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数字孪生技术在土木工程中的应用:综述与展望 被引量:22
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作者 林楷奇 郑俊浩 陆新征 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-16,共16页
随着工业4.0概念的发展,数字孪生技术(digital twin)已经成为智能制造和产品全寿命周期管理相关领域的主要数字化解决手段。在工程建设领域,提升土木工程结构数字化防灾能力和管理水平是未来智慧城市建设的重要环节。建立精确可靠的数... 随着工业4.0概念的发展,数字孪生技术(digital twin)已经成为智能制造和产品全寿命周期管理相关领域的主要数字化解决手段。在工程建设领域,提升土木工程结构数字化防灾能力和管理水平是未来智慧城市建设的重要环节。建立精确可靠的数字孪生模型,一方面,可以帮助实现工程灾害的精准防控和重大灾害事故的风险识别预警;另一方面,数字孪生也为未来城市的数字化建设和管理提供了技术基础。本文首先对数字孪生技术的基本概念和阶段性发展成果进行梳理,总结了在土木工程领域里孪生数据获取和构建数字孪生体的技术手段。最后,从结构运营评估、灾害仿真推演和数字孪生城市建设三个领域来回顾与展望数字孪生技术在土木工程领域的应用进展。 展开更多
关键词 数字孪生 数字化防灾 运营评估 灾害仿真推演 数字孪生城市
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基于特征工程优化和SHAP解释方法预测圆钢管约束混凝土短柱轴压承载力
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作者 韦建刚 吴洵桢 +1 位作者 郑裔 杨艳 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1328-1336,共9页
以钢管约束混凝土(STCC)短柱为研究背景,聚焦于数据和特征的选择与前处理、模型的可视化应用以及特征重要性分析,探究机器学习“黑匣子”背后的预测过程。以154根圆STCC短柱为例,进行学习并预测其极限承载力N_(u)。讨论了STCC短柱结构... 以钢管约束混凝土(STCC)短柱为研究背景,聚焦于数据和特征的选择与前处理、模型的可视化应用以及特征重要性分析,探究机器学习“黑匣子”背后的预测过程。以154根圆STCC短柱为例,进行学习并预测其极限承载力N_(u)。讨论了STCC短柱结构中常见的9个特征的相关性以及冗余性,从13个机器学习模型中筛选出梯度提升树(GBDT)、随机森林(Random Forest)、极端梯度提升(XGBoost)和极端随机树(Extra Trees)四个最优模型对STCC的极限轴压承载力N_(u)进行预测,并采用SHAP可解释方法对4种模型进行可视化对比分析。研究表明:截面含钢率α在统计分析中方差趋于零且与径厚比B/t呈完全负相关关系;约束效应系数ζ在F检验中与N_(u)的显著性水平小于5%,斯皮尔曼、皮尔森以及互信息量相关性分析均表明其与N_(u)弱相关。通过SHAP方法对上述4种模型可视化发现,XGBoost在测试集上的表现尤为突出,其决定系数R^(2)(0.9626)、均方根误差(287.40 kN)、平均绝对误差(139.13 kN)以及平均绝对百分比误差(5.1%)均为4个模型中的最低值。此外,XGBoost在泛化能力和避免过拟合方面也表现出色,因此更适用于STCC短柱轴压承载力预测。 展开更多
关键词 机器学习 特征工程 SHAP解释方法 圆钢管约束混凝土 轴压承载力 特征重要性分析
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工程水泥基复合材料中栓钉力学性能试验研究
3
作者 乐思韬 肖林 +2 位作者 詹刚毅 韦建刚 刘建红 《铁道建筑》 北大核心 2025年第2期57-63,共7页
