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GFRP筋及钢筋抗浮锚杆承载特性现场试验及荷载-位移模型

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复合材料学报 2021年第12期38卷 4138-4149页

作者：白晓宇刘雪颖张明义井德胜郑晨青岛理工大学土木工程学院青岛266033

玻璃纤维增强聚合物(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆是从非金属锚杆中发展出的新型复合材料锚杆,具有自重轻、抗拉强度高、造价低、抗腐蚀性能好、抗电磁干扰能力强等优点。基于某中风化花岗岩场地的GFRP筋及钢筋抗浮锚杆的... 详细信息

玻璃纤维增强聚合物(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆是从非金属锚杆中发展出的新型复合材料锚杆,具有自重轻、抗拉强度高、造价低、抗腐蚀性能好、抗电磁干扰能力强等优点。基于某中风化花岗岩场地的GFRP筋及钢筋抗浮锚杆的破坏性拉拔试验,对抗浮锚杆在拉拔过程中锚杆杆体及锚固体的位移进行测量,分析了不同材质、不同锚固长度的抗浮锚杆的承载性能及杆体、锚固体相对滑移量的差异,对比不同荷载-位移模型并获得了最适宜岩石抗浮锚杆的荷载-位移模型。试验结果表明:在中风化花岗岩中,相同锚固长度下的GFRP抗浮锚杆比钢筋抗浮锚杆的破坏荷载增加13%~14%,GFRP抗浮锚杆更易发生杆体拔出破坏,锚固系统仍有残余承载力未发挥,使用GFRP锚杆代替钢筋锚杆具有可行性;与锚固长度为4.5 m的GFRP抗浮锚杆相比,锚固长度为6.5 m的锚杆杆体相对于锚固体的滑移量更大,增大GFRP抗浮锚杆的锚固长度可有效增加其相对滑移量,但提升钢筋抗浮锚杆的锚固长度对其破坏形态无明显影响;双曲线函数及幂函数荷载-位移曲线模型与实测值吻合度较差,指-幂函数曲线模型对本次试验锚杆的破坏荷载预测精度最高,曲线整体走势较一致。

关键词： GFRP抗浮锚杆现场拉拔试验承载性能 Q-s曲线荷载-位移模型

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考虑腐蚀效应的高桩码头地震响应研究

地震工程学报 2024年

作者：王龙龙苏雷王建峰凌贤长青岛理工大学土木工程学院哈尔滨工业大学土木工程学院

高桩码头作为港口工程最常用的码头结构型式之一,因其所处环境相对复杂,在使用寿命中除了会受到地震荷载,往往还会长期受到氯离子侵蚀,导致结构材料性能不断退化,进而降低结构的抗震性能。为了研究受腐蚀后高桩码头地震响应特性,以钢筋... 详细信息

高桩码头作为港口工程最常用的码头结构型式之一,因其所处环境相对复杂,在使用寿命中除了会受到地震荷载,往往还会长期受到氯离子侵蚀,导致结构材料性能不断退化,进而降低结构的抗震性能。为了研究受腐蚀后高桩码头地震响应特性,以钢筋锈蚀机理为基础,探索钢筋及混凝土材料退化规律。基于开源数值计算平台OpenSees,建立考虑腐蚀效应的高桩码头二维有限元模型,研究腐蚀后高桩码头结构地震响应。地震响应结果表明:(1)桩基腐蚀减小了码头面板的位移,在一定程度上起到减震效果;(2)桩基腐蚀改变了下部码头结构内力分布,引起陆侧桩自由段内力明显变化,增大结构安全隐患。研究结果可为腐蚀后高桩码头结构地震响应分析提供有价值的参考与借鉴。

关键词：氯离子腐蚀高桩码头桩-土相互作用地震响应

基于DIC研究混凝土嵌入式BFRP筋拔出及粘结性能

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建筑材料学报 2022年

作者：孙亚楠金祖权逄博朱德举青岛理工大学土木工程学院湖南大学土木工程学院

基于数字图像处理技术（DIC）对混凝土内半嵌入式玄武岩纤维增强聚合物（BFRP筋）的界面粘结性能及其拔出过程开展研究.采用CCD（电荷耦合组件）数字图像采集处理技术获取BFRP筋从混凝土表面拔出过程的应变场演变数据并计算其界面的粘... 详细信息

基于数字图像处理技术（DIC）对混凝土内半嵌入式玄武岩纤维增强聚合物（BFRP筋）的界面粘结性能及其拔出过程开展研究.采用CCD（电荷耦合组件）数字图像采集处理技术获取BFRP筋从混凝土表面拔出过程的应变场演变数据并计算其界面的粘结应力.试验结果表明：BFRP筋从混凝土表面拔出过程中，粘结应力-应变沿筋材呈现对称分布；随着拔出荷载的增加，界面粘结应力、应变值均不断增大，C50混凝土在靠近加载端区域的最大粘结强度和应变分别为6.5MPa和0.02ε；海水海砂替代淡水和河砂制备混凝土，其与BFRP筋的界面粘结强度相比同W/B混凝土提高了19%；延长养护龄期可有效增加混凝土与BFRP筋的界面粘结力；界面粘结应力和应变值沿加载端到自由端呈现线性下降趋势；拔出后加载端混凝土损伤严重，BFRP筋粘结段呈现部分拉断剥离现象.

