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考虑黏结-滑移效应的UHPC梁裂缝宽度计算方法

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：孙永新蔺鹏臻杨子江冀伟兰州交通大学土木工程学院

为建立适用于配筋超高性能混凝土(UHPC)梁的裂缝宽度计算公式，提出了考虑黏结-滑移效应的裂缝宽度计算方法。以钢纤维掺量、配筋率和保护层厚度为参变量，通过10片UHPC-T形截面梁的四点抗弯试验，研究了各参变量对试验梁的破坏形态和... 详细信息

为建立适用于配筋超高性能混凝土(UHPC)梁的裂缝宽度计算公式，提出了考虑黏结-滑移效应的裂缝宽度计算方法。以钢纤维掺量、配筋率和保护层厚度为参变量，通过10片UHPC-T形截面梁的四点抗弯试验，研究了各参变量对试验梁的破坏形态和最大裂缝宽度的影响规律。应用基于微元体建立的平衡与变形微分控制方程，结合考虑多影响因素的界面黏结滑移关系，建立了配筋UHPC梁的裂缝宽度计算公式。通过与试验值、文献值对比，验证了裂缝宽度计算公式的正确性与适用性。结果表明：建立的裂缝宽度计算公式能充分体现钢纤维抗拉贡献和钢筋与UHPC界面间的黏结-滑移性能影响，其计算值与试验值吻合良好，能准确计算配筋UHPC梁的裂缝宽度。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土(UHPC) 最大裂缝宽度四点抗弯试验黏结滑移微元体

冻土层对桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响研究

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地震工程与工程振动 2024年第1期44卷 225-236页

作者：徐振江张熙胤管嘉达于生生孙斌洁张益舶兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响,首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征;其次建立了考虑冻土效应的桩基... 详细信息

为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响,首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征;其次建立了考虑冻土效应的桩基础桥墩有限元分析模型,采用数值模拟方法探讨了季节性冻土层厚度、剪跨比、轴压比和承台埋入深度4个参数对冻土区桩基础铁路桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:在一定范围内季节性冻土层厚度的增加有利于提高桩基础铁路重力式桥墩的抗震性能,但当冻土层厚度超出这一范围再增加时,其对桩基础桥墩水平承载能力的影响会变弱,同时冻土层厚度的增加会加速桩-土-桥墩体系的破坏;剪跨比的增大和承台埋入深度的减少均会显著降低冻土影响下桩基础桥墩的抗震性能;轴压比的增大会提高桩基础桥墩的水平承载能力,但会加速桩基础桥墩峰值荷载的出现,同时也会加速桩-土-桥墩体系的破坏。

关键词：季节性冻土桩基础铁路重力式桥墩抗震性能滞回耗能特性

蒸发蒸腾作用对新型土工织物排水效率影响的试验研究

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2317-2330页

作者：郭一鹏张雄聂如松林闯陈洁金胡敏长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 密苏里科技大学密苏里罗拉65409 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

相比于传统土工织物,新型土工织物是一种因编织了亲水尼龙织物而在非饱和环境下具有较高排水效率的新型材料,其排水效率受铺设方式、降雨、温度、相对湿度等因素影响。目前关于铺设方式、降雨对其排水效率的影响已有一定研究,但有关蒸... 详细信息

相比于传统土工织物,新型土工织物是一种因编织了亲水尼龙织物而在非饱和环境下具有较高排水效率的新型材料,其排水效率受铺设方式、降雨、温度、相对湿度等因素影响。目前关于铺设方式、降雨对其排水效率的影响已有一定研究,但有关蒸发、蒸腾作用对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于已开展的砂土自由排水和新型土工织物水平铺设(排水端延伸至空气中)下的排水试验,首先通过在砂土中设置一层不同铺设方式下的新型土工织物(排水端未延伸至空气中,无蒸发),开展排水对比试验;随后,在砂土中设置一层新型土工织物,开展排水端延伸至空气中(蒸发),排水端穿过植草土壤(蒸腾)下的排水对比试验,探究新型土工织物在蒸发、蒸腾作用下砂土湿润锋、砂土含水率(体积、质量)的变化规律。结果表明:在砂土中铺设一层新型土工织物后,虽增加了排水路径,但新型土工织物排水端未延伸至空气中,不能进行蒸发作用,加之铺设的新型土工织物上无湿度差,不能产生吸力差,水分迁移仅受重力影响,其排水效率接近砂土自由排水,反之,水分迁移将受重力和吸力双重作用,更多的水分被排出;新型土工织物蒸发作用下的排水效率是无蒸发作用下的1.25倍,蒸发作用对排水效率的影响大于铺设方式;蒸发作用相当于天然“水泵”,新型土工织物相当于排水“管道”,若排水时间足够长,新型土工织物能持续降低砂土中水分;为发挥新型土工织物最佳排水效率,须将新型土工织物排水端延伸至空气中进行蒸发作用;用于排水的材料若在非饱和环境下排水效率低,不仅不能排水,反而阻滞水分迁移,抬升地下水位,产生不利的影响;植物蒸腾和土壤蒸发作用能提高新型土工织物排水效率,但影响小于蒸发作用。研究成果可为新型土工织物的排水设计、施工提供参考。

