基于MICP技术的海上风电场滩涂软土固化试验研究

1

作者 朱晨俊 温小栋 +3 位作者 吴佳育 温维 李超恩 孙志伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期467-476,共10页

针对基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,研究浆料芽孢杆菌在不同pH值和有无钙源的常温培养环境下菌液浓度随时间的变化情况。以宁波滩涂淤泥为研究对象,考虑滨海相软土特性及边坡结构特点,利用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸盐对滨海软土进行... 针对基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,研究浆料芽孢杆菌在不同pH值和有无钙源的常温培养环境下菌液浓度随时间的变化情况。以宁波滩涂淤泥为研究对象,考虑滨海相软土特性及边坡结构特点,利用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸盐对滨海软土进行固结处理。通过压缩、渗透及雨水冲刷试验,并结合X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果,从宏、细观角度分析固化效果及抗冲刷性。研究结果表明:在pH值为7.3的环境下,芽孢杆菌生长最快,在培养约48 h后,其浓度达到峰值;Ca^(2+)会抑制芽孢杆菌的生长,但在生长前期影响较小,而后期影响较大;菌液浓度为1/100的重塑土经养护7 d后,其压缩系数降低19.58%,渗透系数降低87.34%;雨水冲刷结束后剥蚀率仅为3.9 g/(m^(2)·s);芽孢杆菌诱导结晶形成填充并胶结于土颗粒之间的CaCO_(3)晶体聚集体结构,这使得滨海软土具有更好的固结性能、抗渗性能以及坡面抗冲蚀效果提升。 展开更多

关键词 海上风电 微生物诱导碳酸钙沉积 土壤加固 微观结构 滨海相软土

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深水大直径桥墩水下振动台试验研究

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作者 王磊 吕忠达 +1 位作者 王飞 赵卓 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期110-116,共7页

为研究水深和地震动特性对深水大直径桥墩动力响应和动水压力的影响,按1∶60缩尺比设计、制作1组桥墩模型进行水下振动台试验,研究不同水深及地震激励幅值下桥墩基频、动力响应和动水压力的变化规律。结果表明:随水深增大,桥墩基频呈加... 为研究水深和地震动特性对深水大直径桥墩动力响应和动水压力的影响,按1∶60缩尺比设计、制作1组桥墩模型进行水下振动台试验,研究不同水深及地震激励幅值下桥墩基频、动力响应和动水压力的变化规律。结果表明:随水深增大,桥墩基频呈加速下降趋势;桥墩应变、位移峰值和动水压力随水深增大而增大,且桥墩应变增幅呈加速增大趋势,相较无水工况,高水位时墩底应变增幅可达19.1%。深水桥墩应变和动水压力随地震激励幅值的增大呈线性增大趋势;动水压力与桥墩表面加速度成正比,可将动水压力表示成桥墩表面加速度与水体附加质量乘积形式,其中水体附加质量与输入地震波频谱特性相关。 展开更多

关键词 深水大直径桥墩 水下振动台 墩-水耦合 基频 动力响应 动水压力 模型试验

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非通航孔桥梁防船撞系统恒阻力装置研究 被引量：1

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作者 王建强 常慧娟 +2 位作者 马伯翰 王飞 王永刚 《世界桥梁》 北大核心 2024年第3期97-103,共7页

为给非通航孔桥梁防船撞系统拦截过程提供稳定持续的阻力,提出了一种利用耗能索持续协同大变形和连续破断输出稳定阻力的恒阻力装置。恒阻力装置由主绳、耗能索、破断环及其它连接件组成,与自适应浮筒、拦截网、系泊浮体等装置共同组成... 为给非通航孔桥梁防船撞系统拦截过程提供稳定持续的阻力,提出了一种利用耗能索持续协同大变形和连续破断输出稳定阻力的恒阻力装置。恒阻力装置由主绳、耗能索、破断环及其它连接件组成,与自适应浮筒、拦截网、系泊浮体等装置共同组成非通航孔桥梁自适应恒阻力船舶拦阻系统,有效拦截偏航船舶,保护非通航孔桥梁和来撞船舶的安全。通过理论分析研究该装置的阻力输出特性,建立该装置的阻力输出力学模型与计算方法,并通过拉伸破坏试验验证计算方法的准确性,进一步对影响装置阻力输出的耗能索的初始间距、长度及伸长率进行分析。结果表明:恒阻力装置能够有效地输出稳定且持续的阻力;耗能索初始间距越小,恒阻力装置阻力输出越大,阻力输出越稳定;耗能索长度或伸长率越大,恒阻力装置阻力输出越大,阻力输出越稳定。该装置已应用于力洋港大桥非通航孔区桥梁防撞中,有效地保护了大桥的安全。 展开更多

