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不同变刚度构造桩头增强措施水平承载特性研究
1
作者 李响 刘嘉琦 +3 位作者 郭昭胜 王玮 张泽华 赵靖 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第2期268-280,共13页
【目的】为解决刚性连接桩承台与桩头节点处较容易破坏的问题。在土工箱内开展单桩模型试验,研究桩头与承台连接处设置加强环、“桩伴侣”以及连接墙前后的抗震性能。【方法】在此基础上以实际输电线路基础工程2×2低承台PHC弹性中... 【目的】为解决刚性连接桩承台与桩头节点处较容易破坏的问题。在土工箱内开展单桩模型试验,研究桩头与承台连接处设置加强环、“桩伴侣”以及连接墙前后的抗震性能。【方法】在此基础上以实际输电线路基础工程2×2低承台PHC弹性中长群桩为背景,进一步阐述上述变刚度构造增强机理,并通过有限元方法研究上述群桩形式下桩头设置变刚度构造前后水平承载特性。【结果】结果表明:桩头外部设置变刚度构造通过扩大桩头截面和提高桩头抗弯刚度、大幅减小桩顶负弯矩来提高桩顶抗震与水平承载性能。在水平荷载施加至1.6H_(u)(3200 kN)时,桩头外部设置变刚度构造能提高桩顶水平承载力27.50%~29.92%。同时增大桩周土体的工作范围,使地基土的水平变形减小22.1%~26.53%。圆形套筒和连接墙可以在任何土质情况下发挥作用,实际工程需综合考虑变刚度构造高、厚径比限值,避免建筑材料浪费。 展开更多
关键词 变刚度 PHC管桩 弹性中长桩 有限元分析 桩头外部增强
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H型钢柱撞击全过程力学性能分析与损伤评估
2
作者 颉宗旺 王蕊 +2 位作者 王宇恒 赵晖 李倩 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第8期52-64,共13页
鉴于H型钢柱在工业厂房、停车场等场合应用时易遭受吊装载荷和车辆撞击,在前期试验研究的基础上,通过有限元对H型钢柱撞击中及撞击后的力学性能开展全过程分析。首先,通过机理分析,获得了不同轴压比影响下试件的变形特征、应力和耗能发... 鉴于H型钢柱在工业厂房、停车场等场合应用时易遭受吊装载荷和车辆撞击,在前期试验研究的基础上,通过有限元对H型钢柱撞击中及撞击后的力学性能开展全过程分析。首先,通过机理分析,获得了不同轴压比影响下试件的变形特征、应力和耗能发展。结果表明:侧向撞击下,H型钢柱以整体变形为主,上翼缘和腹板分别发生局部凹陷和平面外屈曲;撞击力时程曲线呈现明显的平台段,预加轴力明显削弱试件的抗撞能力。其次,建立了108个参数分析模型,重点探究了荷载参数(撞击质量m、撞击速度v_(h,m)和轴压比n)、材料参数(屈服强度f_(y)^(s))和几何参数(截面面积A和试件长度L)对撞击力、撞击变形和剩余承载力的影响,发现随着撞击质量m、撞击速度v_(h,m)和轴压比n的增大,H型钢柱的整体和局部变形增大,剩余承载力降低。此外,钢材强度的提高有效增强了试件的抗撞性能。最后,基于响应面法提出了多因子交互影响的撞击下整体和局部变形及撞击后剩余承载力的预测公式,可用于H型钢柱撞击全过程损伤评估与设计。 展开更多
关键词 H型钢 抗撞性能 剩余承载力 有限元分析 撞击力平台值 全过程分析
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组合节点形式群桩基础水平承载特性分析
3
作者 许春博 郭昭胜 +1 位作者 贺武斌 刘瑞峰 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第2期246-256,共11页
【目的】对不同节点刚度形式的两类群桩(1×3普通节点群桩、1×2劲性节点群桩)进行研究。【方法】现场试验得到节点刚度与桩数对水平承载性能的影响,在此基础上,利用有限元方法研究节点刚度对其承载性能的影响,并采用不同节点... 【目的】对不同节点刚度形式的两类群桩(1×3普通节点群桩、1×2劲性节点群桩)进行研究。【方法】现场试验得到节点刚度与桩数对水平承载性能的影响,在此基础上,利用有限元方法研究节点刚度对其承载性能的影响,并采用不同节点形式组合群桩,研究其承载性能及荷载分配机制。【结果】结果表明:采用1×2劲性节点群桩可提高基桩平均水平极限承载力约17.63%,并改善水平位移减小41.64%;增设T形钢件后,其竖向变形能力可提高54.22%,且可改善节点转动;对于前排承压桩,可取消其锚固钢筋,采用更大的嵌固深度;采用组合节点形式群桩,其整体水平刚度可提高13.07%,同时改善其竖向变形能力,有利于加载后期水平荷载的均匀分配;基桩节点刚度应由该桩与邻桩节点刚度共同确定。 展开更多
关键词 低承台群桩 桩-承台节点刚度 水平荷载 有限元分析 内力分布
