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2016年 第46卷 第9期
2016, 46(9): 1-5.
doi: 10.13204/j.gyjz201609001
摘要:
"锅盖效应"是指非饱和土中由于上覆结构密闭导致水分不能排出而引起的浅层土体含水率增加的现象。干旱、半干旱寒冷地区地下水位低,毛细作用向上输水范围有限,几乎不能直接补充土体浅层水分。故认为"锅盖效应"水分主要来源于温差驱动迁移而来的气态水在浅层土体中形成的冷凝或冷冻水。通过对冷凝或冷冻条件下"锅盖效应"的室内试验,结合试验数据对"锅盖效应"进行分析,提出相应的灾害防治方法。结合"锅盖效应"的形成机理,分析哈大高铁冻胀问题并给出了相应的建议。
"锅盖效应"是指非饱和土中由于上覆结构密闭导致水分不能排出而引起的浅层土体含水率增加的现象。干旱、半干旱寒冷地区地下水位低,毛细作用向上输水范围有限,几乎不能直接补充土体浅层水分。故认为"锅盖效应"水分主要来源于温差驱动迁移而来的气态水在浅层土体中形成的冷凝或冷冻水。通过对冷凝或冷冻条件下"锅盖效应"的室内试验,结合试验数据对"锅盖效应"进行分析,提出相应的灾害防治方法。结合"锅盖效应"的形成机理,分析哈大高铁冻胀问题并给出了相应的建议。
2016, 46(9): 6-9.
doi: 10.13204/j.gyjz201609002
摘要:
提出水分迁移系数来表示"锅盖效应"的强弱程度。基于水分迁移系数,分析不同干密度、不同初始含水率和不同试验时间的"锅盖效应"水分迁移试验数据,得到"锅盖效应"水分迁移的规律:1)随着干密度的增加,"锅盖效应"逐渐减弱,水分迁移系数与土体干密度近似呈线性关系。2)随着初始含水率的增加,"锅盖效应"先增强后减弱,存在某一初始含水率,使得水分迁移系数达到极大值。3)随着试验时间的增加,"锅盖效应"逐渐增强,水分迁移系数不断增大并趋于稳定。
提出水分迁移系数来表示"锅盖效应"的强弱程度。基于水分迁移系数,分析不同干密度、不同初始含水率和不同试验时间的"锅盖效应"水分迁移试验数据,得到"锅盖效应"水分迁移的规律:1)随着干密度的增加,"锅盖效应"逐渐减弱,水分迁移系数与土体干密度近似呈线性关系。2)随着初始含水率的增加,"锅盖效应"先增强后减弱,存在某一初始含水率,使得水分迁移系数达到极大值。3)随着试验时间的增加,"锅盖效应"逐渐增强,水分迁移系数不断增大并趋于稳定。
2016, 46(9): 10-12.
doi: 10.13204/j.gyjz201609003
摘要:
以不同含水率的北京地区粉土土样为例,通过室内试验,研究"锅盖效应"水气迁移过程中的土体温度场的变化规律。研究结果表明:试验初期土体存在剧烈降温阶段,随后土体温度下降速度逐渐减慢,而后土体温度处于缓慢降温阶段,经一段时间后温度场达到稳定;初始含水率对土体最终温度场分布有影响,土体初始含水率越高,最终的温度分布越均匀。
以不同含水率的北京地区粉土土样为例,通过室内试验,研究"锅盖效应"水气迁移过程中的土体温度场的变化规律。研究结果表明:试验初期土体存在剧烈降温阶段,随后土体温度下降速度逐渐减慢,而后土体温度处于缓慢降温阶段,经一段时间后温度场达到稳定;初始含水率对土体最终温度场分布有影响,土体初始含水率越高,最终的温度分布越均匀。
2016, 46(9): 13-16.
doi: 10.13204/j.gyjz201609004
摘要:
通过"锅盖效应"室内试验研究试验时间和初始含水率对土体水气迁移的影响。试验结果表明:试验时间越长,水气迁移现象越明显。土体初始含水率较低时,水气迁移现象较弱;初始含水率适中时,水气迁移的现象较显著,当土体初始含水率继续增大,水气迁移现象发生减弱;当初始含水率超过某一界限含水率时,水气迁移的现象彻底消失。经分析试验规律,提出:非饱和土体中的连通孔隙是水气迁移的必要条件,含水率过高时,大量液态水导致土体孔隙非连通,水分迁移的通道被阻断,水气迁移现象不再发生。
通过"锅盖效应"室内试验研究试验时间和初始含水率对土体水气迁移的影响。试验结果表明:试验时间越长,水气迁移现象越明显。土体初始含水率较低时,水气迁移现象较弱;初始含水率适中时,水气迁移的现象较显著,当土体初始含水率继续增大,水气迁移现象发生减弱;当初始含水率超过某一界限含水率时,水气迁移的现象彻底消失。经分析试验规律,提出:非饱和土体中的连通孔隙是水气迁移的必要条件,含水率过高时,大量液态水导致土体孔隙非连通,水分迁移的通道被阻断,水气迁移现象不再发生。
2016, 46(9): 17-20.
doi: 10.13204/j.gyjz201609005
摘要:
以北京大兴国际机场场地为对象开展"锅盖效应"现场试验,在试验地区的地下深度250 cm的范围内布设传感器,对冬季地温变化进行监测。监测数据显示浅部的地温变化幅度大于深部的地温变化幅度,深部的地温变化较浅部迟滞。通过计算露点位置,认为冬季新机场试验区"锅盖效应"的最大影响深度为50 cm,并且"锅盖效应"影响深度会随着温度场而发生变化。
以北京大兴国际机场场地为对象开展"锅盖效应"现场试验,在试验地区的地下深度250 cm的范围内布设传感器,对冬季地温变化进行监测。监测数据显示浅部的地温变化幅度大于深部的地温变化幅度,深部的地温变化较浅部迟滞。通过计算露点位置,认为冬季新机场试验区"锅盖效应"的最大影响深度为50 cm,并且"锅盖效应"影响深度会随着温度场而发生变化。
2016, 46(9): 21-24.