关键词： DIC BFRP筋界面粘结海水海砂混凝土

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蒸养过程中水泥基材料抗拉性能试验研究

材料导报 2021年第14期35卷 14052-14057页

作者：于泳金祖权邵爽爽李哲青岛理工大学土木工程学院青岛266033

针对蒸养过程中水泥基材料抗拉强度小、位移和变形导致难以直接测量等问题,本工作提出采用直接拉伸试验结合DIC技术的方法研究蒸养过程中水泥基材料的抗拉性能,主要考虑了两种养护制度(蒸汽养护、干养护)和两种辅助胶凝材料(矿粉、粉煤... 详细信息

针对蒸养过程中水泥基材料抗拉强度小、位移和变形导致难以直接测量等问题,本工作提出采用直接拉伸试验结合DIC技术的方法研究蒸养过程中水泥基材料的抗拉性能,主要考虑了两种养护制度(蒸汽养护、干养护)和两种辅助胶凝材料(矿粉、粉煤灰)。同时采用滴定的方法测量了蒸养过程中氢氧化钙(CH)的含量变化。研究结果表明,通过本工作提出的试验方法可以测定早龄期蒸养水泥基材料的抗拉应力-应变曲线;蒸养过程中水泥基材料抗拉强度f_(t)的发展明显滞后于CH的生成,在本工作的辅助胶凝材料掺量和养护条件下,lgf_(t)与CH的浓度呈线性关系;粉煤灰和矿粉掺入均会降低胶凝材料的水化速度和抑制净浆抗拉强度的发展,其中粉煤灰的抑制效果更明显;水蒸气对掺加辅助胶凝材料的净浆水化速度影响较大,在蒸养构件生产中应该考虑这一点。

关键词：蒸养水泥基材料抗拉性能 CH含量湿度辅助胶凝材料

再生砂浆粉纤维增强水泥基复合材料拉伸及开裂性能研究

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建筑科学与工程学报 2023年第4期40卷 24-32页

作者：吴瑞雪赵铁军郭得阳青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

将建筑垃圾研磨筛分成再生粉(再生砂浆粉、再生混凝土粉等)并替代胶凝材料制备水泥砂浆基体,是建筑垃圾再利用的有效途径。通过扫描电子显微镜对再生砂浆粉(RMP)的微观结构进行观测并利用X射线荧光对RMP的矿物组成进行了测定,将RMP替代... 详细信息

将建筑垃圾研磨筛分成再生粉(再生砂浆粉、再生混凝土粉等)并替代胶凝材料制备水泥砂浆基体,是建筑垃圾再利用的有效途径。通过扫描电子显微镜对再生砂浆粉(RMP)的微观结构进行观测并利用X射线荧光对RMP的矿物组成进行了测定,将RMP替代水泥(替代率分别为12.5%、25%、50%)制备纤维增强水泥基复合材料(FRCC),研究其单轴拉伸应力应变行为及不同应变状态下裂缝宽度及分布情况。结果表明:相较于水泥,RMP的SiO 2含量较多,而CaO含量相对较少,一定程度上降低了胶凝材料的水化反应和基体强度;RMP粒径分布比水泥更广,较小粒径的颗粒可有效填充基体缝隙,因此当RMP替代率较大时,其对基体强度的影响较小;3种再生砂浆粉纤维增强水泥基复合材料(RMP-FRCC)试件均表现出了优异的应变硬化特性和多缝开裂控制能力,极限应变均达到了8%以上,裂缝分布均匀,极限应变状态下的平均裂缝宽度均在100μm以下;25%的RMP替代水泥可显著增加FRCC的应变硬化特性,但较大的替代率(50%)则会降低其力学性能及应变指标。

关键词：再生砂浆粉建筑垃圾纤维增强水泥基复合材料拉伸性能裂缝分布

刚度非均匀分布可恢复功能复合结构体系基于复模态叠加法的参数分析

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建筑结构 2023年

作者：武大洋邢丽丽青岛理工大学土木工程学院

为分析多层建筑结构刚度沿高度非均匀分布对可恢复功能复合结构体系动力特性和地震响应的影响规律，在该体系刚度非均匀分布模型基础上，进一步推导得到了其复模态正交条件方程，建立了复合体系基于复模态叠加法的地震响应计算方法。复... 详细信息

为分析多层建筑结构刚度沿高度非均匀分布对可恢复功能复合结构体系动力特性和地震响应的影响规律，在该体系刚度非均匀分布模型基础上，进一步推导得到了其复模态正交条件方程，建立了复合体系基于复模态叠加法的地震响应计算方法。复合体系的动力特性和地震响应受到刚度非均匀分布参数、剪弯刚度比、转动刚度比和耗能参数四个参数影响。分析发现，在计算周期、模态阻尼比和地震响应时，当刚度非均匀分布处于中等至严重程度时，应将非均匀刚度的影响考虑在内；但当刚度非均匀程度较弱时，采用均匀刚度模型即可进行计算分析。同时，通过数据拟合方法建立了刚度非均匀分布模型与均匀分布模型参数关于周期和模态阻尼比的函数关系表达式，结合本文提出的响应计算方法可简化初步设计并为复合体系面向抗震韧性的设计方法提供支撑。