关键词 桥梁工程 非通航孔区 恒阻力装置 防撞系统 阻力输出 理论分析 拉伸破坏试验

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爆破振动作用下桥梁桩孔稳定性振动台试验研究 被引量：1

4

作者 王建强 巴智坤 +2 位作者 杨秋伟 赵卓 朋茜 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期85-92,共8页

为了解爆破振动对邻近桥梁桩基成孔后桩孔稳定性的影响,以与山体爆破工程计划同时施工的某主跨280 m的斜拉桥为背景,设计、制作土箱和缩尺比1∶40桩孔模型开展振动台试验,研究桩孔孔壁的破坏特征、土体振动速度和动土压力的变化规律。... 为了解爆破振动对邻近桥梁桩基成孔后桩孔稳定性的影响,以与山体爆破工程计划同时施工的某主跨280 m的斜拉桥为背景,设计、制作土箱和缩尺比1∶40桩孔模型开展振动台试验,研究桩孔孔壁的破坏特征、土体振动速度和动土压力的变化规律。结果表明:土体的振动速度峰值和动土压力峰值均随着爆破强度的增大而增大,在土体产生破坏后,土体的振动速度峰值和动土压力峰值均呈现出非线性增大趋势;爆破强度较小时土体的动土压力峰值曲线为U形,爆破强度较大时桩孔区域土体的动土压力峰值曲线为W形,桩孔中上部区域的动土压力峰值较大;山体爆破振动会使钢护筒底部与土体交界面以下桩孔的中上部区域出现破坏,应对山体爆破施工加强现场监测,桩孔附近的振动速度峰值不宜超过2 cm/s,以保障桩孔的稳定性。 展开更多

关键词 桥梁桩基 爆破振动 桩孔稳定性 破坏特征 振动速度 动土压力 振动台试验

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基于刚柔匹配的桥梁柔性防撞装置研究 被引量：9

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作者 王飞 吕忠达 +1 位作者 赵卓 王永刚 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期82-87,共6页

为避免船舶与桥墩相撞时两者出现较大损伤,基于刚柔匹配、柔性导向原理,提出在桥墩上设置一种由外钢围、防撞圈和内钢围构成的新型柔性防撞装置,对比分析分别设置普通刚性防撞装置与该新型柔性防撞装置的情况下,船舶正撞及斜撞防撞墩时... 为避免船舶与桥墩相撞时两者出现较大损伤,基于刚柔匹配、柔性导向原理,提出在桥墩上设置一种由外钢围、防撞圈和内钢围构成的新型柔性防撞装置,对比分析分别设置普通刚性防撞装置与该新型柔性防撞装置的情况下,船舶正撞及斜撞防撞墩时防撞装置与船舶的动力学行为、能量转换关系,并进行实船撞击试验验证新型装置防撞效果。结果表明:新型柔性防撞装置可将船舶撞击的集中力转化为分布力,相比于普通刚性防撞装置,正撞时最大撞击力降低了56%,撞击时间延长了84%,斜撞时最大撞击力降低了37%,撞击时间延长了67%,提高了防撞效率;刚柔匹配的柔性防撞装置可有效拨转船舶航向,降低了撞击过程中的能量交换。实船撞击试验结果表明:新型柔性防撞装置整体安全、可靠,能较好地应用于桥墩防撞中。 展开更多

关键词 桥梁工程 船桥碰撞 柔性防撞装置 刚柔匹配 撞击力 撞击时间 数值仿真

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采用UHPC材料连接的装配式桥墩抗震性能研究 被引量：13

