中国科技论文

China Sciencepaper

  • 综合管廊受力性能足尺试验

    彭真;何庆锋;

    为研究多舱综合管廊破坏机制、承载力和变形能力等受力特性,以某地下综合管廊工程为原型,完成多舱综合管廊节段足尺试验。试验结果表明:试件经历了开裂、刚度退化和极限破坏3个阶段;初始裂缝出现在长跨跨中板底;裂缝主要分布在长跨跨中板底以及板端支座处;试件破坏模式为顶板斜拉破坏;荷载达到荷载准永久值时,裂缝宽度和挠度均没有超过限值,满足正常使用极限状态要求;试件的极限承载力达到设计荷载值的2.37倍,满足承载能力极限状态要求。

    2017年13期 v.12 1445-1451页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
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  • 考虑节点刚度影响的新型大跨弦支穹顶结构温度效应分析

    闫翔宇;张玉轩;于敬海;陈志华;贾莉;何彩云;

    以1种新型大跨弦支穹顶结构为对象,采用有限元软件MIDAS/Gen800,在计算温度作用对结构基本静力性能影响的基础上,通过参数化分析,研究节点刚度对温度作用下弦支穹顶结构的构件内力、结构挠度和支座反力等响应的影响规律。结果表明:焊接空心球节点刚度对网壳靠中心部位杆件应力温度响应的影响较大,而水平支座约束刚度对网壳靠外部杆件应力温度响应的影响较大;从变化率上来看,焊接空心球节点刚度对外圈环索内力温度响应的影响较小,对内圈环索内力温度响应的影响较大,而水平支座约束刚度对各圈环索内力温度响应的影响程度相近。

    2017年13期 v.12 1452-1458页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K]
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  • 超高层建筑表面风压分布与脉动风压空间相关性研究

    王青琴;李秋胜;

    通过对某超高层写字楼进行测压试验,得到平均风压系数、脉动风压系数以及建筑表面的风压分布。研究了建筑表面的脉动风压在时域内的水平和竖向相关性系数、频域内的水平和竖向相干函数。采用Davenport提出的经典相干函数公式对脉动风压在频域内的相干函数计算结果进行拟合,得到相干性衰减系数,并与相关性系数进行对比,发现两者变化规律相似:除了背风面的相关性没有明显变化外,其他各面的相干性和相关性均随着高度增加而增加;侧风面的水平相干性和相关性从前缘至后缘逐渐减小。

    2017年13期 v.12 1459-1465页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K]
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  • 隔震支座钢管拱桁架失效机理及减震效应分析

    石勇;马玉;杜雷鸣;李海旺;

    利用SAP2000设计分析软件,按8度(0.2g)抗震设防要求对120m跨五心圆钢管拱桁架进行设计,然后采用考虑几何与材料双重非线性的集中塑性铰理论,对该拱桁架原结构和隔震结构进行地震波作用下的动力弹塑性分析,分别获得原结构和隔震结构的失效形态、塑性铰分布、整体变形及延性系数,比较并评定了原结构和隔震结构的失效类型、极限承载力和变形能力。结果表明:采用隔震支座结构第一周期约为原结构的2.7倍,自振周期得到延长,失效界限地震波加速度峰值相比原结构提高了255.9%,承载能力有明显提高;原结构和隔震结构在地震波作用下的失效类型均为动力失稳破坏,在达到失效界限加速度峰值时进入塑性的杆件数量均较少,主要集中在拱脚位置;原结构和隔震结构在2个主要受力方向均具有一定的延性性能,但其失效前的绝对变形较小,破坏前预兆性不显著。

    2017年13期 v.12 1466-1471页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 危桥车辆振动对邻近景观石窟动力影响测试分析

    刘鸿琳;汪峰;刘章军;

