2026年 第56卷 第8期
2026, 56(8): 1-12.
doi: 10.3724/j.gyjzG25061401
摘要:
针对传统村落面临的多维度失活问题,深入分析其活态因子构成,识别影响失活的关键因素,能够为传统村落的可持续发展提供理论支撑与实践路径。以安徽省黄山市徽州区深渡镇的3个传统村落为研究对象,基于其地域特色,结合村落活态发展要素,建立了一个涵盖3个层次、包含32项评价指标的活态性评价体系。研究结果表明:1)3个村落均存在一定失活现象,失活程度存在一定差异。尽管均处于“微失活”水平,但绵潭村的失活程度相对较轻。2)在活态发展方面,村落的文化遗产保护、社会治理和经济发展等因素具有较高活态贡献度,对村落活态发展具有重要影响;在失活指数方面,村落空间特征、文化遗产保护和经济发展等因素占比突出,对失活的影响较为显著,反映了歙县深渡镇区域的传统村落发展与文化遗产保护、经济发展等因素密切相关。3)从活态总分来看,绵潭村(72.6)>九砂村(71.4)>淮源村(64.9),调查数据的分析结果支持了这一结论。由于村落失活是由多种因素共同导致的,因此,要推动村落振兴并实现可持续发展,关键在于建立活态化、可持续的保护与发展机制。
针对传统村落面临的多维度失活问题,深入分析其活态因子构成,识别影响失活的关键因素,能够为传统村落的可持续发展提供理论支撑与实践路径。以安徽省黄山市徽州区深渡镇的3个传统村落为研究对象,基于其地域特色,结合村落活态发展要素,建立了一个涵盖3个层次、包含32项评价指标的活态性评价体系。研究结果表明:1)3个村落均存在一定失活现象,失活程度存在一定差异。尽管均处于“微失活”水平,但绵潭村的失活程度相对较轻。2)在活态发展方面,村落的文化遗产保护、社会治理和经济发展等因素具有较高活态贡献度,对村落活态发展具有重要影响;在失活指数方面,村落空间特征、文化遗产保护和经济发展等因素占比突出,对失活的影响较为显著,反映了歙县深渡镇区域的传统村落发展与文化遗产保护、经济发展等因素密切相关。3)从活态总分来看,绵潭村(72.6)>九砂村(71.4)>淮源村(64.9),调查数据的分析结果支持了这一结论。由于村落失活是由多种因素共同导致的,因此,要推动村落振兴并实现可持续发展,关键在于建立活态化、可持续的保护与发展机制。
2026, 56(8): 13-23.
doi: 10.3724/j.gyjzG25050806
摘要:
在城市快速扩张与“双碳”目标背景下,旧工业建筑的功能、性能、能耗、排放等现状与当代建筑发展的趋势不相适应。中庭空间的植入为旧工业建筑适配新功能、优化建筑性能提供了条件。以呼和浩特旧工业建筑改造的中庭空间为对象,以室内舒适度及节能为优化目标,建立参数化性能模拟、BP神经网络及NSGA-Ⅱ非支配遗传算法结合的多目标优化方法,提出适配呼和浩特旧工业建筑改造中庭空间的被动式策略,包括在中庭平面占比上选取较大值、界面形式上选取开放形式、剖面形态上选取上窄下宽的“A”形、天窗面积占比上选取较大值等,并选取实践案例验证了策略的有效性。
在城市快速扩张与“双碳”目标背景下,旧工业建筑的功能、性能、能耗、排放等现状与当代建筑发展的趋势不相适应。中庭空间的植入为旧工业建筑适配新功能、优化建筑性能提供了条件。以呼和浩特旧工业建筑改造的中庭空间为对象,以室内舒适度及节能为优化目标,建立参数化性能模拟、BP神经网络及NSGA-Ⅱ非支配遗传算法结合的多目标优化方法,提出适配呼和浩特旧工业建筑改造中庭空间的被动式策略,包括在中庭平面占比上选取较大值、界面形式上选取开放形式、剖面形态上选取上窄下宽的“A”形、天窗面积占比上选取较大值等,并选取实践案例验证了策略的有效性。
2026, 56(8): 24-33.
