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基于非局部理论的Hoek-Brown软化塑性模型
1
作者 周鑫 于佳佳 +2 位作者 吴文杰 路德春 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期13-20,共8页
由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用... 由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用过非局部公式将等效塑性剪应变发展为非局部变量,有效规避了结构失效破坏模拟时的网格依赖性问题。利用隐式返回映射应力更新算法求解非局部塑性模型的微分方程组,详细介绍了该模型的有限元实现流程。最后,以经典的缺陷板受压破坏问题和条形基础承载力问题为例,对模型的有效性进行验证。结果表明,在网格细化过程中,非局部Hoek-Brown软化塑性模型的模拟结果对网格尺寸不敏感,预测的剪切带宽度和荷载位移曲线基本不随网格尺寸变化。所提模型可为岩石工程的失效破坏分析提供具有网格客观性的计算工具。 展开更多
关键词 非局部积分方法 软化塑性模型 HOEK-BROWN强度准则 应力更新算法
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典型交叉连接形式的承插式埋地管线地震响应分析
2
作者 侯本伟 刘嘉伟 +3 位作者 张亚波 韩俊艳 钟紫蓝 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期407-416,共10页
埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口... 埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口灰口铸铁管线(CIP)的接口张开量以及管土相对变位;然后分析了采用十字型、T型、L型和双T型交叉管件连接的管线地震响应特征,其中交叉管件与各分肢管线分别采用承插式和法兰式两种连接口,并比较了接口类型对各类交叉管件地震响应的影响规律。结果表明:对于地震波作用下不同接口类型的直线型管线,DIP柔性接口峰值张开量大于CIP刚性接口,CIP刚性接口管线轴力远大于DIP柔性接口管线。管线交叉处采用承插式接口时,双T型交叉管件连接的管线接口峰值张开量略小于十字型、T型连接。管线交叉处采用法兰接口时,与法兰口邻接的DIP柔性接口张开量较大、易发生拉伸破坏,与法兰口邻接的CIP刚性接口轴向压力较大、易发生受压破坏;在双T型交叉处,与法兰口邻接的承插接口响应显著大于十字型、T型连接。 展开更多
关键词 埋地管线 交叉管线 地震波动 承插式接口 法兰接口 接口变形
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致密储层裂缝气水微观渗流过程研究
3
作者 侯世伟 吕寻庆 +2 位作者 孟素云 张皓 杜修力 《石油实验地质》 北大核心 2025年第3期671-679,共9页
为研究致密储层裂缝空间内流体的动态渗流机理,基于深度学习分割结果,构建真实储层三维数字岩心裂隙结构。首先评价其连通性,然后模拟单相流渗透率,利用水平集方法耦合N-S方程进行气、水两相流驱替过程研究,并采用有限元方法求解。结果... 为研究致密储层裂缝空间内流体的动态渗流机理,基于深度学习分割结果,构建真实储层三维数字岩心裂隙结构。首先评价其连通性,然后模拟单相流渗透率,利用水平集方法耦合N-S方程进行气、水两相流驱替过程研究,并采用有限元方法求解。结果显示:深度学习方法可高效自动分割岩心图像中的裂隙,准确率达85%;连通裂隙对于岩石渗透性有重要作用,流体性质的不同,影响流动压力和速度,进而影响其渗透率。驱替模拟过程中可清晰观察到气、水两相分布特征,随驱替时间变化直至渗流结束,狭窄裂隙通道流体饱和度几乎无变化,是残余气相的主要赋存空间;而连通性相对较好的裂隙成为主渗流通道,其具有宽且笔直的特征,气体采收率趋于稳定。该研究结果对微观条件下致密储层裂缝空间内的气、水两相流动研究具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 渗流过程 裂隙结构 裂隙连通性 数字岩心 深度学习分割 致密储层
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基于超对偶数微分的无约束应力更新算法
4