    为了研究危桥车辆振动对邻近景观石窟的影响,以宜昌市三游洞摩崖石窟为工程依托,设置了石窟主体区动态信号采集系统,采用重型车辆作为振动源,现场测试跳车、急刹车和自然极限车辆状况时石窟穹顶、题刻岩石处、危桥桥台以及振动源路面处的振动波速和频率,分析石窟在各种车辆振动源作用下的振动波速及传播规律,并与理论计算结果对比分析。结果表明:车辆在危桥运行时,振动源到石窟穹顶的振动波速在50m范围内呈非线性衰减趋势;桥面跳车引起的石窟振动效应大于急刹车和自然极限车流状况;30km/h时急刹车、跳车以及自然极限车辆状况下,三游洞石窟穹顶最大竖向振动速度为分别为0.088、0.115和0.100mm/s,但振动速度均小于规范值;古石窟特征振动频率为49.805Hz。实测值与理论值吻合较好,现场实测数据有效、可信。

    2017年13期 v.12 1472-1476+1487页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
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  • 高温对C80高性能混凝土热膨胀性能及其微结构的影响

    陈薇;杜红秀;

    为探讨高强高性能混凝土高温爆裂机制,对掺与不掺聚丙烯纤维的C80高性能混凝土在20~800℃温度段内的线膨胀系数、热膨胀率和微分线膨胀系数进行研究,基于CT扫描技术,分析不同温度下C80高性能混凝土微结构变化,研究热膨胀性能变化规律机理。结果表明:随着温度升高,混凝土线膨胀系数和热膨胀率总体呈上升趋势,微分线膨胀系数在560℃之前小幅波动;降温过程中,混凝土线膨胀系数总体呈上升趋势,热膨胀率总体呈下降趋势,除个别温度点外微分线膨胀系数较为稳定;掺0.2%聚丙烯纤维混凝土的线膨胀系数、热膨胀率和微分线膨胀系数总体均较素混凝土小,表明掺入聚丙烯纤维可以减小混凝土的热膨胀。CT试验表明,掺0.2%聚丙烯纤维混凝土的内部缺陷率均小于素混凝土,相对缺陷率均大于素混凝土,说明掺聚丙烯纤维增加了高温下孔隙连通性和内部蒸汽压逃逸的途径,可有效改善高强高性能混凝土的高温性能。

    2017年13期 v.12 1477-1481页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 生态钢纤维活性粉末混凝土力学特性试验与分析

    邓宗才;王辉;王宏君;

    为改变钢纤维价格对活性粉末混凝土推广的制约,提高废旧资源再生利用价值,探究生态钢纤维用于增强活性粉末混凝土的可行性,对生态钢纤维和原生钢纤维增强活性粉末混凝土的强度、无切口梁4点弯曲韧性和切口梁3点弯曲断裂特性进行了试验研究。结果表明:生态钢纤维体积掺率从0%增加到1.2%、1.8%、2.4%、3.0%时,立方体抗压强度、劈裂抗拉强度不断提高;生态钢纤维掺率2.4%~3.0%时,试件残余强度得到显著提高,韧性指标值达到理想弹塑性材料水平,断裂韧度是素活性粉末混凝土的7~10倍,韧性和抗断裂性能得到显著改善。同原生钢纤维增强活性混凝土性能相比,适宜掺率的生态钢纤维对活性粉末混凝土能够发挥较好的增强、增韧、抗裂作用,生态钢纤维可以替代部分或者全部的原生钢纤维达到相近的增强增韧效果。

    2017年13期 v.12 1482-1487页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 偏高岭土掺合料对高强混凝土抗压强度的影响

    李云峰;马建栋;张帅;李强龙;王东红;

    通过控制混凝土的偏高岭土掺量、龄期、水胶比和矿物掺合料组合等条件,进行偏高岭土单掺,偏高岭土与矿渣复掺及偏高岭土、矿渣与粉煤灰复掺等量取代水泥试验,研究偏高岭土对高强混凝土抗压强度的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.21和0.24时,较于基准混凝土,3组试验制配的高强混凝土3、7和28d抗压强度都显著增强。偏高岭土、矿渣与粉煤灰三元复掺时,偏高岭土与矿渣的掺量控制在20%左右,能明显提高混凝土的早期强度,最佳水胶比均为0.18。通过单一降低水胶比不能显著提升偏高岭土混凝土的抗压强度。偏高岭土混凝土三元复掺的抗压强度一般大于其二元复掺的抗压强度,其二元复掺的抗压强度一般大于其单掺的抗压强度。

