非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性与其持水特征曲线确定方法

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作者 尚召伟 孔令伟 +3 位作者 鄢俊彪 高志傲 王斐 黎澄生 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1131-1140,共10页

持水特征曲线是研究非饱和土强度、变形及渗流特性的基础,室内直接测量持水特征曲线复杂耗时。为快速准确获取花岗岩残积土的持水特征曲线,开展了不同含水率原状花岗岩残积土的共振柱试验,研究了非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性... 持水特征曲线是研究非饱和土强度、变形及渗流特性的基础,室内直接测量持水特征曲线复杂耗时。为快速准确获取花岗岩残积土的持水特征曲线,开展了不同含水率原状花岗岩残积土的共振柱试验,研究了非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性,并分别基于双应力状态变量最大剪切模量预测模型和单应力状态变量最大剪切模量预测模型反演了花岗岩残积土的持水特征曲线。研究表明:含水率对花岗岩残积土小应变剪切模量影响显著,剪切模量随着含水率的增大而减小,随围压的增大而增大;基于双应力状态变量最大剪切模量预测模型反演的持水特征曲线与压力板试验获得的结果较为一致,并通过试验数据检验了双应力状态变量最大剪切模量预测模型的准确性,讨论了模型的力学机制。利用共振柱试验不仅能够直接研究非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性,还可以通过反演法确定花岗岩残积土的持水特征曲线,为持水特征曲线的获取提供了一种新途径。 展开更多

关键词 原状花岗岩残积土 共振柱试验 小应变剪切模量 非饱和土 持水特征曲线 反演分析

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沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征与来源分析 被引量：19

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作者 王楚涵 张鑫 +8 位作者 吴鸣 高健 高锐 毕方 毋振海 赵帝 惠宇 柴发合 李红 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2771-2784,共14页

为探究沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征,于2017年8月24日-9月2日采用2,4-二硝基苯肼固相吸附高效液相色谱方法对沈阳市郊区醛酮类化合物进行观测分析,利用美国环境保护局推荐的人体健康风险评价方法对部分有毒有害醛酮类化... 为探究沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征,于2017年8月24日-9月2日采用2,4-二硝基苯肼固相吸附高效液相色谱方法对沈阳市郊区醛酮类化合物进行观测分析,利用美国环境保护局推荐的人体健康风险评价方法对部分有毒有害醛酮类化合物的人体健康风险进行了评价,并利用比值法对醛酮类化合物的来源进行了初步分析.结果表明:醛酮类化合物质量浓度日均值范围为23.16~38.38μg m^3;质量浓度最高的4种醛酮类化合物依次是丙酮、甲醛、正丁醛和乙醛,其质量浓度日均值的平均值分别为8.71、5.90、5.48和2.95μg m^3.对·OH消耗速率(L OH)贡献较大的醛酮类化合物物种是正丁醛、甲醛和乙醛,臭氧生成潜势贡献(OFP)较大的醛酮类化合物物种是甲醛、正丁醛和乙醛,在研究区影响醛酮类化合物光化学反应活性的物种主要是甲醛、乙醛和正丁醛.研究区观测期间,环境空气中甲醛和乙醛的致癌性风险值分别为1.18×10^-5和5.91×10^-6,对暴露人群存在潜在的致癌风险;乙醛的非致癌风险值为0.05,对暴露人群不存在非致癌风险.在研究区的一次臭氧轻度污染过程期间,环境空气中的甲醛和乙醛受天然源排放的挥发性有机物二次转化的影响减弱,甲醛、乙醛和丙酮受到炼焦工业和机动车等人为源排放的影响增强,而正丁醛主要受当地精细化工产业排放的影响.研究显示,沈阳市应加大对炼焦工业、精细化工和机动车来源排放醛酮类化合物的管制,以降低环境空气中活性醛酮类化合物及有毒有害醛酮类化合物的浓度. 展开更多

关键词 醛酮类化合物 污染特征 人体健康风险 污染防控 沈阳市

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单向冻结粉质黏土已冻区分凝冰分布规律试验研究 被引量：2

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作者 王震 朱珍德 +1 位作者 胡家豪 周子玉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期407-416,432,共11页

