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梁式桥抗震韧性评估方法:Ⅰ.基于专家意见的构件震后功能恢复模型 被引量:1
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作者 王晓伟 叶爱君 +6 位作者 吴学平 周连绪 宋开辉 李军 娄亮 魏新农 彭俊 土木工程学报 北大核心 2025年第1期65-76,共12页
梁式桥是中国交通路网中最普遍的桥型,建立其抗震韧性评估方法是“韧性城市”国家战略顺利实施的必然需求,但其中至关重要的梁式桥各构件震后功能恢复模型尚未建立。震后功能恢复模型表征了结构在遭受地震后使用功能损失-保持-恢复的过... 梁式桥是中国交通路网中最普遍的桥型,建立其抗震韧性评估方法是“韧性城市”国家战略顺利实施的必然需求,但其中至关重要的梁式桥各构件震后功能恢复模型尚未建立。震后功能恢复模型表征了结构在遭受地震后使用功能损失-保持-恢复的过程。为填补这一空白,该文第一部分采用专家意见调研的方法,构建了梁式桥主要受力构件(墩柱、主梁、支座、基础、桥台)和次要受力构件(挡块、伸缩缝)的震后功能恢复模型。首先,系统地定义了各构件的多级损伤状态和性能指标;然后,设计了调研问卷,面向全国各地124位桥梁设计、科研、施工、检测、养护、加固领域的专家,征询各构件不同损伤状态下的桥梁震后通行决策、残余通行功能、决策时间、构件修复策略与时间、以及构件修复期间桥梁残余通行功能;最后,通过对调研结果的统计分析,建立了梁式桥各构件的震后功能恢复模型。该文第二部分将利用该模型对我国量大面广的板式支座梁式桥开展抗震韧性评估研究。 展开更多
关键词 桥梁工程 抗震韧性 震后功能恢复模型 专家意见调研 功能损失 构件修复时间
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环境土力学与工程研究进展
2
作者 薛强 杜延军 +2 位作者 胡黎明 詹良通 李江山 土木工程学报 北大核心 2025年第3期83-112,共30页
固体废弃物堆存、场地污染和能源开采等生产活动产生了大量环境土,其通常赋存于高含水、多荷载、强化学作用等复杂环境中。在热-水-力-化-生多场环境作用下,会发生渗流-热传导-力学变形-化学反应-生物作用等多种过程。这些过程引起环境... 固体废弃物堆存、场地污染和能源开采等生产活动产生了大量环境土,其通常赋存于高含水、多荷载、强化学作用等复杂环境中。在热-水-力-化-生多场环境作用下,会发生渗流-热传导-力学变形-化学反应-生物作用等多种过程。这些过程引起环境土固-液-气-生化物质间强烈的相互作用,导致其微观结构和微观力学性能演化,从而改变环境土宏观性能,这造成与环境土相关的工程和环境灾害频发,给我国生态文明建设带来了巨大挑战。文章分析近年来国内外环境土力学与工程研究最新进展情况,包括环境土多相介质相互作用理论、环境土多尺度表征方法、环境土改性调控技术3个方面的内容。在此基础上,提出环境土界面力学理论框架体系,包括其基本概念、研究目的、应用范畴等,并指出环境土界面力学研究要突破的关键科学技术问题。 展开更多
关键词 环境土 多相介质 相互作用 多尺度表征 改性调控 界面力学
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土的基本特性及本构关系
3
作者 杨仲轩 廖栋 +3 位作者 钱建固 王剑锋 王睿 郭宁 土木工程学报 北大核心 2025年第4期88-107,共20页
土是土木工程中应用非常广泛的一种天然材料,其基本特性及本构关系是土力学及岩土工程研究的核心内容。文中对土的一些重要基本特性,如压硬性、状态相关性、剪胀性、各向异性、结构性的试验观察规律及相关模拟手段进行论述。重点介绍最... 土是土木工程中应用非常广泛的一种天然材料,其基本特性及本构关系是土力学及岩土工程研究的核心内容。文中对土的一些重要基本特性,如压硬性、状态相关性、剪胀性、各向异性、结构性的试验观察规律及相关模拟手段进行论述。重点介绍最新的一些试验技术及离散元方法在土体特性研究中的应用,及其对本构模型构建的启示。最后以剑桥模型、状态相关模型、边界面模型、亚塑性模型以及基于机器学习的本构模型等为例,介绍现有一些重要的本构模型框架及其适用性和特点。 展开更多
关键词 基本特性 本构关系 内结构 模型框架 研究进展