    2017年13期 v.12 1488-1493页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 轻骨料混凝土在不同塑钢纤维掺量下的力学性能研究

    李云云;牛建刚;李京军;

    通过轻骨料混凝土在不同塑钢纤维掺量下的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能的试验研究,分析塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土力学性能的影响。结果表明:在轻骨料混凝土中掺入塑钢纤维对其抗压强度、抗折强度没有明显影响,但其弯曲剩余强度显著提高,劈裂抗拉性能和抗冲击性能得到明显改善。

    2017年13期 v.12 1494-1497页 [查看摘要][在线阅读][下载 154K]
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  • 掺粉煤灰再生砂浆砖砌体抗压性能试验研究

    李振兴;秦拥军;陈振;侯勇辉;

    通过掺粉煤灰再生砂浆砖砌体与普通砂浆砖砌体在3种砂浆强度下的轴心抗压试验,观测砖砌体试件的变形和破坏特征,发现普通砂浆砌体和掺粉煤灰再生砂浆砌体弹性模量和应力应变关系较为类似,但掺粉煤灰再生砂浆砌体比普通砂浆砌体承载力偏低,脆性破坏更明显;参照《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)建议了掺粉煤灰再生砂浆砌体抗压计算式,旨在为后续相关的研究提供一定的参考。

    2017年13期 v.12 1498-1502+1507页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 高强高性能混凝土高温后超声检测及压汞分析

    陈良豪;杜红秀;

    为了研究高温后高强高性能混凝土的抗爆裂性能,对掺加0、0.2%聚丙烯纤维的C60高强高性能混凝土进行模拟高温试验,测试高温后混凝土的超声参数及轴心抗压强度,建立混凝土超声声速与受火温度及轴心抗压强度的关系;对常温、300、500、700℃分别掺加0、0.2%纤维的高强高性能混凝土进行压汞实验,分析纤维对混凝土内部孔隙影响。结果表明:随受火温度的提高,混凝土高温损伤趋于严重,总孔隙率、平均孔径、宏观孔所占比例均趋于增大。掺加纤维的有利方面主要体现在纤维受热熔化,降低了混凝土内部的蒸汽压力,减轻了劣化程度,高温后掺纤维混凝土比素混凝土超声声速、轴心抗压强度有所提高,平均孔径、宏观孔比例较小,一定程度上改善了混凝土的高温性能。

    2017年13期 v.12 1503-1507页 [查看摘要][在线阅读][下载 233K]
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  • 泥浆粗粒材料对泥水盾构泥膜闭气时间的影响

    刘成;郭建祥;陆杨;高玉峰;

    通过自制仪器,对添加有不同含量粗粒材料的泥浆进行成膜闭气试验,分析泥浆中粗粒含量对泥膜闭气时间的影响,以揭示含粗粒材料泥膜的闭气机理并根据不同含量粗粒材料泥浆成膜效果和闭气性能的差异分析;研究粗粒材料、地层和泥浆颗粒形成的网架结构对泥膜闭气性的影响,以确定提高泥膜闭气性能的粗粒材料合理添加量。结果表明,添加的轻质砂能有效加快泥膜形成及增强泥膜的闭气性能,当泥浆中轻质砂添加量大于1.8g/L时,泥膜的闭气时间有较大的提升,但当添加量达到3g/L时,增加轻质砂添加量对泥膜闭气时间提升效果下降。

    2017年13期 v.12 1508-1513页 [查看摘要][在线阅读][下载 432K]
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  • 复合岩层中TBM滚刀与围岩相互作用机理的数值模拟研究

    刘予会;温森;盛桂琳;

