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2023年 第53卷 第11期
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2023, 53(11): 1-10,20.
doi: 10.13204/j.gyjzG23051908
摘要:
温州地区具有深厚的结构性软土。为研究软土地区地铁盾构隧道施工期土体的变形性状,选取温州市轨道交通M1线某区段典型软土层作为研究对象,基于重塑土的固有压缩特性,对原状样和重塑样进行固结压缩试验,分别从强度和变形特性来评价温州软土的结构性,并采用PLAXIS 3D软件建立地层-盾构隧道三维弹塑性有限元模型,研究盾构施工对结构性土层的扰动规律和扰动度分布,分析施工引起的附加扰动沉降。结果表明:温州地区软黏土具有强烈的结构性,强度和变形特性均受到结构性的影响;屈服应力无法作为判定欠固结土结构性的指标;盾构施工对土层的扰动可以分为初步发展阶段、快速发展阶段及稳定阶段,不同阶段受到不同作用的影响;盾构施工扰动可致使地层产生较大的工后附加沉降,主要集中在盾构隧道轮廓线周围的土体。因此,有必要在施工前采用针对性措施对地层进行加固。
温州地区具有深厚的结构性软土。为研究软土地区地铁盾构隧道施工期土体的变形性状,选取温州市轨道交通M1线某区段典型软土层作为研究对象,基于重塑土的固有压缩特性,对原状样和重塑样进行固结压缩试验,分别从强度和变形特性来评价温州软土的结构性,并采用PLAXIS 3D软件建立地层-盾构隧道三维弹塑性有限元模型,研究盾构施工对结构性土层的扰动规律和扰动度分布,分析施工引起的附加扰动沉降。结果表明:温州地区软黏土具有强烈的结构性,强度和变形特性均受到结构性的影响;屈服应力无法作为判定欠固结土结构性的指标;盾构施工对土层的扰动可以分为初步发展阶段、快速发展阶段及稳定阶段,不同阶段受到不同作用的影响;盾构施工扰动可致使地层产生较大的工后附加沉降,主要集中在盾构隧道轮廓线周围的土体。因此,有必要在施工前采用针对性措施对地层进行加固。
2023, 53(11): 11-20.
doi: 10.13204/j.gyjzG22090204
摘要:
以广西某高速公路隧道工程为背景,基于ABAQUS有限元分析软件建立三维数值模型,模拟研究衬砌厚度不足对衬砌结构安全性和裂缝演化规律的影响。结果表明:隧道衬砌厚度不足显著影响衬砌结构的安全性,减薄位置处安全系数随着内衬厚度的减小而减小;拱顶厚度不足时,对衬砌结构安全性的影响最大;衬砌减薄分散型分布对拱顶、拱肩处安全性影响较大;衬砌减薄集中型分布对边墙安全性影响较大。裂缝首先出现在减薄区域对应的衬砌内侧;随着内衬厚度的减小,裂缝数量增加、扩展速度加快,破坏提前;衬砌减薄集中型分布产生的裂缝面积大于分散型分布产生的裂缝面积。
以广西某高速公路隧道工程为背景,基于ABAQUS有限元分析软件建立三维数值模型,模拟研究衬砌厚度不足对衬砌结构安全性和裂缝演化规律的影响。结果表明:隧道衬砌厚度不足显著影响衬砌结构的安全性,减薄位置处安全系数随着内衬厚度的减小而减小;拱顶厚度不足时,对衬砌结构安全性的影响最大;衬砌减薄分散型分布对拱顶、拱肩处安全性影响较大;衬砌减薄集中型分布对边墙安全性影响较大。裂缝首先出现在减薄区域对应的衬砌内侧;随着内衬厚度的减小,裂缝数量增加、扩展速度加快,破坏提前;衬砌减薄集中型分布产生的裂缝面积大于分散型分布产生的裂缝面积。
2023, 53(11): 21-28.
doi: 10.13204/j.gyjzG22091803
摘要:
为探究软岩中深埋条件下小净距隧道左、右隧道掘进的相互扰动影响,依托华丽高速东马场1号隧道工程,通过对现场实测数据的分析及数值模拟,对软岩中深埋小净距隧道左、右隧道采用不同掘进工法和掌子面间距掘进时隧道的变形规律展开研究。结果表明:掘进时,左、右隧道存在相互扰动现象,先行隧道水平收敛变形明显大于后行隧道;掘进工法对隧道变形影响较大,双隧道均采用三台阶掘进,相较采用两台阶掘进的变形量最大减小13%;先行隧道采用三台阶掘进,后行隧道采用两台阶掘进的变形量相较双隧道均采用两台阶掘进最大减小12%,与双隧道均采用三台阶掘进的变形结果相近;左、右隧道掌子面间距对拱顶沉降影响较小,而对隧道水平收敛变形影响较大,随着掌子面间距的增大,变形稳定时间延长,水平位移逐渐减小,且在间距达到50 m后变形减小趋势变缓。综合考虑隧道施工工期、建设成本及隧道变形控制效果,建议软岩中深埋小净距隧道采用先行隧道三台阶掘进、后行隧道采用两台阶掘进的施工方案,将掌子面间距控制在50 m以上,以减小两隧道的相互扰动。
为探究软岩中深埋条件下小净距隧道左、右隧道掘进的相互扰动影响,依托华丽高速东马场1号隧道工程,通过对现场实测数据的分析及数值模拟,对软岩中深埋小净距隧道左、右隧道采用不同掘进工法和掌子面间距掘进时隧道的变形规律展开研究。结果表明:掘进时,左、右隧道存在相互扰动现象,先行隧道水平收敛变形明显大于后行隧道;掘进工法对隧道变形影响较大,双隧道均采用三台阶掘进,相较采用两台阶掘进的变形量最大减小13%;先行隧道采用三台阶掘进,后行隧道采用两台阶掘进的变形量相较双隧道均采用两台阶掘进最大减小12%,与双隧道均采用三台阶掘进的变形结果相近;左、右隧道掌子面间距对拱顶沉降影响较小,而对隧道水平收敛变形影响较大,随着掌子面间距的增大,变形稳定时间延长,水平位移逐渐减小,且在间距达到50 m后变形减小趋势变缓。综合考虑隧道施工工期、建设成本及隧道变形控制效果,建议软岩中深埋小净距隧道采用先行隧道三台阶掘进、后行隧道采用两台阶掘进的施工方案,将掌子面间距控制在50 m以上,以减小两隧道的相互扰动。
2023, 53(11): 29-35,87.