doi: 10.13204/j.gyjz201609006
摘要:
干寒区"锅盖效应"会引起路基、道基上部含水率增加,进而诱发路基、道基强度降低及盐胀等问题,最终导致路面、道面破坏,影响正常通车、通航。干寒区"锅盖效应"水分来源主要为冷凝或冷冻作用,基于这一机理认识,针对干寒区"锅盖效应"的致灾机理进行阐述;结合兰州中川机场、敦煌机场两个工程案例进行灾害的成因分析和讨论,提出了灾害的防治建议。
干寒区"锅盖效应"会引起路基、道基上部含水率增加,进而诱发路基、道基强度降低及盐胀等问题,最终导致路面、道面破坏,影响正常通车、通航。干寒区"锅盖效应"水分来源主要为冷凝或冷冻作用,基于这一机理认识,针对干寒区"锅盖效应"的致灾机理进行阐述;结合兰州中川机场、敦煌机场两个工程案例进行灾害的成因分析和讨论,提出了灾害的防治建议。
2016, 46(9): 25-31.
doi: 10.13204/j.gyjz201609007
摘要:
高填方地基的工后蠕变沉降计算是判断其沉降稳定与否的重要方法,也是安排后续施工的重要依据。针对通过有限沉降观测数据进行沉降预报的问题,提出高填方蠕变沉降实用计算方法。为进一步论证该方法的合理性与实用性,结合承德机场的工后沉降监测数据对蠕变实用算法进行深入分析。然后为检验该方法的优越性,分别以承德机场和陕西某黄土高填方地基为例比较了所提出方法和三点法、星野法及双曲线法的计算结果。结果表明:蠕变实用算法在已知有限数据的情况下可以更好地预测有限时间内高填方的蠕变沉降。
高填方地基的工后蠕变沉降计算是判断其沉降稳定与否的重要方法,也是安排后续施工的重要依据。针对通过有限沉降观测数据进行沉降预报的问题,提出高填方蠕变沉降实用计算方法。为进一步论证该方法的合理性与实用性,结合承德机场的工后沉降监测数据对蠕变实用算法进行深入分析。然后为检验该方法的优越性,分别以承德机场和陕西某黄土高填方地基为例比较了所提出方法和三点法、星野法及双曲线法的计算结果。结果表明:蠕变实用算法在已知有限数据的情况下可以更好地预测有限时间内高填方的蠕变沉降。
2016, 46(9): 32-36.
doi: 10.13204/j.gyjz201609008
摘要:
蠕变沉降是高填方工后沉降的重要组成部分,对工程实际有较大的影响,研究高填方的工后蠕变沉降具有重要意义。试验表明:土的蠕变变形主要受时间和应力历史等因素影响。基于考虑时间效应的统一硬化模型,以瞬时正常压缩线为参考线,建立的可以同时考虑时间和应力历史影响的高填方一维蠕变沉降计算方法已经经过室内试验的验证。针对该一维蠕变沉降计算方法,描述参数的具体确定方法,进行完整详细的例题计算。
蠕变沉降是高填方工后沉降的重要组成部分,对工程实际有较大的影响,研究高填方的工后蠕变沉降具有重要意义。试验表明:土的蠕变变形主要受时间和应力历史等因素影响。基于考虑时间效应的统一硬化模型,以瞬时正常压缩线为参考线,建立的可以同时考虑时间和应力历史影响的高填方一维蠕变沉降计算方法已经经过室内试验的验证。针对该一维蠕变沉降计算方法,描述参数的具体确定方法,进行完整详细的例题计算。
2016, 46(9): 37-41.
doi: 10.13204/j.gyjz201609009
摘要:
山区高填方机场土方施工具有填方量大、填方高度高、加载速度快等特点,容易产生较大沉降,需要制定更加科学的施工计划方案,并对施工过程进行实时的监控,以保证施工质量。基于C#编程语言和数据库技术,设计了专门针对高填方施工进度监测的子系统,实时显示高填方工程全过程的施工计划和当前的施工进度,同时添加了修改功能,方便施工人员对工程进度和施工质量的监测与控制,便于及时调整施工方案。以某高填方工程一个施工面为例,制定相应的施工计划,并将施工进度数据导入程序中,验证了程序的可行性。
山区高填方机场土方施工具有填方量大、填方高度高、加载速度快等特点,容易产生较大沉降,需要制定更加科学的施工计划方案,并对施工过程进行实时的监控,以保证施工质量。基于C#编程语言和数据库技术,设计了专门针对高填方施工进度监测的子系统,实时显示高填方工程全过程的施工计划和当前的施工进度,同时添加了修改功能,方便施工人员对工程进度和施工质量的监测与控制,便于及时调整施工方案。以某高填方工程一个施工面为例,制定相应的施工计划,并将施工进度数据导入程序中,验证了程序的可行性。
2016, 46(9): 42-45.
doi: 10.13204/j.gyjz201609010
摘要:
机场高填方工程土方压实施工以冲碾法为主,冲碾法所采用的冲击压路机在施工过程中具有附加应力扩散效应。通过分析冲击压实标准试验方案,选取了压实质量控制面,基于附加应力扩散假定提出了通过计算控制面上各点等效附加应力叠加值评价压实质量的算法。以冲击压路机实时轨迹为根据,以该算法为基础,可计算出填土层控制面等效附加应力叠加值的分布情况,从而实现对施工过程准确、科学的质量评价,并能为进一步施工提供数据支持。
机场高填方工程土方压实施工以冲碾法为主,冲碾法所采用的冲击压路机在施工过程中具有附加应力扩散效应。通过分析冲击压实标准试验方案,选取了压实质量控制面,基于附加应力扩散假定提出了通过计算控制面上各点等效附加应力叠加值评价压实质量的算法。以冲击压路机实时轨迹为根据,以该算法为基础,可计算出填土层控制面等效附加应力叠加值的分布情况,从而实现对施工过程准确、科学的质量评价,并能为进一步施工提供数据支持。
2016, 46(9): 46-49.
