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2024年 第54卷 第9期
2024, 54(9): 1-9.
doi: 10.3724/j.gyjzG24031816
摘要:
采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)注浆技术加固散体状强风化花岗岩,并分析胶结液溶剂、胶结液浓度和注浆次数等因素在海水环境下对MICP胶结强风化花岗岩试样物理力学性能和崩解特性的影响。结果表明:当海水作为胶结液溶剂时,试样加固效果好于淡水试样,其无侧限抗压强度、碳酸钙含量、干密度和抗崩解性能均高于用淡水作为胶结液溶剂的试样。随着胶结液浓度的增大,试样的无侧限抗压强度、碳酸钙含量、干密度呈现先增加后降低的趋势,而试样的最终崩解率呈现先降低后增加的趋势,海水和淡水试样的最优胶结液浓度均为0.75 mol/L。在最优胶结液浓度下,加固试样的无侧限抗压强度、碳酸钙含量和干密度随注浆次数的增加而增大,而最终崩解率则逐渐降低;4次灌浆后,海水试样最高无侧限抗压强度可达9.38 MPa,崩解率仅为1.5%。
采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)注浆技术加固散体状强风化花岗岩,并分析胶结液溶剂、胶结液浓度和注浆次数等因素在海水环境下对MICP胶结强风化花岗岩试样物理力学性能和崩解特性的影响。结果表明:当海水作为胶结液溶剂时,试样加固效果好于淡水试样,其无侧限抗压强度、碳酸钙含量、干密度和抗崩解性能均高于用淡水作为胶结液溶剂的试样。随着胶结液浓度的增大,试样的无侧限抗压强度、碳酸钙含量、干密度呈现先增加后降低的趋势,而试样的最终崩解率呈现先降低后增加的趋势,海水和淡水试样的最优胶结液浓度均为0.75 mol/L。在最优胶结液浓度下,加固试样的无侧限抗压强度、碳酸钙含量和干密度随注浆次数的增加而增大,而最终崩解率则逐渐降低;4次灌浆后,海水试样最高无侧限抗压强度可达9.38 MPa,崩解率仅为1.5%。
2024, 54(9): 10-18.
doi: 10.3724/j.gyjzG22112006
摘要:
砒砂岩地区严重的水土流失使当地植被稀少、生态环境恶劣,同时砒砂岩岩体经风化后形成的碎屑不断迁移到黄河等河流中,成为黄河中上游粗泥沙的主要来源。为此,将微生物矿化技术应用于砒砂岩及其风化土的加固和改良解决其遇水溃散的难题。在实现砒砂岩风化土矿化加固的基础上,采用宏观力学性能测试结合孔隙测定微细观结构测试手段,研究冻融循环作用后矿化风化土的性能变化和衰退机理。结果表明:矿化试样经盐蚀冻融循环后,其强度降低,内部孔隙不断变化,不同大小的孔径发育或相互转化。盐环境对试样强度性质造成的削弱程度大于去离子水中试样的劣化程度,复合盐环境中试样强度性质的削弱大于单一盐环境中的试样。混合盐环境下经历5次冻融循环后试样就侵蚀破坏了,抗冻融能力降低至0.125 6,同时期去离子水环境中试样抗冻融能力降低至0.416 7,相差将近3倍;因冻胀作用、干湿作用和颗粒间连接的破坏,试样孔隙度增大,不同类型孔的分布量累积变化率随冻融循环次数的增加而增大。试样强度的降低,实际是内部骨架力学性能降低的宏观体现,试样内部孔隙骨架因抵抗冻胀力能力的不断减弱,造成宏观上强度的不断降低,随着试样抵抗变形潜能的释放,冰的体积膨胀系数和孔隙收缩系数不断变大,混合盐由于内部胶结破坏多而孔隙骨架的变形能力弱,膨胀系数最大,收缩系数最小。
砒砂岩地区严重的水土流失使当地植被稀少、生态环境恶劣,同时砒砂岩岩体经风化后形成的碎屑不断迁移到黄河等河流中,成为黄河中上游粗泥沙的主要来源。为此,将微生物矿化技术应用于砒砂岩及其风化土的加固和改良解决其遇水溃散的难题。在实现砒砂岩风化土矿化加固的基础上,采用宏观力学性能测试结合孔隙测定微细观结构测试手段,研究冻融循环作用后矿化风化土的性能变化和衰退机理。结果表明:矿化试样经盐蚀冻融循环后,其强度降低,内部孔隙不断变化,不同大小的孔径发育或相互转化。盐环境对试样强度性质造成的削弱程度大于去离子水中试样的劣化程度,复合盐环境中试样强度性质的削弱大于单一盐环境中的试样。混合盐环境下经历5次冻融循环后试样就侵蚀破坏了,抗冻融能力降低至0.125 6,同时期去离子水环境中试样抗冻融能力降低至0.416 7,相差将近3倍;因冻胀作用、干湿作用和颗粒间连接的破坏,试样孔隙度增大,不同类型孔的分布量累积变化率随冻融循环次数的增加而增大。试样强度的降低,实际是内部骨架力学性能降低的宏观体现,试样内部孔隙骨架因抵抗冻胀力能力的不断减弱,造成宏观上强度的不断降低,随着试样抵抗变形潜能的释放,冰的体积膨胀系数和孔隙收缩系数不断变大,混合盐由于内部胶结破坏多而孔隙骨架的变形能力弱,膨胀系数最大,收缩系数最小。
2024, 54(9): 19-25.
doi: 10.3724/j.gyjzG23031311
摘要:
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新型污染土加固修复方法,为钻屑的胶结处理提供了新思路。在分析高活性氧化镁凝胶材料胶结体的基础上,对微生物-氧化镁协同胶结钻屑进行了深入研究,提出了微生物与氧化镁协同胶结钻屑新方法。采用傅里叶变换红外吸收光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对胶结体进行测试,结果表明:微生物-氧化镁协同作用产物为玫瑰花状水菱镁石(4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O)和针状三水碳镁石(MgCO3·3H2O);产物以致密的碳酸盐网络状结构将松散的颗粒胶结成结构完整的胶结体。对影响胶结体强度的因素分析表明:胶结体的强度发展趋势与微生物浓度、活性氧化镁浓度、养护时间成正相关,与含水量、尿素浓度呈负相关。
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新型污染土加固修复方法,为钻屑的胶结处理提供了新思路。在分析高活性氧化镁凝胶材料胶结体的基础上,对微生物-氧化镁协同胶结钻屑进行了深入研究,提出了微生物与氧化镁协同胶结钻屑新方法。采用傅里叶变换红外吸收光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对胶结体进行测试,结果表明:微生物-氧化镁协同作用产物为玫瑰花状水菱镁石(4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O)和针状三水碳镁石(MgCO3·3H2O);产物以致密的碳酸盐网络状结构将松散的颗粒胶结成结构完整的胶结体。对影响胶结体强度的因素分析表明:胶结体的强度发展趋势与微生物浓度、活性氧化镁浓度、养护时间成正相关,与含水量、尿素浓度呈负相关。
2024, 54(9): 26-31.
