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基于机器学习的钢-UHPC组合结构栓钉抗剪承载力研究 被引量：2
1
作者 戚家南 杜雨轩 +4 位作者 李立坤 韩昀芝 李旻轩 衣忠强 邹伟豪 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期146-153,共8页
组合结构良好的界面抗剪性能是充分发挥钢和超高性能混凝土(UHPC)材料性能的关键。为研究钢-UHPC组合结构栓钉剪力连接件抗剪性能,建立了UHPC中包含263个栓钉的推出试验数据库,进行了特征相关性分析,并分析了主要参数影响规律。基于机... 组合结构良好的界面抗剪性能是充分发挥钢和超高性能混凝土(UHPC)材料性能的关键。为研究钢-UHPC组合结构栓钉剪力连接件抗剪性能,建立了UHPC中包含263个栓钉的推出试验数据库,进行了特征相关性分析,并分析了主要参数影响规律。基于机器学习算法训练并生成了10个栓钉抗剪承载力预测模型,通过8次随机抽样训练验证模型稳定性。采用确定系数(R^(2))、平均平方对数误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)等指标来评估预测精度,并与3种传统计算方法进行了比较。结果表明,UHPC抗压强度小于150 MPa的试验样本占比高达64.6%,而栓钉直径小于19 mm的试验样本占比达到73%,缺乏更高强度UHPC和大直径栓钉试验数据。传统公式预测精度低于机器学习模型预测精度。随机森林模型预测精度最高,R^(2)为0.98,MAE与RMSE分别为3.9和6.4;与传统模型最高精度相比,R^(2)提高了216%,MAE与RMSE分别降低了93%与90%,表明机器学习模型可大幅提升预测精度,为栓钉抗剪承载力计算提供了新的思路。 展开更多
关键词 组合结构 超高性能混凝土 栓钉 抗剪承载力 机器学习
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负弯矩作用下UHPC湿接缝桥面板裂后性能研究 被引量：7
2
作者 戚家南 程杭 +1 位作者 邹伟豪 王景全 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期57-66,共10页
针对预制拼装桥面板接缝处受力复杂、易开裂等问题,提出了一种新型超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)燕尾榫接缝.通过负弯矩作用下荷载模型试验,研究了不同接缝材料和预应力水平对UHPC湿接缝桥面板极限承载力、破... 针对预制拼装桥面板接缝处受力复杂、易开裂等问题,提出了一种新型超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)燕尾榫接缝.通过负弯矩作用下荷载模型试验,研究了不同接缝材料和预应力水平对UHPC湿接缝桥面板极限承载力、破坏形式及裂缝分布等的影响规律.基于试验验证的数值仿真模型,对比分析了不同接缝位置、接缝形式、纵筋率、材料强度及板件厚度等参数对湿接缝受弯性能的影响.研究结果表明:预应力由0 MPa提高到5 MPa,板件开裂应力和极限承载力分别提升40.0%和5.5%;燕尾榫接缝较直角榫接缝与平接缝的开裂应力分别提高7.5%和16.0%,承载力分别提高5.4%和16.0%.燕尾榫接缝整体性好,改变接缝位置对湿接缝受弯性能影响较小;板件开裂应力和极限承载力随材料强度增大而提高,材料强度超过120 MPa时增幅减小;UHPC接缝初裂刚度约为初始刚度的90%,剩余刚度约为初始刚度的25%;初裂后,结构刚度迅速下降,纵筋屈服后,结构刚度退化速度明显减缓,最终刚度保持在剩余刚度;提出了用极限荷载对应位移与开裂荷载对应位移之比为表达形式的UHPC湿接缝桥面板裂后延性系数,本文板件裂后延性系数为10.0~20.0,表明UHPC湿接缝桥面板具有较好的裂后变形能力. 展开更多