通过工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)中栓钉推出试验,得到ECC中栓钉的破坏模式、应变分布、荷载-滑移曲线等行为特征。结合既有ECC中栓钉的试验研究结果,对ECC中栓钉力学性能进行分析,并评估既有栓钉承载... 通过工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)中栓钉推出试验,得到ECC中栓钉的破坏模式、应变分布、荷载-滑移曲线等行为特征。结合既有ECC中栓钉的试验研究结果,对ECC中栓钉力学性能进行分析,并评估既有栓钉承载力计算公式的适用性。针对ECC中短栓钉可能发生拔出破坏的特点,开展ECC中栓钉长度的参数分析。研究结果表明:ECC中栓钉较容易发生弯剪破坏;当ECC强度较低时可能发生栓钉拔出破坏;ECC中栓钉的极限承载力、设计承载力、抗剪刚度劣于相同强度的普通混凝土,但延性系数比普通混凝土高;ECC强度对栓钉承载力有较大影响,现有承载力计算公式对ECC中栓钉的适用性较差;为防止栓钉发生拔出破坏,建议钢-ECC组合梁中栓钉长度取90 mm。 展开更多
关键词 栓钉 ECC 力学性能 试验研究 有限元分析
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以尾矿砂为骨料的绿色工程水泥基复合材料力学性能研究
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作者 余洁歆 朱艺婷 +3 位作者 庄旭 陈玉霜 张广达 许莉 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第9期3337-3346,共10页
传统工程水泥基复合材料(ECC)中高比例的水泥用量导致其价格贵、碳排放量高,这限制了其在交通基础设施中的产业化应用。为克服这一局限,在保证ECC力学性能的前提下,使用尾矿砂作为替代骨料并提高粉煤灰掺量,研发一种经济、绿色的尾矿砂... 传统工程水泥基复合材料(ECC)中高比例的水泥用量导致其价格贵、碳排放量高,这限制了其在交通基础设施中的产业化应用。为克服这一局限,在保证ECC力学性能的前提下,使用尾矿砂作为替代骨料并提高粉煤灰掺量,研发一种经济、绿色的尾矿砂ECC。设计了9组不同配合比的ECC试件进行单轴压缩和单轴拉伸试验,分别采用不同的骨料类型(尾矿砂、尾矿砂和石英砂混合、石英砂)、粉煤灰和水泥用量比值(2.4、3.4和4.4),研究其对力学性能、微观结构及材料可持续性的影响。通过试验揭示了ECC受力阶段的破坏过程和变形特点,结果表明尾矿砂骨料因多棱角形貌和微集料效应,展现出良好的抗拉强度和拉伸延性。粉煤灰掺量对力学性能具有双重效应,随着粉煤灰和水泥用量比值的增大,ECC的抗拉强度和抗压强度均有所降低,但极限拉伸应变显著提升。通过可持续性指标与传统ECC做比较,结果表明新型尾矿砂ECC可以有效降低成本、减少能源消耗和二氧化碳排放,验证了利用工业固体废弃物尾矿砂作为骨料制备绿色ECC的可持续性,可为环保型尾矿砂ECC的应用提供指导。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚乙烯醇纤维 尾矿砂 力学性能 粉煤灰 CO_(2)排放量
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复杂环境下基于CPTU的深基坑土压力模型与工程应用 被引量:3
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作者 刘松玉 赖丰文 +3 位作者 蔡国军 李洪江 鲁泰山 张超哲 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1563-1572,共10页
土压力计算是深基坑围护结构设计的重要组成部分,但现有土压力模型难以合理地考虑开挖扰动诱发土体工程性质演化影响。孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)能够有效避免取样扰动,并快速提供连续的原位土测试参数(锥尖阻力、... 土压力计算是深基坑围护结构设计的重要组成部分,但现有土压力模型难以合理地考虑开挖扰动诱发土体工程性质演化影响。孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)能够有效避免取样扰动,并快速提供连续的原位土测试参数(锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力)。