doi: 10.3724/j.gyjzG23082602
摘要:
针对广东花岗岩残积土地区输电塔处边坡在强降雨作用下易发生滑坡的问题,展开微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)改善花岗岩残积土力学性能的研究。对取自肇庆和清远两地的花岗岩残积土(平均粒径d50分别为0.179、1.547 mm)进行了MICP灌浆及力学性能试验测试。结果表明:两种花岗岩残积土都被成功胶结,两种土因粒径大小及组成不同,胶结效果也不同,单轴无侧限抗压强度分别达到2.74、3.36 MPa,三轴压缩试验结果表明黏聚力均显著提升。
针对广东花岗岩残积土地区输电塔处边坡在强降雨作用下易发生滑坡的问题,展开微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)改善花岗岩残积土力学性能的研究。对取自肇庆和清远两地的花岗岩残积土(平均粒径d50分别为0.179、1.547 mm)进行了MICP灌浆及力学性能试验测试。结果表明:两种花岗岩残积土都被成功胶结,两种土因粒径大小及组成不同,胶结效果也不同,单轴无侧限抗压强度分别达到2.74、3.36 MPa,三轴压缩试验结果表明黏聚力均显著提升。
2024, 54(9): 32-42.
doi: 10.3724/j.gyjzG23031904
摘要:
随着工业的快速发展,以锌为代表的重金属污染土问题日益突出,研究锌污染粉土处治方法和固化效果具有重要意义。基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,开展了一系列微生物加固锌污染粉土室内试验,从微观结构演化角度揭示微生物加固锌污染粉土的作用机理。结果表明:微生物矿化作用显著提升了锌污染粉土的力学性能,且可使锌污染粉土的渗透系数降低一个数量级,锌离子浸出浓度明显降低,可交换态锌含量占比大幅减少,原因主要在于微生物矿化过程可生成具有胶结特性的方解石晶体,锌离子被固定并转化为碳酸锌,使得微生物在加固锌污染粉土的同时实现污染物控制和强度提升的双重目标。当胶结液浓度为1 mol/L、胶结液配比(氯化钙∶尿素)为1∶2、养护龄期为28 d时,微生物固化和稳定化锌污染粉土的作用效果最为显著。
随着工业的快速发展,以锌为代表的重金属污染土问题日益突出,研究锌污染粉土处治方法和固化效果具有重要意义。基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,开展了一系列微生物加固锌污染粉土室内试验,从微观结构演化角度揭示微生物加固锌污染粉土的作用机理。结果表明:微生物矿化作用显著提升了锌污染粉土的力学性能,且可使锌污染粉土的渗透系数降低一个数量级,锌离子浸出浓度明显降低,可交换态锌含量占比大幅减少,原因主要在于微生物矿化过程可生成具有胶结特性的方解石晶体,锌离子被固定并转化为碳酸锌,使得微生物在加固锌污染粉土的同时实现污染物控制和强度提升的双重目标。当胶结液浓度为1 mol/L、胶结液配比(氯化钙∶尿素)为1∶2、养护龄期为28 d时,微生物固化和稳定化锌污染粉土的作用效果最为显著。
2024, 54(9): 43-50.
doi: 10.3724/j.gyjzG23080412
摘要:
开展微生物胶结建筑工程渣土颗粒形态的量化研究对分析生物胶结土的改良效果具有直接意义。矩形度、形状指数、棱角性和整体轮廓系数这些形态学指标能直观、定量地表征土结构体,是反映土体稳定性及胶结效果的重要参数。通过对微生物胶结建筑工程渣土进行表观X射线计算机断层扫描,利用数字图像处理技术获取胶结土颗粒的几何形状参数(长度、周长、面积、外接矩形面积、等效椭圆周长),统计计算得出几何形状系数,即形态学指标,从而定量表征微生物胶结土结构体,并分析几何形状系数与级配的相关性。结果表明:微生物胶结建筑工程渣土随其结构体尺度的增大,形状指数和棱角性整体呈增大趋势,矩形度和整体轮廓系数呈下降趋势,结构形状越不规则,几何形状系数与胶结建筑工程渣土颗粒级配有良好的相关性,则是因为微生物诱导生成的碳酸钙在土颗粒表面进行沉淀堆积,增大渣土颗粒尺度,使颗粒表面更为粗糙,进而改变几何形状参数,影响形态学指标。
开展微生物胶结建筑工程渣土颗粒形态的量化研究对分析生物胶结土的改良效果具有直接意义。矩形度、形状指数、棱角性和整体轮廓系数这些形态学指标能直观、定量地表征土结构体,是反映土体稳定性及胶结效果的重要参数。通过对微生物胶结建筑工程渣土进行表观X射线计算机断层扫描,利用数字图像处理技术获取胶结土颗粒的几何形状参数(长度、周长、面积、外接矩形面积、等效椭圆周长),统计计算得出几何形状系数,即形态学指标,从而定量表征微生物胶结土结构体,并分析几何形状系数与级配的相关性。结果表明:微生物胶结建筑工程渣土随其结构体尺度的增大,形状指数和棱角性整体呈增大趋势,矩形度和整体轮廓系数呈下降趋势,结构形状越不规则,几何形状系数与胶结建筑工程渣土颗粒级配有良好的相关性,则是因为微生物诱导生成的碳酸钙在土颗粒表面进行沉淀堆积,增大渣土颗粒尺度,使颗粒表面更为粗糙,进而改变几何形状参数,影响形态学指标。
2024, 54(9): 51-56.
doi: 10.3724/j.gyjzG22101309
摘要:
微生物加固可液化砂土的效果,受注浆过程中细菌体积、传输速率、孔隙再分布等因素的影响。且在实际应用过程中因试件制备造成其内部质量、密度等差异,导致难以科学判断试样内部微生物的具体成矿效果,严重影响其现场应用。过往的微生物加固试验研究多为单元尺度,而砂柱尺度应用较少。因此,在砂柱(长度0.5 m)上,通过自行研制的多点弯曲元多通道实时剪切波速测量装置,在微生物注浆过程中进行多位点实时监测,分段表达试件中微生物的成矿效果,藉此系统研究试件内部微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)的实时成矿规律。
微生物加固可液化砂土的效果,受注浆过程中细菌体积、传输速率、孔隙再分布等因素的影响。且在实际应用过程中因试件制备造成其内部质量、密度等差异,导致难以科学判断试样内部微生物的具体成矿效果,严重影响其现场应用。过往的微生物加固试验研究多为单元尺度,而砂柱尺度应用较少。因此,在砂柱(长度0.5 m)上,通过自行研制的多点弯曲元多通道实时剪切波速测量装置,在微生物注浆过程中进行多位点实时监测,分段表达试件中微生物的成矿效果,藉此系统研究试件内部微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)的实时成矿规律。
2024, 54(9): 57-65.