关键词：新型土工织物排水效率蒸发蒸腾作用湿润锋含水率试验

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压缩浇筑混凝土的应力-应变关系

深圳大学学报（理工版） 2024年第1期41卷 42-49页

作者：吴宇飞汪勋袁方胡彪深圳大学土木与交通工程学院广东省滨海土木工程耐久性重点实验室广东深圳518060

压缩浇筑可以显著提高混凝土的强度和耐久性,无需添加任何化学添加剂和矿物掺料.采用压缩浇筑方法制作压缩浇筑混凝土试件,并开展单轴受压试验.试验结果表明,相比于普通混凝土,压缩浇筑混凝土的抗压强度和弹性模量显著提高,而峰值应力... 详细信息

压缩浇筑可以显著提高混凝土的强度和耐久性,无需添加任何化学添加剂和矿物掺料.采用压缩浇筑方法制作压缩浇筑混凝土试件,并开展单轴受压试验.试验结果表明,相比于普通混凝土,压缩浇筑混凝土的抗压强度和弹性模量显著提高,而峰值应力对应的应变稍有减小.基于现有混凝土应力-应变模型对试验结果进行回归分析,得到压缩浇筑混凝土的应力-应变关系模型.在此基础上,利用受弯定理推导了压缩浇筑混凝土受弯构件的等效矩形应力块参数模型.研究成果可为压缩浇筑混凝土构件的抗弯设计和分析提供理论依据.

关键词：结构工程压缩浇筑混凝土力学性能应力-应变模型抗弯设计极限压应变等效矩形应力块

铺设方式对新型土工织物排水效率影响的试验研究

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1470-1481页

作者：郭一鹏张雄聂如松林闯陈洁金张永杰长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 密苏里科技大学密苏里罗拉65409 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

新型土工织物是一种排水效率较高的土工材料,相比传统土工织物,能将路基内的水分更高效率、更大程度地排出。目前关于这种新型土工织物的排水机理已有一定研究,但关于其铺设方式对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于新型土工织... 详细信息

新型土工织物是一种排水效率较高的土工材料,相比传统土工织物,能将路基内的水分更高效率、更大程度地排出。目前关于这种新型土工织物的排水机理已有一定研究,但关于其铺设方式对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于新型土工织物的编织结构、排水方式和墨水消散试验,通过在砂土中铺设一层土工织物,开展不同铺设方式下的排水对比试验,研究新型土工织物不同铺设方式对排水量、砂土湿润锋,砂土含水率(体积、质量)的影响规律。研究结果表明:新型土工织物水平+垂直向上铺设、新型土工织物水平+垂直向下铺设、传统土工织物水平+垂直向下铺设收集到的水量分别较砂土自由排水多12.23%、10.41%和5.97%;新型土工织物排水效率受铺设方式的影响,新型土工织物水平+垂直向上铺设排水效率最大;新型土工织物水平+垂直向上铺设时,不仅增加了排水路径,还扩大了排水影响范围,使砂土形成一定的湿度差,产生的吸力差能驱使水分迁移,加之新型土工织物的毛细作用,更多的水分被导出;砂土自由排水时,自由水沿孔隙排出,砂土中铺设传统土工织物,虽增加了排水路径,加速了排水效率,但其是憎水材料,在非饱和环境下排水效率低。研究成果可为新型土工织物处治路基病害的设计、施工提供参考。

关键词：新型土工织物铺设方式排水效率排水量湿润锋含水率

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动静组合加载下颗粒迁移与沉积特性试验研究

岩土工程学报 2024年第5期46卷 1057-1066页

作者：高峰张军辉张升郑健龙盛岱超长沙理工大学交通运输工程学院公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114 青海省交通控股集团有限公司科技信息部青海西宁810000 中南大学土木工程学院高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 悉尼科技大学土木与环境工程学院悉尼NSW2007

悬浮颗粒在路基中迁移和沉积运动规律研究对揭示翻浆冒泥病害孕育、发展与致灾机制具有重要的理论意义和应用价值。通过开展动-静组合荷载下分层砾石-砂粉土柱翻浆试验,探究了动荷载加载强度、静荷载间歇时长、以及动静组合加载重复次... 详细信息