在单向冻结中,已冻区分凝冰的产生和发展是影响冻融土结构性特征的重要因素。选取降温速率(0.5~0.005℃/s)、冷端温度(–30~–70℃)、暖端补水(无补水、恒压补水)等3种单向冻结边界条件,探究其对已冻区分凝冰发育的影响规律。基于光学... 在单向冻结中,已冻区分凝冰的产生和发展是影响冻融土结构性特征的重要因素。选取降温速率(0.5~0.005℃/s)、冷端温度(–30~–70℃)、暖端补水(无补水、恒压补水)等3种单向冻结边界条件,探究其对已冻区分凝冰发育的影响规律。基于光学显微数字拍摄,自主研发了裂纹显微测量系统,为分凝冰裂纹的原位、无接触式测量提供了便利。试验研究发现:(1)不仅是温度梯度、暖端补水条件,单向冻结冷端降温速率对已冻区分凝冰分布也会产生影响,传统模型(如分凝模型)计算的水分迁移量难以准确反映已冻区冰裂纹分布特征;(2)冻结锋面移动速率对已冻区分凝冰宽度的影响大于温度梯度;(3)冻结过程中已冻区分凝冰宽度随0℃线移动速率呈指数形式变化。最后基于0℃线移动速率提出了已冻区分凝冰宽度预测的经验公式,为工程中评估变降温速率条件下黏土的单向冻胀破坏提供了参考。 展开更多

关键词 单向冻胀 降温速率 黏土 分凝冰裂纹 超低温

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生物炭联合微生物矿化技术改善软土力学性能试验研究 被引量：1

4

作者 崔秀丽 李佳禧 +2 位作者 谢佳旻 林军 庞书孟 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第7期134-146,共13页

【目的】实现对软土地基的绿色加固对工程建设及生态环境具有重要意义。为此,采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术和生物炭联合固化软土。【方法】首先确定了MICP灌浆最优细菌浓度和胶结液浓度,在此基础上,研究了不同生物炭含量联合微... 【目的】实现对软土地基的绿色加固对工程建设及生态环境具有重要意义。为此,采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术和生物炭联合固化软土。【方法】首先确定了MICP灌浆最优细菌浓度和胶结液浓度,在此基础上,研究了不同生物炭含量联合微生物矿化技术加固提升软土的抗剪强度参数。通过直剪试验,得到MICP联合生物炭固化软土的内摩擦角和黏聚力。基于扫描电子显微镜(SEM)测试、X射线衍射(XRD)和能谱试验(EDS),获得了固化软土的微观结构、矿物成分及元素分布特征。【结果】结果表明:(1)MICP能够提升软土内摩擦角和黏聚力,在最优菌液浓度OD_(600)=0.9,胶结液浓度为1.0 mol/L的条件下,养护28 d时,MICP固化软土的最大内摩擦角为11.3°,最大黏聚力为12.15 kPa;添加生物炭后,MICP固化软土内摩擦角和黏聚力得到显著提升,添加12%生物炭,养护28 d时,内摩擦角最大为20.8°,相应条件下的黏聚力最大值为16.61 kPa。养护周期28 d内,试样内摩擦角和黏聚力提升速率在前14 d明显高于后14 d,表明微生物矿化技术主要在养护前期发挥作用。(2)微观测试表明,经MICP处理的软土中均可观察到碳酸钙,添加生物炭后在生物炭和软土界面处观察到大量碳酸钙晶体。(3)EDS测试结果表明,土颗粒表面有明显的钙、碳和氧元素分布。【结论】研究结果证实了生物炭协同MICP技术固化软土具有可行性,为滨海软土地层的绿色加固提供了新的思路。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 软土 生物炭 内摩擦角 黏聚力 力学性能

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某不稳定边界层单体建筑后方点源污染扩散的大涡模拟 被引量：7