基于CPTU原位测试和位移相关土压力模型,结合库仑土压力框架,综合考虑开挖诱发土体工程性质演化、邻近地下结构(受限空间)、土拱效应、地基土强度参数和土-结构界面摩擦角等影响因素,构建了复杂环境下深基坑土压力统一计算模型(主动状态至被动状态)。分别通过与室内1g模型试验和离心机试验结果对比,验证了所构建模型的准确性与合理性。进一步将所构建模型应用至太湖冲湖积相软土地区某邻近地铁车站的深基坑工程。现场分别在基坑开挖前后对围护结构的两侧(基坑内外)开展了CPTU原位测试,并监测得到了围护结构侧向变形与土压力变化。原位测试解译结果表明,基坑开挖显著地改变了周边土体状态参数,但对于有效内摩擦角的影响甚微。与现场所测土压力对比指出,基于CPTU的土压力模型能够较好地反映复杂环境下基坑土压力变化,成功实现了工程应用。 展开更多
关键词 孔压静力触探(CPTU) 原位土力学 开挖扰动 受限空间 位移相关土压力
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新时代奋斗精神融入大学生就业观教育研究 被引量:3
6
作者 郑寿 《学校党建与思想教育》 CSSCI 北大核心 2024年第22期84-86,共3页
奋斗精神是中华民族的宝贵财富,将其融入大学生就业观教育是实现民族伟大复兴的必然要求、落实立德树人根本任务的应然之举、坚定大学生理想信念的实然选择、大学生顺利就业的现实需要。新时代新征程,高校可以通过完善就业观教育体系、... 奋斗精神是中华民族的宝贵财富,将其融入大学生就业观教育是实现民族伟大复兴的必然要求、落实立德树人根本任务的应然之举、坚定大学生理想信念的实然选择、大学生顺利就业的现实需要。新时代新征程,高校可以通过完善就业观教育体系、丰富教育内容、创新教育方法、汇聚教育合力来引导大学生树立正确的就业观,以奋斗之姿实现高质量就业。 展开更多
关键词 奋斗精神 大学生 就业观教育
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ECC面层加固URM墙抗剪性能研究 被引量:1
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作者 陈伟宏 罗劲 +1 位作者 韩春晖 吴应雄 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1426-1434,共9页
为研究工程水泥基复合材料(ECC)加固无筋砌体(URM)墙的抗剪性能,考虑单、双侧加固和加固厚度等因素,完成了16个ECC加固URM墙和2个无加固对比件的压剪试验,对比分析了ECC对URM墙抗剪性能的影响。考虑整体刚度系数和面层强度发挥系数,采... 为研究工程水泥基复合材料(ECC)加固无筋砌体(URM)墙的抗剪性能,考虑单、双侧加固和加固厚度等因素,完成了16个ECC加固URM墙和2个无加固对比件的压剪试验,对比分析了ECC对URM墙抗剪性能的影响。考虑整体刚度系数和面层强度发挥系数,采用叠加法,提出了一种基于整体假定的ECC加固URM墙抗剪承载力计算公式。结果表明,ECC面层加固将URM墙原有的脆性破坏转变为延性破坏。无论单、双侧加固,厚度为25 mm试件的开裂剪切强度、极限剪切强度与开裂剪切模量的提升比例均最高,相比未加固试件分别提升115.78%、85.36%、90.34%和153.73%、110.56%、136.23%。利用所提公式得到的单、双侧加固计算值与试验值之比的平均值分别为92.9%和91.4%,标准差分别为2.82%和4.80%,该计算方法可为ECC加固URM墙技术应用提供参考。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 无筋砌体墙 抗剪性能 压剪试验 抗剪承载力计算公式
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偏心荷载作用下斜拉桥混合塔结合段受力性能及传力机理研究 被引量:1
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作者 孙颖 郑佳龙 +2 位作者 卓卫东 林道锦 苏绍铃 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第3期171-183,共13页
