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考虑桩岩界面体积剪缩的灌注桩竖向荷载传递解析解
1
作者 杨凯旋 赵衡 +2 位作者 赵明华 加武荣 华旭刚 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1229-1238,共10页
当钻孔灌注桩深入软岩地层时,其竖向荷载传递行为与桩岩界面的粗糙度具有高度相关性,具体表现为孔壁与桩身的接触面在荷载作用下错动而剪胀并引起侧向约束(法向应力)的增加。现有基于Patton模型及其广义模型的桩岩界面建模方法可较好地... 当钻孔灌注桩深入软岩地层时,其竖向荷载传递行为与桩岩界面的粗糙度具有高度相关性,具体表现为孔壁与桩身的接触面在荷载作用下错动而剪胀并引起侧向约束(法向应力)的增加。现有基于Patton模型及其广义模型的桩岩界面建模方法可较好地模拟峰前剪胀过程中法向应力的增长过程;但其忽略了一个重要事实:当剪胀达到一定程度时,孔壁粗糙体将由于局部应力增加而破坏,此时由于剪胀过程所积蓄的系统内能将随粗糙体的断裂或破坏被迅速释放,在宏观上表现为桩岩界面的体积剪缩并引起法向应力的减小。为此,综合已有室内试验的观测结果并基于单边受压楔体的上限解,确定出三角形粗糙体破坏时将分离出一个新的三角形岩屑并沿着本文定义的剪缩角斜向滑动。在考虑粗糙体几何特征和运动学原理的基础上,利用能量准则求解了剪缩角以及峰后剪缩过程中的滑动摩擦力。随后,修正了已有的界面剪切模型并利用室内直剪试验的结果验证了桩岩界面剪切全过程的应力-位移预测曲线,并据此得到基桩竖向荷载传递解析解。参数分析表明半波长、剪胀角和岩石内摩擦角是影响剪缩角和单位侧阻力发挥的主要因素。 展开更多
关键词 基础工程 桩岩界面 竖向荷载传递 粗糙度 剪缩角
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110 kV电容器组地震模拟振动台试验及有限元分析 被引量：5
2
作者 李彬彬 张拓 +4 位作者 刘博 徐卫锋 王社良 刘洋 杨玟 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期150-159,167,共11页
为研究特高压变电站内电容器组的抗震性能,对某厂生产的110 kV电容器组原型结构进行了地震模拟振动台试验及有限元分析。通过振动台试验,得到了110 kV电容器组的动力特性及其在不同峰值加速度人工波作用时的地震响应规律。试验结果表明... 为研究特高压变电站内电容器组的抗震性能,对某厂生产的110 kV电容器组原型结构进行了地震模拟振动台试验及有限元分析。通过振动台试验,得到了110 kV电容器组的动力特性及其在不同峰值加速度人工波作用时的地震响应规律。试验结果表明,电容器组原型结构水平与竖向的动力特性差异较大;在峰值加速度为0.4g的人工地震波作用时,结构X方向上加速度放大系数最大值为4.14,Z方向为4.35,动力放大效应显著;支柱绝缘子根部最大应力为33.4 MPa,是原型结构的薄弱部位。采用Ansys对电容器组模型进行模态及时程分析,并与相应试验结果进行了对比,两者吻合较好。此外,进一步分析了超设防烈度地震作用下110 kV电容器组的地震响应特点和破坏特征,结果表明,在峰值加速度为0.6g人工地震波作用时,支柱绝缘子根部最大应力达到61.23 MPa,已大于材料的破坏应力,原型结构不能满足相应水准的抗震设防要求。 展开更多
关键词 110 kV电容器组 抗震性能 振动台试验 有限元分析
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不同加固方案下富水黄土隧道地层变形规律分析 被引量：8
3
作者 霍润科 秋添 +2 位作者 李曙光 曹新祥 钱美婷 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第7期96-104,共9页