5

作者 姜国义 杨浩凯 孙磊 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1171-1176,共6页

首先产生大涡模拟所需要的入流湍流条件,然后应用标准Smagorinsky模型对位于某不稳定边界层的单体建筑后方点源污染扩散问题进行了数值模拟。结果表明,在不稳定条件下,使用大涡模拟能够较好地预测单体建筑的绕流特性和污染物分布。单体... 首先产生大涡模拟所需要的入流湍流条件,然后应用标准Smagorinsky模型对位于某不稳定边界层的单体建筑后方点源污染扩散问题进行了数值模拟。结果表明,在不稳定条件下,使用大涡模拟能够较好地预测单体建筑的绕流特性和污染物分布。单体建筑绕流的湍流场十分复杂,空气流经建筑后发生了分离,在建筑后方形成了再循环区域,使高浓度气体被输送到建筑背面附近。受周期性涡脱落现象的影响,污染气体被释放后逐渐向建筑两侧及下游扩散,形成了较宽的扩散区域。气体的高浓度和低浓度瞬时等值面表现出了不同的特征。 展开更多

关键词 环境工程学 大涡模拟 入流湍流条件 单体建筑绕流 污染扩散

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圆管输电塔风荷载多天平同步测力风洞试验研究 被引量：5

6

作者 张宏杰 黄阳 周奇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第22期137-143,共7页

水平风作用下输电塔风荷载的研究已经取得一定成果,但有竖向风联合作用下的输电塔风荷载的研究甚少。采用多天平同步测力风洞试验方法,获得了水平风和竖向风联合作用下的输电塔塔身节段的气动力系数。试验研究表明:多天平同步测力方法... 水平风作用下输电塔风荷载的研究已经取得一定成果,但有竖向风联合作用下的输电塔风荷载的研究甚少。采用多天平同步测力风洞试验方法,获得了水平风和竖向风联合作用下的输电塔塔身节段的气动力系数。试验研究表明:多天平同步测力方法可以直接且准确地测量输电塔构件的风荷载;与常规试验相比,多天平同步测力方法可以用于同时具有攻角和偏角的风作用下输电塔风荷载的测量,且能准确地模拟输电塔的气流扰流,减少或避免风洞地面或分离平台引起的边界层效应;来流风攻角在±5°范围内时,竖向风对阻力系数的影响较小,可以忽略;来流风攻角较大时,竖向风对输电塔塔身气动力系数的影响较大,不可忽略。 展开更多

关键词 圆管输电塔 多天平同步测力 气动力系数 风偏角 风攻角

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灌浆压力与上覆土压力对土钉摩阻力的影响研究 被引量：2

7

作者 洪成雨 刘子雄 +1 位作者 张孟喜 周奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期317-322,共6页

灌浆压力和上覆土压力是影响土钉峰值摩阻力的关键参数,考虑土钉不同的注浆压力与上覆土压力的工况,结合现场试验与研究人员大量的室内土钉拉拔试验结果,系统地分析一些关键参数对土钉峰值摩阻力的影响程度,定量地分析了关键参数对土钉... 灌浆压力和上覆土压力是影响土钉峰值摩阻力的关键参数,考虑土钉不同的注浆压力与上覆土压力的工况,结合现场试验与研究人员大量的室内土钉拉拔试验结果,系统地分析一些关键参数对土钉峰值摩阻力的影响程度,定量地分析了关键参数对土钉摩擦系数的影响程度。为方便衡量各个参数对土钉的摩擦系数的影响性,利用归一化摩擦系数AFC在不同的试验条件下土钉试验结果进行对比分析,发现土钉的归一化摩擦系数对上覆土压力的依赖程度最高(变化范围为0~1),而对饱和度的依赖性最弱(变化范围为0~0.18)。 展开更多

关键词 土钉 峰值摩阻力 摩擦系数 上覆土压力 灌浆压力 饱和度

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平行分离双幅桥气动导数识别的混合强迫振动试验法 被引量：1

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作者 周奇 朱乐东 +1 位作者 周成 郭震山 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期304-311,共8页

自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV... 自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV法识别出的气动导数,以及基于MFV法和FreeV法的二维颤振分析结果与节段模型测试结果。研究结果表明:无论是上游桥还是下游桥,MFV法识别的气动导数均离散性较小,随折算风速的变化规律明确;而FreeV法识别的气动导数离散性较大,随折算风速的变化规律较差,尤其是受气动干扰效应影响较大的下游桥;基于MFV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果较为接近,而基于FreeV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果的偏差较大,尤其是下游桥,偏差更为显著;相比于FreeV法,MFV法能更为准确地模拟平行分离双幅桥的气动干扰效应,其颤振预测结果更准确。 展开更多