doi: 10.13204/j.gyjz201609011
摘要:
高速发展的经济增长伴随着新常态下的环境恶化和资源危机,而工业污染为此有着不可推卸的责任。工业项目污染问题的严峻性和复杂性成为当今人们必须时刻慎重直面的问题。面对环境危机这把"达摩克利斯剑",如何通过工业景观设计缓解工业污染带来的环境压力是值得广泛关注的。为此从风景园林学的角度出发,探讨工业景观的生态价值。
高速发展的经济增长伴随着新常态下的环境恶化和资源危机,而工业污染为此有着不可推卸的责任。工业项目污染问题的严峻性和复杂性成为当今人们必须时刻慎重直面的问题。面对环境危机这把"达摩克利斯剑",如何通过工业景观设计缓解工业污染带来的环境压力是值得广泛关注的。为此从风景园林学的角度出发,探讨工业景观的生态价值。
2016, 46(9): 50-55.
doi: 10.13204/j.gyjz201609012
摘要:
以湘西传统民居的典型代表"吞口屋"为研究对象,通过对其进行夏季和冬季典型日室内热环境实测,分析湘西传统民居的室内热环境状况;在此基础上,利用全年动态能耗模拟软件和计算流体力学软件,进行能耗和自然通风分析,结合当地经济因素和原有建筑历史风格,探讨被动式节能改造措施在湘西传统民居中的应用,并基于正交试验设计提出湘西传统民居最优的综合改造方案:窗户材料选用普通中空玻璃(中空12 mm)、窗墙比提高到0.2、外墙改造使用10 mm聚氨酯保温板的"呼吸式"杉木墙体、屋面改造使用50 mm芦苇箔厚度的黏土屋面。
以湘西传统民居的典型代表"吞口屋"为研究对象,通过对其进行夏季和冬季典型日室内热环境实测,分析湘西传统民居的室内热环境状况;在此基础上,利用全年动态能耗模拟软件和计算流体力学软件,进行能耗和自然通风分析,结合当地经济因素和原有建筑历史风格,探讨被动式节能改造措施在湘西传统民居中的应用,并基于正交试验设计提出湘西传统民居最优的综合改造方案:窗户材料选用普通中空玻璃(中空12 mm)、窗墙比提高到0.2、外墙改造使用10 mm聚氨酯保温板的"呼吸式"杉木墙体、屋面改造使用50 mm芦苇箔厚度的黏土屋面。
2016, 46(9): 56-61.
doi: 10.13204/j.gyjz201609013
摘要:
面对大量的枢纽机场航站楼构型设计,以兰州三期扩建航站楼概念设计为例,从外部分析与内部分析两个方面,对其设计逻辑进行归纳和梳理。提出了枢纽机场航站楼构型"整体-分析"模式并明确其指导意义。
面对大量的枢纽机场航站楼构型设计,以兰州三期扩建航站楼概念设计为例,从外部分析与内部分析两个方面,对其设计逻辑进行归纳和梳理。提出了枢纽机场航站楼构型"整体-分析"模式并明确其指导意义。
2016, 46(9): 62-65.
doi: 10.13204/j.gyjz201609014
摘要:
以宁夏地区烟草公司银川卷烟物流配送中心项目为实例,指出目前物流园区内建筑形象及环境现状问题,探讨物流园区设计理念,提出应设计功能空间与环境景观相融合的花园式现代物流中心。
以宁夏地区烟草公司银川卷烟物流配送中心项目为实例,指出目前物流园区内建筑形象及环境现状问题,探讨物流园区设计理念,提出应设计功能空间与环境景观相融合的花园式现代物流中心。
2016, 46(9): 66-70.
doi: 10.13204/j.gyjz201609015
摘要:
为研究配箍率对HRB500级钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁的抗剪性能的影响,对5根配置不同箍筋的梁进行四分点加载试验。通过观察试验过程,以及对加载过程中挠度、箍筋应变等数据进行分析,得出配箍率对HRB500级钢筋RPC梁抗剪承载力与剪切延性的影响规律。试验结果表明:随着配箍率的增加,试件斜裂缝的分布规律由少而集中变为多而分散,同级荷载下的裂缝宽度变得更细,箍筋起到抑制裂缝开展的作用;梁中配置箍筋不仅可以提高构件抗剪承载力,同时还能提高其剪切延性,效果明显;钢纤维在抵抗由温度、弯曲等荷载形成的均匀应力时作用明显,当抵抗由集中荷载为主所产生的剪应力时则不能取代箍筋的作用。
为研究配箍率对HRB500级钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁的抗剪性能的影响,对5根配置不同箍筋的梁进行四分点加载试验。通过观察试验过程,以及对加载过程中挠度、箍筋应变等数据进行分析,得出配箍率对HRB500级钢筋RPC梁抗剪承载力与剪切延性的影响规律。试验结果表明:随着配箍率的增加,试件斜裂缝的分布规律由少而集中变为多而分散,同级荷载下的裂缝宽度变得更细,箍筋起到抑制裂缝开展的作用;梁中配置箍筋不仅可以提高构件抗剪承载力,同时还能提高其剪切延性,效果明显;钢纤维在抵抗由温度、弯曲等荷载形成的均匀应力时作用明显,当抵抗由集中荷载为主所产生的剪应力时则不能取代箍筋的作用。
2016, 46(9): 71-75.