关键词 抗弯强度 超高性能混凝土 有限元分析 湿接缝桥面板 负弯矩作用
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栓钉剪力连接件传力机理与有效受力长度研究 被引量：5
3
作者 戚家南 程杭 +2 位作者 程钊 王景全 李明 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1894-1904,共11页
为研究栓钉剪力连接件受力机理及其在不同强度混凝土中的有效受力长度,进行不同长度栓钉剪力连接件推出试验和精细化有限元参数分析。基于精细化数值模型,分析栓钉及其周围混凝土受力机理,得到栓钉周围混凝土主应力迹线,揭示混凝土力流... 为研究栓钉剪力连接件受力机理及其在不同强度混凝土中的有效受力长度,进行不同长度栓钉剪力连接件推出试验和精细化有限元参数分析。基于精细化数值模型,分析栓钉及其周围混凝土受力机理,得到栓钉周围混凝土主应力迹线,揭示混凝土力流传递路径。研究结果表明:栓钉受力分为弹性和塑性两个阶段,混凝土强度不变时,栓钉长度变化对栓钉抗剪性能影响较小。基于应力分布规律,栓钉周围混凝土分为三个受力区域,即栓帽上方受压拔区、栓帽下方受拔区和栓钉根部下方受压区。栓钉有效受力长度随混凝土抗压强度增加而减小。以直径19 mm栓钉为例,当混凝土抗压强度为20、30、40和50 MPa时,栓钉有效受力长度为4.42d(d为栓钉直径)、4.00d、3.68d和3.42d。 展开更多
关键词 组合结构 栓钉 剪力连接件 有效受力长度 推出试验
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高轴压比下预制桥墩承插式连接力学行为试验研究 被引量：1
4
作者 蒋庆 王冠 +2 位作者 刘朵 程钊 张建东 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期79-85,共7页
为研究高轴压比下预制桥墩承插式连接的力学行为,通过轴压性能试验,研究连接的受力失效机制,明确影响连接轴压强度的关键设计参数,分析侧剪应力分布与极限值,提出承插式连接侧剪应力计算与墩柱承插深度设计方法。结果表明:采用墩柱表面... 为研究高轴压比下预制桥墩承插式连接的力学行为,通过轴压性能试验,研究连接的受力失效机制,明确影响连接轴压强度的关键设计参数,分析侧剪应力分布与极限值,提出承插式连接侧剪应力计算与墩柱承插深度设计方法。结果表明:采用墩柱表面粗糙化处理的承插式连接轴压强度满足桥墩设计荷载要求;承插式连接轴压强度随墩柱承插深度的增大而增大,且强度增量与承插深度增量呈近似线性关系;承插式连接有效承插深度为总承插深度的2/3,且在有效承插深度内,侧剪应力呈均布状态;随着墩柱表面粗糙度的增大,承插式连接的极限侧剪应力得到显著提升,但当墩柱表面粗糙程度达到6 mm以上时,极限侧剪应力不再提升;根据试验与理论分析结果,提出波纹型墩柱表面极限侧剪应力及满足轴向承载力要求的承插深度计算公式。 展开更多
关键词 承插式连接 轴压性能 侧剪应力 应力分布 承插深度 墩柱表面粗糙度
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大跨悬索桥塔梁纵向位移控制阻尼器病害分析 被引量：4
5
作者 宗海 庞振浩 +1 位作者 茅建校 王浩 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期950-957,共8页