doi: 10.13204/j.gyjzG22102514
摘要:
向史而新,共生而赢。以“城市针灸”作为切入点,提出城市街区有机更新的主流应该是细胞代谢式的、针灸式的,而非手术式的。通过对洛阳伊滨区庞村大道存在的问题进行梳理分析,寻找关键的问题,将问题作为城市针灸的重要“穴位”点,通过针对这些问题点的精准干预措施,疏通城市“经络”,进行微更新设计。同时,植入地域性文化元素,使传统文化与现代城市相融合,唤醒街道的活力,激活整个城市空间。
向史而新,共生而赢。以“城市针灸”作为切入点,提出城市街区有机更新的主流应该是细胞代谢式的、针灸式的,而非手术式的。通过对洛阳伊滨区庞村大道存在的问题进行梳理分析,寻找关键的问题,将问题作为城市针灸的重要“穴位”点,通过针对这些问题点的精准干预措施,疏通城市“经络”,进行微更新设计。同时,植入地域性文化元素,使传统文化与现代城市相融合,唤醒街道的活力,激活整个城市空间。
2024, 54(9): 66-74.
doi: 10.13204/j.gyjzG22081810
摘要:
西湖风景区作为中华山水文化的典型代表和海内外知名的旅游地,历经近三十年的夜景建设取得了显著的成效,适时的回顾性研究对于西湖夜景空间意向的持续健康发展具有积极意义。借助游客行为空间热点分布大数据分析游客夜间行为偏好,通过图像分析法和游客感知评价等对游客心目中的西湖环线夜景空间意向进行分区评价,并提出夜景空间意向提升策略。
西湖风景区作为中华山水文化的典型代表和海内外知名的旅游地,历经近三十年的夜景建设取得了显著的成效,适时的回顾性研究对于西湖夜景空间意向的持续健康发展具有积极意义。借助游客行为空间热点分布大数据分析游客夜间行为偏好,通过图像分析法和游客感知评价等对游客心目中的西湖环线夜景空间意向进行分区评价,并提出夜景空间意向提升策略。
2024, 54(9): 75-80.
doi: 10.3724/j.gyjzG23110115
摘要:
近年来,我国抑郁症患者数量急剧上升,对国民生命健康构成了严重威胁。但是,目前缺乏针对抑郁症患者心理特征和行为模式的环境设计方法。为此,采用行为观察法,记录华东五所典型精神卫生中心患者的行为类型、频次、位置信息,并结合相关文献和理论,提出影响抑郁症患者心理康复的环境要素和路径。在此基础上,结合相关案例分析,从降低刺激水平、避免消极意向、 提供自然景观、满足日光需求、支持多样活动五个方面,提出促进抑郁症患者康复效率的室内环境设计策略。研究结果有望进一步完善环境复愈理论体系,也能为医疗建筑设计师和管理者提供一定参考依据。
近年来,我国抑郁症患者数量急剧上升,对国民生命健康构成了严重威胁。但是,目前缺乏针对抑郁症患者心理特征和行为模式的环境设计方法。为此,采用行为观察法,记录华东五所典型精神卫生中心患者的行为类型、频次、位置信息,并结合相关文献和理论,提出影响抑郁症患者心理康复的环境要素和路径。在此基础上,结合相关案例分析,从降低刺激水平、避免消极意向、 提供自然景观、满足日光需求、支持多样活动五个方面,提出促进抑郁症患者康复效率的室内环境设计策略。研究结果有望进一步完善环境复愈理论体系,也能为医疗建筑设计师和管理者提供一定参考依据。
2024, 54(9): 81-89.
doi: 10.3724/j.gyjzG23090720
摘要:
现阶段装配式剪力墙多采用灌浆套筒连接,施工过程中易出现灌浆不密实等缺陷。为避免潜在的灌浆缺陷,提出了一种预留后浇区竖向钢筋采用锥套紧锁连接的装配式剪力墙,并开展抗震性能研究。分别对两片剪力墙进行了轴压比为0.1的拟静力试验,其中一片剪力墙为现浇,另一片为预留后浇区竖向钢筋采用锥套紧锁连接的装配式剪力墙。试验发现,现浇剪力墙和锥套紧锁连接的装配式剪力墙试件,在位移角分别达到1/40和1/50时,试件荷载降至峰值荷载的85%以下,前者下部两侧角部墙体混凝土被压溃,后者左侧后浇区竖向钢筋被拉断,且前者的延性比后者高22%,初期刚度后者比前者高20%。此外,两试件破坏形态基本相同,均发生弯剪破坏,滞回性能和耗能能力基本一致。
现阶段装配式剪力墙多采用灌浆套筒连接,施工过程中易出现灌浆不密实等缺陷。为避免潜在的灌浆缺陷,提出了一种预留后浇区竖向钢筋采用锥套紧锁连接的装配式剪力墙,并开展抗震性能研究。分别对两片剪力墙进行了轴压比为0.1的拟静力试验,其中一片剪力墙为现浇,另一片为预留后浇区竖向钢筋采用锥套紧锁连接的装配式剪力墙。试验发现,现浇剪力墙和锥套紧锁连接的装配式剪力墙试件,在位移角分别达到1/40和1/50时,试件荷载降至峰值荷载的85%以下,前者下部两侧角部墙体混凝土被压溃,后者左侧后浇区竖向钢筋被拉断,且前者的延性比后者高22%,初期刚度后者比前者高20%。此外,两试件破坏形态基本相同,均发生弯剪破坏,滞回性能和耗能能力基本一致。
2024, 54(9): 90-99.