doi: 10.13204/j.gyjz201609016
摘要:
研究对象为两层底部大底盘和主楼底部四层结构试验模型,加载点分别设置在底部大底盘的顶部和主楼底部四层结构的顶部,对其在低周反复荷载下的抗震性能进行试验研究,分析其承载力、位移、延性、刚度、退化过程、滞回特性、耗能以及破坏特征。研究表明:上部结构的承载力和下部结构的承载力相差较大;加载点高度为1 350 mm时,滞回曲线内凹,存在一定程度的捏拢现象,反映出模型存在一定的剪切变形和滑移;模型加载过程中,承载力下降均匀缓慢,具有良好的抗倒塌和变形能力,骨架曲线较为平滑,说明模型具有良好的弹塑性变形能力;加载点高度为800 mm时,结构刚度较大,滞回环正、负方向不对称,具有一定程度的捏拢,但捏拢程度较加载点在顶部时轻。
研究对象为两层底部大底盘和主楼底部四层结构试验模型,加载点分别设置在底部大底盘的顶部和主楼底部四层结构的顶部,对其在低周反复荷载下的抗震性能进行试验研究,分析其承载力、位移、延性、刚度、退化过程、滞回特性、耗能以及破坏特征。研究表明:上部结构的承载力和下部结构的承载力相差较大;加载点高度为1 350 mm时,滞回曲线内凹,存在一定程度的捏拢现象,反映出模型存在一定的剪切变形和滑移;模型加载过程中,承载力下降均匀缓慢,具有良好的抗倒塌和变形能力,骨架曲线较为平滑,说明模型具有良好的弹塑性变形能力;加载点高度为800 mm时,结构刚度较大,滞回环正、负方向不对称,具有一定程度的捏拢,但捏拢程度较加载点在顶部时轻。
2016, 46(9): 76-80.
doi: 10.13204/j.gyjz201609017
摘要:
为了对混凝土结构进行收缩徐变效应随机分析,提出一种复合算法。该算法利用拉丁超立方抽样技术对随机变量进行抽样,通过有限元逐步分析得到收缩徐变效应下的结构响应量,建立显式化神经网络响应面,在此基础上进行拉丁超立方抽样蒙特卡洛数值仿真和参数敏感性随机分析。算例表明:所提算法能够兼顾精度和效率,便于程序实现,能为复杂结构收缩徐变效应随机分析提供有效工具。
为了对混凝土结构进行收缩徐变效应随机分析,提出一种复合算法。该算法利用拉丁超立方抽样技术对随机变量进行抽样,通过有限元逐步分析得到收缩徐变效应下的结构响应量,建立显式化神经网络响应面,在此基础上进行拉丁超立方抽样蒙特卡洛数值仿真和参数敏感性随机分析。算例表明:所提算法能够兼顾精度和效率,便于程序实现,能为复杂结构收缩徐变效应随机分析提供有效工具。
2016, 46(9): 81-86.
doi: 10.13204/j.gyjz201609018
摘要:
对柱承式混凝土煤仓结构进行模态分析,得到其振型和频率的特点。同时,基于土-结构相互作用,进行柱承式混凝土煤仓结构的地震反应时程分析,通过输入3种地震波(El Centro波、Taft波和人工波),分析得到不同工况下煤仓结构节点的位移时程和最大位移值,确定出结构的薄弱部位,为柱承式混凝土煤仓结构的抗震设计和鉴定提供参考。
对柱承式混凝土煤仓结构进行模态分析,得到其振型和频率的特点。同时,基于土-结构相互作用,进行柱承式混凝土煤仓结构的地震反应时程分析,通过输入3种地震波(El Centro波、Taft波和人工波),分析得到不同工况下煤仓结构节点的位移时程和最大位移值,确定出结构的薄弱部位,为柱承式混凝土煤仓结构的抗震设计和鉴定提供参考。
2016, 46(9): 87-92.
doi: 10.13204/j.gyjz201609019
摘要:
岩体结构面的松弛特性是岩石流变学的一项重要内容。采用水泥砂浆制作成三种不同角度结构面试件进行剪切松弛室内试验,利用岩石双轴流变试验机对规则齿形结构面进行不同剪切应力水平下的松弛试验,分析爬坡角、正应力对剪切松弛特性的影响,并与蠕变方程参数变化规律进行比较。试验结果表明:结构面剪切应力松弛曲线为连续型不完全衰减型曲线;松弛曲线可以明显地分成瞬时松弛、减速松弛、稳定松弛三个阶段;利用Burgers模型的松弛方程对试验曲线进行拟合,结果比较理想。
岩体结构面的松弛特性是岩石流变学的一项重要内容。采用水泥砂浆制作成三种不同角度结构面试件进行剪切松弛室内试验,利用岩石双轴流变试验机对规则齿形结构面进行不同剪切应力水平下的松弛试验,分析爬坡角、正应力对剪切松弛特性的影响,并与蠕变方程参数变化规律进行比较。试验结果表明:结构面剪切应力松弛曲线为连续型不完全衰减型曲线;松弛曲线可以明显地分成瞬时松弛、减速松弛、稳定松弛三个阶段;利用Burgers模型的松弛方程对试验曲线进行拟合,结果比较理想。
2016, 46(9): 93-98.