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水位变动引发干法赤泥堆场坝体失稳的模型试验与数值模拟研究
4
作者 常仕奇 董晓强 +4 位作者 刘晓凤 李江山 刘晓勇 张豪儒 黄寅豪 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1122-1130,1162,共10页
针对干法堆存赤泥堆场在水位变动下可能发生的失稳危险问题,采用自行设计的水位控制系统模拟水位变动下的赤泥坝体溃坝情况,揭示了不同坡比(1:2和1:1)赤泥坝体在水位变动下的浸润线、孔隙水压力、土压力的分布规律以及裂缝演化等破坏特... 针对干法堆存赤泥堆场在水位变动下可能发生的失稳危险问题,采用自行设计的水位控制系统模拟水位变动下的赤泥坝体溃坝情况,揭示了不同坡比(1:2和1:1)赤泥坝体在水位变动下的浸润线、孔隙水压力、土压力的分布规律以及裂缝演化等破坏特征。试验结果表明:浸润线的抬升先快后慢,存在滞后性;浸润线下方孔隙水压力最大位置的水平土压力最大;不同坡比下,产生主裂缝原因不同,坡比为1:2时,在重力与水力综合作用下,坡面裂缝因赤泥坝体内部形成延伸至坡面的贯穿通道而产生;坡比为1:1时,坝顶处裂缝因浸润线下方产生滑动的坡体对上部坡体产生牵引效应而出现。利用有限元软件ABAQUS对不同坡比赤泥坝体的应力场与渗流场进行了分析,得到了坝体坡面应力场及位移的分布规律,数值模拟计算的结果与模型试验结果一致。 展开更多
关键词 赤泥坝体 浸润线 土压力 孔隙水压力 位移 裂缝
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考虑管片接头转动效应的盾构隧道光纤反演分析
5
作者 宋利埼 章敏 +3 位作者 徐筱 孙静雯 俞奎 李昕尧 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2483-2494,共12页
针对基于分布式光纤的盾构隧道变形反演问题,考虑管片接头转动效应,建立了衬砌结构的曲梁-铰模型,通过差分法求解弹性地基曲梁方程,推导了衬砌变形、内力、外荷载及转动刚度的反演表达式,结合应变增量及其曲率分布,提出了噪声干扰下衬... 针对基于分布式光纤的盾构隧道变形反演问题,考虑管片接头转动效应,建立了衬砌结构的曲梁-铰模型,通过差分法求解弹性地基曲梁方程,推导了衬砌变形、内力、外荷载及转动刚度的反演表达式,结合应变增量及其曲率分布,提出了噪声干扰下衬砌背后脱空和接头刚度降低两类劣损的初步识别方法。结果表明,新方法具有较高的反演精度,且基本不受围岩抗力和噪声干扰的影响;基于应变最大处dv/dφ=0的假定条件具有良好的反演效果(v为径向位移,φ为节点圆心角),且随着衬砌变形的增大,结果趋于吻合;通过拟合衬砌弯矩为单面布设光纤的反演提供了新思路;接头转动刚度对衬砌变形存在影响区间,且不同围岩抗力弹簧刚度、衬砌弹性模量及埋深下的区间范围基本一致。 展开更多
关键词 分布式光纤 盾构隧道 管片接头 变形反演 劣损识别
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干湿循环作用下非饱和压实黄土变形和电阻率特征的室内试验
6
作者 秦鹏举 轩龙龙 +1 位作者 王建美 邢鲜丽 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期565-573,共9页
开展了干湿循环作用下非饱和压实黄土变形和电阻率特征的室内试验。首先,获取经历5次干湿循环过程的试样体积变形和电阻率特征以及干燥后表面裂隙;其次,采用恒应变速率法研究不同含水率试样的压缩性质,同时获取电阻率特征;最后,开展了... 开展了干湿循环作用下非饱和压实黄土变形和电阻率特征的室内试验。首先,获取经历5次干湿循环过程的试样体积变形和电阻率特征以及干燥后表面裂隙;其次,采用恒应变速率法研究不同含水率试样的压缩性质,同时获取电阻率特征;最后,开展了核磁共振和扫描电镜测试以探究试样微观特征。结果表明,随着干湿循环次数的增加,试样膨胀应变和裂隙比增大,而电阻率减小,并均趋于稳定;3次干湿循环后试样的屈服应力明显减小,弹、塑性压缩指数增大;随着干湿循环次数的增加,土体内部小孔隙数量明显增加,中、大孔隙数量变化不明显。 展开更多
关键词 非饱和压实黄土 干湿循环 电阻率 含水率 微观特征
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三元工业废渣协同水泥固化土的基本特性和机理分析 被引量：6
7
作者 张洁雅 杨帆 +1 位作者 曹家玮 董晓强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第6期122-129,共8页