关键词 平行分离双幅桥 气动导数 混合强迫振动试验法 自由振动试验法 颤振临界风速

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斜拉桥钢箱梁考虑疲劳性能的纵隔板设计参数研究 被引量：4

9

作者 欧阳洋 祝志文 蔡晶垚 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3165-3172,共8页

为研究纵隔板设计参数对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,建立带纵隔板的某斜拉桥钢箱梁正交异性钢桥面板单元模型,通过桥面移动轮载加载,分别获得横桥向不同轮载位置下,纵隔板邻近构造细节的应力响应;基于纵隔板-面板构造细节轮载应力... 为研究纵隔板设计参数对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,建立带纵隔板的某斜拉桥钢箱梁正交异性钢桥面板单元模型,通过桥面移动轮载加载,分别获得横桥向不同轮载位置下,纵隔板邻近构造细节的应力响应;基于纵隔板-面板构造细节轮载应力幅的最不利荷载工况,对该构造细节进行疲劳性能评价,探讨纵隔板厚度及其与紧邻纵肋的间距等参数变化对纵隔板-面板构造细节的应力响应影响。研究结果表明:面板-纵隔板构造细节具有无限疲劳寿命;纵隔板与紧邻纵肋腹板间距的改变会引起面板-纵隔板构造细节应力的显著变化,不宜采用过大的间距;需要指出,纵隔板厚度的改变对该构造细节的应力影响很小,因而纵隔板厚度不宜过大。基于有限元分析提出纵隔板优化参数组合,为钢桥面板抗疲劳设计提供参考依据。 展开更多

关键词 疲劳 正交异性钢桥面 纵隔板 有限元分析

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大跨平坡屋盖风荷载折减的移动平均法 被引量：2

10

作者 祝志文 程国用 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3208-3216,共9页

根据大跨平坡屋盖脉动风压相干函数导出气动导纳函数,将气动导纳函数与滑动平均滤波器按照截止频率相等的原则进行等效匹配,推导出适用于大跨平坡屋盖风荷载折减的移动平均法。基于某博物馆大跨平坡屋盖风洞测压试验,对本文提出的风荷... 根据大跨平坡屋盖脉动风压相干函数导出气动导纳函数,将气动导纳函数与滑动平均滤波器按照截止频率相等的原则进行等效匹配,推导出适用于大跨平坡屋盖风荷载折减的移动平均法。基于某博物馆大跨平坡屋盖风洞测压试验,对本文提出的风荷载折减方法合理性进行验证。研究结果表明:基于风洞试验的统计方法比规范方法在计算大跨平坡屋盖最不利设计风荷载方面更合理;而随着平坡屋盖结构尺寸的增大,最不利设计风荷载折减程度趋于稳定;本文提出的风荷载折减方法,能为大跨平坡屋盖结构最不利设计风荷载的合理确定提供参考。 展开更多

关键词 大跨平坡屋盖 风荷载折减 气动导纳函数 移动平均法

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跨长江特大桥拉索涡激振动与风特性观测 被引量：13

11

作者 刘宗杰 祝志文 +1 位作者 陈魏 陈政清 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1760-1768,共9页

为研究跨长江特大桥拉索风致振动的类别与风特性的关系,基于大桥健康检测系统和自开发的拉索振动监测系统,对荆岳长江大桥桥址风场特性进行监测,记录拉索振动数据并对拉索风致振动加速度与风场的相关性进行研究。研究结果表明:桥址平均... 为研究跨长江特大桥拉索风致振动的类别与风特性的关系,基于大桥健康检测系统和自开发的拉索振动监测系统,对荆岳长江大桥桥址风场特性进行监测,记录拉索振动数据并对拉索风致振动加速度与风场的相关性进行研究。研究结果表明:桥址平均风速的非平稳特性显著;随着风速增大湍流度逐渐减小。在低风速下,来流湍流强度较大,拉索振动随风速增大而增大;当风速增大时湍流强度逐渐减小,拉索振动加速度将减小;拉索振动可为平面内振动也可为平面外振动,为多模态风致涡激振动,且JB02号拉索在一定风速条件下面内振动与面外振动基本相同,当风速变化,可出现更高阶的振动。拉索面内涡激振动分段时程分析表明,拉索振动幅值增加,主导模态频率不改变,各模态振动幅值增加,但随风速的增大,拉索的涡激振动可在更高风速下被锁定,从而导致拉索发生更高阶的涡激振动。另外,湍流度小于40%时拉索振幅较大,湍流度增大拉索涡激振动加速度反而减小,且拉索的涡激振动只在特定的风向角下发生。 展开更多