作者 路德春 石安毓 +1 位作者 周鑫 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1113-1122,共10页
加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的K... 加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的Karush-Kuhn-Tucker条件,将受不等式约束的非线性应力积分方程组问题,转化为无约束的最小化问题,计算时无需加卸载判断。针对导数计算问题,新算法利用超对偶数微分方法代替解析求导,获得光滑函数的1阶导数以及塑性势函数的1阶和2阶导数,用于构造非线性计算的迭代公式,以保证局部应力更新迭代和全局平衡迭代的二次收敛速度。数值算例表明,相较于其它数值微分方法,超对偶数微分方法不受截断误差和减法消去误差影响,计算结果等同于解析求导。最后,基于所提算法编写了光滑莫尔库仑塑性模型的UMAT子程序,并通过3个典型边值问题的数值分析,验证了算法的有效性和收敛性速度。 展开更多
关键词 应力更新算法 塑性模型 超对偶数数值微分 一致性切线刚度矩阵 有限元法
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低温下玄武岩纤维混凝土劈拉强度尺寸效应试验 被引量：1
5
作者 余文轩 范美妤 +1 位作者 金浏 杜修力 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期101-109,共9页
为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(... 为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(温度范围20~-90℃)进行了静态劈拉破坏试验。试验结果表明:不同类型混凝土的劈拉强度均随温度降低而线性增大(最大增幅接近130%),呈现出显著的低温增强效应;玄武岩纤维的掺入能略微强化混凝土劈拉强度的低温增强效应。不同纤维体积分数玄武岩纤维混凝土的劈拉强度均呈现出一定的纤维增强效应,并且随体积分数增加而增强;极端低温作用下玄武岩纤维的主导破坏模式由拔出破坏转变为拉断破坏,导致纤维增强效应随温度下降而变强。劈拉强度的尺寸效应随温度下降而更明显,但玄武岩纤维的掺入能减弱尺寸效应(最大削弱程度达25.8%)。本文研究能为玄武岩纤维混凝土材料在极端低温环境下的大规模工程结构应用提供有效参考。 展开更多
关键词 玄武岩纤维混凝土 极端低温 纤维含量 劈裂拉伸 尺寸效应
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碳纤维混凝土高温冷却后动态压缩性能试验研究
6
作者 杜刚 李亮 +2 位作者 王子晨 吴俊 杜修力 《材料导报》 北大核心 2025年第6期99-104,共6页
碳纤维混凝土(CFRC)是一种新型高性能混凝土材料,具有高抗拉强度和耐久性,在工程领域具有广阔的应用前景。然而,混凝土材料可能遭受爆炸、火灾等极端荷载,导致材料性能退化。因此,通过研究CFRC在高温后的动态压缩性能,可以更全面地了解... 碳纤维混凝土(CFRC)是一种新型高性能混凝土材料,具有高抗拉强度和耐久性,在工程领域具有广阔的应用前景。然而,混凝土材料可能遭受爆炸、火灾等极端荷载,导致材料性能退化。因此,通过研究CFRC在高温后的动态压缩性能,可以更全面地了解材料在极端条件下的力学响应,为其在实际工程中的应用提供可靠依据。本研究利用直径为75 mm的分离式霍普金森压杆装置(SHPB),对具有不同纤维体积含量(0%、1%和2%)的碳纤维混凝土在经历不同目标温度(200℃、400℃、600℃和800℃)后自然冷却至室温的情况下进行了动态压缩性能试验。试验结果表明,在经历不同目标温度再冷却后,三类混凝土试件均呈现明显的应变率效应。随着碳纤维掺量的增加,试件的破坏程度逐渐减轻,动态峰值应变逐渐减小。此外,随着目标温度的升高,试件的动态峰值应力逐渐减小,而峰值应变增加,破坏程度逐渐加重。 展开更多
关键词 碳纤维混凝土(CFRC) 高温冷却 动态压缩性能 应力峰值前韧度
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基于内聚力单元的土石混合体细观数值方法
7
作者 张佩 杨承儒 +1 位作者 侯世伟 杜修力 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1620-1631,共12页