6

作者 赵卓 耿佳硕 王建强 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期13-18,共6页

为了研究采用超高性能混凝土(UHPC)材料连接的装配式桥墩的抗震性能,结合实际工程,采用ABAQUS分别建立了UHPC材料连接的装配式桥墩和整体现浇桥墩的有限元模型,并对2种类型桥墩进行抗震性能分析。结果表明:采用UHPC材料连接的装配式桥... 为了研究采用超高性能混凝土(UHPC)材料连接的装配式桥墩的抗震性能,结合实际工程,采用ABAQUS分别建立了UHPC材料连接的装配式桥墩和整体现浇桥墩的有限元模型,并对2种类型桥墩进行抗震性能分析。结果表明:采用UHPC材料连接的装配式桥墩与整体现浇桥墩的破坏过程和破坏形态相近,在设计时应加强装配式桥墩立柱标准段下部与变截面连接部位的抗震性能;采用UHPC材料连接的装配式桥墩的滞回性能、水平等效刚度、耗能性能、残余位移等与整体现浇桥墩基本一致,满足桥梁的抗震要求。采用UHPC作为装配式桥墩拼接段的灌注材料,可以利用其良好的力学性能和工作性能加快施工进度,发挥装配式桥墩的优势。 展开更多

关键词 装配式桥墩 UHPC 现浇桥墩 抗震性能

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硅酸盐混凝土抗压强度-龄期数学模型研究 被引量：1

7

作者 杨秋伟 郭亚磊 李翠红 《混凝土》 CAS 北大核心 2022年第2期38-40,共3页

混凝土的抗压强度随龄期的增长规律对拆模和早期承载行为具有重要参考价值。为了提高预测精度,提出一种新的混凝土抗压强度-龄期数学模型,新模型有效弥补了现有的双曲线模型在早龄期阶段拟合精度不高的缺陷,同时保留了双曲线模型的优点... 混凝土的抗压强度随龄期的增长规律对拆模和早期承载行为具有重要参考价值。为了提高预测精度,提出一种新的混凝土抗压强度-龄期数学模型,新模型有效弥补了现有的双曲线模型在早龄期阶段拟合精度不高的缺陷,同时保留了双曲线模型的优点。以硅酸盐混凝土抗压强度试验数据为例,将新模型与三次幂函数和双曲线模型进行了对比研究,结果表明所提的新模型显著提高了拟合精度,克服了现有模型的缺陷,能应用于混凝土早龄期的强度预测中。 展开更多

关键词 混凝土 抗压强度 龄期 数学模型

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结构振动模态灵敏度分析的改进子空间迭代法

8

作者 曹鸿飞 朋茜 杨秋伟 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期161-169,190,共10页

振动模态(特征值和特征向量)的灵敏度分析在结构振动控制、优化设计和损伤识别中被广泛应用。目前主流的模态灵敏度分析方法是模态叠加法、Nelson方法以及它们的改进算法。但这些算法应用于大规模工程结构的模态灵敏度分析时,普遍存在... 振动模态(特征值和特征向量)的灵敏度分析在结构振动控制、优化设计和损伤识别中被广泛应用。目前主流的模态灵敏度分析方法是模态叠加法、Nelson方法以及它们的改进算法。但这些算法应用于大规模工程结构的模态灵敏度分析时,普遍存在着计算效率不高的缺陷。为了节省计算成本,提出一种结构振动模态灵敏度分析的改进子空间迭代方法。首先,通过差分运算,把模态灵敏度的计算问题转化为结构发生微小修改后的模态特征对计算问题;然后,提出一种近似柔度计算公式,用于快速估算结构修改后刚度矩阵的逆矩阵,并将其应用于子空间迭代法的过程中,以迅速获得结构微小修改后的模态特征对,据此便可快速计算出相应的模态灵敏度。以两个结构模型为例验证了所提方法,结果表明,所提方法的计算精度与现有的模态灵敏度算法基本相同,但计算时间大幅度减少了,显示出了这种新方法的计算效率显著优于现有方法,更加适合于分析大型结构的振动模态灵敏度。 展开更多

关键词 振动模态 灵敏度分析 子空间迭代法 近似柔度 计算效率

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养护方式对宁波通途路综合管廊混凝土抗裂性能的影响 被引量：4