关键词 拉索 涡激振动 风特性 多模态 现场监测

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考虑弹塑性耦合效应的应变软化模型 被引量：11

12

作者 王延宁 张强 +1 位作者 李子仪 蒋斌松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4037-4051,共15页

深部岩体峰后呈现应变软化特征、弹塑性耦合特征和塑性变形破坏等非线性特征。充分探明开挖工作面的岩体力学特征有助于预测围岩变形或破坏区域的形状,为后期的合理支护设计提供科学依据。然而,当前广泛使用的一维模型(例如Mohr-Coulom... 深部岩体峰后呈现应变软化特征、弹塑性耦合特征和塑性变形破坏等非线性特征。充分探明开挖工作面的岩体力学特征有助于预测围岩变形或破坏区域的形状,为后期的合理支护设计提供科学依据。然而,当前广泛使用的一维模型(例如Mohr-Coulomb和应变软化模型)无法很好的反映深部地下工程在高围压下的岩石变形特征。对此,通过三轴循环加卸载试验,获得各级围压下不同塑性累积阶段的岩石力学参数,进而研究塑性变形与围压二者综合影响下的围岩受力变形特征。通过构建应力-塑性剪切应变二维函数针对性描述其上述特征,建立了考虑围压影响的黏聚力、内摩擦角、弹性模量和剪胀角随塑性变形变化的数学模型。研究表明:黏聚力和内摩擦角可用指数函数及线函数分别描述其塑性变形和围压的相互关系,由此构建的二维函数,拟合精度可达95%;弹性模量随着围压增大而增大,可用负指数函数来描述,随着塑性变形而衰减,可用线函数来描述;剪胀角随着围压线性衰减,随着塑性变形先增大后减小,可用差值型指数函数描述;通过FLAC3D的二次开发,将该应变软化模型用于模拟岩石三轴压缩试验,证实模型设置准确合理。针对深部圆形硐室开挖,所提出的本构模型与应变软化模型和摩尔库仑模型相比,随着塑性区扩展,对围岩应力分布影响主要体现在切向应力峰值进一步向深部围岩转移,且径向应力随之降低;对位移场分布而言,随着塑性区扩展,所提本构模型得到的位移解逐步增长,符合岩体破裂后位移随损伤范围而增大的特点。 展开更多

关键词 弹塑性 耦合效应 本构模型 深部岩体 塑性剪切应变

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潮汐作用下的沉管隧道竖向位移计算 被引量：11

13

作者 周桓竹 寇晓强 王延宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2785-2794,2807,共11页

港珠澳大桥和深中通道工程中跨越深水航道部分均采用了沉管隧道的通过方式,传统理论分析往往将地基简化为多个互不联系的弹簧,忽略了土体的连续性,模型简单、参数少。考虑潮汐荷载影响,将沉管隧道管节等效为置于Vlasov双参数地基上的Tim... 港珠澳大桥和深中通道工程中跨越深水航道部分均采用了沉管隧道的通过方式,传统理论分析往往将地基简化为多个互不联系的弹簧,忽略了土体的连续性,模型简单、参数少。考虑潮汐荷载影响,将沉管隧道管节等效为置于Vlasov双参数地基上的Timoshenko梁,以此推导了其竖向变形计算公式,并与Winkler地基上的Timoshenko梁计算模型进行对比分析以验证所提出的计算方法的合理性。以甬江沉管隧道工程为例,分析潮汐荷载影响下的沉管隧道管节接头竖向位移,将两种模型的理论计算结果与实测结果进行对比分析。研究结果表明,基于Vlasov双参数地基上的Timoshenko梁假设的简化模型能更好地描述沉管隧道管节接头竖向位移特征,与实测数据更吻合。该研究结果对沉管隧道的设计计算具有一定指导意义。 展开更多