doi: 10.13204/j.gyjzG22071706
摘要:
层理构造和隧道间距是相邻隧道围岩掘进卸荷响应敏感性因素,极易诱发围岩变形失稳及地表塌陷。以倾斜层理岩体中在建分离式地铁隧道为背景,将地层倾角作为研究变量,采用FLAC3D有限元软件对隧道围岩的施工响应规律进行研究,并与施工监测数据进行对比验证。结果表明:随着地层倾角的增大,隧道围岩非对称变形的显著性先增大后减小,而地表竖向沉降槽则由单峰V形逐渐向双锋W形转变并趋于显著,沉降槽宽度系数也随之先减小后增大。0.75倍隧道直径范围内围岩应力释放特征显著,于地层倾角为30°时达到峰值,并随径向深度的增大呈非线性减弱。层理两侧围岩应力场非连续性分布的特征,随倾角的减小趋于显著。此外,层理两侧岩体在结构面与隧道边墙轮廓相交位置易发生共轭剪切破坏,应在施工期间进行局部加固。
层理构造和隧道间距是相邻隧道围岩掘进卸荷响应敏感性因素,极易诱发围岩变形失稳及地表塌陷。以倾斜层理岩体中在建分离式地铁隧道为背景,将地层倾角作为研究变量,采用FLAC3D有限元软件对隧道围岩的施工响应规律进行研究,并与施工监测数据进行对比验证。结果表明:随着地层倾角的增大,隧道围岩非对称变形的显著性先增大后减小,而地表竖向沉降槽则由单峰V形逐渐向双锋W形转变并趋于显著,沉降槽宽度系数也随之先减小后增大。0.75倍隧道直径范围内围岩应力释放特征显著,于地层倾角为30°时达到峰值,并随径向深度的增大呈非线性减弱。层理两侧围岩应力场非连续性分布的特征,随倾角的减小趋于显著。此外,层理两侧岩体在结构面与隧道边墙轮廓相交位置易发生共轭剪切破坏,应在施工期间进行局部加固。
2023, 53(11): 36-41,96.
doi: 10.13204/j.gyjzG22081603
摘要:
隧道在复杂工况下支护结构受力及变形形式通常较为复杂,尤其在滑坡地段,支护结构处于偏压状态。以攀枝花阳光隧道洞口段为工程依托,探讨在浅埋偏压隧道剪断既有抗滑桩工况下,隧道支护结构的受力及变形特征。利用MIDAS GTS NX数值模拟软件建立三维模型,分析支护结构内力及应力分布规律,预测掘进过程中支护结构的薄弱环节。根据模拟结果可知:管棚支护产生整体位移,最大变形值为35.35 mm;初期支护产生挤压变形,最大变形值为34.36 mm。支护结构左拱腰处受应力集中影响内力较大,临时支护拆除对拱顶及仰拱处应力影响较大。监测数据表明:围岩压力分布不均,拱顶处接触压力最大,支护结构右侧压力大于左侧,最大压力值为268.60 kPa。
隧道在复杂工况下支护结构受力及变形形式通常较为复杂,尤其在滑坡地段,支护结构处于偏压状态。以攀枝花阳光隧道洞口段为工程依托,探讨在浅埋偏压隧道剪断既有抗滑桩工况下,隧道支护结构的受力及变形特征。利用MIDAS GTS NX数值模拟软件建立三维模型,分析支护结构内力及应力分布规律,预测掘进过程中支护结构的薄弱环节。根据模拟结果可知:管棚支护产生整体位移,最大变形值为35.35 mm;初期支护产生挤压变形,最大变形值为34.36 mm。支护结构左拱腰处受应力集中影响内力较大,临时支护拆除对拱顶及仰拱处应力影响较大。监测数据表明:围岩压力分布不均,拱顶处接触压力最大,支护结构右侧压力大于左侧,最大压力值为268.60 kPa。
2023, 53(11): 42-49.
doi: 10.13204/j.gyjzG22090118
摘要:
盾构隧道内部结构的全预制化对于提高施工工效、保障建造质量具有重要意义。然而,由于装配构件的连接强度和质量存在差异,在隧底存在注浆空洞时铁路列车通行引起的振动响应将对装配式内部结构的受力和变形造成不利影响。以甬舟铁路金塘海底隧道为背景,提出全拼装内部结构与管片的两种连接方式(两端固接,一端固接一端水平铰接)及非封闭二衬部分拼装式内部结构,并对不同内部结构形式在列车振动下基底空洞对其基底累积沉降及内力的影响进行研究。研究表明:1)基底空洞导致基底累积沉降增大,但全装配式内部结构与管片在两端固接时盾构隧道累积沉降最小,表明内部结构与管片连接的加强能减小列车往复荷载作用下的累积变形;2)基底空洞会造成管片和结构内力的增大,造成该区域衬砌应力集中,阻碍振动能量往管片传递,造成全装配式内部结构的连接螺栓剪力幅值激增,并引起隧道拱底振动能量积聚,使振动的累积响应加剧。
盾构隧道内部结构的全预制化对于提高施工工效、保障建造质量具有重要意义。然而,由于装配构件的连接强度和质量存在差异,在隧底存在注浆空洞时铁路列车通行引起的振动响应将对装配式内部结构的受力和变形造成不利影响。以甬舟铁路金塘海底隧道为背景,提出全拼装内部结构与管片的两种连接方式(两端固接,一端固接一端水平铰接)及非封闭二衬部分拼装式内部结构,并对不同内部结构形式在列车振动下基底空洞对其基底累积沉降及内力的影响进行研究。研究表明:1)基底空洞导致基底累积沉降增大,但全装配式内部结构与管片在两端固接时盾构隧道累积沉降最小,表明内部结构与管片连接的加强能减小列车往复荷载作用下的累积变形;2)基底空洞会造成管片和结构内力的增大,造成该区域衬砌应力集中,阻碍振动能量往管片传递,造成全装配式内部结构的连接螺栓剪力幅值激增,并引起隧道拱底振动能量积聚,使振动的累积响应加剧。
2023, 53(11): 50-54,49.
doi: 10.13204/j.gyjzG22070507
摘要:
以上海市轨道交通某盾构区间为研究对象,考虑是否进行冻结施工以及不同的水平冻结天数等影响因素,建立隧道开挖的热力耦合模型,并将模拟结果与现场监测数据进行对比分析,结果表明:数值计算结果整体趋势与实测数据较为吻合;门洞口存在水平冻结条件时,地表沉降量较未进行水平冻结减小了82.3%;不同水平冻结天数对地表沉降量影响不大。
以上海市轨道交通某盾构区间为研究对象,考虑是否进行冻结施工以及不同的水平冻结天数等影响因素,建立隧道开挖的热力耦合模型,并将模拟结果与现场监测数据进行对比分析,结果表明:数值计算结果整体趋势与实测数据较为吻合;门洞口存在水平冻结条件时,地表沉降量较未进行水平冻结减小了82.3%;不同水平冻结天数对地表沉降量影响不大。
2023, 53(11): 55-64.
doi: 10.13204/j.gyjzG22103112
摘要:
为对盾构下穿既有隧道施工工程安全风险进行分析和管控,提出一种基于高斯Copula贝叶斯(GCBN)模型的盾构下穿既有隧道施工风险分析方法。基于故障树建立了一套包括12个因素的施工安全风险指标体系,将贝叶斯网络的动态推理诊断与Copula理论的依赖性表达相结合,在不确定和不完全信息下构建盾构下穿既有隧道施工风险分析的GCBN模型。以武汉轨道交通12号线下穿既有7号线工程为例,利用高斯Copula识别各因素边际分布类型,计算各因素间相关系数并连接网络中结点。通过模型推理进行定性和定量分析,识别盾构下穿施工安全风险状态,分析各致险因素对风险结果的影响。最后,对敏感性高的因素采取措施进行防控。通过防控前、后模型计算结果对比,实现盾构下穿施工过程实时动态安全预警管控。实践表明:GCBN模型预测结果与专家评价结果吻合,验证了所构建GCBN风险分析模型的可靠性。
为对盾构下穿既有隧道施工工程安全风险进行分析和管控,提出一种基于高斯Copula贝叶斯(GCBN)模型的盾构下穿既有隧道施工风险分析方法。基于故障树建立了一套包括12个因素的施工安全风险指标体系,将贝叶斯网络的动态推理诊断与Copula理论的依赖性表达相结合,在不确定和不完全信息下构建盾构下穿既有隧道施工风险分析的GCBN模型。以武汉轨道交通12号线下穿既有7号线工程为例,利用高斯Copula识别各因素边际分布类型,计算各因素间相关系数并连接网络中结点。通过模型推理进行定性和定量分析,识别盾构下穿施工安全风险状态,分析各致险因素对风险结果的影响。最后,对敏感性高的因素采取措施进行防控。通过防控前、后模型计算结果对比,实现盾构下穿施工过程实时动态安全预警管控。实践表明:GCBN模型预测结果与专家评价结果吻合,验证了所构建GCBN风险分析模型的可靠性。
2023, 53(11): 65-72.