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新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能对比试验研究
4
作者 徐秀丽 钱思博 +6 位作者 李洪涛 吴冲 王仁贵 李琦 丁兴国 李枝军 李雪红 土木工程学报 北大核心 2025年第3期50-67,共18页
为从根本上改善正交异性钢桥面板疲劳性能,文章提出3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构,分别为L肋-横隔板开大槽口、L肋-横隔板开钥匙孔、球扁钢肋-横隔板开苹果孔。为探究新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能优越性及其疲劳易损部位,... 为从根本上改善正交异性钢桥面板疲劳性能,文章提出3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构,分别为L肋-横隔板开大槽口、L肋-横隔板开钥匙孔、球扁钢肋-横隔板开苹果孔。为探究新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能优越性及其疲劳易损部位,设计包括双面焊闭口U肋和3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构的4个足尺模型,进行疲劳加载对比试验。通过组合式监测方法,捕捉关键细节疲劳裂纹的产生和扩展状态。试验结果表明:1000万次疲劳加载后,闭口U肋和大槽口桥面板的疲劳性能薄弱部位均为纵肋与顶板连接部位顶板焊趾;1200万次疲劳加载后,钥匙孔桥面板疲劳性能薄弱部位为横隔板与顶板连接焊缝顶板焊趾,苹果孔桥面板仍未产生疲劳裂纹。闭口U肋疲劳裂纹起裂于顶板与纵肋连接焊缝焊趾,分别沿着焊趾或者垂直、斜交于焊缝扩展;大槽口桥面板疲劳裂纹起始位置与闭口U肋相同,沿顶板焊趾扩展;钥匙孔桥面板疲劳裂纹起裂于顶板与横隔板连接焊缝顶板焊趾,并沿焊趾绕着横隔板扩展。新型开口肋结构可显著降低各疲劳易损细节的应力水平及横隔板面外变形,其中钥匙孔桥面板与苹果孔桥面板在顶板与纵肋连接处应力幅仅为闭口U肋的6.39%和11.12%,苹果孔桥面板开口处应力幅及面外变形较闭口U肋分别降低了42%和34%;相同加载条件下,苹果孔桥面板的疲劳寿命最高,其次为钥匙孔桥面板,二者均表现出优异的抗疲劳性能。 展开更多
关键词 桥梁工程 开口肋正交异性钢桥面板 足尺模型 疲劳试验 疲劳裂纹
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基础工程技术的发展与创新
5
作者 王卫东 高文生 +3 位作者 龚维明 林毅峰 刘永超 吴江斌 土木工程学报 北大核心 2025年第2期97-117,共21页
随着经济和社会不断发展,我国工程建设领域出现了新的发展方向和机遇。基础工程面临复杂工程与水文地质条件、超高超深与大跨结构、环境低影响、绿色低碳与高效工业化等愈加复杂的需求和挑战,这也将持续推动基础工程技术的发展与创新。... 随着经济和社会不断发展,我国工程建设领域出现了新的发展方向和机遇。基础工程面临复杂工程与水文地质条件、超高超深与大跨结构、环境低影响、绿色低碳与高效工业化等愈加复杂的需求和挑战,这也将持续推动基础工程技术的发展与创新。文章结合近年来我国工程建设的成就与发展,从建筑市政、桥梁及海上风电基础工程面临的基本问题和特点出发,介绍各自领域的研究与技术进展。在建筑市政基础工程方面,重点介绍多塔楼高层建筑整体筏形基础、超高层建筑桩筏基础沉降分析与控制技术,以植入预制桩、高频免共振钢管桩、压入式沉井等为代表的绿色低碳、环境低影响技术,以及既有建筑基础加固与地下空间拓展等城市更新关键技术。在桥梁基础工程方面,重点介绍了冲刷和波浪等作用的相关理论研究,及桩基础、锚锭基础和沉井基础等基础形式的创新发展。在海上风电基础工程方面,重点介绍往复载荷作用下疲劳破坏,波浪辐射及绕射作用,动冰冲击和冰激振动等相关理论研究,及桩式、重力式、吸力筒式、漂浮式等基础形式的创新实践。另外,也简述基础工程在抗震与性能化设计、智能化和环境低影响的施工装备与技术、城市更新面临的既有基础检测、全寿命数字化监测等方面的研究与技术进展。 展开更多
关键词 基础工程 建筑市政 桥梁 海上风电 基础工程抗震 施工技术与装备 检测与监测