关键词 沉管隧道 地基−隧道相互作用 铁木辛柯梁 地基模型 循环荷载

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运营状态斜拉桥考虑拉索涡激振动的钢锚箱疲劳实测研究 被引量：7

14

作者 祝志文 李健鹏 +2 位作者 蔡晶垚 王乙静 陈魏 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期9-19,共11页

为研究桥面随机车流通行和拉索涡激振动共同加载下斜拉桥钢锚箱应力响应特征,评价钢锚箱构造细节的疲劳性能,在某大跨度斜拉桥上开展了拉索涡激振动的现场观测和钢锚箱构造细节的应力实测。采用雨流计数法获得了构造细节应力幅,并基于... 为研究桥面随机车流通行和拉索涡激振动共同加载下斜拉桥钢锚箱应力响应特征,评价钢锚箱构造细节的疲劳性能,在某大跨度斜拉桥上开展了拉索涡激振动的现场观测和钢锚箱构造细节的应力实测。采用雨流计数法获得了构造细节应力幅,并基于名义应力法评估了钢锚箱的疲劳性能。研究表明,斜拉索在无雨和较低风速下发生了高阶多模态涡激振动,来流风向近似垂直桥轴线,面内振动明显大于面外,观测到的最大加速度达24 m/s2。钢锚箱构造细节的应力影响线长,为主体构件受力特征,一辆货车通过桥梁在锚箱构造细节上仅产生一个应力幅。拉索涡激振动时,构造细节应力响应未见拉索涡激振动频率成分,因此拉索涡激振动对锚箱动力加载可忽略。应力监测表明,锚箱顶、底板与外腹板焊缝主要传递剪应力,桥面端应力响应大于其中部和下部,也明显大于其他构造细节。锚箱顶板与外腹板焊缝桥面端响应最大,应力幅达46.6 MPa。研究认为,除顶、底板与外腹板焊缝的桥面端构造细节外,其他构造细节均具有无限疲劳寿命。 展开更多

关键词 斜拉桥拉索 涡激振动 疲劳 钢锚箱 应力实测

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正交异性钢桥面板纵肋−面板疲劳开裂的CFRP加固研究 被引量：7

15

作者 徐伟伟 祝志文 牛华伟 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2933-2943,共11页

为了研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固正交异性钢桥面板纵肋−面板(Rib-to-Deck,RD)构造细节疲劳开裂的可行性,借助ABAQUS建立正交异性钢桥面板多尺度有限元模型,采用扩展有限元法(Extended Finite Ele... 为了研究碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固正交异性钢桥面板纵肋−面板(Rib-to-Deck,RD)构造细节疲劳开裂的可行性,借助ABAQUS建立正交异性钢桥面板多尺度有限元模型,采用扩展有限元法(Extended Finite Element Method,XFEM)模拟RD构造细节焊趾处表面裂纹,与其他文献的对比验证模拟方法的可靠性;选取RD构造细节横桥向最不利的轮载位置加载,计算并对比CFRP加固RD构造细节前后应力强度因子幅值的变化。研究结果表明:XFEM取15道围道积分数并去除前2道围道积分计算平均值,得到的I型应力强度因子解较准确;CFRP加固能有效降低裂纹尖端应力强度因子幅值,从而降低其疲劳裂纹扩展速率,提高构造细节的疲劳寿命;CFRP作用体现在降低了焊趾处的应力集中和增强了裂开区的连接效应;其加固效果随CFRP层数、纵向长度、宽度的增加而提高,当CFRP纵向长度、宽度大于某一值时,其对加固效果的影响很小。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 扩展有限元 CFRP加固 疲劳性能 参数分析

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淤积-潮汐耦合作用下沉管隧道接头变形特征研究 被引量：7

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作者 周桓竹 喻莹 +2 位作者 侯晋芳 俞缙 王延宁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1926-1933,共8页