doi: 10.3724/j.gyjzG25061507
摘要:
工业遗产作为城市历史记忆的重要载体,其适应性再利用是城市更新中的重要组成部分。以非表征理论为视角,结合具身实践与地方认同的互馈机制,探讨青岛港大港码头片区工业遗产的适应性再利用模式。通过构建“心智—身体—环境”三维分析框架,综合运用参与式观察、口述访谈与眼动实验等方法并结合NVivo12软件可视化分析,揭示工业遗产再利用中物质空间改造与人文体验的辩证关系。研究发现:工业遗产的独特意义不仅依赖于物质空间的表征性符号,还表现在人与空间的互动实践过程中。
工业遗产作为城市历史记忆的重要载体,其适应性再利用是城市更新中的重要组成部分。以非表征理论为视角,结合具身实践与地方认同的互馈机制,探讨青岛港大港码头片区工业遗产的适应性再利用模式。通过构建“心智—身体—环境”三维分析框架,综合运用参与式观察、口述访谈与眼动实验等方法并结合NVivo12软件可视化分析,揭示工业遗产再利用中物质空间改造与人文体验的辩证关系。研究发现:工业遗产的独特意义不仅依赖于物质空间的表征性符号,还表现在人与空间的互动实践过程中。
2026, 56(8): 34-44.
doi: 10.3724/j.gyjzG25060612
摘要:
城市历史交通是城市演化的空间骨架,也是集体记忆的载体,当下有关城市内部历史交通保护再生的研究较为沉寂,且已有的保护工作也未能将交通线路与沿线空间的更新结合起来。因此,引入遗产廊道理论,提出城市历史交通的廊道再生模式。在此导向下,以运行时间百年以上,风貌保存较好,周边遗产众多的大连有轨电车线路为案例,进行保护更新的实证研究。经过调研、分析,提出了一线一枢纽、一线五核心、一线三区段的整体建设思路与漫游系统、解说系统等支持系统构建方法,以推进大连有轨电车线路的活化再生。由此也展现了城市交通遗产廊道构建的核心要义,即从格局、功能、叙事与景观等方面重建历史交通与其沿线文化空间的关联性。通过实证与理论研究,希冀可以超越个案,为更多城市交通遗产的再生提供借鉴。
城市历史交通是城市演化的空间骨架,也是集体记忆的载体,当下有关城市内部历史交通保护再生的研究较为沉寂,且已有的保护工作也未能将交通线路与沿线空间的更新结合起来。因此,引入遗产廊道理论,提出城市历史交通的廊道再生模式。在此导向下,以运行时间百年以上,风貌保存较好,周边遗产众多的大连有轨电车线路为案例,进行保护更新的实证研究。经过调研、分析,提出了一线一枢纽、一线五核心、一线三区段的整体建设思路与漫游系统、解说系统等支持系统构建方法,以推进大连有轨电车线路的活化再生。由此也展现了城市交通遗产廊道构建的核心要义,即从格局、功能、叙事与景观等方面重建历史交通与其沿线文化空间的关联性。通过实证与理论研究,希冀可以超越个案,为更多城市交通遗产的再生提供借鉴。
2026, 56(8): 45-51.
doi: 10.3724/j.gyjzG25052102
摘要:
人机融合技术的快速发展正在重塑人类属性,传统城市空间在“新人”群体的多模态需求下将面临失效危机。基于智能技术、神经科学与城市设计的多学科交叉视角,重点关注新人技术应用逻辑下人体神经系统的扩展特征,阐明城市空间的神经扩展意涵,从神经填补、神经连接与神经迁移三个类型出发,提出了“机械友好型—感知响应型—虚实交互型”的三维城市设计框架与九项策略矩阵。研究构建了“神经扩展都市主义”理念的基本概念与框架方法,以推动城市空间从“物理功能适配”向“神经扩展共生”转型,为未来城市设计领域提供重构性方案。
人机融合技术的快速发展正在重塑人类属性,传统城市空间在“新人”群体的多模态需求下将面临失效危机。基于智能技术、神经科学与城市设计的多学科交叉视角,重点关注新人技术应用逻辑下人体神经系统的扩展特征,阐明城市空间的神经扩展意涵,从神经填补、神经连接与神经迁移三个类型出发,提出了“机械友好型—感知响应型—虚实交互型”的三维城市设计框架与九项策略矩阵。研究构建了“神经扩展都市主义”理念的基本概念与框架方法,以推动城市空间从“物理功能适配”向“神经扩展共生”转型,为未来城市设计领域提供重构性方案。
2026, 56(8): 52-60.