以西安地铁5号线暗挖隧道为工程背景,采用降水加固与注浆加固2种地层加固措施,建立渗流-应力耦合数值计算模型,对富水黄土隧道地表沉降、洞周土体变形及力学效应进行了研究,并结合现场监测资料进行了验证。结果表明:降水加固隧道施工最... 以西安地铁5号线暗挖隧道为工程背景,采用降水加固与注浆加固2种地层加固措施,建立渗流-应力耦合数值计算模型,对富水黄土隧道地表沉降、洞周土体变形及力学效应进行了研究,并结合现场监测资料进行了验证。结果表明:降水加固隧道施工最大地表沉降是注浆加固的13.7倍,2种加固方案洞周土体变形规律一致,开挖10 d内变形值均达到稳定值的70%~80%左右;注浆加固下洞周土体均为压应力,降水加固开挖过程中在中隔壁及中隔板处土层出现拉应力;注浆加固下衬砌各部位受力均大于降水加固;降水加固塑性区极值是注浆加固的11.3倍,主要分布在两侧拱肩、拱腰及拱脚处;2种加固方案下地表沉降以及洞周土体变形的模拟值与监测值相近且变化规律基本一致。 展开更多
关键词 富水黄土隧道 地层变形规律 降水加固 注浆加固 数值模拟 现场监测
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受酸腐蚀砂岩的物理化学性质及反应动力学模型研究 被引量：5
4
作者 霍润科 熊爱华 +1 位作者 李曙光 王博 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期893-902,共10页
目的研究受酸腐蚀砂岩的物理化学性质,建立酸岩反应动力学模型,为酸性环境下的工程耐久性评价提供参考.方法通过室内长期加速腐蚀试验,监测不同浸泡时段岩样的质量变化和浸泡溶液的pH值及Na+、K+、Mg2+、Ca2+等阳离子浓度的变化.结果反... 目的研究受酸腐蚀砂岩的物理化学性质,建立酸岩反应动力学模型,为酸性环境下的工程耐久性评价提供参考.方法通过室内长期加速腐蚀试验,监测不同浸泡时段岩样的质量变化和浸泡溶液的pH值及Na+、K+、Mg2+、Ca2+等阳离子浓度的变化.结果反应初期(0~90 d)阳离子的溶蚀速率较高,随着腐蚀时间的延长,化学反应速率降低,阳离子的溶蚀速率延缓,反应后期溶蚀速率又逐渐增大;随着腐蚀时间的延长,烘干岩样的质量损失率不断增大,而湿岩样的质量增长率呈先增大而后减小的趋势;各阶段硫酸溶液pH值总体呈增大趋势.结论受酸腐蚀岩样质量、浸泡溶液pH值以及阳离子浓度的变化具有明显的阶段性劣化特征;反应由扩散和化学反应共同作用,其中化学反应为烘干岩样主导作用,扩散作用为湿岩样前期主导作用,后期化学反应和内扩散共同主导;酸岩反应动力学模型较准确地表达了硫酸溶液腐蚀下岩样质量与时间的变化关系. 展开更多
关键词 砂岩 溶蚀速率 质量变化率 pH 动力学模型
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受酸腐蚀砂岩的损伤特性和分析模型 被引量：11
5
作者 霍润科 王龙飞 +3 位作者 李曙光 丁凡 王国杰 秋添 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第1期1-9,共9页
为研究受酸腐蚀砂岩的微细观结构与宏观力学参数之间的相关性,基于物性试验及单轴力学试验,对受不同pH值盐酸腐蚀不同阶段的砂岩质量和力学参数进行实时监测,借助电镜图像处理技术,得到腐蚀砂岩孔隙结构特征参数,计算其孔隙分形维数,基... 为研究受酸腐蚀砂岩的微细观结构与宏观力学参数之间的相关性,基于物性试验及单轴力学试验,对受不同pH值盐酸腐蚀不同阶段的砂岩质量和力学参数进行实时监测,借助电镜图像处理技术,得到腐蚀砂岩孔隙结构特征参数,计算其孔隙分形维数,基于Lemaitre应变等效原理,建立了基于孔隙率的化学损伤变量,推导出砂岩的本构模型。结果表明:pH值为1、3的盐酸和pH值为7的蒸馏水浸泡180 d的砂岩质量分别损失1.22%、1.08%、0.57%,单轴抗压强度分别降低了52.93%、41.91%、27.11%,具有明显的时间效应;受酸腐蚀砂岩平均孔径随着腐蚀时间逐渐增加,孔隙分形维数整体呈增加趋势,砂岩的宏观力学参数劣化程度与砂岩质量损失率、微观孔隙率具有相关性,通过强度计算与试验结果对比分析,验证了模型的合理性。 展开更多