doi: 10.3724/j.gyjzG23092702
摘要:
基于数值模拟研究了受火后冷却阶段钢筋混凝土(RC)剪力墙的结构变形和失效。通过有限元热传导分析墙体内部温度梯度,并采用非线性打靶法迭代求解结构模型。模型中同时考虑了混凝土和钢筋的热变形、混凝土的受压应变软化、拉伸硬化、开裂和钢筋屈服以及几何非线性,并显式考虑混凝土的瞬态蠕变。在验证了模型的有效性后,通过数值算例揭示了受火后冷却阶段RC剪力墙的结构变形和失效特征及机理,并对关键影响因素进行了分析。结果表明:RC剪力墙在受火后冷却阶段可能发生屈曲破坏,且其失效时间可早于持续受火的墙体。材料强度的损失、结构中性轴的偏移和混凝土的瞬态蠕变是导致RC剪力墙在受火后冷却阶段发生屈曲破坏的关键因素。墙体高度、墙体厚度和荷载偏心距对受火后冷却阶段RC剪力墙的结构变形和失效具有显著影响。考虑火灾后失效的RC剪力墙的耐火性显著低于持续受火下的耐火性,在火灾持续时间超过15 min时RC剪力墙就可能在火灾后冷却阶段发生滞后失效倒塌。增加配筋率对RC剪力墙火灾后冷却阶段的滞后失效倒塌具有一定的防护作用。
基于数值模拟研究了受火后冷却阶段钢筋混凝土(RC)剪力墙的结构变形和失效。通过有限元热传导分析墙体内部温度梯度,并采用非线性打靶法迭代求解结构模型。模型中同时考虑了混凝土和钢筋的热变形、混凝土的受压应变软化、拉伸硬化、开裂和钢筋屈服以及几何非线性,并显式考虑混凝土的瞬态蠕变。在验证了模型的有效性后,通过数值算例揭示了受火后冷却阶段RC剪力墙的结构变形和失效特征及机理,并对关键影响因素进行了分析。结果表明:RC剪力墙在受火后冷却阶段可能发生屈曲破坏,且其失效时间可早于持续受火的墙体。材料强度的损失、结构中性轴的偏移和混凝土的瞬态蠕变是导致RC剪力墙在受火后冷却阶段发生屈曲破坏的关键因素。墙体高度、墙体厚度和荷载偏心距对受火后冷却阶段RC剪力墙的结构变形和失效具有显著影响。考虑火灾后失效的RC剪力墙的耐火性显著低于持续受火下的耐火性,在火灾持续时间超过15 min时RC剪力墙就可能在火灾后冷却阶段发生滞后失效倒塌。增加配筋率对RC剪力墙火灾后冷却阶段的滞后失效倒塌具有一定的防护作用。
2024, 54(9): 100-107.
doi: 10.3724/j.gyjzG23101115
摘要:
针对箍筋约束混凝土的损伤特性,设计了多组试验,通过单轴受压试验,对比分析了加载速率、混凝土强度、箍筋直径、体积配箍率等因素对约束混凝土试块力学性能和损伤特性的影响。通过试验结果表明:1)随着加载速率的增加,混凝土试块弹性变形阶段缩短,整个损伤过程塑性减弱,脆性增强。低加载速率下,混凝土试块主要是局部破坏和剪切破坏,当加载速率较快时,主要发生纵向劈裂;2)提高箍筋的屈服强度相当于增加混凝土损伤过程中的侧面围压,对约束混凝土试块的损伤起到一定的抑制作用;3)随着体积配箍率的增加,箍筋对混凝土试块损伤过程的约束作用越明显,有效抑制了试块的损伤演化过程。4)较高强度的混凝土试块在轴压过程中表现出更强的脆性,裂缝开展更快,适当增大混凝土强度有利于与箍筋相互配合抑制损伤演变。
针对箍筋约束混凝土的损伤特性,设计了多组试验,通过单轴受压试验,对比分析了加载速率、混凝土强度、箍筋直径、体积配箍率等因素对约束混凝土试块力学性能和损伤特性的影响。通过试验结果表明:1)随着加载速率的增加,混凝土试块弹性变形阶段缩短,整个损伤过程塑性减弱,脆性增强。低加载速率下,混凝土试块主要是局部破坏和剪切破坏,当加载速率较快时,主要发生纵向劈裂;2)提高箍筋的屈服强度相当于增加混凝土损伤过程中的侧面围压,对约束混凝土试块的损伤起到一定的抑制作用;3)随着体积配箍率的增加,箍筋对混凝土试块损伤过程的约束作用越明显,有效抑制了试块的损伤演化过程。4)较高强度的混凝土试块在轴压过程中表现出更强的脆性,裂缝开展更快,适当增大混凝土强度有利于与箍筋相互配合抑制损伤演变。
2024, 54(9): 108-114.
doi: 10.3724/j.gyjzG21112303
摘要:
提出了适用于高烈度区的双角钢-抗剪腹板节点框架,选定某多层装配式钢结构住宅作为设计及试验原型,在低周往复加载作用下对双角钢-抗剪腹板节点框架和原型节点框架模型进行抗震性能的研究。两榀框架试件的破坏首先出现在外挂墙板,随后梁柱节点处角钢加劲肋及柱根部位置出现破坏。试验结果表明:双角钢-抗剪腹板节点框架相对于原型节点框架承载能力略低,但其屈服位移更大,前期的滞回环稍显单薄,加载后期由于抗剪腹板与顶底角钢形成了梁端三向约束,滞回环更加饱满,两榀框架试件的延性都满足设计要求;双角钢-抗剪腹板节点框架耗能能力略低于原节点框架,但在后期破坏过程中的耗能能力有着较大的上升空间,可以满足抗震区对于结构设计的要求。
提出了适用于高烈度区的双角钢-抗剪腹板节点框架,选定某多层装配式钢结构住宅作为设计及试验原型,在低周往复加载作用下对双角钢-抗剪腹板节点框架和原型节点框架模型进行抗震性能的研究。两榀框架试件的破坏首先出现在外挂墙板,随后梁柱节点处角钢加劲肋及柱根部位置出现破坏。试验结果表明:双角钢-抗剪腹板节点框架相对于原型节点框架承载能力略低,但其屈服位移更大,前期的滞回环稍显单薄,加载后期由于抗剪腹板与顶底角钢形成了梁端三向约束,滞回环更加饱满,两榀框架试件的延性都满足设计要求;双角钢-抗剪腹板节点框架耗能能力略低于原节点框架,但在后期破坏过程中的耗能能力有着较大的上升空间,可以满足抗震区对于结构设计的要求。
2024, 54(9): 115-124.