关键词：抗震韧性分布参数模型非均匀刚度分布复模态叠加法非比例阻尼摇摆结构

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模块化钢结构体系发展现状及趋势

工业建筑 2023年

作者：沙小琳刘秀丽王燕曾明青岛理工大学土木工程学院

近年来，在国家大力推行的政策背景下，装配式建筑的研究正得到广泛关注。模块化钢结构建筑作为一种新兴的装配式建筑，具有高度预制化、施工速度快、工程质量高、绿色环保等多方面优势，符合建筑领域工业化以及绿色化的发展要求。文中... 详细信息

近年来，在国家大力推行的政策背景下，装配式建筑的研究正得到广泛关注。模块化钢结构建筑作为一种新兴的装配式建筑，具有高度预制化、施工速度快、工程质量高、绿色环保等多方面优势，符合建筑领域工业化以及绿色化的发展要求。文中介绍了近年来国内外模块化钢结构建筑结构体系的研究情况，根据模块组成将其分为纯模块结构、模块-框架结构、模块-核心筒结构三种形式，对各模块化结构体系的连接构造和力学性能进行阐述与总结。

关键词：模块化钢结构连接装置设计分析抗震分析

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基于主应力迹线分层的有限土体土压力计算

岩土力学 2022年第5期43卷 1175-1186页

作者：刘新喜李彬王玮玮贺程李松长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

为了研究挡墙后有限土体的主动土压力,以墙后无黏性土体为研究对象,假定破裂面为通过墙踵的平面,且在挡墙平动模式下,墙后土体形成圆弧形小主应力拱。采用沿小主应力迹线分层的方法,将挡墙后土体划分为若干个圆弧形曲线薄层单元,考虑了... 详细信息

为了研究挡墙后有限土体的主动土压力,以墙后无黏性土体为研究对象,假定破裂面为通过墙踵的平面,且在挡墙平动模式下,墙后土体形成圆弧形小主应力拱。采用沿小主应力迹线分层的方法,将挡墙后土体划分为若干个圆弧形曲线薄层单元,考虑了单元体上下表面应力分布的不均匀性,提出了一种有限土体挡墙主动土压力计算方法,给出了主动土压力合力及其作用点高度的表达式,并验证了该方法的正确性。研究结果表明:采用曲线薄层单元法可以准确考虑单元体复杂的受力情况,能更好地反映挡墙后有限土体主动土压力的变化规律;有限填土时主动土压力沿墙高H呈非线性分布,土压力先随着土体深度增加呈单调递增趋势,然后在接近墙底位置处呈单调递减趋势。分析参数敏感性时取不同土体宽高比与墙背粗糙程度对挡墙主动土压力分布及合力作用点高度进行分析,结果表明:随着土体宽高比n的增大,主动土压力值逐渐增大,土压力分布曲线非线性越来越明显,合力作用点高度逐渐降低且恒大于H/3。当n≥0.71时,均趋于稳定。可将n=0.71作为有限土体与半无限土体的临界宽高比。随着摩擦角δ的增大,主动土压力值逐渐减小,土压力分布曲线非线性越来越明显,合力作用点高度逐渐增大且恒大于H/3。

关键词：挡墙有限土体主动土压力小主应力迹线曲线薄层单元法

改进YOLOv5s算法的车辆目标实时检测方法

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哈尔滨理工大学学报 2023年

作者：陈秀锋王成鑫吴阅晨谷可鑫青岛理工大学土木工程学院

针对城市道路车辆检测中小目标车辆漏检率高和存在异类冗余框的问题，提出一种改进YOLOv5s的车辆实时检测算法。对YOLOv5s算法网络结构进行优化，采用增加小目标检测层，将浅层特征图与深层特征图拼接后进行检测的方法，提升小目标车辆... 详细信息

针对城市道路车辆检测中小目标车辆漏检率高和存在异类冗余框的问题，提出一种改进YOLOv5s的车辆实时检测算法。对YOLOv5s算法网络结构进行优化，采用增加小目标检测层，将浅层特征图与深层特征图拼接后进行检测的方法，提升小目标车辆的检测率；针对异类冗余框问题，采用加权非极大值抑制融合两边框信息的方法，提升检测准确性。实验结果表明，改进YOLOv5s算法的平均检测精度（mAP@0.5:0.95）达到64.17%，相比YOLOv5s算法，查准率、召回率分别提高1.72%、0.72%；在小目标车辆检测中，正检率提高5.95%，漏检率降低4.63%。改进YOLOv5s算法能有效改善小目标车辆的检测精度和准确率。

关键词：车辆检测深度学习改进YOLOv5s算法小目标检测异类冗余框