doi: 10.13204/j.gyjzG22011206
摘要:
岩溶地区盾构掘进过程中,复杂地质环境对隧道掌子面稳定性产生较大影响,进而引发开挖面失稳等安全问题。为准确评价掌子面稳定性,降低施工风险,提出一种基于云模型和D-S证据理论的安全评价方法,考虑影响因素的复杂性,解决评价信息的模糊不确定性及高冲突问题。根据大量工程实践和文献研究,从岩溶、施工以及围岩影响三个方面建立一套掌子面稳定性评价体系和标准。以云模型获取评价指标对于风险等级的关联度,继而转化为基本概率分配,利用D-S证据理论对多源证据信息进行融合和更新,实现掌子面安全风险实时评价,并基于全局敏感度确定敏感性因素。实例应用结果表明:评价段掌子面稳定性等级为Ⅱ级,能够保持相对稳定,与实际施工情况相符。
岩溶地区盾构掘进过程中,复杂地质环境对隧道掌子面稳定性产生较大影响,进而引发开挖面失稳等安全问题。为准确评价掌子面稳定性,降低施工风险,提出一种基于云模型和D-S证据理论的安全评价方法,考虑影响因素的复杂性,解决评价信息的模糊不确定性及高冲突问题。根据大量工程实践和文献研究,从岩溶、施工以及围岩影响三个方面建立一套掌子面稳定性评价体系和标准。以云模型获取评价指标对于风险等级的关联度,继而转化为基本概率分配,利用D-S证据理论对多源证据信息进行融合和更新,实现掌子面安全风险实时评价,并基于全局敏感度确定敏感性因素。实例应用结果表明:评价段掌子面稳定性等级为Ⅱ级,能够保持相对稳定,与实际施工情况相符。
2023, 53(11): 73-79.
doi: 10.13204/j.gyjzG22072104
摘要:
排管式缆线管廊具有断面小、埋深浅和铺设条件复杂等特点。该类型缆线管廊主要采用工厂预制,现场施加预应力装配连接,其接头刚度对管廊正常使用有较大影响。为探究预应力对管廊接头性能的影响,以截面尺寸为1 090 mm×650 mm十管道缆线管廊为例,采用有限元和试验研究方法,对不同预应力钢绞线张拉方式和预应力值下管廊接头抗弯、抗剪性能进行研究。结果表明:预应力钢绞线长度对接头抗弯刚度影响显著,钢绞线越短,接头抗弯刚度越大,延性越低;提高预应力和接头截面摩擦系数,对提高接头抗剪刚度作用明显。最后,通过三组足尺缆线管廊抗弯剪试验,验证了有限元建模分析的正确性。
排管式缆线管廊具有断面小、埋深浅和铺设条件复杂等特点。该类型缆线管廊主要采用工厂预制,现场施加预应力装配连接,其接头刚度对管廊正常使用有较大影响。为探究预应力对管廊接头性能的影响,以截面尺寸为1 090 mm×650 mm十管道缆线管廊为例,采用有限元和试验研究方法,对不同预应力钢绞线张拉方式和预应力值下管廊接头抗弯、抗剪性能进行研究。结果表明:预应力钢绞线长度对接头抗弯刚度影响显著,钢绞线越短,接头抗弯刚度越大,延性越低;提高预应力和接头截面摩擦系数,对提高接头抗剪刚度作用明显。最后,通过三组足尺缆线管廊抗弯剪试验,验证了有限元建模分析的正确性。
2023, 53(11): 80-87.
doi: 10.13204/j.gyjzG23051516
摘要:
在国家双碳减排的政策下,资源枯竭型城市的发展面临着复杂多变的问题以及沉重的转型压力,尤其废弃矿坑再生问题。基于"共生理论"对资源枯竭型城市的产业遗存和文化产业进行分析,从共生单元的组织、共生环境的建设、共生界面的构建三个层面对阜新海州露天矿的现存问题进行了剖析,并且提出了相应的设计策略以及实践方法,从而实现资源枯竭型城市的良性发展,以期为相关城市的更新发展提供一定的借鉴。
在国家双碳减排的政策下,资源枯竭型城市的发展面临着复杂多变的问题以及沉重的转型压力,尤其废弃矿坑再生问题。基于"共生理论"对资源枯竭型城市的产业遗存和文化产业进行分析,从共生单元的组织、共生环境的建设、共生界面的构建三个层面对阜新海州露天矿的现存问题进行了剖析,并且提出了相应的设计策略以及实践方法,从而实现资源枯竭型城市的良性发展,以期为相关城市的更新发展提供一定的借鉴。
2023, 53(11): 88-96.
doi: 10.13204/j.gyjzG22060205
摘要:
基于垂直攀援绿化在高密度城市的应用与发展,测试其对于湿热地区半户外空间的热环境与热舒适调节作用。首先对湿热地区的攀援绿化案例进行了夏季典型高温日实测,然后结合计算流体动力学(CFD)工具进行模拟校验。进而,耦合CFD与Ladybug + Honeybee工具对典型架空过渡空间与攀援绿化的组合工况进行了热环境与热舒适模拟测试。得出:1) 实测显示攀援绿化测点比无绿化测点平均温度降低0.06~0.53 ℃,黑球温度降低0.37~1.73 ℃,风速降低0~0.18 m/s,平均辐射温度(MRT)降低0.58~2.74 ℃,生理等效温度(PET)降低0.27~1.43 ℃;2) 架空层CFD模拟结果显示,除了FG-1模型,其他各模型温度均稍有降低,降低幅度约为0.1~0.3 ℃;3) FG-2、FG-3模型风速降幅约为1.3 m/s,DG系列模型风速降幅约为0.8 m/s;4) 耦合模拟结果显示,FG-2、FG-3、DG与WG系列模型的PET值降幅约为0.8~1.1 ℃,进而,FG-2、FG-3、DG系列对空间整体生理等效温度调节较好,为较优的布局选项。
基于垂直攀援绿化在高密度城市的应用与发展,测试其对于湿热地区半户外空间的热环境与热舒适调节作用。首先对湿热地区的攀援绿化案例进行了夏季典型高温日实测,然后结合计算流体动力学(CFD)工具进行模拟校验。进而,耦合CFD与Ladybug + Honeybee工具对典型架空过渡空间与攀援绿化的组合工况进行了热环境与热舒适模拟测试。得出:1) 实测显示攀援绿化测点比无绿化测点平均温度降低0.06~0.53 ℃,黑球温度降低0.37~1.73 ℃,风速降低0~0.18 m/s,平均辐射温度(MRT)降低0.58~2.74 ℃,生理等效温度(PET)降低0.27~1.43 ℃;2) 架空层CFD模拟结果显示,除了FG-1模型,其他各模型温度均稍有降低,降低幅度约为0.1~0.3 ℃;3) FG-2、FG-3模型风速降幅约为1.3 m/s,DG系列模型风速降幅约为0.8 m/s;4) 耦合模拟结果显示,FG-2、FG-3、DG与WG系列模型的PET值降幅约为0.8~1.1 ℃,进而,FG-2、FG-3、DG系列对空间整体生理等效温度调节较好,为较优的布局选项。
2023, 53(11): 97-101,167.