为探究斜拉桥混合塔结合段在偏心荷载作用下的受力特点及传力机理,以福安市栖云大桥混合塔的钢-钢壳混凝土结合段为研究对象,借助试验与数值分析手段,明确结合段在偏心荷载作用下的受力性能与传力机理,并对结合段传力效率的影响因素进... 为探究斜拉桥混合塔结合段在偏心荷载作用下的受力特点及传力机理,以福安市栖云大桥混合塔的钢-钢壳混凝土结合段为研究对象,借助试验与数值分析手段,明确结合段在偏心荷载作用下的受力性能与传力机理,并对结合段传力效率的影响因素进行参数分析。研究表明:后承压板式的斜拉桥混合塔结合段安全系数高,工作性能可靠,应力水平较低;竖向偏心荷载作用下,结合段受力性能符合偏心受压构件的受力特点,应变在截面上呈对称分布;结合段构件传力顺畅,荷载传递效率受承压板厚度及剪力连接件抗剪刚度的影响较大,传递效率随着承压板厚度或剪力连接件抗剪刚度的增大呈现先增大后趋于稳定的规律,当剪力键刚度增大至原设计抗剪刚度10倍以上或承压板厚度≥16 mm时,荷载传递效率基本保持不变;竖向偏心荷载在结合段内的传递存在明显的传力长度,超过该传力长度后,钢壳与填芯混凝土的承载比与结合段的截面刚度比基本接近,传力结束后钢壳与混凝土各自承担约50%左右的竖向荷载。 展开更多
关键词 斜拉桥混合塔 结合段 受力性能 传力机理 模型试验 有限元分析
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SRPE管约束GFRP海砂混凝土柱的轴压力学性能研究 被引量:1
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作者 霍静思 王志滨 +2 位作者 李鑫雷 吴扬杭 高剑平 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期14-25,共12页
采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了钢骨架增强聚乙烯(SRPE)管约束玻璃纤维增强塑料(GFRP)海砂混凝土柱的力学性能和受力机理。通过24个轴压短柱试验,研究SRPE管钢丝体积配箍率、混凝土强度和GFRP箍筋间距等参数对组合柱力学性能的... 采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了钢骨架增强聚乙烯(SRPE)管约束玻璃纤维增强塑料(GFRP)海砂混凝土柱的力学性能和受力机理。通过24个轴压短柱试验,研究SRPE管钢丝体积配箍率、混凝土强度和GFRP箍筋间距等参数对组合柱力学性能的影响规律;在确定合理材料本构模型的基础上,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟和参数分析。结果表明:在试验参数范围内组合柱虽均发生剪切破坏,但仍具有较好的延性,说明SRPE管和GFRP箍筋对海砂混凝土形成了良好的约束效应;有限元数值参数分析结果表明,提高环向钢丝体积配箍率能显著提升峰值承载力、剩余承载力和延性,提高混凝土强度能显著提升峰值承载力、剩余承载力和弹性刚度,但延性明显降低,其他参数对组合柱力学性能的影响程度不显著;基于参数分析结果,提出了组合柱轴压承载力和峰值应变简化计算式,可为类似工程实践提供参考。 展开更多
关键词 SRPE管 GFRP筋 海砂混凝土 组合柱 轴压承载力 简化计算
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螺栓连接预制装配式剪力墙抗剪承载力 被引量:2
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作者 姜绍飞 卞智海 +2 位作者 宋华霖 赵剑 连晟航 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1159-1168,共10页