9

作者 夏露 周建敏 +2 位作者 冯蕾 王兴龙 温小栋 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第10期1455-1461,共7页

为提高综合管廊混凝土的抗裂性能,开展椭圆环法及实体模型试验,对胶砂或混凝土初始开裂时间、裂缝宽度、总开裂面积进行统计与分析,以研究减缩剂养护、混凝土养护剂养护和土工布养护3种养护方式对综合管廊混凝土抗裂性能的影响。由试验... 为提高综合管廊混凝土的抗裂性能,开展椭圆环法及实体模型试验,对胶砂或混凝土初始开裂时间、裂缝宽度、总开裂面积进行统计与分析,以研究减缩剂养护、混凝土养护剂养护和土工布养护3种养护方式对综合管廊混凝土抗裂性能的影响。由试验结果得出:1)减缩剂养护使混凝土初始开裂时间相比土工布养护推迟了约6.65%,裂缝宽度降低了约70.67%;养护剂养护下混凝土初始开裂时间相比土工布养护提前了约0.77%,裂缝宽度增加了约11.20%。2)减缩剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护减少了46.97%;养护剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护增加了约7.15%。研究表明:减缩剂养护可以明显改善综合管廊混凝土的抗裂性能,而当混凝土养护剂养护方法不当时对提高混凝土抗裂性能的效果不明显。 展开更多

关键词 综合管廊 养护方式 椭圆环法 减缩剂 混凝土抗裂性

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基于静力残余力向量的结构损伤评估方法 被引量：7

10

作者 杨秋伟 周聪 +1 位作者 李翠红 罗帅 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期625-630,共6页

残余力向量法是一类常用的损伤识别方法,现有的残余力向量法都是基于动力测试的模态参数,和动力测试数据相比,静力测试数据往往精度更高,且无需模态分析等复杂操作。鉴于此,本文提出一种静力残余力向量法用于结构损伤评估。所提方法利... 残余力向量法是一类常用的损伤识别方法,现有的残余力向量法都是基于动力测试的模态参数,和动力测试数据相比,静力测试数据往往精度更高,且无需模态分析等复杂操作。鉴于此,本文提出一种静力残余力向量法用于结构损伤评估。所提方法利用静力测试位移数据,并结合结构有限元模型的刚度矩阵,定义了静力残余力向量,根据该向量中不为零的元素来判断损伤自由度,再根据自由度和单元之间的对应关系来确定发生损伤的位置,并进一步提出一种求解损伤参数的代数解法。另外,针对实践中角位移难以测量的情况,进一步提出了一种静力缩聚残余力向量法,拓宽了所提方法的应用范围。以桁架结构和梁结构模型为例对所提方法进行了验证,数值算例结果说明所提方法合理有效。 展开更多

关键词 损伤识别 残余力向量 静力测试 模型缩聚 位移 代数解

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基于改进熵权-DEMATEL-ISM的富水软土层深基坑施工安全风险评估 被引量：21

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作者 吴波 杜君 +1 位作者 温小栋 赵勇博 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期106-114,共9页

为研究地铁深基坑各因素之间的动态联系,提高地下工程施工风险评估准确性,提出改进熵权-DEMATEL-ISM(决策实验室法与解释结构模型)动态风险评估模型。以广州某地铁深基坑为例,将改进熵权-DEMATEL结合计算风险评价指标的组合权重以识取... 为研究地铁深基坑各因素之间的动态联系,提高地下工程施工风险评估准确性,提出改进熵权-DEMATEL-ISM(决策实验室法与解释结构模型)动态风险评估模型。以广州某地铁深基坑为例,将改进熵权-DEMATEL结合计算风险评价指标的组合权重以识取关键驱动因素,基于DEMATEL-ISM法对影响因子进行层级划分,综合分析各风险指标间关联性。最后经模糊综合评价计算隶属度函数和综合评价值。研究结果表明:深基坑施工过程中最关键影响因素为施工质量管理,综合施工风险等级为Ⅱ级,结果与实际情况相符,验证该方法的有效性。研究结果可为富水软土深基坑施工风险分析提供参考。 展开更多