关键词 砂岩 酸腐蚀 损伤变量 本构模型
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受酸腐蚀砂岩力学特性及其统计损伤本构模型 被引量：9
6
作者 苗子臻 李曙光 +3 位作者 霍润科 任少强 吴应明 杨星智 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期141-149,共9页
酸性侵蚀环境使得隧道、桥梁、房屋等结构劣化,耐久性和承载性能降低,服役时间缩短,最终导致各种灾害事故发生。为深入探究酸性溶液对岩石力学性能的影响,采用室内长期加速腐蚀试验,对pH=1、3、5的盐酸HCl以及pH=7的蒸馏水(H 2O)腐蚀作... 酸性侵蚀环境使得隧道、桥梁、房屋等结构劣化,耐久性和承载性能降低,服役时间缩短,最终导致各种灾害事故发生。为深入探究酸性溶液对岩石力学性能的影响,采用室内长期加速腐蚀试验,对pH=1、3、5的盐酸HCl以及pH=7的蒸馏水(H 2O)腐蚀作用下砂岩的单轴力学劣化特性进行系统研究。基于连续损伤力学和统计理论,借助CT扫描试验分析结果,引入化学-荷载共同作用损伤变量,建立考虑受酸腐蚀砂岩应力-应变曲线压密段的统计损伤本构模型,基于单轴压缩试验结果对模型进行验证。研究结果表明,腐蚀岩样单轴压缩应力-应变曲线的压密段变长,弹性段变短,轴向峰值应力、弹性模量和泊松比减小,轴向、径向峰值点应变增大;腐蚀岩样的裂隙闭合点应变增大、裂隙压缩段变长、裂纹扩展段延长,其脆性特征减弱,柔性特征增强,岩样越来越表现出柔性材料的特征;浸泡溶液pH值越小,浸泡时间越长,岩样损伤软化效应越明显。试验曲线与理论曲线的对比结果表明,所建立的统计损伤本构模型能够较好地反映受酸腐蚀砂岩在荷载作用下的变形特性。研究结果可为受酸腐蚀岩体的稳定性及减防灾分析提供理论基础。 展开更多
关键词 砂岩 酸腐蚀 力学特性 损伤 本构模型
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尾矿制备混凝土研究进展与利用现状分析 被引量：50
7
作者 申艳军 白志鹏 +3 位作者 郝建帅 廖太昌 李曙光 许汉华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第3期845-857,876,共14页
利用尾矿制备混凝土已成为实现尾矿资源综合回收利用的一条较佳途径。首先分析尾矿渣排放与综合利用现状,探究尾矿作为混凝土制备骨料的资源利用状况,然后具体明确不同类型尾矿渣用于混凝土凝胶材料、粗细集料以及改性掺合料的研究进展... 利用尾矿制备混凝土已成为实现尾矿资源综合回收利用的一条较佳途径。首先分析尾矿渣排放与综合利用现状,探究尾矿作为混凝土制备骨料的资源利用状况,然后具体明确不同类型尾矿渣用于混凝土凝胶材料、粗细集料以及改性掺合料的研究进展,最后展望了尾矿替代天然建筑材料的后期发展方向。现阶段研究表明:尾矿部分代替混凝土材料时,其微粉二次水化作用发挥的“火山灰效应”与“微集料效应”是尾矿混凝土强度高于普通混凝土的主要原因;尾矿因颗粒小,作为混凝土细集料应用范围有限,而作为微粉充填材料或替代凝胶材料潜力巨大;尾矿混凝土可发挥细粒尾矿的棱角性及亲水性特征,用于增加混凝土粘性,便于制备合成骨料或隧道喷射混凝土。尾矿制备混凝土可极大缓解建材短缺并解决尾矿堆放造成的环境问题,对未来绿色建材发展提供了新思路。 展开更多
关键词 尾矿 混凝土制备 研究进展 综合利用 二次水化作用
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酸性环境下砂岩溶质运移的数学模型及其解析解 被引量：1
8
作者 丁凡 霍润科 +3 位作者 李曙光 秋添 钱美婷 韩飞 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第11期89-95,共7页