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温度对高聚物浆液在裂隙中扩散特性影响研究
6
作者 李晓龙 桂云祥 +2 位作者 贾赫扬 钟燕辉 张蓓 土木工程学报 北大核心 2025年第1期111-125,共15页
具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为... 具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为。为深入揭示温度对高聚物浆液在裂隙中扩散行为的影响机制,以一种工程中应用的自膨胀聚氨酯高聚物浆液为对象,基于浆液聚合反应机理和计算流体动力学理论,用准三维有限体积法离散浆液流动控制方程,用三维有限体积法离散裂隙壁热传导方程,建立模拟分析高聚物浆液在裂隙中膨胀扩散过程的热-流耦合仿真模型,实现对浆液化学反应进程、流场和“浆液-裂隙”体系温度场的耦合求解。开展不同注浆量、预热温度条件下无水平板裂隙高聚物注浆模型试验,通过浆液扩散范围、密度、温度等实测数据与计算结果的对比,验证所建立数值模型的适用性。在此基础上,分析预热温度、环境温度对浆液在平板裂隙中扩散行为的影响,结果表明,相同环境温度条件下,随着浆液预热温度升高,浆液扩散速率及升温速度加快,峰值温度增大,达到峰值点时刻越早;相同预热温度条件下,环境温度越高,浆液扩散速率越快,扩散半径越大;当浆液预热温度或环境温度升高至一定值时,浆液最终扩散范围不再发生明显改变;随着环境温度降低,所需的浆液最低预热温度逐渐增大。该文工作对高聚物裂隙注浆浆液预热温度设定具有一定指导作用。 展开更多
关键词 自膨胀高聚物 裂隙注浆 扩散机理 温度 试验 仿真方法
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开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板受弯性能研究
7
作者 林彦 倪浩冉 +1 位作者 赵志捷 周学军 土木工程学报 北大核心 2025年第3期38-49,共12页
为了研究开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板的受弯性能,对7个钢管桁架叠合板试件进行静力加载试验,考察各试件的破坏形态、应力分布、承载力和刚度,分析拼缝钢筋与底板钢筋的传力机理,研究拼缝钢筋配置、拼缝钢筋搭接长度、钢管桁架距拼... 为了研究开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板的受弯性能,对7个钢管桁架叠合板试件进行静力加载试验,考察各试件的破坏形态、应力分布、承载力和刚度,分析拼缝钢筋与底板钢筋的传力机理,研究拼缝钢筋配置、拼缝钢筋搭接长度、钢管桁架距拼缝距离对开槽式密拼钢管桁架叠合板受弯性能的影响。采用有限元软件ABAQUS对试验试件进行有限元分析,将试验结果与有限元结果进行对比,两者吻合较好。基于验证的有限元模型,深入研究开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板受力性能的影响因素和影响规律。结果表明:开槽式密拼钢管桁架叠合板未发生沿叠合面的撕裂破坏,其受弯承载力和刚度与后浇带式叠合板接近,可实现整体式拼缝叠合板的受力性能;增大拼缝钢筋的配筋率可有效控制裂缝开展,显著提高叠合板承载力;增加拼缝钢筋搭接长度可减少拼缝两侧钢筋搭接范围混凝土板裂缝,提高叠合板承载力,但当拼缝钢筋搭接长度大于1.6la时,承载力提高幅度降低;减少钢管桁架距拼缝的距离可限制裂缝开展,但对叠合板承载力影响不明显。最后给出开槽式密拼钢管桁架叠合板拼缝处受弯承载力验算方法,并提出开槽式密拼拼缝的构造要求和设计建议。 展开更多
关键词 密拼 钢管桁架 混凝土叠合板 受弯性能
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钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
8
作者 陈康明 樊林杰 +3 位作者 杨益伦 吴庆雄 罗健平 缪承谕 土木工程学报 北大核心 2025年第2期50-62,85,共14页
