跨桥梁风致振动的研究提供科学的依据和参考.

关键词：悬索桥颤振抖振非线性时域分析

考虑高阶振型的改进能力谱法在铁路高桥墩中的应用

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土木工程学报 2016年第8期49卷 92-98页

作者：李宇潘彪李琛长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室陕西西安710064 长安大学建筑学院陕西西安710064

以我国《铁路工程抗震设计规范》为依据,在前人建议的模态分析Pushover法的基础上,针对我国大跨铁路桥梁中的高桥墩,提出能考虑高阶振型影响的改进能力谱法,并以内昆线花土坡铁路特大桥8#墩为实例,验证了改进方法评估高桥墩抗震性能的... 详细信息

以我国《铁路工程抗震设计规范》为依据,在前人建议的模态分析Pushover法的基础上,针对我国大跨铁路桥梁中的高桥墩,提出能考虑高阶振型影响的改进能力谱法,并以内昆线花土坡铁路特大桥8#墩为实例,验证了改进方法评估高桥墩抗震性能的合理性,得到如下结论:1提出能考虑高阶振型的公式,使模态分析Pushover法能更好地考虑高阶振型的影响;2选取四类场地320条强震记录,统计了与我国《铁路工程抗震设计规范》相应的强度折减系数谱和弹塑性需求谱,为改进方法提供设计谱;2以墩高110m的8#墩为例,验证了考虑高阶振型的改进能力谱法应用于桥梁抗震性能评估的合理性。综上所述,研究成果可为同类工程抗震性能的研究提供有益参考。

关键词：超高桥墩高阶振型能力谱法推倒分析有限元

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钢桁架悬索桥颤振稳定性能研究

振动与冲击 2013年第4期32卷 90-95页

作者：白桦李宇李加武刘健新长安大学公路学院公路大型结构安全教育部工程中心旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室西安710064

钢桁架悬索桥由于抗扭刚度较小其颤振稳定性通常难以满足抗风稳定性要求。以刘家峡大桥为例通过风洞试验研究了采取中央稳定板、导流板、封闭防撞栏等气动措施组合对钢桁架悬索桥颤振稳定性的影响。结果表明:上、下稳定板同时使用效果... 详细信息

钢桁架悬索桥由于抗扭刚度较小其颤振稳定性通常难以满足抗风稳定性要求。以刘家峡大桥为例通过风洞试验研究了采取中央稳定板、导流板、封闭防撞栏等气动措施组合对钢桁架悬索桥颤振稳定性的影响。结果表明:上、下稳定板同时使用效果优于单独使用;将上稳定板做成分段布置时,正攻角的颤振临界风速会急剧降低。水平导流板外置比导流板内置于钢桁架内部效果好;加宽水平导流板可以使不同攻角颤振稳定性趋于均衡。加高并封闭防撞栏杆可以起到中央稳定板的作用,能有效提高桁架悬索桥不同攻角的颤振临界风速。

关键词：桥梁工程悬索桥钢桁架风洞试验颤振抗风措施