重点研究了循环荷载耦合下沉管隧道接头的变形特征。通过建立管-土相互作用模型,将隧道简化为Timoshenko梁模型,将地基简化为Kerr地基模型,同时考虑基床系数随时间变化,建立管节-接头理论模型,分析接头处转角和挠度差。对比荷载叠加和... 重点研究了循环荷载耦合下沉管隧道接头的变形特征。通过建立管-土相互作用模型,将隧道简化为Timoshenko梁模型,将地基简化为Kerr地基模型,同时考虑基床系数随时间变化,建立管节-接头理论模型,分析接头处转角和挠度差。对比荷载叠加和荷载耦合两种不同加载方式下沉管隧道接头变形问题,讨论淤积荷载引发的结构变形在总变形中的贡献比例,以及适合分析运维期接头变形问题的理论解析方法。与ABAQUS数值计算结果进行比较,说明方法的适用性。以甬江沉管隧道实测数据对比分析表明:循环荷载耦合作用下对沉管隧道的动力响应影响显著,大于由单个荷载引起结构变形的叠加。淤积荷载引起的沉管结构变形占据耦合荷载导致变形的75%~125%,提出的理论模型可以很好地分析实测沉降结果,验证了提出理论模型的有效性。 展开更多

关键词 沉管隧道 荷载耦合 理论计算 软土地基 接头沉降

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沉管隧道运维期回淤影响下的长期沉降模型 被引量：4

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作者 王延宁 周桓竹 俞缙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期292-300,共9页

当下跨海集群工程建设过程中绝大部分均采用了沉管隧道的通过方式,如港珠澳大桥和深中通道工程等,随着陆续完成,运维期的长期沉降规律逐步成为研究重点。在对管节接头沉降计算中,多采用Winkler地基上的Euler梁模型,而忽略了柔性管节的... 当下跨海集群工程建设过程中绝大部分均采用了沉管隧道的通过方式,如港珠澳大桥和深中通道工程等,随着陆续完成,运维期的长期沉降规律逐步成为研究重点。在对管节接头沉降计算中,多采用Winkler地基上的Euler梁模型,而忽略了柔性管节的剪切变形和地基土体的连续性,没有考虑管-土相互作用引起的沉管位移,与实际结果偏差较大。考虑沉管隧道运维期受到长期回淤清淤荷载的影响,基于柔性沉管隧道的受力变形特征,将沉管隧道管节等效为置于Vlasov双参数地基上的Timoshenko梁,考虑了地基土体的连续性,强化了土体的刚度,同时考虑了管节截面的弯曲变形和剪切变形,即将管节变形视为位错变形模式,并以此推导了其竖向变形计算公式,与Winkler地基上的Euler梁模型和Timoshenko梁模型进行比较,以验证所提出的计算方法的合理性。以甬江沉管隧道工程为例,分析在运维期回淤荷载影响下的沉管隧道管节接头竖向位移规律,将基于上述模型的理论计算结果与实测结果对比分析表明:提出的基于Vlasov双参数地基的Timoshenko梁模型更为合理,计算结果与实测数据更吻合。回淤荷载引起的管节接头沉降伴随时间呈指数型变化,在早期阶段沉降发展快,在中后期以半年为周期呈阶梯性下沉,清淤频次影响沉降大小,一年两次清淤引起的管节-接头沉降最小,研究结果对沉管隧道管节-接头的设计计算和运营管理具有一定指导意义。 展开更多

关键词 沉管隧道 理论模型 管-土相互作用 Vlasov双参数地基 循环荷载

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带防撞栏杆扁平箱梁高阶模态涡激振动的CFD研究 被引量：10

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作者 祝志文 石亚光 颜爽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期228-234,277,共8页

为研究大跨度桥梁常用扁平箱梁带防撞栏杆时的高阶模态涡激振动(VIV)特性,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程、SST k-ω湍流模型和动网格技术求解扁平箱梁的绕流场并获得气动力,将Newmark-β算法代码嵌入到用户自定义函数(UDF)求解... 为研究大跨度桥梁常用扁平箱梁带防撞栏杆时的高阶模态涡激振动(VIV)特性,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程、SST k-ω湍流模型和动网格技术求解扁平箱梁的绕流场并获得气动力,将Newmark-β算法代码嵌入到用户自定义函数(UDF)求解该气动力作用下的桥梁动力响应,开展了大带东桥主桥加劲梁断面高阶模态涡激振动响应的预测,模拟雷诺数为3.18×10^(4)~6.10×10^(4)。获得了扁平箱梁断面随折减风速变化的高阶涡振响应振幅根方差(RMS)曲线和加速度时程,预测了与文献较一致的高阶模态涡激振动锁定区间。研究了阻尼比和来流风攻角对扁平箱梁高阶模态涡振响应幅值和加速度的影响,表明随着阻尼比的增大高阶模态涡激振动响应逐渐变小甚至消失,而来流风攻角只有大于2°时才会发生显著的高阶模态涡激振动。 展开更多