为了资源化利用工业固废的胶凝活性以求减少水泥使用量,设置10%和20%两种固化剂总掺量,并以纯水泥固化土作为对照组,将赤泥、电石渣和磷石膏3种工业废渣部分代替35%、45%、55%的水泥。研究每种配比方案下固化土的强度、电阻率、抗渗性... 为了资源化利用工业固废的胶凝活性以求减少水泥使用量,设置10%和20%两种固化剂总掺量,并以纯水泥固化土作为对照组,将赤泥、电石渣和磷石膏3种工业废渣部分代替35%、45%、55%的水泥。研究每种配比方案下固化土的强度、电阻率、抗渗性和浸出液pH值变化规律,并结合SEM、FTIR和XRD谱图揭示三元工业废渣协同水泥固化土的微观机理。结果表明:工业废渣代替水泥存在最优替代率问题,当固化剂总掺量为10%和20%,且三元废渣占比<45%时,力学性能优于零废渣纯水泥固化土,废渣占比达到55%时力学强度低于纯水泥固化土,且固化剂总掺量和养护龄期越大强度越高;无损化的电阻率测试技术对于强度的预测具有较高精度,浸出液的pH值随龄期的增大而降低,含废渣固化土的pH值低于零废渣固化土,不同掺量和龄期固化土的pH值均小于腐蚀性鉴别限值;三元废渣协同水泥固化土的抗渗性优于零废渣水泥固化土。微观试验结果表明固化土中生成了钙矾石、水化硅酸钙和碳酸钙等水化产物,三元工业废渣掺入能产生更多的胶结物,使固化土结构更加致密。 展开更多
关键词 三元工业废渣 水泥固化土 微观机理 固化剂 强度 电阻率 抗渗性 浸出液pH值
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增强再生骨料固载混菌对混凝土裂缝自修复性能的影响试验研究 被引量：2
8
作者 韩瑞凯 张家广 +2 位作者 马奥炜 李真真 周爱娟 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期135-142,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀可实现混凝土裂缝的自修复,微生物载体可以有效提高混凝土基体内部微生物存活率,从而改善混凝土的自修复效果,然而目前的载体存在力学性能差、与水泥基材料兼容性差以及费用高等问题。提出一种基于增强再生骨料固... 微生物诱导碳酸钙沉淀可实现混凝土裂缝的自修复,微生物载体可以有效提高混凝土基体内部微生物存活率,从而改善混凝土的自修复效果,然而目前的载体存在力学性能差、与水泥基材料兼容性差以及费用高等问题。提出一种基于增强再生骨料固载混菌的裂缝自修复混凝土,通过再生骨料增强时间对混凝土抗压强度和自修复性能的影响研究,确定再生骨料合理矿化增强时间,并揭示再生骨料矿化增强和混凝土裂缝自修复机理。结果表明:再生骨料合理增强时间为7 d,矿化增强后再生骨料的吸水率和压碎指标降低幅度分别为20.5%和9.5%;混凝土抗压强度提高幅度为8.6%;经56 d的修复养护后,基于增强再生骨料固载微生物的混凝土裂缝平均修复宽度和完全闭合率分别达到了0.44 mm和73%;再生骨料表面沉淀物呈规则方块状、晶体类型为方解石,裂缝部位沉淀物呈规则的方块状和针簇状,晶体类型为方解石和文石。 展开更多
关键词 微生物矿化 增强再生骨料 混菌 裂缝自修复 抗压强度
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方钢管柱与桁架梁十字形节点滞回试验研究 被引量：1
9
作者 刘建飞 程欣 +1 位作者 雷宏刚 安毅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期237-244,共8页
提出了一种基于柱座式的装配式方钢管柱-桁架梁连接节点,以实现现场高效率、高精度的层装配式钢结构建筑的建造。该节点主要由柱座、带法兰方钢管柱和桁架梁等组成,其中柱座与桁架梁在工厂完成焊接,现场通过高强度螺栓将柱座与上下柱完... 提出了一种基于柱座式的装配式方钢管柱-桁架梁连接节点,以实现现场高效率、高精度的层装配式钢结构建筑的建造。该节点主要由柱座、带法兰方钢管柱和桁架梁等组成,其中柱座与桁架梁在工厂完成焊接,现场通过高强度螺栓将柱座与上下柱完成装配。为了研究该新型节点的抗震性能,对3个足尺十字形方钢管柱-桁架梁连接试件进行了滞回加载试验,考察了各试件的破坏模态,评估了梁柱截面尺寸及轴压比对滞回曲线、极限承载力、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能指标的影响规律。试验结果表明:3个试件均表现出良好的抗震性能,各个试件的破坏均始于桁架梁弦杆或腹杆的局部屈曲,结束于桁架梁弦杆或腹杆的开裂;柱壁厚及桁架梁弦杆厚度对试件的承载能力和初始刚度均有显著影响,而轴压比对试件的抗震性能影响较小。加载过程中所有试件的柱座并未发生破坏、法兰板之间无明显滑移,且柱座与桁架梁之间的裂缝未出现撕裂现象,满足“强节点,弱构件”的抗震设计原则。 展开更多
关键词 方钢管柱 桁架梁 十字形节点 抗震性能 滞回试验
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