为研究沙坝对沿岸流不稳定运动特征的影响,本文以某跨长江悬索桥为工程背景,结合现场观测与监测数据分析了该桥纵向阻尼器的病害机制及治理措施。本文描述了阻尼器发生的螺栓断裂、销轴滑出和耳板折断等病害;结合桥塔与主梁连接处的横... 为研究沙坝对沿岸流不稳定运动特征的影响,本文以某跨长江悬索桥为工程背景,结合现场观测与监测数据分析了该桥纵向阻尼器的病害机制及治理措施。本文描述了阻尼器发生的螺栓断裂、销轴滑出和耳板折断等病害;结合桥塔与主梁连接处的横桥向与竖向实测相对位移分析了阻尼器病害的发生原因,并据此进行了改进设计与更换;根据桥梁健康监测系统记录的塔梁纵向相对位移,对比分析了阻尼器更换前后的工作性能。结果表明:该桥塔梁连接处横桥向和竖向相对位移最大可达25 mm和60 mm;塔梁间较大的相对位移使得纵向阻尼器的两侧耳板受力不均衡,进而导致阻尼器发生销轴滑出、耳板失效等病害;阻尼器改进包括构造措施和强度措施。 展开更多
关键词 大跨度悬索桥 塔梁相对位移 纵向阻尼器 粘滞流体阻尼器 病害机理 改进优化 实测验证 维护
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全吸力范围非饱和土水力渗透系数的计算 被引量：8
6
作者 翟钱 朱益瑶 +3 位作者 叶为民 杜延军 戴国亮 赵学亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期660-668,共9页
非饱和土水力渗透系数决定了水分在非饱和土体中迁移的速率,因此非饱和土水力渗透系数是研究水分在非饱和土中迁移规律的关键参数。一般情况,渗流数值计算软件将水力渗透系数方程作为输入参数,水力渗透系数方程的准确性直接影响渗流模... 非饱和土水力渗透系数决定了水分在非饱和土体中迁移的速率,因此非饱和土水力渗透系数是研究水分在非饱和土中迁移规律的关键参数。一般情况,渗流数值计算软件将水力渗透系数方程作为输入参数,水力渗透系数方程的准确性直接影响渗流模拟结果的可靠性。常用的非饱和土水力渗透系数方程大多基于毛细水的相关理论,在低吸力区其计算结果与试验数据吻合度较高,但在高吸力区计算结果与试验数据差异显著。将全吸力范围分为毛细水渗流主导区、膜态水渗流主导区、气态水渗流主导区,并分析了不同形态的水分在非饱和土体中迁移规律的控制机理。全吸力范围的非饱和土水力渗透系数定义为表观渗透系数,其包含毛细水渗透系数、膜态水渗透系数和气态水渗透系数。通过剖析毛细水、薄膜水以及水蒸气在非饱和土体中迁移机理,推导不同形态水分渗透系数的数学表达,最终得出全吸力范围非饱和土的水力渗透系数计算方程。 展开更多
关键词 孔径分布 渗流函数 毛细水渗流 膜态水渗流 气态水渗流
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考虑预应力提高效应的混凝土梁抗剪承载力 被引量：3
7
作者 李仁强 戚家南 +3 位作者 衣忠强 王贤强 程杭 王景全 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期455-460,共6页
为研究预应力对混凝土梁抗剪承载力的影响,通过分析剪跨内中性轴处微元体应力和预应力对桁架模型倾角的影响,揭示了预应力水平分量对混凝土和箍筋抗剪贡献提高机理.基于试验数据,对主要影响因素进行无量纲分析和回归分析,提出了预应力... 为研究预应力对混凝土梁抗剪承载力的影响,通过分析剪跨内中性轴处微元体应力和预应力对桁架模型倾角的影响,揭示了预应力水平分量对混凝土和箍筋抗剪贡献提高机理.基于试验数据,对主要影响因素进行无量纲分析和回归分析,提出了预应力对混凝土抗剪贡献提高系数的计算方法,叠加箍筋抗剪贡献和预应力竖向直接抗剪贡献,建立了预应力混凝土梁抗剪承载力理论计算公式.结果表明,所提公式形式简单,物理意义明确,可综合考虑抗剪承载力主要影响因素.利用414片预应力混凝土梁对公式进行验证,抗剪承载力试验值与计算值的比值均值为1.016,标准差为0.193,表明该公式可较好地预测预应力混凝土梁抗剪承载力. 展开更多
关键词 预应力 混凝土梁 抗剪承载力 承载力提高系数
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