土石混合体是一种由强度较高的块石和强度较低的土体基质组成的非均质材料,荷载作用下其细观组分具有复杂的相互作用。结合土石混合体的细观结构特征,将土体与块石界面以及土体基质内部视为材料的薄弱位置,基于内聚力模型描述该薄弱位... 土石混合体是一种由强度较高的块石和强度较低的土体基质组成的非均质材料,荷载作用下其细观组分具有复杂的相互作用。结合土石混合体的细观结构特征,将土体与块石界面以及土体基质内部视为材料的薄弱位置,基于内聚力模型描述该薄弱位置的裂缝萌生、扩展及断裂,编制内聚力单元插入程序,进而结合材料直剪试验结果,分别给出土体基质内部内聚力单元与土石界面内聚力单元的材料参数确定方法,发展了基于内聚力模型的土石混合体细观数值方法。在此基础上,开展不同细观结构的土石混合体双轴压缩数值试验,结合内聚力单元失效状态,明确不同细观因素对材料宏细观力学特性的影响规律。结果表明:内聚力单元剪切方向最大允许名义应力可由直剪试验荷载位移曲线峰值剪切应力确定,最大有效位移可由最大剪切位移的1/5进行确定,切向摩擦系数可由残余剪切应力与法向应力的比值确定。建立的基于内聚力单元的土石混合体细观数值方法,可较好地描述材料的力学特性和变形规律,特别是能反映出低围压下的材料应变软化行为。 展开更多
关键词 土石混合体 内聚力模型 细观数值方法 界面力学行为 应变软化
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强降雨条件下单层土质覆盖层的入渗解析解及斜坡稳定性分析
8
作者 李光耀 刘兆龙 +2 位作者 冯嵩 詹良通 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1219-1228,共10页
近年来中国极端降雨事件频发,研究强降雨条件下单层土质覆盖层的入渗规律及斜坡稳定性具有重要意义。基于二维非饱和土渗流控制方程,采用指数函数模型描述土体的土水特征曲线和渗透系数曲线,针对强降雨过程中表层土体达到饱和状态前后... 近年来中国极端降雨事件频发,研究强降雨条件下单层土质覆盖层的入渗规律及斜坡稳定性具有重要意义。基于二维非饱和土渗流控制方程,采用指数函数模型描述土体的土水特征曲线和渗透系数曲线,针对强降雨过程中表层土体达到饱和状态前后分别采用恒定流量和恒定压力水头作为覆盖层表面边界条件,推导了强降雨条件下单层土质覆盖层的入渗解析解。通过与有限元软件Geostudio-Seep/W的计算结果进行对比,证明了该解析解的有效性。在解析解的基础上,根据非饱和土抗剪强度理论,分析了单层土质覆盖层的斜坡稳定安全系数在强降雨条件下的发展情况,结果表明潜在滑动面的埋深越大,覆盖层稳定安全系数对降雨的响应速度越慢。强降雨期间以覆盖层底面作为滑动面的稳定安全系数始终保持最小,说明覆盖层最易沿着该滑动面发生失稳。得到的解析解为单层土质覆盖层的防渗性能评价及斜坡稳定性分析提供了简单实用的工具。 展开更多
关键词 解析解 强降雨条件 单层土质覆盖层 雨水入渗 斜坡稳定性
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三维应力状态下LYP225钢的循环本构模型及断裂准则研究
9
作者 王苑佐 刘笛 +1 位作者 黎燕文 杜修力 《土木工程学报》 北大核心 2025年第4期1-10,共10页
为研究三维应力状态下低屈服点钢(LYP225)的力学行为和失效准则,设计光滑圆棒试件、圆周槽口试件、双边圆周槽口平板试件和四边圆周槽口平板试件,分别开展单调拉伸和超低周滞回试验(滞回圈数<100)。基于单调拉伸试验结果,确定LYP225... 为研究三维应力状态下低屈服点钢(LYP225)的力学行为和失效准则,设计光滑圆棒试件、圆周槽口试件、双边圆周槽口平板试件和四边圆周槽口平板试件,分别开展单调拉伸和超低周滞回试验(滞回圈数<100)。基于单调拉伸试验结果,确定LYP225钢在三维应力状态下的单调力学性能和断裂延性,研究应力三轴度和Lode角对LYP225钢断裂延性的影响。基于滞回试验结果,研究在循环加载和三维应力状态下LYP225钢的力学性能和超低周断裂延性。LYP225钢在循环加载下呈现出等向强化和随动强化,利用粒子群优化算法标定LYP225钢的非线性混合强化本构模型参数。提出同时考虑延性损伤累积和延性损伤阈值衰减的断裂准则,并验证其应用于LYP225钢在单调和循环荷载作用下断裂预测的有效性。 展开更多
关键词 低屈服点钢 本构模型 断裂准则 三维应力