悬浮颗粒在路基中迁移和沉积运动规律研究对揭示翻浆冒泥病害孕育、发展与致灾机制具有重要的理论意义和应用价值。通过开展动-静组合荷载下分层砾石-砂粉土柱翻浆试验,探究了动荷载加载强度、静荷载间歇时长、以及动静组合加载重复次数等对颗粒迁移和沉积行为的影响规律,并结合试样动水力响应特征分析了诱发颗粒迁移的驱动机制。试验结果表明:颗粒在动水力作用下发生悬浮迁移而在静荷载段受重力作用发生沉降,从而造成砾石层内泥浆浊度呈现波动型增长特征。随动静组合加载重复次数增加,每一个重复周期内的颗粒悬浮增量趋于降低,且悬浮颗粒逐渐堵塞砾石孔隙并在一定程度上抑制翻浆发展。提高动载频率和动应力会进一步降低砂粉土表层的内部稳定性,但相比于增大平均动应力,提高加载频率对增大颗粒迁移量和竖向迁移距离更加显著。

关键词：翻浆冒泥室内试验颗粒迁移超孔隙水压

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基于应变模态曲率差的木梁损伤识别

木材科学与技术 2024年第2期38卷 36-42页

作者：孟昭博高飞飞王鑫任现才张立伟荣珂欣聊城大学建筑工程学院山东聊城252000 天水师范学院土木工程学院甘肃天水741001 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了识别木梁截面的残缺,提出基于应变模态曲率差的木梁损伤识别方法。首先,采用ABAQUS建立完好木梁和不同程度损伤木梁的有限元模型并进行模态分析;然后,分别采用应变模态和应变模态曲率差的损伤识别指标对木梁进行损伤定位识别,通过... 详细信息

为了识别木梁截面的残缺,提出基于应变模态曲率差的木梁损伤识别方法。首先,采用ABAQUS建立完好木梁和不同程度损伤木梁的有限元模型并进行模态分析;然后,分别采用应变模态和应变模态曲率差的损伤识别指标对木梁进行损伤定位识别,通过拟合应变模态曲率差与损伤程度的关系式估算木梁的损伤程度;最后,通过木梁试验验证该指标的有效性。结果表明:应变模态损伤识别指标对木梁的截面损伤定位效果较差;应变模态曲率差指标具有较强敏感性,能够准确地识别出木梁损伤位置和程度。

关键词：木梁应变模态曲率差损伤识别

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三维周期结构波阻板的带隙特性研究

岩土力学 2024年第6期45卷 1651-1660页

作者：高盟张硕孔祥龙山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590

波阻板(wave impeding block,简称WIB)常被用于动力机器、轨道交通、建筑施工等振源产生的振动污染控制。但波阻板受土层截止频率的制约,隔振频带窄且无法对特定频率范围进行针对性的振动控制,根据声子晶体,发展了一种三维周期结构波阻... 详细信息

波阻板(wave impeding block,简称WIB)常被用于动力机器、轨道交通、建筑施工等振源产生的振动污染控制。但波阻板受土层截止频率的制约,隔振频带窄且无法对特定频率范围进行针对性的振动控制,根据声子晶体,发展了一种三维周期结构波阻板(periodic structural WIB,简称PSWIB)。采用COMSOL有限元分别计算了散射体为正方体及球体时三维周期结构波阻板的带隙,讨论了结构、材料参数等因素对带隙特性的影响,并进行了正交试验优化设计。理论和数值计算均表明:三维有限周期结构波阻板所得衰减区与无限周期波阻板带隙范围一致,具有带隙性,振动衰减区内最大振幅衰减可达54 dB。与传统波阻板相比,三维周期结构波阻板拓宽了隔振频带,突破了截止频率的制约,并可依据振源特性设计三维周期结构波阻板材料参数满足对目标频率振动隔离的要求。

关键词：三维周期结构波阻板目标频率带隙衰减域

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基于空间视距的林区曲线道路行车舒适性研究

森林工程 2024年第4期40卷 204-217页

作者：李安康李明宝郑俊杰东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040 华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074

为提高林区曲线道路驾驶员行车安全性和舒适性,采用驾驶模拟试验办法,利用眼动和心率作为评价指标,从动态视角对林区曲线道路行车舒适性进行评价研究。基于空间视距理论建立5种不同空间视距的林区曲线道路场景,研究结果表明,驾驶员瞳孔... 详细信息

为提高林区曲线道路驾驶员行车安全性和舒适性,采用驾驶模拟试验办法,利用眼动和心率作为评价指标,从动态视角对林区曲线道路行车舒适性进行评价研究。基于空间视距理论建立5种不同空间视距的林区曲线道路场景,研究结果表明,驾驶员瞳孔直径变化率和心率增长率随着空间视距增大而不断减小,驾驶舒适性不断增大。考虑瞳孔直径变化率和心率增长率的最小空间视距值为101 m和89 m,得出瞳孔直径变化率和心率增长率的空间视距适宜值为128 m和132 m。

关键词：林区道路舒适性评价空间视距驾驶模拟试验驾驶指标