为探究剪跨比、轴压比和配箍率等参数对螺栓连接预制装配式剪力墙的抗剪性能影响,本文开展了抗剪承载力参数分析和计算方法研究。对3片BASW进行拟静力试验,建立了精细化仿真模型并进行了验证;开展了剪跨比、轴压比和配箍率对螺栓连接预... 为探究剪跨比、轴压比和配箍率等参数对螺栓连接预制装配式剪力墙的抗剪性能影响,本文开展了抗剪承载力参数分析和计算方法研究。对3片BASW进行拟静力试验,建立了精细化仿真模型并进行了验证;开展了剪跨比、轴压比和配箍率对螺栓连接预制装配式剪力墙的抗剪性能参数分析;基于螺栓连接预制装配式剪力墙工作机理推导了抗剪承载力计算公式,并与已有文献和现行规范进行对比。研究发现:剪跨比越小或轴压比越大,抗剪承载力越大,延性变差;配箍率越大,承载力、刚度越大,提高幅度趋于减弱。本文提出的承载力公式的计算值与试验结果吻合良好,研究表明螺栓连接预制装配式剪力墙具有良好的抗剪性能,推导的抗剪承载力公式具有较好的适用性。 展开更多
关键词 装配式剪力墙 螺栓连接 数值模拟 剪跨比、轴压比、配箍率、骨架曲线 抗剪承载力公式
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基于LSTM的山区流域洪水预报模型研究 被引量:1
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作者 金保明 曾泓源 +2 位作者 卢旺铭 陈朝清 康顺 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期177-187,共11页
山区流域洪水具有突发性强、预见期短的特点,快速准确进行洪水预报始终是防汛工作的关键问题。以长短时记忆深度学习神经网络技术为基础,选取崇阳溪流域1997年到2022年共30场暴雨洪水过程作为研究数据,将其中21场洪水作为训练集,以上游... 山区流域洪水具有突发性强、预见期短的特点,快速准确进行洪水预报始终是防汛工作的关键问题。以长短时记忆深度学习神经网络技术为基础,选取崇阳溪流域1997年到2022年共30场暴雨洪水过程作为研究数据,将其中21场洪水作为训练集,以上游吴边等6个雨量站的逐时雨量、武夷山站控制断面前期流量为模型输入,武夷山站控制断面相应洪水流量为模型输出,采用均方根误差最小准则分析确定LSTM隐含层单元数和网络迭代轮数,同时在LSTM层之后设置一个全连接层,并对全连接层进行dropout处理,建立具有时间序列记忆功能的山区流域LSTM神经网络模型。运用该模型对余下的9场洪水进行测试,并与LMBP模型进行对比。结果表明:LSTM模型预测精度较高,在洪水过程、洪峰流量和洪峰出现时间预测方面精度高于LMBP模型,适用于山区流域洪水预报。 展开更多
关键词 洪水预报 LSTM网络 LMBP网络 崇阳溪流域
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基于耐震时程法的近断层脉冲型地震动下斜拉桥动力响应分析
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作者 许莉 江正航 +3 位作者 张广达 温佳年 韩强 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期172-184,共13页
耐震时程分析(endurance time analysis,ETA)法作为结构响应分析领域的有效简化方法,基于频域地震动反应谱合成的耐震时程曲线无法准确反映时域的脉冲特性,限制了其在近断层脉冲型地震中的应用。为将ETA法应用到近断层脉冲型地震动作用... 耐震时程分析(endurance time analysis,ETA)法作为结构响应分析领域的有效简化方法,基于频域地震动反应谱合成的耐震时程曲线无法准确反映时域的脉冲特性,限制了其在近断层脉冲型地震中的应用。为将ETA法应用到近断层脉冲型地震动作用下斜拉桥动力响应分析中,基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)法研究了不同峰值下脉冲、高频分量对斜拉桥动力响应的贡献程度,构建了考虑脉冲和强度特性的斜拉桥动力响应预测模型,利用ETA法模拟高频分量下的斜拉桥动力响应并结合预测模型,预测了近断层脉冲型地震动下斜拉桥的动力响应。结果表明:建立的预测模型可以精确表达不同强度下高频分量与原始地震动响应之间的定量关系;基于ETA模型和IDA法计算出0.6 g下的平均动力响应最大相对误差不超过10%,具有良好的预测精度。研究成果为高效合理地计算近断层脉冲型地震动下斜拉桥的动力响应提供了技术支撑。 展开更多
关键词 近断层地震动 斜拉桥 耐震时程分析(ETA) 增量动力分析(IDA) 无量纲指标 动力响应
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软土地基上既有石结构地震易损性分析