    为提高硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)在复合岩层的掘进效率,采用PFC2D(particle flow code 2D)探讨了不同围压下复合岩层裂纹扩展机制,同时采用定量的方法揭示了滚刀间距、贯入度及岩层倾角对破岩效率的影响。结果表明:1)滚刀同软岩直接接触时,滚刀下部裂纹较多,而消耗的能量较少。相反,滚刀同硬岩直接接触时,滚刀下部裂纹较少,消耗的能量却较多。2)岩层倾角对破岩效率的影响较大,45°、90°为破岩效率较高的2个极值点。3)刀间距为70和120mm时比能较小,破岩效率高。4)滚刀破岩以张拉破坏为主,剪切破坏为辅。研究结果可以为复合岩层中TBM刀盘设计及TBM施工提供一定的理论依据。

    2017年13期 v.12 1514-1519页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K]
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  • 岩石地基上柱下独立基础弯拉-膨胀破坏模式

    李新春;阴可;黄继辉;

    为研究不同宽高比的岩石地基上柱下独立基础的受力特性及破坏模式,制作了6个底面尺寸相同,高度不同的钢筋混凝土独立基础模型试件,并在岩石地基上进行了竖向荷载作用下的受力破坏试验。结合数值模拟计算结果对比分析了不同宽高比的基础试件的破坏模式和受荷全过程的力学特性,提出岩石地基上柱下独立基础的破坏是弯曲拉应力与竖向受压导致基础侧向膨胀而产生的环向拉应力共同作用的结果,两者对基础破坏的贡献程度随基础宽高比变化。该种破坏模式的提出有助于岩石地基上柱下独立基础的合理设计。

    2017年13期 v.12 1520-1525+1542页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
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  • 一维稳态流下非饱和土有效应力参数及吸应力铅直分布理论解

    陈茜;郭光玲;郭鸿;

    为研究考虑源汇项的一维稳态流下非饱和土有效应力参数和吸应力铅直分布,依据Vanapalli和Fredlund有效应力参数,推导有效应力参数及吸应力铅直分布理论解,并与无源汇项时的理论解对比验证;计算并分析典型土类有效应力参数及吸应力铅直分布规律。结果表明:源汇项为非0常数时,土层水力参数、水文参数等控制有效应力参数和吸应力铅直分布。随距地下水位高度增大,非饱和砂土、粉土和黏土有效应力参数呈递减趋势;砂土吸应力呈先增、后减趋势;黏土吸应力呈增大趋势;蒸发条件下,非饱和粉土吸应力呈先增、后减趋势;入渗条件下,呈增大趋势。

    2017年13期 v.12 1526-1530页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 基于Copula函数的循环荷载作用下地基沉降分析

    冯登;王俊杰;王鹏;付泓锐;

    对基于Copula函数的抗剪强度参数联合分布模型和循环荷载对地基沉降系统失效概率的影响规律进行研究,并利用ABAQUS有限元模拟了循环荷载作用下地基沉降规律,对所提方法的有效性进行验证。提出了循环荷载作用下的地基沉降系统失效概率模型,将该方法应用到重庆市金佛山溢洪道工程实例中。结果表明:抗剪强度参数间相关性和循环荷载作用下的Copula函数类型对地基沉降有很重要的影响,不同Copula函数所计算得到的地基沉降系统失稳概率有很大差别,这种差别随溢洪道覆盖层抗剪强度参数间负相关性的增大而增大、随抗剪强度参数间变异系数的减小而增大、随溢洪道水位线的增加而减小、与循环荷载的次数基本无关。建立有限元分析模型,对循环荷载作用下的地基沉降进行分析,得到了每次循环荷载作用下的地基沉降值和地基沉降差,沉降值和沉降差的变化随着循环荷载次数的增加逐渐减小。计算结果表明,Copula函数的循环荷载作用下的地基沉降分析能够很好地反映地基沉降变化和系统失效概率,可为地基沉降分析提供有效的参考。

    2017年13期 v.12 1531-1536页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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  • 基坑底强夯对侧壁稳定性影响的数值模拟研究

    吴燕开;胡晓士;胡锐;石玉斌;赵位莹;