doi: 10.3724/j.gyjzG21122011
摘要:
根据某实际工程的建筑造型和结构特点,提出了一种由3根弯扭柱和1根螺旋梁组成的观光塔塔身结构体系,详细分析了柱子扭转角度θ、螺旋梁旋转方向、结构直径D和螺旋梁圈数n对结构体系的周期、位移(侧向刚度)、构件受力和结构稳定的影响规律。结果表明:柱子扭转角度θ在研究参数范围内增加对结构受力不利,结构直径D和螺旋梁圈数n对结构受力有一定影响,但影响程度要小于柱子扭转角度θ,弯扭柱扭转方向与螺旋梁扭转方向相反时更有利于结构整体稳定;当柱子扭转角度在研究参数范围内(θ=0°~360°)增加时,结构侧向刚度降低,结构直径在研究参数范围内(D=5~8 m)增加时,结构侧向刚度减小;螺旋梁圈数在研究参数范围内(n=7~11)增加时,结构侧向刚度增大;弯扭柱与螺旋梁旋转方向相反时有利于增大结构的侧向刚度。基于螺旋弹簧横向静刚度理论建立了弯扭柱-螺旋梁结构的侧向刚度计算公式,公式计算结果与软件计算结果吻合良好。
根据某实际工程的建筑造型和结构特点,提出了一种由3根弯扭柱和1根螺旋梁组成的观光塔塔身结构体系,详细分析了柱子扭转角度θ、螺旋梁旋转方向、结构直径D和螺旋梁圈数n对结构体系的周期、位移(侧向刚度)、构件受力和结构稳定的影响规律。结果表明:柱子扭转角度θ在研究参数范围内增加对结构受力不利,结构直径D和螺旋梁圈数n对结构受力有一定影响,但影响程度要小于柱子扭转角度θ,弯扭柱扭转方向与螺旋梁扭转方向相反时更有利于结构整体稳定;当柱子扭转角度在研究参数范围内(θ=0°~360°)增加时,结构侧向刚度降低,结构直径在研究参数范围内(D=5~8 m)增加时,结构侧向刚度减小;螺旋梁圈数在研究参数范围内(n=7~11)增加时,结构侧向刚度增大;弯扭柱与螺旋梁旋转方向相反时有利于增大结构的侧向刚度。基于螺旋弹簧横向静刚度理论建立了弯扭柱-螺旋梁结构的侧向刚度计算公式,公式计算结果与软件计算结果吻合良好。
2024, 54(9): 125-132.
doi: 10.3724/j.gyjzG22010405
摘要:
作为装配式钢结构住宅罕遇地震对策研究的一部分,提出罕遇地震下实现外围护墙板体系可快速更换的恢复功能的理念,基于对墙板与主体结构传统连接节点技术进行优化和改进,提出了一种角钢垂直于轻质墙板放置的L型节点。设计了6个蒸压加气混凝土墙板(ALC墙板)的连接节点试件,对其进行低周往复水平荷载试验,研究连接节点的变形性能和ALC墙板的破坏形态,探讨连接节点角钢厚度和墙板下端约束情况对外围护墙板体系的滞回特性、变形能力、刚度退化、节点角钢应变、耗能能力的影响。研究结果表明:L型节点角钢厚度越小,变形能力越大,耗能越好,墙板损伤小;增强墙板下端约束,外围护墙板体系的整体刚度和承载力增大,残余变形小;位移角达2%时,L型节点具有足够的稳定性,墙板无明显损伤;位移角大于2%时,L型节点具有良好的变形性能,能够使外围护墙板适应较大的结构变形。
作为装配式钢结构住宅罕遇地震对策研究的一部分,提出罕遇地震下实现外围护墙板体系可快速更换的恢复功能的理念,基于对墙板与主体结构传统连接节点技术进行优化和改进,提出了一种角钢垂直于轻质墙板放置的L型节点。设计了6个蒸压加气混凝土墙板(ALC墙板)的连接节点试件,对其进行低周往复水平荷载试验,研究连接节点的变形性能和ALC墙板的破坏形态,探讨连接节点角钢厚度和墙板下端约束情况对外围护墙板体系的滞回特性、变形能力、刚度退化、节点角钢应变、耗能能力的影响。研究结果表明:L型节点角钢厚度越小,变形能力越大,耗能越好,墙板损伤小;增强墙板下端约束,外围护墙板体系的整体刚度和承载力增大,残余变形小;位移角达2%时,L型节点具有足够的稳定性,墙板无明显损伤;位移角大于2%时,L型节点具有良好的变形性能,能够使外围护墙板适应较大的结构变形。
2024, 54(9): 133-140.
doi: 10.3724/j.gyjzG23082308
摘要:
为研究城市地下空间结构装配式节点的抗震性能,设计制作了一种新型装配式钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点,并与既有的现浇钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点进行对比,开展两种节点的低周往复荷载试验,对两种节点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、耗能能力、延性系数等指标进行对比分析。结果表明,两种节点都为梁端塑性铰区弯曲破坏,装配节点的极限位移比现浇节点的极限位移提高了47.6%,但两者极限承载力相差不大。最终试件破坏时的刚度为初始刚度的10%左右,试件发生了较大非线性变形以及损伤。现浇节点和装配节点的最终累计总耗能分别为35.69、58.77 kN·m,装配节点最终累计总耗能大于现浇节点,为现浇节点的1.65倍;装配节点的屈服位移和极限位移比现浇节点的屈服位移和极限位移分别提高了30.68%和32.47%,两种节点屈服荷载和极限荷载相差不大,装配节点的延性系数略大于现浇节点,装配节点的延性优于现浇节点。
为研究城市地下空间结构装配式节点的抗震性能,设计制作了一种新型装配式钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点,并与既有的现浇钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点进行对比,开展两种节点的低周往复荷载试验,对两种节点的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、耗能能力、延性系数等指标进行对比分析。结果表明,两种节点都为梁端塑性铰区弯曲破坏,装配节点的极限位移比现浇节点的极限位移提高了47.6%,但两者极限承载力相差不大。最终试件破坏时的刚度为初始刚度的10%左右,试件发生了较大非线性变形以及损伤。现浇节点和装配节点的最终累计总耗能分别为35.69、58.77 kN·m,装配节点最终累计总耗能大于现浇节点,为现浇节点的1.65倍;装配节点的屈服位移和极限位移比现浇节点的屈服位移和极限位移分别提高了30.68%和32.47%,两种节点屈服荷载和极限荷载相差不大,装配节点的延性系数略大于现浇节点,装配节点的延性优于现浇节点。
2024, 54(9): 141-148.