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作者 林环周 翁志英 +3 位作者 张静 何佰昭 吴应雄 林文佳 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第1期173-183,共11页
福建沿海地区现广泛分布着大量具有地域特色的石结构民宅,由于地理位置和经济条件的限制,部分民宅建造于软弱场地之上。目前建筑结构计算时地基通常采用刚性假定,而软土地基上建筑结构在地震作用下破坏更严重,因此亟需对此类石结构进行... 福建沿海地区现广泛分布着大量具有地域特色的石结构民宅,由于地理位置和经济条件的限制,部分民宅建造于软弱场地之上。目前建筑结构计算时地基通常采用刚性假定,而软土地基上建筑结构在地震作用下破坏更严重,因此亟需对此类石结构进行安全评估。选取一栋典型两层的软土地基石结构(SSI体系),设定地基土体等效剪切波速为147.57m/s,采用有限元软件LS-DYNA进行基于IDA的地震易损性分析,结果与刚性地基体系(FIX体系)进行对比,对其进行安全评估。结果表明:SSI体系较FIX体系更易于达到极限状态,结构地震易损性增加,概率差值可达40%~46%;基于易损性得出结构性能裕度比进行分析,SSI体系较FIX体系各极限状态下的性能裕度比均降低。研究揭示了坐落于软弱场地上的石结构较刚性地基体系破坏更为严重,成果为石结构的抗震加固提供依据。 展开更多
关键词 石结构 软土地基 增量动力分析 地震易损性
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预应力UHPC加固损伤梁抗弯性能参数分析与优化布设研究
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作者 黄颖 王黎园 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期202-210,共9页
为优化超高性能混凝土(UHPC)加固层布设并提升其性能,采用数值模拟及试验对比方法,分别利用无配筋UHPC、普通配筋UHPC、预应力UHPC加固损伤RC空心板梁,研究不同加固状态下梁体的受力性能及加固层厚度、长度、预应力对梁体加固效果的影... 为优化超高性能混凝土(UHPC)加固层布设并提升其性能,采用数值模拟及试验对比方法,分别利用无配筋UHPC、普通配筋UHPC、预应力UHPC加固损伤RC空心板梁,研究不同加固状态下梁体的受力性能及加固层厚度、长度、预应力对梁体加固效果的影响。研究结果表明:与普通配筋UHPC加固相比,预应力UHPC加固能改善梁体应力状态,有效地约束裂缝的发展,极大地提高被加固空心板梁的承载力和刚度,梁体的开裂载荷、屈服载荷和抗弯极限承载力均提升显著,加固防护更加高效耐久;对比分析加固层厚度、长度、预应力等参数变化,提出加固层优化建议。研究结果可为UHPC加固损伤梁体设计提供参考。 展开更多
关键词 预应力 超高性能混凝土 混凝土损伤模型 加固技术 抗弯性能 梁体
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疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展仿真方法
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作者 赵秋 唐琨 +3 位作者 吴维青 李英豪 邓俊逸 陈鹏 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期361-372,共12页
为建立适用于多晶金属钢疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展的数值分析方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力本构及Voronoi图法生成具有疲劳累计损伤特性的微观晶粒组织模型,同时考虑晶粒微观层面的力学特性,赋予各晶粒随机局部坐标系及各向异性线弹... 为建立适用于多晶金属钢疲劳裂纹萌生与短裂纹扩展的数值分析方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力本构及Voronoi图法生成具有疲劳累计损伤特性的微观晶粒组织模型,同时考虑晶粒微观层面的力学特性,赋予各晶粒随机局部坐标系及各向异性线弹性常数,最后研究了气孔、夹杂等微观缺陷对裂纹萌生路径及寿命的影响。结果表明:上述方法在裂纹萌生路径上符合实际情况,存在穿晶及沿晶两种断裂模式并以后者为主,能够获取符合正态分布的裂纹萌生寿命范围值,并与文献试验结果相吻合;气孔及夹杂附件萌生出裂纹并与主裂纹汇合,影响裂纹萌生路径并改变裂纹萌生寿命。 展开更多