    为降低强夯施工风险并评估其造成的影响,对某工程基坑侧壁稳定性受强夯振动的影响进行数值模拟。结果表明:随着夯击能和夯击次数的增加,在侧壁底部首先出现塑性区,随后顶部向基坑内滑移并带动土钉发生旋转;夯击能为500kN·m以下的强夯施工不会对基坑的稳定造成影响;当夯击能大于1 000kN·m时,随着夯击次数的增加,基坑侧壁会整体向坑内滑移。通过模拟结果可进行指导施工,并对基坑侧壁稳定性进行有效控制。

    2017年13期 v.12 1537-1542页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 高压旋喷桩对现役高速公路的加固效果分析

    田攀;周航;刘汉龙;陈育民;楚剑;

    为解决现役高速公路长期变形问题,以连盐高速公路灌云段为对象,采用高压旋喷桩进行路基加固处理。针对高压旋喷桩加固效果,建立ABAQUS有限元三维模型,并采用现场实测数据对模型的合理性进行验证。分析高压旋喷桩桩体弹性模量、桩长、桩直径、桩间距、面积置换率以及公路运营时间对加固效果的影响。研究结果表明:采用高压旋喷桩进行处理,其工后沉降为2~3cm,加固效果明显;桩体弹性模量、桩径、桩间距和桩长、面积置换率均会影响加固效果,但桩体弹性模量影响较小;在面积置换率为8.7%情况下,桩径比桩间距对加固效果的影响大,桩长对加固效果的影响最大;在相同加固桩体处理下,处理时间越早,其运营期总沉降越小,但加固后固结沉降呈现增大趋势。

    2017年13期 v.12 1543-1548+1564页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
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  • 赤泥改良黄土的电阻率和剪切强度试验

    田高源;陈瑞锋;米栋云;董晓强;

    为探究不同质量分数的赤泥改良黄土后用于路面基层的电阻率和剪切强度。将不同质量分数的赤泥掺入到黄土中,分析赤泥掺入量对电阻率和抗剪强度的影响。当赤泥质量分数为黄土干质量的15%左右时抗剪强度达到最大;分析剪应力随垂直压力的变化,拟合出抗剪强度与垂直压力的线性关系;分析剪应力和电阻率的关系,并拟合出剪应力与电阻率的线性关系。

    2017年13期 v.12 1549-1553页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 干湿交替对地基岩体变形影响及模量损伤

    曾晋;

    为明确开挖地基岩体所处环境湿度干湿交替作用对其力学特性损伤劣化作用,设置4种工况8组方案共24试样,探究了泥质粉砂岩在此因素下的变形规律及模量损伤程度。结果表明,与开挖初始状态相比,当环境湿度干湿循环变化时,泥质粉砂岩受荷变形显著增大,且其塑性变形比例增大,变形模量及永久变形模量显著降低。泥质粉砂岩岩体模量受干湿循环作用损伤劣化的程度,取决于不同应力状态塑性变形增量大小,其塑性变形增量与干湿循环次数符合对数变化规律。将岩体塑性变形增量作为干湿循环作用下岩体力学性质损伤变量,当采用刚性承压板法测定岩体模量时,建议将损伤变量、变形模量与永久变形模量相结合来评价环境湿度干湿作用对红层地基岩体模量损伤规律。

    2017年13期 v.12 1554-1558页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 双向土工格栅与砂土界面循环剪切特性研究

    赖丰文;李丽萍;陈福全;

    利用单调直剪试验、循环剪切试验、循环剪切后单调直剪试验,探究单调剪切与循环剪切作用下双向土工格栅与砂土界面剪切特性。通过单调直剪试验研究了法向压力对筋土界面剪切特性以及剪胀性的影响;循环剪切试验则揭示了法向压力、循环次数以及循环剪切位移幅值对循环剪切及循环剪切后筋土界面特性的影响。试验结果与参数分析表明,筋土界面剪应力峰值随着法向压力和循环次数的增大而增大;循环剪切位移幅值对界面剪应力峰值的影响甚微;界面经单调直剪与循环剪切后均发生了剪切硬化,但循环剪切后的界面剪应力峰值大于单调剪切试验;循环剪切后筋土界面黏聚力及内摩擦角均有所提高,加筋结构稳定性增强。

    2017年13期 v.12 1559-1564页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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