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公路货运车辆不停车检测系统运维定额编制研究
10
作者 梁智鹏 李运 +4 位作者 周为 马翔骠 黄景琦 赵密 杜修力 《市政技术》 2025年第4期113-122,共10页
公路货运车辆不停车检测系统对于智慧、绿色公路建设具有重要意义。为了填补北京市公路货运车辆不停车检测系统在运维资金计划和使用、预算编制和审核等方面缺乏计价依据的空白,通过对养护工程特点分析,结合走访调研养护运维实际情况和... 公路货运车辆不停车检测系统对于智慧、绿色公路建设具有重要意义。为了填补北京市公路货运车辆不停车检测系统在运维资金计划和使用、预算编制和审核等方面缺乏计价依据的空白,通过对养护工程特点分析,结合走访调研养护运维实际情况和相关行业标准规范,以及参考日常运维基础资料、公路日常养护预算定额,研究分析编制了运维定额及配套费用定额,确定了普通公路运维费用的构成及计算方法,为保障运维系统正常运行和优化道路工程资金使用提供了有力的支撑。该成果对于类似养护工程定额编制具有一定的参考意义,可进一步推动智慧、绿色公路的建设与发展。 展开更多
关键词 公路货运车辆 不停车检测系统 运维定额 预算编制 计价依据 绿色公路
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加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响 被引量：3
11
作者 金浏 张晓旺 +2 位作者 郭莉 吴洁琼 杜修力 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期150-158,共9页
为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数... 为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数值模拟,分析高加载速率(30~30000 mm/min,应变率10^(-4)~10^(-1)s^(-1))下锈蚀梁的粘结滑移力学行为。研究表明:(1)加载速率对锈蚀钢筋混凝土梁式试件的粘结应力-滑移曲线形状以及粘结强度与残余粘结强度的比值影响不大;(2)随着加载速率的增加,锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度和残余粘结强度显著增加,粘结区应力峰值显著增加并逐渐向加载端靠近;(3)本工作提出的考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式在0.5~30000 mm/min的加载速率范围内有很好的适用性。 展开更多
关键词 加载速率 钢筋锈蚀 粘结性能 数值模拟
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隧道围岩-衬砌接触面剪切特性模拟研究 被引量：1
12
作者 赵旭 宗淼 +4 位作者 黄景琦 杜修力 赵密 崔臻 张茂础 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期135-142,共8页
探究隧道围岩-衬砌接触面在不同法向应力及不同粗糙度条件下的剪切特性规律,对进一步研究隧道围岩与衬砌间的相互作用及岩体稳定性具有重要的理论和工程意义。为考虑粗糙度条件,利用分形理论,通过改变分形公式中的分形维数D及分形粗糙度... 探究隧道围岩-衬砌接触面在不同法向应力及不同粗糙度条件下的剪切特性规律,对进一步研究隧道围岩与衬砌间的相互作用及岩体稳定性具有重要的理论和工程意义。为考虑粗糙度条件,利用分形理论,通过改变分形公式中的分形维数D及分形粗糙度G生成5种不同接触面,基于二维颗粒流程序(PFC^(2D)),建立接触面数值剪切模型,尺寸为150 mm×150 mm。开展同一接触面在不同法向应力下,数值模拟剪切试验及不同接触面在同一法向应力下的数值模拟试验;将数值剪切试验与室内剪切试验获得的剪切应力-剪切位移曲线进行对比,验证数值剪切模拟的可靠性。研究结果表明:(1)数值模型剪切破坏产生的裂隙主要集中于中间接触面处,破坏后的应力主要集中于接触面粗糙度最大处,破坏裂纹可分为剪切裂纹和张拉裂纹,其中张拉裂纹占主要优势;(2)剪切应力-剪切位移过程曲线存在爬坡、啃断、滑移三大阶段,具有明显的峰值强度和残余强度,法向位移随着剪切位移的增加而增大,产生剪胀效应;(3)随着法向应力增加,剪切和张拉裂纹数量增加,破坏现象越明显,峰值强度和残余强度增大,剪胀效应减小;(4)随着粗糙起伏度增大,即分形维数D的增大或者分形粗糙度G的减小,破坏裂纹数量增加,其中张拉裂纹增加较明显,峰值强度和残余强度增大,剪胀效应增大。 展开更多