doi: 10.13204/j.gyjz201609020
摘要:
非饱和石灰改良膨胀土应力松弛过程具有时间依赖性。通过应用非饱和三轴应力路径试验,系统研究不同加载方式、应变水平和应变速率的前期荷载对非饱和石灰改良膨胀土的应力松弛特性的影响规律。试验获得的应力松弛曲线形态基本相似,均为不完全松弛;对于前期荷载采用相同应变速率预加的应力松弛试验,应力松弛稳定历时随着预加应变水平的降低而增长,而松弛稳定曲线段对应的偏应力则随着预加应变水平的增大而降低;对于预加应变水平相同的松弛试验,应力松弛中初始偏应力值和松弛初始变化速率随着前期荷载加载速率的增大而增大;分级应力松弛过程中,试样破坏呈现累积损伤效应,且各级加载后的体积变化规律不同,并与应力松弛过程不同步,非饱和石灰改良膨胀土应力松弛过程中体积应变增长呈现出突变的特点。
非饱和石灰改良膨胀土应力松弛过程具有时间依赖性。通过应用非饱和三轴应力路径试验,系统研究不同加载方式、应变水平和应变速率的前期荷载对非饱和石灰改良膨胀土的应力松弛特性的影响规律。试验获得的应力松弛曲线形态基本相似,均为不完全松弛;对于前期荷载采用相同应变速率预加的应力松弛试验,应力松弛稳定历时随着预加应变水平的降低而增长,而松弛稳定曲线段对应的偏应力则随着预加应变水平的增大而降低;对于预加应变水平相同的松弛试验,应力松弛中初始偏应力值和松弛初始变化速率随着前期荷载加载速率的增大而增大;分级应力松弛过程中,试样破坏呈现累积损伤效应,且各级加载后的体积变化规律不同,并与应力松弛过程不同步,非饱和石灰改良膨胀土应力松弛过程中体积应变增长呈现出突变的特点。
2016, 46(9): 99-102.
doi: 10.13204/j.gyjz201609021
摘要:
为揭示高边坡位移在降雨和时效影响下的复杂变化规律,采用积分型降雨因子和时效函数构建径向基函数(RBF)神经网络监测模型的输入层,以测斜孔内多个测点位移为输出层向量,根据实测降雨、位移时间序列,以模糊C均值聚类(FCM)算法确定RBF计算中心,建立高边坡位移多测点神经网络监控模型。实例表明:采用合理降雨、时效输入层因子及FCM算法的模型可获得理想效果,能有效捕捉复杂变化的位移发展过程,并具有较高的预测精度。
为揭示高边坡位移在降雨和时效影响下的复杂变化规律,采用积分型降雨因子和时效函数构建径向基函数(RBF)神经网络监测模型的输入层,以测斜孔内多个测点位移为输出层向量,根据实测降雨、位移时间序列,以模糊C均值聚类(FCM)算法确定RBF计算中心,建立高边坡位移多测点神经网络监控模型。实例表明:采用合理降雨、时效输入层因子及FCM算法的模型可获得理想效果,能有效捕捉复杂变化的位移发展过程,并具有较高的预测精度。
2016, 46(9): 103-107.
doi: 10.13204/j.gyjz201609022
摘要:
通过在室内进行膨胀土的常规直剪和干湿循环试验,探讨了低应力条件下膨胀土的黏聚力随循环次数、循环幅度的变化规律;运用损伤力学的研究方法,基于剩余黏聚力定义损伤变量,据此建立了反映循环次数和循环幅度变化的非线性疲劳损伤模型。研究结果表明:在相同循环幅度和初始控制含水率下,膨胀土的剩余黏聚力随循环次数的增加而衰减;在相同循环次数和初始控制含水率下,膨胀土的剩余黏聚力随循环幅度的增加而衰减;利用室内简单试验建立的非线性疲劳损伤模型可以用来计算干湿循环作用下膨胀土的损伤度。
通过在室内进行膨胀土的常规直剪和干湿循环试验,探讨了低应力条件下膨胀土的黏聚力随循环次数、循环幅度的变化规律;运用损伤力学的研究方法,基于剩余黏聚力定义损伤变量,据此建立了反映循环次数和循环幅度变化的非线性疲劳损伤模型。研究结果表明:在相同循环幅度和初始控制含水率下,膨胀土的剩余黏聚力随循环次数的增加而衰减;在相同循环次数和初始控制含水率下,膨胀土的剩余黏聚力随循环幅度的增加而衰减;利用室内简单试验建立的非线性疲劳损伤模型可以用来计算干湿循环作用下膨胀土的损伤度。
2016, 46(9): 108-111.
doi: 10.13204/j.gyjz201609023
摘要:
以徐变度和干燥收缩应变为评价指标,对高强自密实混凝土与普通泵送混凝土进行徐变和收缩特性研究,并分析其与混凝土配合比之间的联系。研究表明:混凝土的徐变度随其强度等级的提高而降低,同样强度等级的自密实混凝土比普通泵送混凝土的徐变度大。研究表明:开始加载龄期延长可降低混凝土的徐变度,高强混凝土的干燥收缩规律与其徐变类似,凡是使徐变增大的因素也会使混凝土的干燥收缩增大;掺加高吸水性树脂的高强自密实混凝土的早期徐变度增长快,但是后期徐变发展速度明显降低,表明其可改善高强混凝土结构的长期变形性能。
以徐变度和干燥收缩应变为评价指标,对高强自密实混凝土与普通泵送混凝土进行徐变和收缩特性研究,并分析其与混凝土配合比之间的联系。研究表明:混凝土的徐变度随其强度等级的提高而降低,同样强度等级的自密实混凝土比普通泵送混凝土的徐变度大。研究表明:开始加载龄期延长可降低混凝土的徐变度,高强混凝土的干燥收缩规律与其徐变类似,凡是使徐变增大的因素也会使混凝土的干燥收缩增大;掺加高吸水性树脂的高强自密实混凝土的早期徐变度增长快,但是后期徐变发展速度明显降低,表明其可改善高强混凝土结构的长期变形性能。
2016, 46(9): 112-116.