doi: 10.3724/j.gyjzG23121108
摘要:
在预测矩形钢管混凝土柱(CFRST)轴压承载力方面,传统BP神经网络存在系统不稳定、收敛速度慢以及超参数选择困难等问题,这会影响预测模型的稳定性以及预测结果的准确性。为了改善传统BP模型的这些缺陷以达到更好的预测效果,将粒子群优化算法(PSO)应用于BP预测模型,提出了基于PSO-BP神经网络的CFRST轴压承载力预测模型PB7-7-1。结果表明:与传统BP模型相比,PB7-7-1模型预测值的波动范围大幅减小,其中45%构件预测值的绝对相对误差(ARE)在5%以内,80%构件的ARE在10%之内;且后者预测精度提升了30.79%,其预测值的平均ARE仅为6%。这说明基于PSO-BP神经网络的PB7-7-1模型在CFRST轴压承载力预测的稳定性以及预测结果的准确性方面相较于传统BP网络均有显著提升。此外,根据PB7-7-1模型隐含层和输出层的权重及偏置构建了CFRST轴压承载力预测公式。最后,利用SHAP机器学习解释算法分析了各输入参数对轴压承载力的重要性和贡献。
在预测矩形钢管混凝土柱(CFRST)轴压承载力方面,传统BP神经网络存在系统不稳定、收敛速度慢以及超参数选择困难等问题,这会影响预测模型的稳定性以及预测结果的准确性。为了改善传统BP模型的这些缺陷以达到更好的预测效果,将粒子群优化算法(PSO)应用于BP预测模型,提出了基于PSO-BP神经网络的CFRST轴压承载力预测模型PB7-7-1。结果表明:与传统BP模型相比,PB7-7-1模型预测值的波动范围大幅减小,其中45%构件预测值的绝对相对误差(ARE)在5%以内,80%构件的ARE在10%之内;且后者预测精度提升了30.79%,其预测值的平均ARE仅为6%。这说明基于PSO-BP神经网络的PB7-7-1模型在CFRST轴压承载力预测的稳定性以及预测结果的准确性方面相较于传统BP网络均有显著提升。此外,根据PB7-7-1模型隐含层和输出层的权重及偏置构建了CFRST轴压承载力预测公式。最后,利用SHAP机器学习解释算法分析了各输入参数对轴压承载力的重要性和贡献。
2024, 54(9): 149-155.
doi: 10.3724/j.gyjzG24050615
摘要:
以内PVC管外铝合金管的中空圆铝管混凝土短柱为研究对象,考虑聚氯乙烯(PVC)管直径和铝管壁厚两个因素,对中空圆铝管混凝土短柱进行了轴压试验研究和相应的有限元模拟分析,获得了中空圆铝管混凝土短柱试件的破坏形态、极限承载力、荷载-铝管应变关系,对比分析了现有钢管混凝土轴压短柱承载力计算方法预测中空圆铝管混凝土短柱承载力的可行性。研究结果表明:中空圆铝管混凝土短柱的破坏形态表现为鼓曲型破坏;当PVC管直径不变时,随着铝管壁厚的增加,试件极限承载力提高幅度达到46.6%~96.6%;当铝管厚度不变时,随着PVC管直径的增大,试件承载力下降了8.3%~28.4%。现有的关于钢管混凝土(CFST)柱承载力的欧洲EC4规范和美国AISC规范的预测结果的准确性受到铝管壁厚的影响,且过于保守;我国CCES规范针对不同壁厚试件的预测数据稳定性存在不足;学者陶忠所提出方法的预测结果的接近程度和数据稳定性相对最好。最终提出了关于中空圆铝管混凝土短柱轴压承载力计算的建议。
以内PVC管外铝合金管的中空圆铝管混凝土短柱为研究对象,考虑聚氯乙烯(PVC)管直径和铝管壁厚两个因素,对中空圆铝管混凝土短柱进行了轴压试验研究和相应的有限元模拟分析,获得了中空圆铝管混凝土短柱试件的破坏形态、极限承载力、荷载-铝管应变关系,对比分析了现有钢管混凝土轴压短柱承载力计算方法预测中空圆铝管混凝土短柱承载力的可行性。研究结果表明:中空圆铝管混凝土短柱的破坏形态表现为鼓曲型破坏;当PVC管直径不变时,随着铝管壁厚的增加,试件极限承载力提高幅度达到46.6%~96.6%;当铝管厚度不变时,随着PVC管直径的增大,试件承载力下降了8.3%~28.4%。现有的关于钢管混凝土(CFST)柱承载力的欧洲EC4规范和美国AISC规范的预测结果的准确性受到铝管壁厚的影响,且过于保守;我国CCES规范针对不同壁厚试件的预测数据稳定性存在不足;学者陶忠所提出方法的预测结果的接近程度和数据稳定性相对最好。最终提出了关于中空圆铝管混凝土短柱轴压承载力计算的建议。
2024, 54(9): 156-162.
doi: 10.3724/j.gyjzG22011706
摘要:
为了研究有机玻璃受弯构件的破坏模式及抗弯承载力,对有机玻璃材料及受弯构件力学性能进行了试验研究,获得了材料力学性能参数、构件破坏模式和承载力,并通过数字图像相关(DIC)技术测量了构件中的应变分布。试验研究表明:有机玻璃材料具有一定的拉压不对称性,受压强度高于受拉强度;受弯构件的破坏模式以受拉边缘拉断和受压区爆裂为主,以受拉区最大应变达到极限拉应变为破坏标志;跨中截面正应变符合平截面假定,中和轴略偏向于受压区。分别采用弹性、弹塑性和简化模型计算截面的抗弯承载力和跨中挠度。分析表明:弹性模型的预测值低于试验值,而弹塑性模型和简化模型的计算结果与试验值吻合较好,但简化模型计算更简便,建议用于有机玻璃受弯构件的承载力和跨中挠度计算。
为了研究有机玻璃受弯构件的破坏模式及抗弯承载力,对有机玻璃材料及受弯构件力学性能进行了试验研究,获得了材料力学性能参数、构件破坏模式和承载力,并通过数字图像相关(DIC)技术测量了构件中的应变分布。试验研究表明:有机玻璃材料具有一定的拉压不对称性,受压强度高于受拉强度;受弯构件的破坏模式以受拉边缘拉断和受压区爆裂为主,以受拉区最大应变达到极限拉应变为破坏标志;跨中截面正应变符合平截面假定,中和轴略偏向于受压区。分别采用弹性、弹塑性和简化模型计算截面的抗弯承载力和跨中挠度。分析表明:弹性模型的预测值低于试验值,而弹塑性模型和简化模型的计算结果与试验值吻合较好,但简化模型计算更简便,建议用于有机玻璃受弯构件的承载力和跨中挠度计算。
2024, 54(9): 163-169.
doi: 10.3724/j.gyjzG23102312
摘要:
近年来梁拱组合体系桥梁在我国发展迅速,V型撑连续刚构体系梁拱组合式桥梁是一种新型结构体系。以福州湾边大桥为工程背景,利用大型通用有限元软件建立桥梁结构模型,对V型撑连续刚构体系梁拱组合式桥梁施工阶段关键节点进行力学分析,包括箱梁悬臂状态下V型撑部位应力分析,拱肋管内灌注混凝土阶段拱肋内力分析,钢管拱肋稳定分析,动力特性分析。最后,对该桥施工阶段关键节点力学分析得出该桥满足规范要求,浇筑过程中各种材料都不会出现应力屈服现象。
近年来梁拱组合体系桥梁在我国发展迅速,V型撑连续刚构体系梁拱组合式桥梁是一种新型结构体系。以福州湾边大桥为工程背景,利用大型通用有限元软件建立桥梁结构模型,对V型撑连续刚构体系梁拱组合式桥梁施工阶段关键节点进行力学分析,包括箱梁悬臂状态下V型撑部位应力分析,拱肋管内灌注混凝土阶段拱肋内力分析,钢管拱肋稳定分析,动力特性分析。最后,对该桥施工阶段关键节点力学分析得出该桥满足规范要求,浇筑过程中各种材料都不会出现应力屈服现象。
2024, 54(9): 170-176.