doi: 10.13204/j.gyjzG21082301
摘要:
大跨建筑设计建造过程中,树形支承结构以其独特的分支结构形式展现出高效的传力机制与生动的美学特征,得到较为广泛的认可和应用,产生了诸多优秀的建筑设计实例。通过对树形结构的基本特征进行分析,结合图解静力学、结构形态学和分形理论,分别从"形"与"态"两方面对树形结构进行总结分析,为树形结构的形态创作提供更多的设计思路。
大跨建筑设计建造过程中,树形支承结构以其独特的分支结构形式展现出高效的传力机制与生动的美学特征,得到较为广泛的认可和应用,产生了诸多优秀的建筑设计实例。通过对树形结构的基本特征进行分析,结合图解静力学、结构形态学和分形理论,分别从"形"与"态"两方面对树形结构进行总结分析,为树形结构的形态创作提供更多的设计思路。
2023, 53(11): 102-109,144.
doi: 10.13204/j.gyjzG22063008
摘要:
城市街道绿色空间是城市公共空间的重要组成部分,是人们感知城市最为直接的场所之一。在城市街道绿色空间供需平衡视角下,以济南市洪家楼街区为例,用街道绿视率水平和需求指数度量街道绿色空间供给水平和需求水平,借助百度地图、高德地图等开放平台数据,使用ArcGIS网络分析和Segnet语义分割等方法进行评估。结果表明:在绿色空间供给方面,济南市洪家楼街区的绿色空间供给水平整体不高,绿色空间供给良好的选点仅占比24%,花园路的绿色空间供给水平高于洪家楼南、北路;在绿色空间需求方面,花园路西段的需求最高,呈现出自西向东逐渐降低的变化趋势,并在中段间或出现几处较高的选点,而洪家楼南、北路则是南、北段的需求较高,中部较低,花园路的绿色空间需求高于洪家楼南、北路;在供需平衡方面,花园路的绿色空间供给与需求匹配度较高,洪家楼南、北路的绿色空间供给与需求匹配度较差,44.12%位于"低供给、高需求"象限。最后,从供给和需求两个方面,提出针对性的优化策略,研究可以为城市更新提供研究思路和方法参考。
城市街道绿色空间是城市公共空间的重要组成部分,是人们感知城市最为直接的场所之一。在城市街道绿色空间供需平衡视角下,以济南市洪家楼街区为例,用街道绿视率水平和需求指数度量街道绿色空间供给水平和需求水平,借助百度地图、高德地图等开放平台数据,使用ArcGIS网络分析和Segnet语义分割等方法进行评估。结果表明:在绿色空间供给方面,济南市洪家楼街区的绿色空间供给水平整体不高,绿色空间供给良好的选点仅占比24%,花园路的绿色空间供给水平高于洪家楼南、北路;在绿色空间需求方面,花园路西段的需求最高,呈现出自西向东逐渐降低的变化趋势,并在中段间或出现几处较高的选点,而洪家楼南、北路则是南、北段的需求较高,中部较低,花园路的绿色空间需求高于洪家楼南、北路;在供需平衡方面,花园路的绿色空间供给与需求匹配度较高,洪家楼南、北路的绿色空间供给与需求匹配度较差,44.12%位于"低供给、高需求"象限。最后,从供给和需求两个方面,提出针对性的优化策略,研究可以为城市更新提供研究思路和方法参考。
2023, 53(11): 110-116.
doi: 10.13204/j.gyjzG22051211
摘要:
通过循环反复加载试验研究了3个带钢端头的新型装配式高强钢筋混凝土梁柱中节点的受力性能,分析该高强钢筋混凝土梁柱中节点的破坏特征、弯矩-转角、核心区剪力-转角、强度退化以及应变规律。根据试验结果发现,设计的新型装配式高强钢筋混凝土梁柱节点均呈现出预期设计的节点核心区剪切破坏。预埋钢连接件与钢筋混凝土梁之间的连接可靠,带钢端头装配式高强钢筋混凝土梁柱节点中能够有效传递内力,显现出较高的转动能力和较平缓的强度退化,节点受力性能良好。钢端头中横隔板和设置的腹板受力充分,可与箍筋和混凝土分担受力。3个被测试构件中水平连接板间设置腹板且装配部位后浇混凝土的节点受力性能最佳。
通过循环反复加载试验研究了3个带钢端头的新型装配式高强钢筋混凝土梁柱中节点的受力性能,分析该高强钢筋混凝土梁柱中节点的破坏特征、弯矩-转角、核心区剪力-转角、强度退化以及应变规律。根据试验结果发现,设计的新型装配式高强钢筋混凝土梁柱节点均呈现出预期设计的节点核心区剪切破坏。预埋钢连接件与钢筋混凝土梁之间的连接可靠,带钢端头装配式高强钢筋混凝土梁柱节点中能够有效传递内力,显现出较高的转动能力和较平缓的强度退化,节点受力性能良好。钢端头中横隔板和设置的腹板受力充分,可与箍筋和混凝土分担受力。3个被测试构件中水平连接板间设置腹板且装配部位后浇混凝土的节点受力性能最佳。
2023, 53(11): 117-124,174.