doi: 10.13204/j.gyjz201609024
摘要:
采用尺寸为150 mm×150 mm×300 mm的棱柱试件对聚乙烯醇纤维水泥基复合材料PVAECC进行轴心受压弹性模量的试验研究。采取连续加载的方式,通过应力-应变曲线获取原点切线模量以及一定应力比下的割线模量。对不同试验标准下的弹性模量取值进行分析对比,研究PVA纤维体积分数以及材料抗压强度对弹性模量的影响。试验表明,PVA-ECC材料的弹性模量随材料抗压强度的提高而提高,且PVA纤维掺量对水泥基复合材料的弹性模量有一定影响。
采用尺寸为150 mm×150 mm×300 mm的棱柱试件对聚乙烯醇纤维水泥基复合材料PVAECC进行轴心受压弹性模量的试验研究。采取连续加载的方式,通过应力-应变曲线获取原点切线模量以及一定应力比下的割线模量。对不同试验标准下的弹性模量取值进行分析对比,研究PVA纤维体积分数以及材料抗压强度对弹性模量的影响。试验表明,PVA-ECC材料的弹性模量随材料抗压强度的提高而提高,且PVA纤维掺量对水泥基复合材料的弹性模量有一定影响。
2016, 46(9): 117-121.
doi: 10.13204/j.gyjz201609025
摘要:
为研究工程用水泥基复合材料(ECC)在冻融循环作用后的力学性能,采用快冻快融法对掺入不同类型纤维、不同纤维掺量的试件进行冻融循环试验,研究其在冻融循环作用下质量损失率、纵向相对动弹性模量、立方体抗压强度、抗折强度等力学性能。研究表明:随冻融循环次数增加,试件破坏越严重,质量损失率随冻融循环次数增加而增大,立方体抗压强度和抗折强度随冻融循环次数增加而下降。掺入纤维试件经过冻融循环作用后各方面性能均优于未掺纤维的水泥砂浆试件。体积掺量为2%的日本RECS15×12型PVA纤维的试件性能最好,质量损失率小于2%,纵向相对动弹性模量下降不到30%,且能保持较好的延性,抗冻等级高于F200,能够满足寒冷地区工程需要。
为研究工程用水泥基复合材料(ECC)在冻融循环作用后的力学性能,采用快冻快融法对掺入不同类型纤维、不同纤维掺量的试件进行冻融循环试验,研究其在冻融循环作用下质量损失率、纵向相对动弹性模量、立方体抗压强度、抗折强度等力学性能。研究表明:随冻融循环次数增加,试件破坏越严重,质量损失率随冻融循环次数增加而增大,立方体抗压强度和抗折强度随冻融循环次数增加而下降。掺入纤维试件经过冻融循环作用后各方面性能均优于未掺纤维的水泥砂浆试件。体积掺量为2%的日本RECS15×12型PVA纤维的试件性能最好,质量损失率小于2%,纵向相对动弹性模量下降不到30%,且能保持较好的延性,抗冻等级高于F200,能够满足寒冷地区工程需要。
2016, 46(9): 122-125.
doi: 10.13204/j.gyjz201609026
摘要:
基于主题公园塑石假山的技术特点及工艺原理,针对主题创意和表达效果的要求,进行塑石假山工艺流程及操作要点的技术研究,提出了塑石假山施工过程中关键要点及注意事项。研究结果可为主题公园塑石假山施工提供技术指导和流程参考。
基于主题公园塑石假山的技术特点及工艺原理,针对主题创意和表达效果的要求,进行塑石假山工艺流程及操作要点的技术研究,提出了塑石假山施工过程中关键要点及注意事项。研究结果可为主题公园塑石假山施工提供技术指导和流程参考。
2016, 46(9): 126-129.
doi: 10.13204/j.gyjz201609027
摘要:
通过6组梁式试件的疲劳加载试验,研究混凝土强度与疲劳荷载幅值对碳纤维复材(CFRP)与混凝土界面间有效黏结长度的影响,建立梁式试验构件的疲劳寿命计算式。试验结果显示:疲劳荷载幅值T及混凝土强度对碳纤维复材与混凝土界面间有效黏结长度影响不显著,有效黏结长度确定在40 mm左右;构件疲劳寿命随混凝土强度增大而增加,随疲劳荷载幅值T增大而大幅度减小,绘出相应的T-N曲线、fcm-N曲线,并推导出反映混凝土强度和疲劳幅值影响的疲劳寿命表达式,计算结果与试验结果符合较好。
通过6组梁式试件的疲劳加载试验,研究混凝土强度与疲劳荷载幅值对碳纤维复材(CFRP)与混凝土界面间有效黏结长度的影响,建立梁式试验构件的疲劳寿命计算式。试验结果显示:疲劳荷载幅值T及混凝土强度对碳纤维复材与混凝土界面间有效黏结长度影响不显著,有效黏结长度确定在40 mm左右;构件疲劳寿命随混凝土强度增大而增加,随疲劳荷载幅值T增大而大幅度减小,绘出相应的T-N曲线、fcm-N曲线,并推导出反映混凝土强度和疲劳幅值影响的疲劳寿命表达式,计算结果与试验结果符合较好。
2016, 46(9): 130-135.
doi: 10.13204/j.gyjz201609028
摘要:
为探究长细比对复材管-混凝土-钢管双管组合长柱极限荷载的影响,对4根长柱试件和1根短柱试件进行轴压试验。研究结果表明:双管组合长柱均为跨中复材管的受压侧出现环状白斑带、受拉侧出现环状受拉裂纹而失稳破坏,且表现出极好的延性。基于试验结果,分析提出了考虑长细比影响的双管组合长柱轴压极限荷载的计算式。
为探究长细比对复材管-混凝土-钢管双管组合长柱极限荷载的影响,对4根长柱试件和1根短柱试件进行轴压试验。研究结果表明:双管组合长柱均为跨中复材管的受压侧出现环状白斑带、受拉侧出现环状受拉裂纹而失稳破坏,且表现出极好的延性。基于试验结果,分析提出了考虑长细比影响的双管组合长柱轴压极限荷载的计算式。
2016, 46(9): 136-143.