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影... 为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。 展开更多
关键词 钢管混凝土KK型节点 应力集中系数 计算方法 有限元分析 理论推导
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考虑温度效应下海砂动力特性试验研究
9
作者 王家全 和玉 +1 位作者 林志南 唐毅 土木工程学报 北大核心 2025年第2期118-128,共11页
针对温度对海砂动力特性的影响研究不足,在现有的GDS动三轴试验系统中增添JULABO温度模块,开展考虑温度效应的固结不排水动三轴试验,探究了温度和动应力幅值对广西北部湾海砂累积塑性应变、动弹性模量及动孔压的影响规律。研究表明:北... 针对温度对海砂动力特性的影响研究不足,在现有的GDS动三轴试验系统中增添JULABO温度模块,开展考虑温度效应的固结不排水动三轴试验,探究了温度和动应力幅值对广西北部湾海砂累积塑性应变、动弹性模量及动孔压的影响规律。研究表明:北部湾海砂的累积塑性应变曲线整体呈现破坏型发展趋势,升温引起北部湾海砂的应变累积速率加快,在动应力幅值较大时,升温引起北部湾海砂的累积塑性应变明显增加,在循环加载后期发生液化;在升温条件下,温度对北部湾海砂孔压发展有显著影响,海砂在高温环境下表现出较强的循环活动性,且液化程度加重;北部湾海砂在循环加载过程中出现刚度软化现象,温度升高可以降低北部湾海砂的初始动弹性模量;幂函数能较好地描述北部湾海砂动弹性模量Ed与轴向累积应变ε_(d)的关系,在此基础上建立了不同温度下动弹性模量与动应变的预测模型,该模型能够较好预测北部湾海砂在不同温度下的动弹性模量。研究成果为考虑温度效应下海砂作为填料的工程提供了理论指导。 展开更多
关键词 北部湾海砂 温度效应 动弹性模量 孔压模型 温控三轴仪
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变摩擦自复位耗能支撑恢复力模型与试验研究
10
作者 朱丽华 刘通 +2 位作者 董尧荣 罗金武 李子杰 土木工程学报 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
以可恢复功能结构为背景,提出一种加工简单、装配便捷的变摩擦自复位耗能支撑。文章介绍该支撑的构造形式和工作原理,并对其受力性能进行理论分析,建立其恢复力理论预测模型。通过低周反复加载试验测试该自复位耗能支撑的受力性能,分析... 以可恢复功能结构为背景,提出一种加工简单、装配便捷的变摩擦自复位耗能支撑。文章介绍该支撑的构造形式和工作原理,并对其受力性能进行理论分析,建立其恢复力理论预测模型。通过低周反复加载试验测试该自复位耗能支撑的受力性能,分析其滞回曲线、特征荷载和刚度、耗能能力。结果表明,装配弹簧和楔形块组的自复位耗能支撑荷载-位移曲线呈典型的“旗帜形”特征,滞回曲线的特征由弹簧预压长度、弹簧刚度和楔形块组数量等参数决定;支撑试件经历多次循环荷载作用后基本没有残余变形,具有良好的自复位性能和稳定的工作性能,其变形能力、耗能能力和复位能力均可通过调节弹簧与楔形块组的相关参数而改变;所提出的自复位支撑恢复力理论预测公式计算结果与试验结果吻合较好,可为工程应用提供参考。 展开更多
关键词 自复位支撑 摩擦耗能 滞回性能 抗震性能 恢复力模型
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新型黏弹性自复位耗能支撑力学特性及减震性能研究
11
作者 付兴 郭代恩瑞 +2 位作者 王德斌 王英豪 冷迅 土木工程学报 北大核心 2025年第4期75-87,共13页