关键词 隧道围岩 衬砌 接触面 剪切特性 颗粒流程序 数值模拟
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震后RC桥墩竖向承载力最优工程需求参数的选取方法 被引量：1
13
作者 董慧慧 马睿 +1 位作者 韩强 杜修力 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期59-70,共12页
桥墩结构的震后竖向承载力是评估梁式桥梁震后通行功能的重要指标,但其难以测量。为了快速定量地评估桥梁结构的震后通行能力,对评估梁式桥梁结构震后竖向承载力的最优工程需求参数(EDP)进行了系统地研究。首先选取与墩柱残余侧移和损... 桥墩结构的震后竖向承载力是评估梁式桥梁震后通行功能的重要指标,但其难以测量。为了快速定量地评估桥梁结构的震后通行能力,对评估梁式桥梁结构震后竖向承载力的最优工程需求参数(EDP)进行了系统地研究。首先选取与墩柱残余侧移和损伤相关的5个EDPs,通过对考虑了材料不确定性的RC桥墩进行Pushover分析和动力时程分析得到5个EDPs,进一步对震后的桥墩进行Pushdown分析获取震后竖向承载力。然后采用回归模型对所选EDPs与震后竖向承载力损失比的关系曲线进行回归分析,选取竖向承载力损失比关系曲线的最优回归模型为在ln(x)-y坐标系中的正态累积函数模型,进一步通过最优EDP评价准则对评估竖向承载力损失比的5个EDPs进行评价分析。评价结果表明:当考虑震后可计算性时,峰值侧移率最优;当考虑震后可测性时,残余侧移率最优;当考虑余震时,改进的Park-Ang指标最优。通过选取的最优EDP可以建立桥梁结构功能指标与抗震性能指标之间的联系,为进一步发展和完善桥梁结构的抗震韧性评估和设计提供参考。 展开更多
关键词 桥墩 震后通行能力 竖向承载力损失 最优EDP 残余侧移率 损伤程度
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FRP筋混凝土短梁抗剪性能试验研究及承载力计算 被引量：1
14
作者 宋博 金浏 杜修力 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1080-1088,共9页
为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.... 为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.试验结果表明,梁高、剪跨比、水平腹筋率、竖向腹筋率均对FRP筋混凝土短梁的抗剪承载力有显著影响.当梁高由300 mm增大到1200 mm,试验梁的无量纲极限抗剪强度下降46.7%.当水平腹筋率由0增大至1.0%,试验梁的无量纲极限抗剪强度提高40.5%.基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算式可以合理反映梁高、剪跨比、水平腹筋率等因素的影响规律,计算结果与本试验结果及搜集试验数据均吻合良好. 展开更多
关键词 混凝土短梁 纤维增强聚合物(FRP)筋 抗剪承载力 计算方法 拉杆拱模型
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城市地下交通基础设施系统全生命周期碳排放计算模型 被引量：1
15
作者 路德春 季港澳 +1 位作者 王国盛 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1231-1244,1256,共15页
气候变化是当前世界面临的主要挑战之一,其中人类生产活动制造的温室气体是导致气候变化的主要因素之一,准确评估温室气体的排放量是实现节能减排的重要环节。城市地下交通基础设施系统具有防治交通阻塞、增加城市绿化面积等优势,能够... 气候变化是当前世界面临的主要挑战之一,其中人类生产活动制造的温室气体是导致气候变化的主要因素之一,准确评估温室气体的排放量是实现节能减排的重要环节。城市地下交通基础设施系统具有防治交通阻塞、增加城市绿化面积等优势,能够实现节能减排。然而,目前还缺乏城市地下交通基础设施系统的碳足迹计算方法。在全生命周期碳足迹评估框架内,研究了城市地下交通基础设施系统的碳足迹计算边界和尺度,提出了地下交通基础设施全生命周期碳足迹计算模型,基于计算模型,建立了城市地下交通基础设施系统碳排放计算方法。结合某工程案例,揭示了城市地下交通基础设施系统总体及各阶段的碳排放规律,针对不同阶段的碳排放特点,给出了相应的节能减排放建议和措施。 展开更多