doi: 10.13204/j.gyjz201609029
摘要:
目前,高强度钢材已在建筑结构中得到了推广应用,国内外关于高强度钢材钢结构的研究工作也已逐步开展起来。欧洲和美国的钢结构设计标准已涉及到部分高强度钢材的设计内容,而GB 50017—2003《钢结构设计规范》尚未包含,修订中的新版《钢结构设计规范》计划纳入Q460高强度钢材。通过对比各国设计标准中关于工字形截面受弯构件局部稳定的规定,发现美国标准ANSI/AISC 360-10、欧洲标准BS EN1993-1、日本标准AIJ LSD2010和中国规范GB 50017—2003在设计范围和原则、板件宽厚比限值、腹板屈曲后承载力以及腹板最大高厚比等方面存在着一定差异。最后利用通用有限元软件ANSYS建立四点加载下的工字形截面受弯构件模型,计算不同钢材构件的腹板屈曲后极限承载力,并与各国标准推荐式的计算值进行对比,发现其均不适用于高强度钢材受弯构件局部稳定的计算。
目前,高强度钢材已在建筑结构中得到了推广应用,国内外关于高强度钢材钢结构的研究工作也已逐步开展起来。欧洲和美国的钢结构设计标准已涉及到部分高强度钢材的设计内容,而GB 50017—2003《钢结构设计规范》尚未包含,修订中的新版《钢结构设计规范》计划纳入Q460高强度钢材。通过对比各国设计标准中关于工字形截面受弯构件局部稳定的规定,发现美国标准ANSI/AISC 360-10、欧洲标准BS EN1993-1、日本标准AIJ LSD2010和中国规范GB 50017—2003在设计范围和原则、板件宽厚比限值、腹板屈曲后承载力以及腹板最大高厚比等方面存在着一定差异。最后利用通用有限元软件ANSYS建立四点加载下的工字形截面受弯构件模型,计算不同钢材构件的腹板屈曲后极限承载力,并与各国标准推荐式的计算值进行对比,发现其均不适用于高强度钢材受弯构件局部稳定的计算。
2016, 46(9): 144-151.
doi: 10.13204/j.gyjz201609030
摘要:
利用ABAQUS软件建立方钢管混凝土柱-H型钢梁螺栓连接组合节点的三维有限元数值分析模型,通过变化节点参数,共设计3组7个试件,对节点试件进行非线性有限元数值仿真模拟,研究此类节点在静力荷载作用下的荷载-位移曲线,分别考察正负弯矩作用下楼板组合作用对其受力性能的影响,确定影响其极限承载力、延性及初始转动刚度的主要因素及其影响规律。研究结果表明:组合节点的极限承载力、延性及初始转动刚度等,随着压型钢板-混凝土组合楼板板厚、配筋率的增大而逐渐增大,随着抗剪栓钉布置数量的减少而降低。
利用ABAQUS软件建立方钢管混凝土柱-H型钢梁螺栓连接组合节点的三维有限元数值分析模型,通过变化节点参数,共设计3组7个试件,对节点试件进行非线性有限元数值仿真模拟,研究此类节点在静力荷载作用下的荷载-位移曲线,分别考察正负弯矩作用下楼板组合作用对其受力性能的影响,确定影响其极限承载力、延性及初始转动刚度的主要因素及其影响规律。研究结果表明:组合节点的极限承载力、延性及初始转动刚度等,随着压型钢板-混凝土组合楼板板厚、配筋率的增大而逐渐增大,随着抗剪栓钉布置数量的减少而降低。
2016, 46(9): 152-157.
doi: 10.13204/j.gyjz201609031
摘要:
钢管混凝土叠合柱-钢梁框架体系已经在实际工程中得到了应用,但对于其节点工作机理尚不明确,在合理选择材料模型、单元类型和接触模型的基础上,建立可用于钢管混凝土叠合柱-钢梁节点全过程受力分析的有限元模型。模型中同时考虑几何非线性和材料非线性的影响,采用有限元模型模拟4榀在柱端恒定轴压力和梁端侧向力共同作用下的组合节点试件,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,利用有限元模型对节点受荷全过程中各部件的应力和应变发展进行细致分析,明晰节点的工作机理。
钢管混凝土叠合柱-钢梁框架体系已经在实际工程中得到了应用,但对于其节点工作机理尚不明确,在合理选择材料模型、单元类型和接触模型的基础上,建立可用于钢管混凝土叠合柱-钢梁节点全过程受力分析的有限元模型。模型中同时考虑几何非线性和材料非线性的影响,采用有限元模型模拟4榀在柱端恒定轴压力和梁端侧向力共同作用下的组合节点试件,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,利用有限元模型对节点受荷全过程中各部件的应力和应变发展进行细致分析,明晰节点的工作机理。
2016, 46(9): 158-162.