doi: 10.13204/j.gyjzG23012801
摘要:
为研究桁架筋与钢筋网片的连接形式、连接部位对双面叠合混凝土剪力墙大偏心受压性能的影响,对3片双面叠合混凝土剪力墙试件进行了试验,对比分析了各试件在大偏心荷载作用下的破坏形态、变形能力、承载能力以及刚度。试验结果表明,所有试件均表现出典型的大偏心受压延性破坏特征;下弦筋与钢筋网片全部绑扎、上弦筋与钢筋网片两端绑扎的试件(DPCW-1)和上、下弦筋与钢筋网片均全部绑扎的试件(DPCW-2),在大偏心受压下表现出的破坏形态、承载能力、刚度退化特征均相似;桁架筋与钢筋网片采用焊接连接方式的试件(DPCW-3)的峰值荷载以及整个加载过程中的刚度高于采用绑扎连接方式的试件(DPCW-2);各试件均观察到桁架筋上弦筋屈服的现象,且上、下弦筋钢筋应变大致与竖向受力钢筋应变规律相似,说明桁架筋的上、下弦筋在双面叠合剪力墙承受大偏心荷载时参与受力。在试验研究基础上,采用ABAQUS有限元软件对试件进行建模分析,模拟结果与试验结果吻合较好。参数分析结果表明,当改变试件的偏心距时,随着偏心距的增大,各试件极限承载力减小,极限挠度增大;混凝土叠合面黏结系数对叠合剪力墙在大偏心受压下的极限承载力和刚度影响不大。
为研究桁架筋与钢筋网片的连接形式、连接部位对双面叠合混凝土剪力墙大偏心受压性能的影响,对3片双面叠合混凝土剪力墙试件进行了试验,对比分析了各试件在大偏心荷载作用下的破坏形态、变形能力、承载能力以及刚度。试验结果表明,所有试件均表现出典型的大偏心受压延性破坏特征;下弦筋与钢筋网片全部绑扎、上弦筋与钢筋网片两端绑扎的试件(DPCW-1)和上、下弦筋与钢筋网片均全部绑扎的试件(DPCW-2),在大偏心受压下表现出的破坏形态、承载能力、刚度退化特征均相似;桁架筋与钢筋网片采用焊接连接方式的试件(DPCW-3)的峰值荷载以及整个加载过程中的刚度高于采用绑扎连接方式的试件(DPCW-2);各试件均观察到桁架筋上弦筋屈服的现象,且上、下弦筋钢筋应变大致与竖向受力钢筋应变规律相似,说明桁架筋的上、下弦筋在双面叠合剪力墙承受大偏心荷载时参与受力。在试验研究基础上,采用ABAQUS有限元软件对试件进行建模分析,模拟结果与试验结果吻合较好。参数分析结果表明,当改变试件的偏心距时,随着偏心距的增大,各试件极限承载力减小,极限挠度增大;混凝土叠合面黏结系数对叠合剪力墙在大偏心受压下的极限承载力和刚度影响不大。
2023, 53(11): 125-130,116.
doi: 10.13204/j.gyjzG22120802
摘要:
为探讨型钢混凝土在地铁车站转换梁的工程应用,在双工字钢型钢混凝土转换梁试件受剪试验研究的基础上,采用ABAQUS软件建立了转换梁的有限元模型,并对转换梁的抗剪性能进行了非线性分析,获取了转换梁的应力云图和荷载-位移骨架曲线;将转换梁的计算结果与试验结果进行比较,验证该转换梁有限元模型的合理性,进一步分析了设计参数对该转换梁抗剪性能的影响规律。研究表明:转换梁在受力过程中经历初裂、裂缝开展、破坏三个阶段,最终呈现出典型的剪切破坏特征;与传统钢筋混凝土转换梁相比,双工字钢型钢混凝土转换梁具有较高的承载能力和良好的延性;随着剪跨比的增大,转换梁的承载能力降低,但延性略有增强;增大型钢配钢率可显著提高转换梁的承载力和变形能力;另外,提高钢材和混凝土的材料强度,对于转换梁的抗剪承载力是有利的。
为探讨型钢混凝土在地铁车站转换梁的工程应用,在双工字钢型钢混凝土转换梁试件受剪试验研究的基础上,采用ABAQUS软件建立了转换梁的有限元模型,并对转换梁的抗剪性能进行了非线性分析,获取了转换梁的应力云图和荷载-位移骨架曲线;将转换梁的计算结果与试验结果进行比较,验证该转换梁有限元模型的合理性,进一步分析了设计参数对该转换梁抗剪性能的影响规律。研究表明:转换梁在受力过程中经历初裂、裂缝开展、破坏三个阶段,最终呈现出典型的剪切破坏特征;与传统钢筋混凝土转换梁相比,双工字钢型钢混凝土转换梁具有较高的承载能力和良好的延性;随着剪跨比的增大,转换梁的承载能力降低,但延性略有增强;增大型钢配钢率可显著提高转换梁的承载力和变形能力;另外,提高钢材和混凝土的材料强度,对于转换梁的抗剪承载力是有利的。
2023, 53(11): 131-138.
doi: 10.13204/j.gyjzG22071309
摘要:
为了研究配筋率和预应力筋对UHPC-T梁抗弯疲劳性能及剩余承载能力的影响,以常规T梁为研究对象,设计并制作了6根UHPC-T梁与2根普通混凝土T梁,其中4根T梁进行三等分点抗弯疲劳试验,余下4根T梁进行三等分点抗弯静载试验,着重研究配筋率和预应力筋等因素对其挠度(残余挠度)、应变(残余应变)以及剩余承载能力等抗弯疲劳性能的影响。结果表明:增大配筋率和施加预应力对T梁混凝土疲劳应变影响较小,增大配筋率可有效降低钢筋疲劳应变,而施加预应力对钢筋疲劳应变影响不大;配筋率为0.372%和1.14%的UHPC-T梁及预应力UHPC-T梁疲劳试验后的剩余承载能力比相应的静载极限承载力分别下降了14.0%、6.7%和16.7 %,表明疲劳荷载作用降低了其承载能力;当材料性能改善和配筋率增大时,UHPC-T梁的剩余承载力逐渐上升,相应的挠度及残余挠度降低;疲劳荷载作用下,施加预应力提升了T梁的剩余承载能力,减小了最大裂缝宽度。
为了研究配筋率和预应力筋对UHPC-T梁抗弯疲劳性能及剩余承载能力的影响,以常规T梁为研究对象,设计并制作了6根UHPC-T梁与2根普通混凝土T梁,其中4根T梁进行三等分点抗弯疲劳试验,余下4根T梁进行三等分点抗弯静载试验,着重研究配筋率和预应力筋等因素对其挠度(残余挠度)、应变(残余应变)以及剩余承载能力等抗弯疲劳性能的影响。结果表明:增大配筋率和施加预应力对T梁混凝土疲劳应变影响较小,增大配筋率可有效降低钢筋疲劳应变,而施加预应力对钢筋疲劳应变影响不大;配筋率为0.372%和1.14%的UHPC-T梁及预应力UHPC-T梁疲劳试验后的剩余承载能力比相应的静载极限承载力分别下降了14.0%、6.7%和16.7 %,表明疲劳荷载作用降低了其承载能力;当材料性能改善和配筋率增大时,UHPC-T梁的剩余承载力逐渐上升,相应的挠度及残余挠度降低;疲劳荷载作用下,施加预应力提升了T梁的剩余承载能力,减小了最大裂缝宽度。
2023, 53(11): 139-144.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112303
摘要:
传统经验方法预测钢纤维混凝土梁的抗剪强度多基于有限的数据且难处理强非线性问题,因此难以有效快速地预测抗剪强度。为此,开发了一种基于集成学习的钢纤维混凝土梁的抗剪强度预测方法,数据包含来源于文献的330组梁。输入参数包含梁的有效尺寸、纵向配筋率、混凝土抗压强度、骨料尺寸、剪跨比、钢纤维系数及抗拉强度。首先对数据集进行热力图与相关系数分析,得到各输入参数之间几乎无冗余,均可作为有效输入参数进行建模,并得到了输入与输出参数之间的线性关系程度;然后将数据集分割为测试集和训练集,分别用于不同的集成学习模型进行计算并记录运行过程;最后将结果与传统回归方法进行比较。结果表明,集成学习中GradientBoost算法预测抗剪性能的准确度最高,达到了0.950,比传统回归方法的平均准确度要高,证明该预测方法可用于抗剪性能预测。
传统经验方法预测钢纤维混凝土梁的抗剪强度多基于有限的数据且难处理强非线性问题,因此难以有效快速地预测抗剪强度。为此,开发了一种基于集成学习的钢纤维混凝土梁的抗剪强度预测方法,数据包含来源于文献的330组梁。输入参数包含梁的有效尺寸、纵向配筋率、混凝土抗压强度、骨料尺寸、剪跨比、钢纤维系数及抗拉强度。首先对数据集进行热力图与相关系数分析,得到各输入参数之间几乎无冗余,均可作为有效输入参数进行建模,并得到了输入与输出参数之间的线性关系程度;然后将数据集分割为测试集和训练集,分别用于不同的集成学习模型进行计算并记录运行过程;最后将结果与传统回归方法进行比较。结果表明,集成学习中GradientBoost算法预测抗剪性能的准确度最高,达到了0.950,比传统回归方法的平均准确度要高,证明该预测方法可用于抗剪性能预测。
2023, 53(11): 145-155,138.
