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胶结剂对花岗岩残积土微生物固化特性的影响规律

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中国公路学报 2023年第8期36卷 181-189页

作者：张永杰刘涛黄万东曹俊黄金鑫欧阳健长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

为系统分析胶结剂对花岗岩残积土微生物固化特性的影响规律,分别考虑氯化钙、氯化镁与乙酸钙等3种胶结剂以及4种固化次数,进行微生物固化花岗岩残积土的室内试验,对不同工况的固化试样分别开展无侧限抗压强度(UCS)、碳酸盐生成率、崩解... 详细信息

为系统分析胶结剂对花岗岩残积土微生物固化特性的影响规律,分别考虑氯化钙、氯化镁与乙酸钙等3种胶结剂以及4种固化次数,进行微生物固化花岗岩残积土的室内试验,对不同工况的固化试样分别开展无侧限抗压强度(UCS)、碳酸盐生成率、崩解、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)试验,以此分析胶结剂与固化次数对花岗岩残积土力学特性的影响规律及其固化机理。研究结果表明:试验采用的3种胶结剂下,花岗岩残积土的固化效果均随固化次数的增加而提升,固化次数相同时,氯化钙、氯化镁、乙酸钙3种胶结剂对花岗岩残积土的固化效果依次减弱;固化最佳工况为氯化钙固化14次试样,无侧限抗压强度达到1045 kPa,崩解系数降至9%;固化次数较少时固化试样存在明显的不均匀性,其随固化次数的增加而得到改善,但其改善效果随固化次数增加而减弱;不同胶结剂反应产生的碳酸盐沉淀晶体形态不同,其主要附着在土体颗粒表面和颗粒之间,所起胶结作用是改善花岗岩残积土固化试样宏观物理力学特性的根本原因。

关键词：路基工程花岗岩残积土微生物固化崩解系数微观结构

不同长径比聚乙烯醇(PVA)/高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)动态压缩性能

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复合材料学报 2023年第12期40卷 6859-6870页

作者：刘泽军赵柳李艳褚颜贵河南理工大学土木工程学院焦作454003

基于杆径为50 mm的分离式霍普金森压杆装置(SHPB)研究了不同长径比和不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量的高延性纤维增强水泥基复合材料(PVA/ECC)在4种应变率下的动态压缩性能。结果表明:长径比较大(l/D>1.0)的PVA/ECC试件冲击压缩后更易... 详细信息

基于杆径为50 mm的分离式霍普金森压杆装置(SHPB)研究了不同长径比和不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量的高延性纤维增强水泥基复合材料(PVA/ECC)在4种应变率下的动态压缩性能。结果表明:长径比较大(l/D>1.0)的PVA/ECC试件冲击压缩后更易产生方向性明显的滑移破坏,其应力-应变曲线平台期的长度明显缩短,且曲线所包围的面积也明显减小;PVA/ECC的动态峰值应力、峰值应变和冲击韧性均随长径比增加而降低,存在一定的尺寸效应,且应变率越高、PVA纤维体积掺量越小,长径比的影响更明显;长径比较大的PVA/ECC试件其应变率效应有所减弱但PVA纤维的强化效应有所提升,尤其是对冲击韧性的影响程度最显著。

关键词：高延性纤维增强水泥基复合材料聚乙烯醇分离式霍普金森压杆(SHPB) 长径比动态压缩性能

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仿生技术在海洋防污领域的研究进展

涂料工业 2023年第10期53卷 32-40页

作者：闫雯雯徐冬冬冯超黄微波万菲青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520

海洋防污领域中,传统的有机锡类防污剂会造成严重的环境问题,已被明令禁止,绿色环保的防污材料已成为研究的主要方向。自然界中的许多生物具有抵抗污损的能力,仿生防污技术主要通过模拟动植物特殊的表面结构来产生防污效果。随着我国海... 详细信息

海洋防污领域中,传统的有机锡类防污剂会造成严重的环境问题,已被明令禁止,绿色环保的防污材料已成为研究的主要方向。自然界中的许多生物具有抵抗污损的能力,仿生防污技术主要通过模拟动植物特殊的表面结构来产生防污效果。随着我国海洋强国战略的不断推进,仿生防污技术的发展对海洋生态系统的保护具有重要的意义,是无毒防污领域的研究热点之一。文章综述了天然防污剂及其类似合成物、仿生微/纳米表面、仿生水凝胶、超润滑表面、仿生动态表面和两性离子涂层共6种仿生防污技术在海洋防污领域的研究进展,介绍了不同防污技术的特性及发展趋势,并对仿生防污技术今后的发展前景进行了展望。

关键词：仿生表面海洋生物污损防污涂层环境友好

钢桁梁断面大幅后颤振结构和气动阻尼非线性特性风洞试验

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中国公路学报 2023年第7期36卷 56-66页

作者：韩艳宋俊李凯胡朋长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

通过大振幅的自由振动风洞试验,研究典型钢桁主梁断面节段模型单自由度扭转和两自由度竖向扭转系统的后颤振特性,量化结构和气动阻尼随振幅的非线性演化规律,并从该角度揭示钢桁主梁断面发生极限环颤振的机制;通过对比单自由度和两自由... 详细信息