doi: 10.13204/j.gyjz201609032
摘要:
采用顶点最大位移角、位移延性比作为结构性能参数,峰值加速度作为地震动强度参数,以6层无支撑钢框架结构为研究对象,分别随机生成100个刚节点和半刚节点的结构-地震动样本,采用有限元软件SAP 2000对其一一进行非线性动力弹塑性时程分析。研究结果表明:半刚性节点使最大层间位移角上移,薄弱层位置会发生变化;半刚性节点的转动变形消耗地震能量,可以显著降低结构的易损性;拉丁超立方随机抽样可以有效考虑地震动和结构随机性,有利于钢框架结构地震易损性的评估。
采用顶点最大位移角、位移延性比作为结构性能参数,峰值加速度作为地震动强度参数,以6层无支撑钢框架结构为研究对象,分别随机生成100个刚节点和半刚节点的结构-地震动样本,采用有限元软件SAP 2000对其一一进行非线性动力弹塑性时程分析。研究结果表明:半刚性节点使最大层间位移角上移,薄弱层位置会发生变化;半刚性节点的转动变形消耗地震能量,可以显著降低结构的易损性;拉丁超立方随机抽样可以有效考虑地震动和结构随机性,有利于钢框架结构地震易损性的评估。
2016, 46(9): 163-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201609033
摘要:
在实验室通过拟静力试验对钢结构构件进行低周反复加载,通过测定构件的位移和应变,分析应变的变化规律,并对其受力过程中的滞回曲线进行分析,得出影响节点强度退化的一些规律,同时通过在腹板处人为制造裂缝,研究其受力特征及对节点损伤性能的影响。由构件的强度退化曲线可知:随着加载位移的增加,强度退化趋势增大,节点在疲劳荷载作用下,累计损伤会越来越明显,致使强度开始退化,随着反复荷载的作用,裂缝进一步扩大,导致节点刚度退化。钢材屈服后进入弹塑性状态,由于累积损伤,节点刚度也在迅速退化。
在实验室通过拟静力试验对钢结构构件进行低周反复加载,通过测定构件的位移和应变,分析应变的变化规律,并对其受力过程中的滞回曲线进行分析,得出影响节点强度退化的一些规律,同时通过在腹板处人为制造裂缝,研究其受力特征及对节点损伤性能的影响。由构件的强度退化曲线可知:随着加载位移的增加,强度退化趋势增大,节点在疲劳荷载作用下,累计损伤会越来越明显,致使强度开始退化,随着反复荷载的作用,裂缝进一步扩大,导致节点刚度退化。钢材屈服后进入弹塑性状态,由于累积损伤,节点刚度也在迅速退化。
2016, 46(9): 169-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201609034
摘要:
利用ABAQUS有限元软件对某网架结构分别在爆炸地震波单独作用、空气冲击波单独作用和两者联合作用下的动力响应进行数值模拟,分析这三种荷载工况对网架结构动力响应的影响,并进行爆炸地震波的频谱特性分析和网架结构的自振特性分析。结果表明:爆炸地震波具有频带宽和高频成分丰富的特点;爆炸地震波单独作用对网架支承柱和网架杆件的内力影响显著;爆炸地震波和空气冲击波联合作用下,结构的动力响应并不是两者单独作用下动力响应幅值的简单累加,其中空气冲击波对结构动力响应的影响占主导地位,但是爆炸地震对结构动力响应的贡献不可忽略。
利用ABAQUS有限元软件对某网架结构分别在爆炸地震波单独作用、空气冲击波单独作用和两者联合作用下的动力响应进行数值模拟,分析这三种荷载工况对网架结构动力响应的影响,并进行爆炸地震波的频谱特性分析和网架结构的自振特性分析。结果表明:爆炸地震波具有频带宽和高频成分丰富的特点;爆炸地震波单独作用对网架支承柱和网架杆件的内力影响显著;爆炸地震波和空气冲击波联合作用下,结构的动力响应并不是两者单独作用下动力响应幅值的简单累加,其中空气冲击波对结构动力响应的影响占主导地位,但是爆炸地震对结构动力响应的贡献不可忽略。
2016, 46(9): 175-178.
doi: 10.13204/j.gyjz201609035
摘要:
古木楼阁是中国古代园林建筑的重要组成部分,飞云楼位于山西万荣,是古木楼阁建筑的代表作,属国家重点文物保护对象。现存飞云楼重建于五百多年以前,数百年中经历过多次修缮,具有多个朝代的建筑风格。近些年来,飞云楼构件残损与劣化等现象日益加剧,使得结构主体严重倾斜,濒临倒塌。通过对飞云楼的房屋残损现状的调查分析,对飞云楼实施了保护措施,对该次修缮加固可逆性加固修缮方法进行了详细介绍。
古木楼阁是中国古代园林建筑的重要组成部分,飞云楼位于山西万荣,是古木楼阁建筑的代表作,属国家重点文物保护对象。现存飞云楼重建于五百多年以前,数百年中经历过多次修缮,具有多个朝代的建筑风格。近些年来,飞云楼构件残损与劣化等现象日益加剧,使得结构主体严重倾斜,濒临倒塌。通过对飞云楼的房屋残损现状的调查分析,对飞云楼实施了保护措施,对该次修缮加固可逆性加固修缮方法进行了详细介绍。
2016, 46(9): 179-183.
doi: 10.13204/j.gyjz201609036
摘要:
在大型公共建筑施工过程中如何实现高精度、高效益建造是项目的重点及难点,针对以上问题结合长沙国际会展中心项目特点,将建筑信息建模BIM技术运用到项目施工中,分别研究了BIM在深化设计、施工过程力学性能分析、三维施工可视化模拟及现场拼装变形监控这四方面的具体应用,解决了长沙国际会展中心施工过程中安装复杂、张拉控制难度大、技术交底困难等问题,实现了项目的精益建造,同时积累了BIM技术的大量应用经验。
在大型公共建筑施工过程中如何实现高精度、高效益建造是项目的重点及难点,针对以上问题结合长沙国际会展中心项目特点,将建筑信息建模BIM技术运用到项目施工中,分别研究了BIM在深化设计、施工过程力学性能分析、三维施工可视化模拟及现场拼装变形监控这四方面的具体应用,解决了长沙国际会展中心施工过程中安装复杂、张拉控制难度大、技术交底困难等问题,实现了项目的精益建造,同时积累了BIM技术的大量应用经验。