关键词 金属疲劳断裂 循环内聚力模型 微观缺陷 Voronoi图法 Cohesive单元
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基于振动理论的灌浆拉索索力计算方法
16
作者 夏樟华 陈启煌 +1 位作者 林友勤 郑学善 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期653-664,共12页
灌浆拉索的索力计算需要考虑灌浆的附加质量及对拉索的振动影响,但目前还缺乏有效的计算方法。因此在灌浆拉索索力试验的基础上,研究灌浆拉索索力理论计算方法。将灌浆拉索视为带有均布附加弹性质量的两端铰接轴向受拉梁,根据弹性分布... 灌浆拉索的索力计算需要考虑灌浆的附加质量及对拉索的振动影响,但目前还缺乏有效的计算方法。因此在灌浆拉索索力试验的基础上,研究灌浆拉索索力理论计算方法。将灌浆拉索视为带有均布附加弹性质量的两端铰接轴向受拉梁,根据弹性分布质量与拉索振动方向的2种不同情况分别建立拉索的振动微分方程。对试验数据拟合分析,得到了采用索长、灌浆率、附加质量线密度、长细比、砂浆抗弯刚度等参数求解附加质量自振频率的计算表达式,并结合附加质量、裸索、灌浆拉索实测和计算频率之间的关系,提出了灌浆拉索索力计算方法。结果表明:得到的计算拉索索力最大误差为5.4%,具有很高的计算精度,可用于灌浆拉索的索力计算。 展开更多
关键词 灌浆拉索 弹性附加质量 灌浆率 轴拉梁 索力
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考虑箍筋约束作用的超高强混凝土预制柱轴压承载力修正计算
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作者 王素裹 邱崴 +1 位作者 郑宜 范冰辉 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期50-60,共11页
为探析箍筋约束作用对超高强混凝土柱轴压承载力的影响,先开展了足尺的超高强混凝土柱和普通柱轴心受压破坏对比试验,研究了超高强柱与普通柱在裂缝开展规律、破坏形态及极限承载力上的不同。并在此基础上,结合试验结果进一步开展有限... 为探析箍筋约束作用对超高强混凝土柱轴压承载力的影响,先开展了足尺的超高强混凝土柱和普通柱轴心受压破坏对比试验,研究了超高强柱与普通柱在裂缝开展规律、破坏形态及极限承载力上的不同。并在此基础上,结合试验结果进一步开展有限元分析,继续针对36个超高强混凝土足尺柱进行了模拟,重点分析了箍筋形式、箍筋间距、箍筋直径等参数对超高强混凝土柱轴压性能的影响,结合试验结果和参数分析结果提出了考虑箍筋约束作用的超高强混凝土柱轴压承载力修正计算公式,并与现行《混凝土结构设计规范》的计算公式进行了对比。结果表明:按等强设计的超高强混凝土柱比普通混凝土柱具有更高的极限承载力,但比普通混凝土柱具有更大脆性,达到极限承载力时材料破坏比普通混凝土柱更为明显;箍筋对核心区混凝土产生的约束作用对超高强混凝土柱的轴压承载力起到了提高作用,改变箍筋形式、箍筋间距、箍筋直径对超高强混凝土柱的极限承载力以及峰值压应变会有较明显的影响;该文提出的超高强混凝土柱轴心受压承载力修正计算公式,结合了研究得出的超高强混凝土柱与普通柱的区别,考虑了箍筋对核心区混凝土的约束效果,相比规范所提的未考虑箍筋约束且主要适用于普通混凝土柱的计算公式,更能在保证安全余度的前提下充分发挥材料的作用,可为实际工程设计提供参考。 展开更多
关键词 超高强混凝土 轴心受压 箍筋约束 承载力修正公式 约束混凝土
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Π型主梁斜拉桥抖振响应多因素分析