关键词 地下交通基础设施 碳足迹 全生命周期 计算方法 节能减排
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gprMax干扰消除方法优化隧道壁后空洞成像特征研究
16
作者 路德春 秦威 +2 位作者 郭彩霞 李久林 杜修力 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第10期1928-1940,共13页
为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特... 为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特点,引入分段函数计算步骤,提出gprMax干扰消除方法,并验证该方法在正演模拟结果处理中的可行性。结合工程实际注浆情况和隧道壁后空洞的检测过程,采用基于时域有限差分法的gprMax软件设计隧道壁后注浆空洞的三维模型,采用gprMax干扰消除方法优化图像结果,对不同工况下的正演模拟图像成像特征进行分析。结果表明:1)gprMax干扰消除方法的正演模拟处理结果与室内混凝土板中圆形空洞结构模型试验的实测结果总体一致;2)水平测线中矩形空洞信号特征呈现出“凹”字形,垂直测线中矩形空洞信号特征呈现出类似直达波的特征,由空洞的三维特征图获取数据可计算得到空洞尺寸和埋深信息;3)gprMax干扰消除方法可以有效增强埋深较大处空洞的电磁信号强度。由研究结果可知,gprMax干扰消除方法在提高了隧道壁后空洞检测数据处理效率的同时保证了计算准确性和精度。 展开更多
关键词 探地雷达 gprMax 隧道衬砌 壁后空洞 干扰消除 正演模拟
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配筋率与质量比对FRP-RC梁冲击响应与损伤的影响
17
作者 金浏 郑敏 +1 位作者 张仁波 杜修力 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期816-826,共11页
基于考虑应变率效应的三维数值模型,对玄武岩纤维增强复材筋混凝土(BFRP-RC)梁的抗冲击性能进行了研究.分析了冲击体与FRP-RC梁质量比、配筋率等因素对冲击响应的影响规律.结果表明,随着质量比增大,FRP筋混凝土梁的破坏模式从弯曲破坏... 基于考虑应变率效应的三维数值模型,对玄武岩纤维增强复材筋混凝土(BFRP-RC)梁的抗冲击性能进行了研究.分析了冲击体与FRP-RC梁质量比、配筋率等因素对冲击响应的影响规律.结果表明,随着质量比增大,FRP筋混凝土梁的破坏模式从弯曲破坏转变为剪切破坏,但是配筋率的改变并不影响梁的破坏模式.由于BFRP筋弹性模量低,并且没有屈服阶段,故即使在梁损伤比较严重的情况下,BFRP筋的应变和BFRP筋梁的位移也会发生较大恢复.在冲击过程中,冲击力时程曲线的形状与质量比之间的规律不随配筋率而改变.此外,以剩余承载力为基准,建立了以频率变化、损伤因子和峰值位移为指标的损伤评估方法,为实际工程中FRP筋混凝土梁构件的灾后处置提供理论基础. 展开更多
关键词 落锤冲击 损伤评估 数值模拟 FRP-RC梁 质量比
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一种考虑裂缝扩展路径的混凝土细观数值模拟方法
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作者 李冬 黄百惠 +2 位作者 王苑佐 金浏 杜修力 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期30-41,共12页
文章提出一种能够考虑混凝土裂缝扩展过程中绕过骨料或穿过骨料发展的细观数值模拟方法。首先,回顾了用于类混凝土材料I-型断裂分析的自洽有限应力模型的基本原理;进而,采用有限元分析方法,从局部能量等效和宏观力学等效两个维度验证了... 文章提出一种能够考虑混凝土裂缝扩展过程中绕过骨料或穿过骨料发展的细观数值模拟方法。首先,回顾了用于类混凝土材料I-型断裂分析的自洽有限应力模型的基本原理;进而,采用有限元分析方法,从局部能量等效和宏观力学等效两个维度验证了基于自洽有限应力原理建模和常规建模之间的等效性;最终,发展了基于自洽有限应力原理和细观裂缝扩展路径准则的数值模拟方法,在细观尺度上实现模拟混凝土裂缝绕过骨料发展和穿过骨料发展等细观断裂破坏行为。文章研究成果可为后续发展基于细观尺度断裂破坏准则的高效数值分析方法奠定基础。 展开更多