doi: 10.13204/j.gyjzG23053107
摘要:
提出一种直筒-锥段型钢结构冷却塔,并选取了混凝土冷却塔作为参照进行了比选研究,验证了钢结构冷却塔在技术上的可实现性和结构的可靠性,其成本和工期均较混凝土冷却塔少。为便于计算和工程应用,依据推导所得出的四边角钢格构式构件轴向、抗弯、剪切和抗扭刚度等计算式,针对性地提出了箱型薄壁单元的等效代换原理和计算方法,同时引出了相关系数对刚度进行修正,再利用有限元作进一步校核。研究发现,所提出的截面刚度等效代换精度较高,可满足工程精度需求。通过引入轴力负刚度,得到适用于一般空间结构的计算长度系数算式。
提出一种直筒-锥段型钢结构冷却塔,并选取了混凝土冷却塔作为参照进行了比选研究,验证了钢结构冷却塔在技术上的可实现性和结构的可靠性,其成本和工期均较混凝土冷却塔少。为便于计算和工程应用,依据推导所得出的四边角钢格构式构件轴向、抗弯、剪切和抗扭刚度等计算式,针对性地提出了箱型薄壁单元的等效代换原理和计算方法,同时引出了相关系数对刚度进行修正,再利用有限元作进一步校核。研究发现,所提出的截面刚度等效代换精度较高,可满足工程精度需求。通过引入轴力负刚度,得到适用于一般空间结构的计算长度系数算式。
2023, 53(11): 156-160,187.
doi: 10.13204/j.gyjzG21083107
摘要:
对10个环板加劲管板节点进行试验研究和数值分析,研究了环形加劲管板节点在径向荷载作用下的受力性能和失效模式,提出了环板加劲管板节点的失效准则。结果表明:在径向拉力作用下,节点板与加劲环板连接处最终发生断裂破坏,与之相差90°夹角位置处,加劲环板发生局部屈曲;在径向压力作用下,加劲环板发生压屈失效;当节点的变形与主管直径D的比值不大于0.15%时,节点处于弹性;当节点变形与主管直径的比值大于0.15%且小于2.0%时,节点的刚度迅速降低;当节点变形与主管直径比值大于2.0%时,节点已处于塑性且无法继续承载。基于此,提出采用0.02D极限变形准则来确定节点的极限承载力。
对10个环板加劲管板节点进行试验研究和数值分析,研究了环形加劲管板节点在径向荷载作用下的受力性能和失效模式,提出了环板加劲管板节点的失效准则。结果表明:在径向拉力作用下,节点板与加劲环板连接处最终发生断裂破坏,与之相差90°夹角位置处,加劲环板发生局部屈曲;在径向压力作用下,加劲环板发生压屈失效;当节点的变形与主管直径D的比值不大于0.15%时,节点处于弹性;当节点变形与主管直径的比值大于0.15%且小于2.0%时,节点的刚度迅速降低;当节点变形与主管直径比值大于2.0%时,节点已处于塑性且无法继续承载。基于此,提出采用0.02D极限变形准则来确定节点的极限承载力。
2023, 53(11): 161-167.
doi: 10.13204/j.gyjzG21091406
摘要:
讨论和证明了网架结构特征值屈曲分析中的单元选用应采用多段梁单元。通过铰支受压杆和铰接桁架的稳定性分析,对比解析解与近似解,指出单元选择的关键在于合适的形函数。通过分别采用杆单元、不同形函数的不分段与分段的梁单元(多段梁单元)对单一网架结构和考虑下部框架的网架进行特征值屈曲分析,对比表明:采用杆单元对网架进行特征值屈曲分析时,其最低阶屈曲荷载系数过大;采用高阶形函数的梁单元若不分段,可以得出较为准确的屈曲荷载系数,但屈曲模态不能反映杆件屈曲;采用梁单元并考虑分段,可以求得较为准确的临界荷载,其屈曲模态合理,能够反映杆件屈曲。
讨论和证明了网架结构特征值屈曲分析中的单元选用应采用多段梁单元。通过铰支受压杆和铰接桁架的稳定性分析,对比解析解与近似解,指出单元选择的关键在于合适的形函数。通过分别采用杆单元、不同形函数的不分段与分段的梁单元(多段梁单元)对单一网架结构和考虑下部框架的网架进行特征值屈曲分析,对比表明:采用杆单元对网架进行特征值屈曲分析时,其最低阶屈曲荷载系数过大;采用高阶形函数的梁单元若不分段,可以得出较为准确的屈曲荷载系数,但屈曲模态不能反映杆件屈曲;采用梁单元并考虑分段,可以求得较为准确的临界荷载,其屈曲模态合理,能够反映杆件屈曲。
2023, 53(11): 168-174.
doi: 10.13204/j.gyjzG21082504
摘要:
设计制作了两榀1∶2缩尺的双层单榀单跨铰接钢框架-支撑子结构,一榀为铰接钢框架-普通支撑子结构(FMB),另一榀为铰接钢框架-自复位耗能支撑子结构(FMD),对该两子结构进行了低周反复试验研究和对比分析。结果表明:加载过程中FMB的支撑发生面外失稳和屈曲破坏,梁-支撑节点域发生局部翘曲,结构几乎无耗能和复位性能;FMD中自复位耗能装置发挥耗能和自复位作用,其余各构件均处于弹性状态,加载结束后结构未发生破坏,具有较好的耗能能力且卸载后结构可自复位;与FMB相比,FMD具有相当的屈服承载力、更高的抗侧移能力、更大的延性和更强的耗能和自复位能力。
设计制作了两榀1∶2缩尺的双层单榀单跨铰接钢框架-支撑子结构,一榀为铰接钢框架-普通支撑子结构(FMB),另一榀为铰接钢框架-自复位耗能支撑子结构(FMD),对该两子结构进行了低周反复试验研究和对比分析。结果表明:加载过程中FMB的支撑发生面外失稳和屈曲破坏,梁-支撑节点域发生局部翘曲,结构几乎无耗能和复位性能;FMD中自复位耗能装置发挥耗能和自复位作用,其余各构件均处于弹性状态,加载结束后结构未发生破坏,具有较好的耗能能力且卸载后结构可自复位;与FMB相比,FMD具有相当的屈服承载力、更高的抗侧移能力、更大的延性和更强的耗能和自复位能力。
2023, 53(11): 175-179.