关键词 大跨度桥梁 涡激振动(VIV) 计算流体动力学(CFD) 扁平箱梁 高阶模态 流固耦合

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基于现场实测的钢桥面钢箱梁竖向温度梯度研究 被引量：7

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作者 滕华俊 祝志文 李健朋 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3267-3277,共11页

为研究适合我国的钢桥面钢箱梁竖向温度梯度,在强太阳辐射和高温天气条件下开展2座钢箱梁桥横隔板竖向温度场的多次现场实测,获得了桥面铺装、钢箱梁横隔板、箱内空气和环境等的温度随时间的变化。基于横隔板各测点温度测量值,分析并比... 为研究适合我国的钢桥面钢箱梁竖向温度梯度,在强太阳辐射和高温天气条件下开展2座钢箱梁桥横隔板竖向温度场的多次现场实测,获得了桥面铺装、钢箱梁横隔板、箱内空气和环境等的温度随时间的变化。基于横隔板各测点温度测量值,分析并比较了2桥竖向温度梯度分布随时间的变化。研究结果表明:在太阳辐射下横隔板上产生了较大的竖向温度梯度,2桥均在14:30记录到最大顶底板温差分别为16.8℃和17.2℃,竖向温度梯度分布曲线也均表现出在距顶板700 mm处明显转折的非线性特征。提出了一种对欧洲规范的四折线模式修正的竖向温度梯度模式,对应的最大顶底板温差为17.2℃。研究结果可为我国钢箱梁桥设计和规范条文补充竖向温度梯度的规定提供参考。 展开更多

关键词 钢桥面钢箱梁 竖向温度梯度 现场实测 欧洲规范

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考虑潮汐荷载作用的沉管隧道竖向位移计算 被引量：8

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作者 周桓竹 王延宁 寇晓强 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期790-797,共8页

近年来,在越江跨海领域,沉管隧道得到广泛应用,传统理论分析往往关注其纵向受弯特征,忽略了沉管隧道的抗剪特征。为研究潮汐荷载影响下的管节位移,通过三角函数模拟潮汐荷载形式,计算土层非线性固结沉降,并由此反算随时间变化的等效压... 近年来,在越江跨海领域,沉管隧道得到广泛应用,传统理论分析往往关注其纵向受弯特征,忽略了沉管隧道的抗剪特征。为研究潮汐荷载影响下的管节位移,通过三角函数模拟潮汐荷载形式,计算土层非线性固结沉降,并由此反算随时间变化的等效压缩基床参数。建立管节-地基计算模型,将沉管隧道等效为置于Winkler地基上的Timoshenko梁,进行挠度计算理论推导。与以往置于Winkler地基上的Euler梁计算模型进行比对分析,以验证改善的管节-地基计算模型的合理性。依托甬江沉管隧道,计算潮汐荷载影响下的管节-接头竖向位移,将2种理论模型的计算结果与实测数据进行对比。研究结果表明:Euler梁模型和Timoshenko梁模型最大年浮动量分别为4.3 mm和6.6 mm,基于Winkler地基上的Timoshenko梁模型的理论计算数值整体上大于置于Winkler地基上的Euler梁模型的理论计算数值,在管节沉降的前期和中期模拟效果最好,与实测数据更为吻合,从变化趋势上看,管节-接头位移波动程度小而历时长,与实测数据变化趋势相近。表明本文改善的管节-地基计算模型方法合理,同时考虑了管节接头的弯曲变形和剪切变形,更能反映沉管隧道结构受力特征和沉降变形特点,研究结果对沉管隧道的设计计算具有一定指导意义。 展开更多

关键词 岩土工程 沉管隧道 TIMOSHENKO梁 潮汐荷载

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