doi: 10.3724/j.gyjzG23120806
摘要:
细观力学建模是研究混凝土宏观力学性能的有效手段。采用ABAQUS有限元软件以及cohesive内聚力单元,建立了嵌入内聚力单元的混凝土三维细观模型,模拟了静态及动态压缩下混凝土试件的开裂过程,并与试验加载得到的各阶段裂纹扩展状态进行了对比验证。在有效数值模型的基础上建立了基于内聚力单元的脆性断裂本构关系,并计算了损伤演化值。研究结果表明:不同破坏阶段的模型应力变化特征明显,与混凝土的宏观强度基本相符;不同组分的破坏模式差异显著,且内部骨料开始破坏时的抗压强度最高,数值模拟所得的混凝土试件破坏状态与试验结果基本一致;通过基于能量参数的指数型演化方式对损伤变量进行了计算,验证了基于脆性断裂的本构模型可有效预测混凝土试件的破坏过程。
细观力学建模是研究混凝土宏观力学性能的有效手段。采用ABAQUS有限元软件以及cohesive内聚力单元,建立了嵌入内聚力单元的混凝土三维细观模型,模拟了静态及动态压缩下混凝土试件的开裂过程,并与试验加载得到的各阶段裂纹扩展状态进行了对比验证。在有效数值模型的基础上建立了基于内聚力单元的脆性断裂本构关系,并计算了损伤演化值。研究结果表明:不同破坏阶段的模型应力变化特征明显,与混凝土的宏观强度基本相符;不同组分的破坏模式差异显著,且内部骨料开始破坏时的抗压强度最高,数值模拟所得的混凝土试件破坏状态与试验结果基本一致;通过基于能量参数的指数型演化方式对损伤变量进行了计算,验证了基于脆性断裂的本构模型可有效预测混凝土试件的破坏过程。
2024, 54(9): 177-184.
doi: 10.3724/j.gyjzG23042807
摘要:
硫酸盐侵蚀是导致混凝土损伤劣化的主要因素之一,其中预测硫酸根离子在混凝土中的时空分布是研究混凝土损伤劣化的基础。相比于宏观模型,细观模型更能反映硫酸根离子在混凝土中的实际运移规律,但存在建模复杂、计算时间漫长等问题。将混凝土看作由水泥砂浆、界面层、粗骨料、宏观缺陷组成的四项复合材料,构建了混凝土二维细观模型,进而研究对比宏、细观模型对数值模拟的影响,并定义细观参数使宏观模型达到细观模型的模拟效果。结果表明:1)细观模型随机性对硫酸根离子扩散的影响可以通过取多组模型的平均值消除;2)含石量的增加伴随着侵蚀深度加深和同一位置处硫酸根离子浓度降低,且随着深度的增加,这种现象更加明显;3)细观参数随含石量的增加而增大。
硫酸盐侵蚀是导致混凝土损伤劣化的主要因素之一,其中预测硫酸根离子在混凝土中的时空分布是研究混凝土损伤劣化的基础。相比于宏观模型,细观模型更能反映硫酸根离子在混凝土中的实际运移规律,但存在建模复杂、计算时间漫长等问题。将混凝土看作由水泥砂浆、界面层、粗骨料、宏观缺陷组成的四项复合材料,构建了混凝土二维细观模型,进而研究对比宏、细观模型对数值模拟的影响,并定义细观参数使宏观模型达到细观模型的模拟效果。结果表明:1)细观模型随机性对硫酸根离子扩散的影响可以通过取多组模型的平均值消除;2)含石量的增加伴随着侵蚀深度加深和同一位置处硫酸根离子浓度降低,且随着深度的增加,这种现象更加明显;3)细观参数随含石量的增加而增大。
2024, 54(9): 185-190.
doi: 10.3724/j.gyjzG24012606
摘要:
磷酸镁水泥作为一种生态友好型胶凝材料,具有快硬早强、收缩性良好、黏结性能优异、抗腐蚀性强、耐磨抗冻等诸多特点,在工程领域的应用前景十分广阔。本文重点考察了磷酸盐类型、粉煤灰掺量、水灰比和养护龄期等因素对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)抗压强度的影响。试验结果表明:不添加粉煤灰时,相比于单独使用磷酸二氢铵或磷酸二氢钾,按质量比1∶1混合使用两种磷酸盐制备的MPCM,其早期抗压强度得到了显著的提升;按20%的水泥凝胶质量掺入粉煤灰有助于提升使用磷酸二氢钾或混合磷酸盐的MPCM的1 d抗压强度,而对它们的28 d抗压强度具有潜在的不利影响;水灰比的降低(0.25到0.20)和龄期的增加(1 d到28 d)对MPCM抗压强度的提升都具有积极作用。
磷酸镁水泥作为一种生态友好型胶凝材料,具有快硬早强、收缩性良好、黏结性能优异、抗腐蚀性强、耐磨抗冻等诸多特点,在工程领域的应用前景十分广阔。本文重点考察了磷酸盐类型、粉煤灰掺量、水灰比和养护龄期等因素对磷酸镁水泥砂浆(MPCM)抗压强度的影响。试验结果表明:不添加粉煤灰时,相比于单独使用磷酸二氢铵或磷酸二氢钾,按质量比1∶1混合使用两种磷酸盐制备的MPCM,其早期抗压强度得到了显著的提升;按20%的水泥凝胶质量掺入粉煤灰有助于提升使用磷酸二氢钾或混合磷酸盐的MPCM的1 d抗压强度,而对它们的28 d抗压强度具有潜在的不利影响;水灰比的降低(0.25到0.20)和龄期的增加(1 d到28 d)对MPCM抗压强度的提升都具有积极作用。
2024, 54(9): 191-197.