为解决传统自复位支撑难以充分发挥其耗能性能的问题,基于桥式放大工作机理提出一种具有旋转位移放大功能的黏弹性自复位耗能支撑(RVSEB)。首先,介绍其基本构造和受力、位移及速度放大机理,对RVSEB试件进行低周往复加载试验,探讨支撑试... 为解决传统自复位支撑难以充分发挥其耗能性能的问题,基于桥式放大工作机理提出一种具有旋转位移放大功能的黏弹性自复位耗能支撑(RVSEB)。首先,介绍其基本构造和受力、位移及速度放大机理,对RVSEB试件进行低周往复加载试验,探讨支撑试件的支撑能力、耗能性能、复位性能及频率相关性;同时,建立其精细化有限元模型,数值模拟结果与试验结果基本吻合,验证有限元模型的准确性;最后,对附加RVSEB的双柱式桥墩结构进行非线性动力时程分析。结果表明:RVSEB支撑滞回曲线具有明显的旗帜型特征和良好的自复位性能,随着初始放大角度的减小其耗能能力和支撑能力均成倍增加;与无控结构相比,附加RVSEB双柱式桥墩结构墩顶位移、残余位移和墩底剪力均得到有效控制,罕遇地震作用下,初始放大角度为30°时,结构最大墩顶位移、墩底剪力和残余位移分别降低56.0%、87.1%和4.8%,RVSEB呈现出明显的支撑轴力放大效应,其耗能系统的变形、速度均迅速增加,支撑耗散的地震能量得到明显提高。 展开更多
关键词 自复位 位移放大 耗能支撑 减震控制 残余变形
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外嵌钢板UHPC无腹筋梁抗剪性能试验研究
12
作者 李立峰 侯淼 +1 位作者 刘慈军 邵旭东 土木工程学报 北大核心 2025年第1期77-89,共13页
超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)构件通常设计为无腹筋梁等薄壁形式,以适应结构装配化的需求。为提高UHPC无腹筋梁的抗剪承载力并简化施工,提出外嵌钢板UHPC无腹筋梁的新型结构形式。选取钢板面积、间距、倾斜角... 超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)构件通常设计为无腹筋梁等薄壁形式,以适应结构装配化的需求。为提高UHPC无腹筋梁的抗剪承载力并简化施工,提出外嵌钢板UHPC无腹筋梁的新型结构形式。选取钢板面积、间距、倾斜角度、单侧或双侧布置为试验参数,完成7片UHPC梁的抗剪性能试验,获得各试验梁的裂缝分布、破坏模式、抗剪承载力及剪切延性等结果。基于桁架-拱理论,提出外嵌钢板UHPC无腹筋梁的抗剪计算模型,推导了相应的计算公式。结果表明:外嵌钢板能够有效提升UHPC无腹筋梁的抗剪强度,斜裂缝均能越过钢板,钢板能起到和箍筋类似的作用;将箍筋分项抗剪贡献换算为等量钢板的外嵌钢板梁承载力略低于有腹筋梁,在同等用钢量下,钢板单、双侧布置对承载力影响不大;斜向钢板试件裂缝发展更为充分,双面外嵌钢板梁表现出较好的剪切延性;按桁架-拱理论的计算值与试验值之比为1.02,吻合较好。外嵌斜钢板梁表现出良好的结构性能,具有较好的研究潜力和应用前景。 展开更多
关键词 UHPC梁 外嵌钢板 抗剪性能:桁架-拱模型 剪切延性
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平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝抗正弯试验与接缝折减系数
13
作者 李传习 韦积鋆 贺龙飞 土木工程学报 北大核心 2025年第2期72-85,共14页
针对平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝抗正弯性能研究不足和能否取消平钢板-UHPC组合桥面板下层纵筋的问题,文章开展了单层纵筋的平钢板-UHPC组合桥面板(即取消下层纵筋)湿接缝正弯曲静力性能足尺模型试验,考察裂纹开展过程、破坏形态、荷载... 针对平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝抗正弯性能研究不足和能否取消平钢板-UHPC组合桥面板下层纵筋的问题,文章开展了单层纵筋的平钢板-UHPC组合桥面板(即取消下层纵筋)湿接缝正弯曲静力性能足尺模型试验,考察裂纹开展过程、破坏形态、荷载-跨中挠度曲线、荷载-最大裂缝宽度曲线等,并与双层纵筋平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝破坏形态和相应曲线进行对比;在相关假定基础上,提出考虑接缝折减系数的平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝弯矩-应变关系计算的分层总和法;编写基于文章假定和考虑接缝折减系数的分层总和法计算程序;对9片整体浇筑的平钢板-UHPC组合桥面板的特征弯矩进行计算,并与试验结果进行了对比;根据分层总和法程序计算值与试验值尽量接近或相等求得2种常见界面处理方式的接缝折减系数。结果表明:单层纵筋的平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝正弯曲破坏模式为适筋梁破坏模式,相比双层纵筋的原设计,破坏模式、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、荷载-跨中挠度曲线、荷载-最大裂缝宽度曲线和荷载-相对滑移曲线基本不变;纤维连续性较弱的接缝对平钢板-UHPC组合桥面板湿接缝截面抗压部分能力的影响可忽略不计,对截面抗拉部分能力的影响可通过折减系数考虑,且铁丝网处理的接缝折减系数为0.4,人工凿毛处理的接缝折减系数为0.5。 展开更多