通过大振幅的自由振动风洞试验,研究典型钢桁主梁断面节段模型单自由度扭转和两自由度竖向扭转系统的后颤振特性,量化结构和气动阻尼随振幅的非线性演化规律,并从该角度揭示钢桁主梁断面发生极限环颤振的机制;通过对比单自由度和两自由度系统的颤振行为,分析了竖向自由度对非线性极限环颤振的影响,并揭示其影响机制。此外,进一步探究了结构阻尼和弯扭频率比对非线性极限环颤振的影响。研究结果表明:结构阻尼和气动阻尼对振幅的依赖性是诱发非线性极限环颤振的主要原因;相对单自由度系统,竖向自由度的参与向两自由度系统引入了一个偏线性的竖向耦合气动负阻尼,会降低系统的稳定性,使得两自由度系统的颤振临界风速低于单自由度系统,同时也使得极限环颤振振幅大于单自由度系统,因此颤振分析中不可随意忽略竖向自由度;增加结构阻尼能够显著提升钢桁主梁断面的颤振临界风速,并降低后颤振极限环振动的振幅。

关键词：桥梁工程后颤振风洞试验钢桁加劲梁极限环振动非线性阻尼

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基于多层感知机的仪器地震烈度评估方法研究

防灾减灾工程学报 2023年第5期43卷 979-986页

作者：徐翠翠杨淑娟许卫晓青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520

仪器地震烈度是指由仪器的观测记录计算而来的地震动强度,能直观反映地震的影响程度。建立高效准确的仪器地震烈度评估模型,在防震减灾和烈度速报中有着重要意义。以汶川地震的地震动记录以及与其对应的宏观调查烈度作为数据源,通过灰... 详细信息

仪器地震烈度是指由仪器的观测记录计算而来的地震动强度,能直观反映地震的影响程度。建立高效准确的仪器地震烈度评估模型,在防震减灾和烈度速报中有着重要意义。以汶川地震的地震动记录以及与其对应的宏观调查烈度作为数据源,通过灰色关联分析确定了17种地震动参数与宏观调查烈度的关联程度。以与宏观烈度关联系数较高的谱烈度、累计绝对速度、均方根加速度等参数为模型的输入层,宏观烈度为输出层,网络迭代次数为1000,损失函数选择均方误差,指标函数选择平均绝对误差,优化算法选择适应性矩估计,建立了基于多层感知机的仪器地震烈度预测模型。最后利用芦山地震为例验证该模型的准确性,并与其他方法进行比较。结果表明,该方法误差率较低,模型预测结果良好。

关键词：仪器地震烈度地震动参数灰色关联分析多层感知机

L形截面双钢板组合剪力墙受力性能有限元分析

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工程科学与技术 2021年第5期53卷 70-80页

作者：李健韩广强李峰苗吉军青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

双钢板组合剪力墙结构因其整体性好、刚度大、抗剪承载力高等优点而广泛应用于高层建筑。本文分析了L形截面双钢板组合剪力墙结构的受力特点,通过有限元软件ABAQUS对L形截面双钢板组合剪力墙建模分析,并将结果与试验结果进行了对比。通... 详细信息

双钢板组合剪力墙结构因其整体性好、刚度大、抗剪承载力高等优点而广泛应用于高层建筑。本文分析了L形截面双钢板组合剪力墙结构的受力特点,通过有限元软件ABAQUS对L形截面双钢板组合剪力墙建模分析,并将结果与试验结果进行了对比。通过有限元参数化建模,研究了轴压比、钢板厚度、钢材强度等级、混凝土强度等级、端部H型钢尺寸等主要参数对剪力墙滞回性能的影响及其特征。研究结果表明:有限元模拟与试验结果较吻合,试件的承载力随试件的高宽比减小而增大,增加钢板厚度及端部H型钢尺寸、提高钢材强度等级及混凝土强度等级都会提高L形截面双钢板组合剪力墙承载力,混凝土强度及在无翼缘腹板处增设H型钢是影响承载能力的主要因素。建议对L形截面双钢板组合剪力墙的设计轴压比不宜大于0.4。

关键词： L形截面双钢板组合剪力墙有限元分析参数化分析端部加强拟静力试验

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基于替代模型的缆索承重桥梁固有频率预测

铁道科学与工程学报 2023年第7期20卷 2594-2603页

作者：马亚飞付曙雯何羽鲁乃唯王磊长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

大跨缆索承重桥梁空间组成复杂,影响参数多,结构动力分析具有显著不确定性。提出一种基于支持向量机的结构固有频率预测方法,采用遗传算法和交叉验证算法进行超参数寻优,实现了复杂高维结构参数与动力响应间的非线性映射建模。以南溪长... 详细信息