doi: 10.3724/j.gyjzG22102404
摘要:
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)改良土的技术,是一种保护生态环境、抗风蚀扬尘的新方法。通过对MICP固化裸土抗风蚀扬尘机理及固化方法的总结,系统分析了固化条件和环境因素对MICP固化裸土抗风蚀扬尘的影响。现有研究表明:冻融作用对MICP固化土体稳定性和物理力学性质的影响,显著增大了裸土的可蚀性。基于上述研究,指出了研究冻融循环对MICP固化裸土抗风蚀扬尘的必要性;最后,提出了微生物固化裸土抗冻融耐久性的研究是MICP技术固土抗风蚀扬尘理论基础的观点。
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)改良土的技术,是一种保护生态环境、抗风蚀扬尘的新方法。通过对MICP固化裸土抗风蚀扬尘机理及固化方法的总结,系统分析了固化条件和环境因素对MICP固化裸土抗风蚀扬尘的影响。现有研究表明:冻融作用对MICP固化土体稳定性和物理力学性质的影响,显著增大了裸土的可蚀性。基于上述研究,指出了研究冻融循环对MICP固化裸土抗风蚀扬尘的必要性;最后,提出了微生物固化裸土抗冻融耐久性的研究是MICP技术固土抗风蚀扬尘理论基础的观点。
2024, 54(9): 198-208.
doi: 10.3724/j.gyjzG23112502
摘要:
装配式钢结构建筑在我国的快速发展对与其配套使用的外墙板系统的连接性能及经济指标提出了更高的要求。基于大量的国内外文献检索,对外墙板的类型、受力性能以及连接构造等方面的研究及应用进展进行了总结,分析了各类外墙板与主体结构连接节点的优缺点,总结了目前外墙板与装配式钢结构连接节点存在的主要问题。发现外墙板材料方面主要存在耐久性差、能耗大,环境效益差、综合性能低等问题,外墙板与主体结构连接节点存在设计的标准化程度低、制作的工业化及自动化程度较低、节点形式复杂,可操作性差等问题。最后,指出了目前推广应用存在的关键瓶颈,并对今后的研发方向提出了合理化建议。
装配式钢结构建筑在我国的快速发展对与其配套使用的外墙板系统的连接性能及经济指标提出了更高的要求。基于大量的国内外文献检索,对外墙板的类型、受力性能以及连接构造等方面的研究及应用进展进行了总结,分析了各类外墙板与主体结构连接节点的优缺点,总结了目前外墙板与装配式钢结构连接节点存在的主要问题。发现外墙板材料方面主要存在耐久性差、能耗大,环境效益差、综合性能低等问题,外墙板与主体结构连接节点存在设计的标准化程度低、制作的工业化及自动化程度较低、节点形式复杂,可操作性差等问题。最后,指出了目前推广应用存在的关键瓶颈,并对今后的研发方向提出了合理化建议。
2024, 54(9): 209-218.
doi: 10.3724/j.gyjzG23051209
摘要:
桥隧工程是土建领域的重要分支,随着建筑数字化程度的提高和设备硬件的升级,计算机视觉已经成为桥隧工程中数字化发展的关键支撑技术。为系统全面地揭示计算机视觉在桥隧工程领域的研究热点和趋势,聚焦于计算机视觉在桥隧工程领域的应用,利用知识图谱工具对相关文献进行可视化分析,并分别从图像处理与特征提取、目标检测与跟踪、目标分类与识别、三维重建与SLAM和智能分析与决策五个计算机视觉任务对其理论与应用技术进行系统性的总结归纳。在此基础上,还从数据集缺陷性、图像准确性、检测实时性、算法适用性四个方面出发,总结了目前研究难点,指出和探讨了应用难点解决方案,并对未来发展进行展望,为进一步研究与技术应用提供理论支撑。
桥隧工程是土建领域的重要分支,随着建筑数字化程度的提高和设备硬件的升级,计算机视觉已经成为桥隧工程中数字化发展的关键支撑技术。为系统全面地揭示计算机视觉在桥隧工程领域的研究热点和趋势,聚焦于计算机视觉在桥隧工程领域的应用,利用知识图谱工具对相关文献进行可视化分析,并分别从图像处理与特征提取、目标检测与跟踪、目标分类与识别、三维重建与SLAM和智能分析与决策五个计算机视觉任务对其理论与应用技术进行系统性的总结归纳。在此基础上,还从数据集缺陷性、图像准确性、检测实时性、算法适用性四个方面出发,总结了目前研究难点,指出和探讨了应用难点解决方案,并对未来发展进行展望,为进一步研究与技术应用提供理论支撑。
2024, 54(9): 219-226.
doi: 10.3724/j.gyjzG23100912
摘要:
近年来机械臂打印建造进步迅速,在建筑领域中也有长足发展。然而机械臂平台晶格化打印的系统依然面临着打印大尺寸建筑构件及建筑物整体打印成型的现实需求。文章首先采用Rhino Vault工具和Karamba3D有限元优化软件建构了壳体构件;然后通过壳体构件的变截面优化以及应用晶格化分段打印的方法,为大尺寸壳体形态构件提供了一套从设计到建造的完整流程;最后通过打印建造试验进行了验证。其目标是提高大尺寸壳体晶格化打印的结构可行性,以期为建筑师在数字设计与建造一体化方面的探索提供借鉴。
近年来机械臂打印建造进步迅速,在建筑领域中也有长足发展。然而机械臂平台晶格化打印的系统依然面临着打印大尺寸建筑构件及建筑物整体打印成型的现实需求。文章首先采用Rhino Vault工具和Karamba3D有限元优化软件建构了壳体构件;然后通过壳体构件的变截面优化以及应用晶格化分段打印的方法,为大尺寸壳体形态构件提供了一套从设计到建造的完整流程;最后通过打印建造试验进行了验证。其目标是提高大尺寸壳体晶格化打印的结构可行性,以期为建筑师在数字设计与建造一体化方面的探索提供借鉴。
2024, 54(9): 227-235.
doi: 10.3724/j.gyjzG23091709
摘要:
为了实现成都体育学院体育场罩棚屋面环向不连续的台阶状造型,同时保证结构连续性,提出了一种上弦组合截面管桁架。通过自编程序赋予Grasshopper生成的几何模型截面属性,并将模型接入SAP 2000,对罩棚的模态、应力、变形、屈曲情况进行计算分析,采用ABAQUS对关键节点进行有限元分析。结果表明:采用上弦组合截面管桁架的罩棚结构布置合理,传力明确,整体性较好,节点设计安全可靠,能完美呈现建筑台阶状造型,可为类似结构设计提供参考。
为了实现成都体育学院体育场罩棚屋面环向不连续的台阶状造型,同时保证结构连续性,提出了一种上弦组合截面管桁架。通过自编程序赋予Grasshopper生成的几何模型截面属性,并将模型接入SAP 2000,对罩棚的模态、应力、变形、屈曲情况进行计算分析,采用ABAQUS对关键节点进行有限元分析。结果表明:采用上弦组合截面管桁架的罩棚结构布置合理,传力明确,整体性较好,节点设计安全可靠,能完美呈现建筑台阶状造型,可为类似结构设计提供参考。