关键词 平钢板-UHPC组合桥面板 湿接缝 正弯曲性能 试验研究 分层总和法 接缝折减系数
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基于SLGM和T-LSIS的大跨混凝土箱梁桥裂缝统一识别与开裂机理研究
14
作者 徐栋 贾勤龙 端木祥永 土木工程学报 北大核心 2025年第2期33-49,共17页
持续下挠是大跨混凝土箱梁桥的主要病害特征。由于箱梁的空间复杂性,近年来一些无法由传统分析方法解释的裂缝不断从对桥梁的检查中被发现,不能排除正是由于这些未被注意到的裂缝导致结构的下挠。而对这些超出设计预期的裂缝进行识别与... 持续下挠是大跨混凝土箱梁桥的主要病害特征。由于箱梁的空间复杂性,近年来一些无法由传统分析方法解释的裂缝不断从对桥梁的检查中被发现,不能排除正是由于这些未被注意到的裂缝导致结构的下挠。而对这些超出设计预期的裂缝进行识别与机理研究对传统理论分析框架提出挑战。为解决这一问题,文章提出一种基于精细有限元模型-空间网格模型(SLGM),结合三层应力指标系统(T-LSIS)的裂缝统一识别理论分析框架,并以大跨径混凝土多箱室箱梁桥为实际背景,开展全面的裂缝识别与开裂机理研究。研究考虑不同荷载因素、环境温度场模式、箱梁“框架效应”对结构抗裂性能的影响,并将识别的裂缝位置及形态与现场实测数据进行了对比,讨论并解析实桥不同裂缝的开裂机理及其核心影响因素。结果表明:基于SLGM和T-LSIS分析框架能够实现对实桥裂缝位置和形态的统一识别,包括传统方法无法解释的一些裂缝。此外,内外温差效应对箱梁的抗裂性能影响显著,对“框架效应”的忽略是导致箱梁腹板产生超出设计预期的开裂的核心原因。 展开更多
关键词 桥梁工程 混凝土箱梁 精细有限元 裂缝识别 空间网格模型 横向框架效应
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变轴力作用下RC中间层中节点抗震性能试验研究
15
作者 杨红 杨浩澜 余依瑾 土木工程学报 北大核心 2025年第2期10-24,共15页
钢筋混凝土(RC)梁柱节点的抗震性能一般是通过定轴力作用下梁柱组合体试件的低周反复加载试验进行研究,在更真实的变轴力作用下RC梁柱节点抗震性能的研究成果很少。文章对4个中间层中节点梁柱组合体试件进行变轴力加载试验,除轴力加载... 钢筋混凝土(RC)梁柱节点的抗震性能一般是通过定轴力作用下梁柱组合体试件的低周反复加载试验进行研究,在更真实的变轴力作用下RC梁柱节点抗震性能的研究成果很少。文章对4个中间层中节点梁柱组合体试件进行变轴力加载试验,除轴力加载制度不同外,试件的截面尺寸和配筋、试验方案及材料强度等级均与课题组已完成的定轴力加载对比试验相同。分析正向加载与负向加载的柱顶水平力、节点剪应力、节点剪切变形、节点内梁纵筋滑移等的差异;将变轴力试件、定轴力试件的试验结果进行对比,分析轴力变化对梁柱组合体试件和中间层中节点抗震性能的影响。研究结果表明,正向加载、轴压力增大时柱顶峰值水平力P_(max)明显比轴压力减小的负向P_(max)更大;正向加载时变轴力试件的节点峰值剪应力τ_(max)与定轴力试件接近,负向加载、轴压力减小时τ_(max)较定轴力试件更低;定轴力试件正向和负向的P_(max)或τ_(max)均分别基本相同;正向加载、轴压力增大时变轴力试件的极限位移Δ_(u)明显比其负向Δ_(u)更小;变轴力试件的正、负向节点内梁纵筋最大滑移变形均小于定轴力试件的梁纵筋滑移变形。 展开更多
关键词 梁柱节点 变轴力 节点受剪强度 节点剪切变形 纵筋滑移
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高性能竹基复材加固木梁的协同工作性能研究