doi: 10.13204/j.gyjzG21083004
摘要:
为了准确快速地分析带有初始几何缺陷的单层网壳结构静力稳定性,通过分析特征缺陷模态法和随机缺陷模态法的初始几何缺陷值,并对1/4、1/5、1/6和1/7矢跨比的K8凯威特单层网壳结构进行线性屈曲分析,发现特征缺陷模态法的竖向几何缺陷值小于随机缺陷模态法,在矢跨比较大时会更明显,进而分析了特征缺陷模态法在矢跨比较大时可靠度较低的原因,提出控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法。运用所提出的方法和N阶特征缺陷模态法对网壳结构进行了弹塑性荷载-位移全过程分析。结果表明,控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法与N阶特征缺陷模态法的计算结果接近,误差在工程允许的5%以内,控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法较N阶特征缺陷模态法可以更安全地评估网壳结构的稳定性能。
为了准确快速地分析带有初始几何缺陷的单层网壳结构静力稳定性,通过分析特征缺陷模态法和随机缺陷模态法的初始几何缺陷值,并对1/4、1/5、1/6和1/7矢跨比的K8凯威特单层网壳结构进行线性屈曲分析,发现特征缺陷模态法的竖向几何缺陷值小于随机缺陷模态法,在矢跨比较大时会更明显,进而分析了特征缺陷模态法在矢跨比较大时可靠度较低的原因,提出控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法。运用所提出的方法和N阶特征缺陷模态法对网壳结构进行了弹塑性荷载-位移全过程分析。结果表明,控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法与N阶特征缺陷模态法的计算结果接近,误差在工程允许的5%以内,控制竖向几何缺陷的特征缺陷模态法较N阶特征缺陷模态法可以更安全地评估网壳结构的稳定性能。
2023, 53(11): 180-187.
doi: 10.13204/j.gyjzG22112702
摘要:
为研究装配式钢-薄层UHPC组合梁中大直径短栓钉的抗剪性能,通过有限元软件ABAQUS建立栓钉推出试验模型,主要研究栓钉直径、孔洞大小、孔洞形状以及单孔内配置栓钉数量对其抗剪性能的影响。研究结果表明:试件破坏模式均为栓钉剪断和混凝土板局部压坏;栓钉直径是影响抗剪承载力的主要因素,孔洞大小和孔洞形状对抗剪承载力影响不大,装配式试件较现浇试件抗剪承载力略有提升;单个孔内配置一个大直径短栓钉基本上可代替同等截面面积的两个小直径短栓钉。此外,将有限元得到的抗剪承载力与已有规范计算值对比发现,GB 50010—2017和EC 4中的计算方法预测偏保守,AASHTO LRFD中的计算方法与有限元得到数值吻合较好,并对比6组相关试验数据,验证了其计算方法的准确性。
为研究装配式钢-薄层UHPC组合梁中大直径短栓钉的抗剪性能,通过有限元软件ABAQUS建立栓钉推出试验模型,主要研究栓钉直径、孔洞大小、孔洞形状以及单孔内配置栓钉数量对其抗剪性能的影响。研究结果表明:试件破坏模式均为栓钉剪断和混凝土板局部压坏;栓钉直径是影响抗剪承载力的主要因素,孔洞大小和孔洞形状对抗剪承载力影响不大,装配式试件较现浇试件抗剪承载力略有提升;单个孔内配置一个大直径短栓钉基本上可代替同等截面面积的两个小直径短栓钉。此外,将有限元得到的抗剪承载力与已有规范计算值对比发现,GB 50010—2017和EC 4中的计算方法预测偏保守,AASHTO LRFD中的计算方法与有限元得到数值吻合较好,并对比6组相关试验数据,验证了其计算方法的准确性。
2023, 53(11): 188-195.
doi: 10.13204/j.gyjzG21090908
摘要:
薄壁开口截面易发生畸变屈曲与局部屈曲,这两种屈曲模式的耦合对冷弯型钢构件的力学性能有显著影响,现有规范中的承载力计算方法未能准确地考虑这种相关作用。针对2根高强冷弯型钢C形截面短柱开展试验研究,通过改变翼缘加劲、翼板尺寸和板件厚度,考察畸变屈曲与局部屈曲的相关作用对构件承载性能的影响。与试验结果比较后发现:1)开口截面短柱的承载力计算也需要考虑畸变屈曲,2)对发生局部与畸变屈曲耦合构件,直接强度法和有效宽度法给出的承载力计算值过高。在现有直接强度法基础上,依据屈曲变形发生的先后顺序进行屈曲模式识别,得到的修正计算值能准确地预测发生屈曲耦合构件的极限承载力。
薄壁开口截面易发生畸变屈曲与局部屈曲,这两种屈曲模式的耦合对冷弯型钢构件的力学性能有显著影响,现有规范中的承载力计算方法未能准确地考虑这种相关作用。针对2根高强冷弯型钢C形截面短柱开展试验研究,通过改变翼缘加劲、翼板尺寸和板件厚度,考察畸变屈曲与局部屈曲的相关作用对构件承载性能的影响。与试验结果比较后发现:1)开口截面短柱的承载力计算也需要考虑畸变屈曲,2)对发生局部与畸变屈曲耦合构件,直接强度法和有效宽度法给出的承载力计算值过高。在现有直接强度法基础上,依据屈曲变形发生的先后顺序进行屈曲模式识别,得到的修正计算值能准确地预测发生屈曲耦合构件的极限承载力。
2023, 53(11): 196-206,233.
doi: 10.13204/j.gyjzG23071406
摘要:
以采动区山地边坡地带典型220 kV高低腿输电铁塔为对象,考虑塔腿级差(0,1,2,3 m)、大板厚度(200,400,600 mm)、地表变形方向(0°,45°,90°和135°)等因素,分析评估了新型分体式防护大板在地表水平拉伸、水平压缩、正曲率和负曲率作用下的抗地表变形性能。研究结果表明:分体式防护大板能有效降低高低腿铁塔的杆件内力和基础相对位移,且降低效果与地表变形类型、地表变形方向、塔腿级差密切相关;增大分体式防护大板的厚度可有效提高其保护效果,但当板厚增大到一定程度后其保护效果继续增大的趋势不明显,400 mm是分体式大板的最优厚度;当分体式大板的长度方向与地表水平变形或曲率变形的方向一致时,大板的抗变形性能可以得到充分发挥,而在其他方向的地表变形下效果相对较差。
以采动区山地边坡地带典型220 kV高低腿输电铁塔为对象,考虑塔腿级差(0,1,2,3 m)、大板厚度(200,400,600 mm)、地表变形方向(0°,45°,90°和135°)等因素,分析评估了新型分体式防护大板在地表水平拉伸、水平压缩、正曲率和负曲率作用下的抗地表变形性能。研究结果表明:分体式防护大板能有效降低高低腿铁塔的杆件内力和基础相对位移,且降低效果与地表变形类型、地表变形方向、塔腿级差密切相关;增大分体式防护大板的厚度可有效提高其保护效果,但当板厚增大到一定程度后其保护效果继续增大的趋势不明显,400 mm是分体式大板的最优厚度;当分体式大板的长度方向与地表水平变形或曲率变形的方向一致时,大板的抗变形性能可以得到充分发挥,而在其他方向的地表变形下效果相对较差。
2023, 53(11): 207-213,220.