关键词 深基坑 改进熵权法 DEMATEL—ISM法 风险评估 模糊综合评价

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水平分层土层系统等效阻尼比的简化计算方法 被引量：2

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作者 殷琳 楼梦麟 康帅 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期10-23,共14页

在实际工程场地中,很多土层可视为水平分层,各层土的物理和力学性质存在差异,其中包括土的振动阻尼比。本文讨论水平分层土层系统的等效阻尼比的近似计算方法,基于5个不同的加权函数推导了10种等效阻尼比的计算公式。通过2个算例,分别... 在实际工程场地中,很多土层可视为水平分层,各层土的物理和力学性质存在差异,其中包括土的振动阻尼比。本文讨论水平分层土层系统的等效阻尼比的近似计算方法,基于5个不同的加权函数推导了10种等效阻尼比的计算公式。通过2个算例,分别以等效阻尼比为参数计算水平分层土层的地震反应,并与准确解相比较,分析了不同等效阻尼比近似计算方法的计算精度。数值结果表明,若等效阻尼比计算方法选择不恰当,会导致土层地震反应的计算结果出现较大误差。针对2种不同类型的水平分层土层,建议采用基于三角形分布的加权函数来计算土层系统的等效阻尼比。 展开更多

关键词 水平分层土层 地震反应 等效阻尼比 加权函数

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关于土层地震反应分析中阻尼矩阵建模方式的讨论 被引量：1

13

作者 殷琳 楼梦麟 康帅 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2019年第2期132-140,共9页

阻尼矩阵的选择对土层时域内地震反应计算的准确性有重要意义。本文构造了质量比例阻尼、刚度比例阻尼、Rayleigh阻尼、Caughey阻尼和Clough阻尼矩阵,研究各阻尼对土层地震反应分析精度的影响。以苏通大桥5号桥塔基础处的工程场地为例,... 阻尼矩阵的选择对土层时域内地震反应计算的准确性有重要意义。本文构造了质量比例阻尼、刚度比例阻尼、Rayleigh阻尼、Caughey阻尼和Clough阻尼矩阵,研究各阻尼对土层地震反应分析精度的影响。以苏通大桥5号桥塔基础处的工程场地为例,分别以人工合成基岩波,Northridge波、Parkfield波和汶川波为输入,得到不同阻尼模型下土层的地震反应,结果表明Clough阻尼在计算精度和误差稳定性上要优于其他阻尼模型,针对Clough阻尼的不足之处提出了改进方法,算例表明改进后的Clough阻尼能在保证计算精度的前提下减少计算机的存储量和计算量。 展开更多

关键词 土层地震反应 时域分析 阻尼矩阵 改进的Clough阻尼 计算量

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FA高强钢的本构关系及断裂行为

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作者 张震 叶思根 +1 位作者 马伯翰 王焕然 《兵器材料科学与工程》 2025年第6期16-22,共7页

高强钢的塑性和断裂应变受到应力三轴度的显著影响,对于目前研究工作中所使用的高强钢,文献资料多集中于Johnson-Cook(J-C)强化模型参数的获取和验证,很少提供J-C损伤模型参数。本文旨在系统研究高强钢在各种应力三轴度下的韧性和断裂响... 高强钢的塑性和断裂应变受到应力三轴度的显著影响,对于目前研究工作中所使用的高强钢,文献资料多集中于Johnson-Cook(J-C)强化模型参数的获取和验证,很少提供J-C损伤模型参数。本文旨在系统研究高强钢在各种应力三轴度下的韧性和断裂响应,并根据试验结果对J-C损伤-断裂模型参数进行标定。设计了共6种缺口试件和剪切试件,在应力三轴度为0.1~0.41内用实验-数值模拟混合方法确定了材料的断裂应变。结果表明:在0.1~0.41的应力三轴度范围内,断裂应变与应力三轴度为单调函数,通过缺口试件,中心孔试件和剪切试件验证表明,J-C损伤模型可以有效模拟FA高强钢的拉伸变形和破坏行为。 展开更多

关键词 应力状态 损伤-断裂模型 实验-数值模拟混合 高强钢

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