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作者 周长东 王玉虔 郑玉槟 土木工程学报 北大核心 2025年第1期35-46,共12页
竹钢是一种高性能竹基复合材料和重组竹制品,具有可以和钢材媲美的拉、压、弯曲强度。用钢带(无损)或钢带加少量钢钉(微损)锚固竹钢板材加固古建筑木梁,可以实现对古建筑木梁的无损/微损和可逆加固。为了研究不同加固方法和竹钢板厚度... 竹钢是一种高性能竹基复合材料和重组竹制品,具有可以和钢材媲美的拉、压、弯曲强度。用钢带(无损)或钢带加少量钢钉(微损)锚固竹钢板材加固古建筑木梁,可以实现对古建筑木梁的无损/微损和可逆加固。为了研究不同加固方法和竹钢板厚度等因素对木梁协同工作性能的影响,该文对10根木梁进行了弯曲加载试验,对试件的受力过程、破坏形态、初始抗弯刚度及变形能力进行了比较和分析。研究结果表明:竹钢板与木梁可以协同工作,加固后木梁的抗弯承载力、刚度均显著提升,抗弯承载力的提高幅度为47.94%~139.74%,刚度的提高幅度为4%~128%;其中全包加固试件加固效果最佳;拉压复合加固和全包加固试件破坏后的残余抗弯承载能力可达未加固木梁极限抗弯承载力的74%~138%,说明采用这两种加固方式对有缺陷木梁进行加固可以弥补木材初始缺陷的不足。建立了竹钢板加固木梁的抗弯承载力计算公式,理论计算与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 木梁 高性能竹基复材 可逆加固 协同工作 抗弯性能
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基于有效应力正负分解的木材三维弹塑性损伤模型
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作者 王明谦 土木工程学报 北大核心 2025年第2期25-32,共8页
准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根... 准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根据有效应力正负分解和损伤能释放率识别受拉和受压不同的损伤起始点。通过2种标量形式的损伤变量分别追踪木材受拉和受压损伤演化过程。通过编写用户自定义子程序UMAT将本构模型嵌入商业有限元软件ABAQUS。根据已有木材单轴和双轴受力试验结果对本构模型进行验证。计算结果表明,弹塑性损伤本构模型能够准确表征木材的非线性受力行为。基于有效应力正负分解和能量释放率的损伤识别方法能够合理表征木材在双轴受拉和双轴受压状态下的强度包络线。 展开更多
关键词 木材 弹塑性损伤模型 有效应力正负分解 热力学
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基于污泥的多元固废体系混凝土性能研究 被引量:2
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作者 郭磊 张忆庆 田文峰 土木工程学报 北大核心 2025年第1期12-21,共10页
为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20%的水泥,设计12个配合比。从抗... 为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20%的水泥,设计12个配合比。从抗压强度、表观密度和吸水率3个方面进行宏观分析,利用核磁共振显微检测、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射法(XRD)三种方式进行微观结构分析,探究二元、三元胶凝材料替代体系的力学性能。试验结果表明:三元胶凝材料替代体系的力学性能远优于二元胶凝材料替代体系。污泥-硅灰-粉煤灰替代体系替代效果最优,抗压强度相较于对照组A1和A2分别提高4.2%和12.5%,这是因为硅灰和粉煤灰混合对污泥有更好的激发作用使其参与水化反应,生成较多钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶体等水化产物,使微观物相和孔隙结构均得到提升。研究可为污泥等固废的资源化利用提供参考。 展开更多