关键词 混凝土 断裂 细观尺度 有限元分析 自洽有限应力原理
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钢筋及BFRP筋混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应对比分析:试验研究
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作者 金浏 宋博 +1 位作者 张江兴 杜修力 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1-11,22,共12页
文章旨在研究并对比钢筋及BFRP筋(玄武岩纤维增强筋)混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应的异同,对4根钢筋混凝土深受弯构件及4根BFRP筋混凝土深受弯构件(梁高为300~1200mm)进行了剪切破坏试验。对比分析了荷载-位移曲线、斜裂缝宽度、... 文章旨在研究并对比钢筋及BFRP筋(玄武岩纤维增强筋)混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应的异同,对4根钢筋混凝土深受弯构件及4根BFRP筋混凝土深受弯构件(梁高为300~1200mm)进行了剪切破坏试验。对比分析了荷载-位移曲线、斜裂缝宽度、混凝土应变、纵筋应变及腹筋应变随结构尺寸变化的发展趋势。揭示了钢筋及BFRP筋混凝土深受弯构件抗剪强度尺寸效应规律,并分析了设计规范和计算方法的适用性。研究表明:(1)BFRP筋混凝土深受弯构件的极限荷载约为钢筋混凝土深受弯构件的0.3~0.5倍,而挠度约为钢筋混凝土深受弯构件的1.4~1.7倍;(2)梁高从300mm增至1200mm时(试验梁的水平及竖向腹筋率均为0.51%),钢筋混凝土深受弯构件的名义极限抗剪强度下降34.0%,而BFRP筋混凝土深受弯构件下降45.7%;(3)对于大尺寸构件的抗剪承载力,设计规范的计算结果安全储备不足,未能合理考虑尺寸效应;(4)提出的尺寸效应理论公式可以定量描述结构尺寸对钢筋及BFRP筋混凝土深受弯构件名义极限抗剪强度的影响。 展开更多
关键词 深受弯构件 BFRP筋 剪切破坏 受剪性能 尺寸效应
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海域地震动强度包络模型研究
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作者 张超 陈昽 +3 位作者 武程 杜修力 赖志超 王丕光 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期506-517,共12页
人工模拟地震动是目前开展海洋工程结构抗震分析的主要地震输入分析。强度包络函数是人工模拟地震动的重要参数,决定了地震动的强度非平稳性特性,并对地震动持时起控制作用。目前的地震动强度包络模型均是基于陆域地震动记录统计分析得... 人工模拟地震动是目前开展海洋工程结构抗震分析的主要地震输入分析。强度包络函数是人工模拟地震动的重要参数,决定了地震动的强度非平稳性特性,并对地震动持时起控制作用。目前的地震动强度包络模型均是基于陆域地震动记录统计分析得出,无法准确反应海域地震动的强度特性。因此,基于日本K-Net强震动观测台网的实测地震数据库,分析海域地震动在时域中强度分布特性;提出适用于海域地震动的三段式强度包络模型,回归得到震级M、震中距R及关键参数上升段t_(1)、强震平稳段ts、下降段衰减率c(无量纲)的计算表达式;研究震级、震中距对海域地震动强度包络模型的影响规律,并探讨海域地震动与陆域地震动强度包络模型的异同。研究结果表明:海域地震动强度包络模型中关键参数上升段t_(1)、强震平稳段ts、下降段衰减率c的取值范围分别为[13~52 s],[12~79 s],[0.037~0.173];震级对关键参数(t_(1)、t_(s)、c)的影响要大于震中距;与陆域地震动相比,海域地震动的强度包络模型的下降段衰减率c相差显著,且各关键参数的分布范围更大。 展开更多
关键词 海域地震动 强度包络模型 衰减关系 三段式模型 相模湾地区
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