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作者 董锐 王琳凯 +1 位作者 郭宇 翁祥颖 《振动工程学报》 北大核心 2025年第10期2405-2415,共11页
为获得影响Π型主梁斜拉桥抖振响应计算的主要因素,以青洲闽江大桥为工程背景,在风洞试验的基础上,采用三维多模态耦合抖振计算方法对主梁位移抖振响应特性进行了分析,并利用均匀试验设计和回归分析方法对9项因素在抖振响应中的显著性... 为获得影响Π型主梁斜拉桥抖振响应计算的主要因素,以青洲闽江大桥为工程背景,在风洞试验的基础上,采用三维多模态耦合抖振计算方法对主梁位移抖振响应特性进行了分析,并利用均匀试验设计和回归分析方法对9项因素在抖振响应中的显著性进行了检验。结果表明:在常用取值范围内,气动导纳、脉动风相关系数、竖向风谱、平均风剖面指数、地表粗糙高度、空气密度对斜拉桥抖振响应的影响显著;结构质量和阻尼比的影响不显著,抖振响应计算中可忽略其取值偏差;水平风谱仅对侧向抖振响应影响显著。 展开更多
关键词 斜拉桥 抖振 Π型主梁 风洞试验 均匀试验设计 回归分析
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钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
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作者 陈康明 樊林杰 +3 位作者 杨益伦 吴庆雄 罗健平 缪承谕 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期50-62,85,共14页
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影... 为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。 展开更多
关键词 钢管混凝土KK型节点 应力集中系数 计算方法 有限元分析 理论推导
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考虑接头非线性刚度的铁路隧道装配式衬砌力学性能分析
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作者 关振长 谢轶轲 +2 位作者 丘华生 丘玉进 施静康 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3567-3577,共11页
装配式结构因节约资源、提高效率和减少污染等优点,近些年来开始应用到盾构隧道、地铁车站、综合管廊等地下工程中,但应用于不规则断面形式的公铁路隧道工程的案例较少。针对马蹄形断面铁路隧道装配式衬砌接头,在ABAQUS数值平台上建立... 装配式结构因节约资源、提高效率和减少污染等优点,近些年来开始应用到盾构隧道、地铁车站、综合管廊等地下工程中,但应用于不规则断面形式的公铁路隧道工程的案例较少。针对马蹄形断面铁路隧道装配式衬砌接头,在ABAQUS数值平台上建立精细化数值模型,详细分析接头抗弯/抗剪刚度非线性变化规律。为便于实际工程的应用,对不同工况下的轴力−弯矩−抗弯刚度曲面进行拟合,得到抗弯刚度经验公式,给出不同轴力作用顺/逆剪工况下各阶段抗剪刚度取值表。采用梁−弹簧模型和刚度迭代法,考虑接头抗弯/抗剪刚度的动态变化,求解铁路隧道装配式衬砌结构内力和变形,并与三维实体模型计算结果相验证。研究结果表明:轴弯作用下接头抗弯刚度变化可分3个阶段。第1阶段,抗弯刚度值保持相对稳定;第2阶段,抗弯刚度均随弯矩增大而显著减小;第3阶段混凝土受压侧大部分已被压坏,螺栓作用逐渐增强,抗弯刚度继续缓慢减小。轴剪作用下接头抗剪性能可分为摩擦、滑动、咬合和破坏4个阶段,轴力对抗剪刚度的影响主要体现在各阶段的阈值不同。与三维实体模型计算结果相比,隧道衬砌结构内力和变形的相对误差少于15%,认为基于非线性接头刚度的梁−弹簧模型,在简化计算量的同时也具有较高的计算精度。以上研究成果可为类似工程的设计与施工提供参考借鉴。 展开更多
关键词 铁路隧道 装配式衬砌 接头非线性刚度 梁−弹簧模型 三维实体模型
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