关键词 污泥 多元胶凝体系 力学性能 微观结构
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ECC+BFRP格栅复合加固钢筋混凝土梁弯曲抗冲击性能试验研究
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作者 赵德博 黄峰 +3 位作者 陈湘生 崔宏志 包小华 陈斌 土木工程学报 北大核心 2025年第4期24-36,共13页
文章对超高韧性水泥基材料(ECC)+玄武岩纤维复材(BFRP)格栅复合加固钢筋混凝土(RC)梁的静力与冲击动力行为进行试验研究,共进行4根梁的三点弯曲静力试验和9根梁的落锤冲击试验,考虑ECC强度、混凝土强度、FRP格栅种类、FRP格栅厚度等影... 文章对超高韧性水泥基材料(ECC)+玄武岩纤维复材(BFRP)格栅复合加固钢筋混凝土(RC)梁的静力与冲击动力行为进行试验研究,共进行4根梁的三点弯曲静力试验和9根梁的落锤冲击试验,考虑ECC强度、混凝土强度、FRP格栅种类、FRP格栅厚度等影响因素。试验中测量了支座反力、冲击力、加速度及挠度时程响应,并采用高速摄像机和非接触式数字成像测试系统(DIC)分析冲击过程中加固梁表面的动态应变。试验结果表明,随着加固层BFRP格栅配置率增大,相同冲击能量下加固梁表现出更小的挠度变形和界面剥离长度。当采用低强度ECC作为加固层基体时,提高梁体混凝土强度对界面黏结性能有所削弱,但可通过同时提高加固层ECC与梁体混凝土强度以增强界面黏结性能。采用基于平截面假定的简化模型可以较为准确地计算ECC+BFRP格栅复合加固RC梁的抗冲击承载力,但界面黏结滑移使得加固梁冲击最大挠度大于相同承载力的钢筋混凝土梁。 展开更多
关键词 ECC材料 BFRP 落锤冲击试验 抗冲击加固 界面剥离
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微生物介导碳酸盐/磷酸盐沉淀技术修复铅(Pb)污染地下水和黄土的影响机理研究
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作者 秦鹏 郑文杰 +3 位作者 薛中飞 王琳 吕鑫江 何文杰 土木工程学报 北大核心 2025年第1期101-110,125,共11页
中国西北金属矿藏开发利用虽加速当地经济发展,然而不当的含铅(Pb)废水处置将导致场地污染,对周边生态环境和人类健康造成极大威胁。该研究分别探究了微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)技术和微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)技术修复铅污染地下水... 中国西北金属矿藏开发利用虽加速当地经济发展,然而不当的含铅(Pb)废水处置将导致场地污染,对周边生态环境和人类健康造成极大威胁。该研究分别探究了微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)技术和微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)技术修复铅污染地下水和黄土的潜力,并对二者修复效率和内在影响机理进行深入分析。试验结果发现,巴氏芽孢八叠球菌在酸性条件解脲能力较差导致尿素水解程度较低,得到的修复效率仅为10.82%,且矿化产物碳酸铅(PbCO3)和碱式碳酸铅(Pb3(CO3)2(OH)2)化学稳定性低;而巨大芽孢杆菌在酸性条件下表现出较强的解磷能力,仍可以得到80%以上的修复效率,且矿化产物磷氯铅矿(Pb5(PO4)3Cl)化学稳定性高,微观试验识别的矿化产物是以细菌为成核位点的共沉淀结构(Ca2Pb3(PO4)3Cl矿物与磷酸盐矿物),降低了Pb2+再次迁移扩散的概率。铅污染黄土修复试验中,巨大芽孢杆菌得到修复效率较高且赋存形态主要为铁锰氧化态Pb,相较巴氏芽孢八叠球菌修复后的碳酸盐结合态Pb具有更高的化学稳定性和更低的生态毒性。 展开更多
关键词 微生物介导碳酸盐沉淀(MICP) 微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP) 铅污染地下水 铅污染黄土 修复效率
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