大跨缆索承重桥梁空间组成复杂,影响参数多,结构动力分析具有显著不确定性。提出一种基于支持向量机的结构固有频率预测方法,采用遗传算法和交叉验证算法进行超参数寻优,实现了复杂高维结构参数与动力响应间的非线性映射建模。以南溪长江大桥为背景,采用ANSYS三维建模对悬索桥进行模态分析,选用拉丁超立方试验抽取样本数据保证结果的全面性,考虑参数敏感性和样本量对模型预测精度和效率的影响,利用MATLAB函数实现固有频率的回归预测。研究结果表明:遗传支持向量机替代模型样本量达350组时,均方误差值为7.8482×10^(−4)基本收敛;样本量在50~1000组范围内,经遗传算法参数寻优的预测误差随样本量增加的变化趋势与交叉验证算法较一致,但遗传算法精度更高;在350组样本量下,遗传算法单次寻优耗时仅为交叉验证算法的37.06%。准确预测基频后,进一步预测了南溪长江大桥第3阶、第5阶和第7阶固有频率,预测结果的均方误差和平均绝对误差均小于0.005,满足精度要求。研究成果可为复杂结构动力分析和安全状态评估提供一种精确高效的分析方法。

关键词：桥梁固有频率有限元分析支持向量机遗传算法替代模型

无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙平面外抗冲击性能有限元分析

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振动与冲击 2021年第9期40卷 166-174页

作者：朱立猛高晓飞张春巍青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

为研究无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙在平面外冲击荷载作用下的力学性能,基于ABAQUS软件建立有限元模型并利用已有试验验证该模型的有效性,在此基础上分析了冲击质量、冲击能量、轴压比、截面形式等参数对该组合剪力墙抗冲击... 详细信息

为研究无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙在平面外冲击荷载作用下的力学性能,基于ABAQUS软件建立有限元模型并利用已有试验验证该模型的有效性,在此基础上分析了冲击质量、冲击能量、轴压比、截面形式等参数对该组合剪力墙抗冲击能力的影响,获得其破坏模式。结果表明:冲击能量相同时,墙体耗散的能量随着冲击质量的增加而增加;冲击质量相同时,冲击能量的变化能够影响墙体各部件的吸能比;较小的轴压比对墙体抗冲击性能有利,设计时可不考虑轴压比参数,结果偏于安全;墙体端部槽钢开口向内较开口向外其抗冲击性能略有提升;含对拉螺栓的墙体抗冲击性能优于含交错栓钉的墙体。结合有限元分析结果,基于冲击作用下梁的塑性位移计算方法,推导出该组合剪力墙在面外冲击荷载作用下的塑性位移计算公式,计算结果与有限元分析结果吻合较好。

关键词：无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙对拉螺栓冲击荷载轴压比端部槽钢栓钉

多循环荷载下BFRP抗浮锚杆锚固性能现场试验

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岩石力学与工程学报 2024年

作者：吴泽坤白晓宇孙淦王凤姣闫楠董旭光青岛理工大学土木工程学院宁夏大学土木与水利工程学院

玄武岩纤维增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)锚杆凭借抗拉强度高、耐腐蚀性好等优点，可代替传统钢筋锚杆解决抗浮锚杆在腐蚀性环境中的耐久性问题，本次试验采用循环加载方式对不同锚固长度、不同直径的全螺纹BFRP锚... 详细信息

玄武岩纤维增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)锚杆凭借抗拉强度高、耐腐蚀性好等优点，可代替传统钢筋锚杆解决抗浮锚杆在腐蚀性环境中的耐久性问题，本次试验采用循环加载方式对不同锚固长度、不同直径的全螺纹BFRP锚杆承载性能开展研究。结果表明：循环荷载作用下锚杆杆体及锚固体荷载–位移曲线呈现滞回状，卸载时锚杆位移回弹率较高，BFRP抗浮锚杆弹性工作性状明显。锚杆杆体受循环荷载作用出现损伤，相同锚固深度杆体应变随循环次数的增加而增大；不同锚固深度的锚杆，随循环荷载次数增加，锚杆杆体应变增幅及每级荷载卸荷后产生的塑性变形逐渐增大，且锚杆杆体应变向深部传递。BFRP抗浮锚杆杆体轴力从孔口处自上而下衰减，杆体轴力作用范围在距孔口向下2.5 m范围内，循环荷载次数增加导致锚杆轴力增大，传递深度更深，但自孔口向下0.5～1.0 m范围锚杆杆体轴力衰减值随循环次数增加逐渐减小。锚杆杆体轴应力变化量受循环荷载影响较大，不同循环荷载作用下锚杆杆体轴应力变化量存在峰值。BFRP抗浮锚杆剪应力随锚固深度增加迅速增大，在孔口以下深度0.75 m处达到峰值后逐渐减小，剪应力峰值随循环次数增加出现衰减趋势。

关键词：桩基工程 BFRP抗浮锚杆循环加载试验荷载传递损伤轴力剪应力