酸性环境下,溶液中的离子在浓度差的作用下向砂岩内部扩散、传输,并与其组分发生化学反应。基于非稳态扩散理论,推导出砂岩受酸腐蚀溶质运移过程的反应-扩散控制方程,得出其解析解,编制相应的MatLab计算程序,并用室内砂岩的酸腐蚀试验... 酸性环境下,溶液中的离子在浓度差的作用下向砂岩内部扩散、传输,并与其组分发生化学反应。基于非稳态扩散理论,推导出砂岩受酸腐蚀溶质运移过程的反应-扩散控制方程,得出其解析解,编制相应的MatLab计算程序,并用室内砂岩的酸腐蚀试验结果进行初步验证。建立砂岩单轴抗压强度与酸性溶液浓度时空分布关系,可为量化分析酸性污染物对水利工程的影响提供分析方法与手段。 展开更多
关键词 砂岩 溶质运移 酸性环境 数学模型 解析解 数值解
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复掺天然植物油与青麻纤维对古建筑修复灰浆抗盐冻性能的影响 被引量：2
9
作者 卢喆 姚文娟 +2 位作者 王社良 王善伟 刘博 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第12期248-256,共9页
以石灰、熟桐油和青麻纤维为主要原材料,设计并制备一种适用于古建筑修复的性能增强灰浆材料。采用宏观试验与微观试验相结合的方法探究了熟桐油和青麻纤维复掺情况下石灰灰浆强度、吸水率和耐水耐盐性等各项物理力学性能增强机理及在... 以石灰、熟桐油和青麻纤维为主要原材料,设计并制备一种适用于古建筑修复的性能增强灰浆材料。采用宏观试验与微观试验相结合的方法探究了熟桐油和青麻纤维复掺情况下石灰灰浆强度、吸水率和耐水耐盐性等各项物理力学性能增强机理及在氯盐侵蚀-冻融循环环境下的耐久性能变化规律。结果表明:桐油的掺入可有效抵御水分与氯盐对灰浆浆体的侵蚀,并调控灰浆中碳酸钙的结晶类型,使其向性能更好的球霰石和文石转变,形成更为致密的微观结构。青麻纤维可以在灰浆中起到较好的加筋与桥联阻裂作用,提升灰浆抗压强度与抗折强度,同时抑制冻融环境下灰浆裂缝的扩展,提升灰浆抗冻性。其中掺加5%桐油与1.5%麻纤维的LO5H组灰浆性能最优,其90 d抗压强度与抗折强度较石灰灰浆分别提高了45.3%与182%,在水/氯盐环境下的耐冻融循环次数较石灰灰浆均提升了约五倍,提升效果较为明显。 展开更多
关键词 古建筑修复 桐油灰浆 氯盐侵蚀 冻融循环 核磁共振(NMR) 微观结构
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空间网壳结构GMA风振光-电主动控制研究
10
作者 刘博 谢江胜 +1 位作者 李彬彬 王社良 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第2期21-27,50,共8页
为解决空间网壳结构发生的局部动力失稳、疲劳破坏和变形过大等风振破坏问题,设计离网光伏发电系统供能,超磁致伸缩驱动器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)出力的GMA风振光-电主动控制系统。基于该系统,进行空间网壳结构风振控制... 为解决空间网壳结构发生的局部动力失稳、疲劳破坏和变形过大等风振破坏问题,设计离网光伏发电系统供能,超磁致伸缩驱动器(Giant Magnetostrictive Actuator,GMA)出力的GMA风振光-电主动控制系统。基于该系统,进行空间网壳结构风振控制仿真分析,采用免疫遗传算法对不同数量的GMA布置位置进行优化,并基于LQR算法的主动控制策略,提出以综合减振评价指标作为复杂空间杆系结构主动控制效果的评价指标。分析结果表明:GMA风振光-电主动控制系统对网壳结构的风振响应具有良好的控制效果,采用免疫遗传算法对GMA优化布置后,节点的位移及加速度响应最大控制效果均得到显著的提升。当使用70个经过优化布置的GMA时,网壳结构的位移和加速度综合减振指标分别可达到0.64和0.72。 展开更多
关键词 振动与波 网壳结构 光伏发电 超磁致伸缩材料 免疫遗传算法 风振控制 优化配置
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