doi: 10.13204/j.gyjzG23053001
摘要:
对干湿循环作用下硫酸盐侵蚀沙漠砂混凝土进行力学性能试验研究,采用质量损失率、抗压耐蚀系数、相对动弹性模量来表征沙漠砂混凝土硫酸盐-干湿循环作用下性能劣化。试验结果表明:随着干湿循环次数增加,沙漠砂混凝土质量损失率先减小后增大,抗压耐蚀系数和相对动弹性模量先增大后减小。干湿循环60次时,质量损失率达到最小值,抗压耐蚀系数和相对动弹性模量达到最大值。随着硫酸盐溶液浓度升高,抗压耐蚀系数和相对动弹性模量降低幅度增大,取代率为40%的沙漠砂混凝土抗压耐蚀系数和相对动弹性模量比普通混凝土高。以动弹性模量定义损伤度,相对峰值应力和峰值应变与损伤度呈指数关系,其相关系数均达到0.93以上。
对干湿循环作用下硫酸盐侵蚀沙漠砂混凝土进行力学性能试验研究,采用质量损失率、抗压耐蚀系数、相对动弹性模量来表征沙漠砂混凝土硫酸盐-干湿循环作用下性能劣化。试验结果表明:随着干湿循环次数增加,沙漠砂混凝土质量损失率先减小后增大,抗压耐蚀系数和相对动弹性模量先增大后减小。干湿循环60次时,质量损失率达到最小值,抗压耐蚀系数和相对动弹性模量达到最大值。随着硫酸盐溶液浓度升高,抗压耐蚀系数和相对动弹性模量降低幅度增大,取代率为40%的沙漠砂混凝土抗压耐蚀系数和相对动弹性模量比普通混凝土高。以动弹性模量定义损伤度,相对峰值应力和峰值应变与损伤度呈指数关系,其相关系数均达到0.93以上。
2023, 53(11): 214-220.
doi: 10.13204/j.gyjzG22031505
摘要:
随着地铁规模的不断扩大,更大的跨度、更宽敞的空间、更舒适的乘坐感成为人民群众的要求。大跨无柱车站通过取消站台层墩柱,可有效地扩大车站结构的使用空间,提升乘客的换乘体验。但大跨无柱的结构形式也给车站的结构设计带来较大的困难。钢-混凝土组合结构力学性能优越,施工便捷,在解决大跨结构的问题中能够获得很好的综合效益。依托徐州市轨道交通3号线南三环车站工程,提出换乘节点车站的钢-混凝土组合结构方案,利用MIDAS Gen建立整体模型进行分析,研究结构的受力性能和关键构件的受力状态。结果表明,采用钢-混凝土组合结构方案能够显著减轻结构自重、节约建筑空间,同时还具有施工方便快捷的优势。建模分析的结果表明,大跨转换梁处于弯剪扭复合受力状态,是设计的要点和难点。最后,针对大跨无柱车站结构采用钢-混凝土组合结构方案时提出了设计建议,可为今后类似工程的建设提供参考。
随着地铁规模的不断扩大,更大的跨度、更宽敞的空间、更舒适的乘坐感成为人民群众的要求。大跨无柱车站通过取消站台层墩柱,可有效地扩大车站结构的使用空间,提升乘客的换乘体验。但大跨无柱的结构形式也给车站的结构设计带来较大的困难。钢-混凝土组合结构力学性能优越,施工便捷,在解决大跨结构的问题中能够获得很好的综合效益。依托徐州市轨道交通3号线南三环车站工程,提出换乘节点车站的钢-混凝土组合结构方案,利用MIDAS Gen建立整体模型进行分析,研究结构的受力性能和关键构件的受力状态。结果表明,采用钢-混凝土组合结构方案能够显著减轻结构自重、节约建筑空间,同时还具有施工方便快捷的优势。建模分析的结果表明,大跨转换梁处于弯剪扭复合受力状态,是设计的要点和难点。最后,针对大跨无柱车站结构采用钢-混凝土组合结构方案时提出了设计建议,可为今后类似工程的建设提供参考。
2023, 53(11): 221-225.
doi: 10.13204/gyjzG22120508
摘要:
为了研究火灾后RC梁的抗弯性能,考虑钢筋/混凝土界面黏结退化和混凝土高温爆裂特征,构建了RC梁的高温数值分析模型,并通过火灾试验验证数值分析模型的有效性。利用验证的数值分析模型建立由受火时间、爆裂深度、爆裂面积比与抗弯承载力组成的数值分析样本库,提出了火灾后RC梁的残余抗弯承载力的多元回归预测和SVM预测模型,并采用新工况样本数据进行验证。结果表明,两种预测方法的决定系数均大于0.9;与数值模拟结果相比,SVM预测的相对误差较小,在0.05%~4.05%之间,表明利用SVM预测火灾后RC梁残余抗弯承载力是可行的,且精度较高。
为了研究火灾后RC梁的抗弯性能,考虑钢筋/混凝土界面黏结退化和混凝土高温爆裂特征,构建了RC梁的高温数值分析模型,并通过火灾试验验证数值分析模型的有效性。利用验证的数值分析模型建立由受火时间、爆裂深度、爆裂面积比与抗弯承载力组成的数值分析样本库,提出了火灾后RC梁的残余抗弯承载力的多元回归预测和SVM预测模型,并采用新工况样本数据进行验证。结果表明,两种预测方法的决定系数均大于0.9;与数值模拟结果相比,SVM预测的相对误差较小,在0.05%~4.05%之间,表明利用SVM预测火灾后RC梁残余抗弯承载力是可行的,且精度较高。
2023, 53(11): 226-233.
doi: 10.13204/j.gyjzG22010711
摘要:
提出云模型和贝叶斯网络相结合的安全风险动态评价方法,用于盾构下穿铁路近接施工复杂系统的安全研究。基于文献和大量工程经验建立盾构下穿铁路施工风险评价指标体系和评价标准。通过云模型实现连续节点状态的离散化,获取先验概率。构建云贝叶斯网络推理模型预测盾构下穿铁路施工安全风险的聚合概率分布,并生成综合云获取定量风险值,有效实现风险定性概念与定量数值大小的转化。结合敏感性分析和风险诊断,实现事前、事中、事后阶段的实时安全动态管控。以某下穿铁路工程为例,利用该方法有效评估了系统风险水平,并结合反向诊断确定重点管控因素,验证了该方法为实现盾构近接施工安全管理预警决策提供有力支持。
提出云模型和贝叶斯网络相结合的安全风险动态评价方法,用于盾构下穿铁路近接施工复杂系统的安全研究。基于文献和大量工程经验建立盾构下穿铁路施工风险评价指标体系和评价标准。通过云模型实现连续节点状态的离散化,获取先验概率。构建云贝叶斯网络推理模型预测盾构下穿铁路施工安全风险的聚合概率分布,并生成综合云获取定量风险值,有效实现风险定性概念与定量数值大小的转化。结合敏感性分析和风险诊断,实现事前、事中、事后阶段的实时安全动态管控。以某下穿铁路工程为例,利用该方法有效评估了系统风险水平,并结合反向诊断确定重点管控因素,验证了该方法为实现盾构近接施工安全管理预警决策提供有力支持。