doi: 10.3724/j.gyjzG25071505
摘要:
大跨度厂房因其进深大、层高高的空间特性,需要依靠屋面天窗以满足其室内通风与采光的要求。为此系统分析了大跨度厂房屋面天窗的通风采光方式,采用通风模拟软件VENT和采光分析软件DALI分别构建大跨度厂房的通风和采光数字模型,对比了有无天窗时厂房内部的风环境和光环境特点,分析了平天窗、钢屋架天窗、薄型通风器、固定式采光带等不同天窗形式在通风、采光方面的性能差异。基于数字模型模拟,结合实地调研情况,探讨了严寒地区、寒冷地区和夏热冬冷地区等气候条件下天窗形式的选择,提出了不同地域天窗形式的设计策略。通过系统分析不同天窗形式在通风、采光性能方面的差异特征,结合防积雪、防渗漏、防眩光等应用场景需求,以及耐久性、使用寿命、运维成本等全生命周期综合效益,构建了天窗设计策略的机制,可实现室内自然采光与自然通风的利用最大化,有效提升室内环境品质,降低建筑运行能耗。
大跨度厂房因其进深大、层高高的空间特性,需要依靠屋面天窗以满足其室内通风与采光的要求。为此系统分析了大跨度厂房屋面天窗的通风采光方式,采用通风模拟软件VENT和采光分析软件DALI分别构建大跨度厂房的通风和采光数字模型,对比了有无天窗时厂房内部的风环境和光环境特点,分析了平天窗、钢屋架天窗、薄型通风器、固定式采光带等不同天窗形式在通风、采光方面的性能差异。基于数字模型模拟,结合实地调研情况,探讨了严寒地区、寒冷地区和夏热冬冷地区等气候条件下天窗形式的选择,提出了不同地域天窗形式的设计策略。通过系统分析不同天窗形式在通风、采光性能方面的差异特征,结合防积雪、防渗漏、防眩光等应用场景需求,以及耐久性、使用寿命、运维成本等全生命周期综合效益,构建了天窗设计策略的机制,可实现室内自然采光与自然通风的利用最大化,有效提升室内环境品质,降低建筑运行能耗。
2026, 56(8): 61-67.
doi: 10.3724/j.gyjzG25012401
摘要:
超高性能混凝土(UHPC)由于具有较好的耐久性和优异的力学性能,近年来被应用于一些建筑工程的外围护体系中。为适用于不同地区装配式建筑的外围护体系,研发了UHPC夹心高效保温外挂墙板,采用斜对角不锈钢桁架作为内外叶墙板的连接件。为研究不锈钢桁架在内外叶墙板之间的连接性能,制作了6组拉拔试件,以不同连接件高度以及埋设深度作为变量,同时考虑连接件放置顺序的影响。试验结果表明:试件破坏共经历3个阶段,依次为弹性阶段、裂缝发展阶段及破坏阶段;纤维的存在可以有效延缓试件裂缝的发展,连接件的放置顺序对纤维分布有较大影响,连接件先放置到位再浇筑UHPC外叶板可以有效提升试件的承载力,破坏阶段均表现出较好的延性,有较高的安全储备;连接件高度的变化对试件承载力和变形能力影响不大;试件埋设深度从15 mm增加到20 mm时,峰值承载力可以提高64%~117%,延性增加48%~153%,且具有更大的安全余量。
超高性能混凝土(UHPC)由于具有较好的耐久性和优异的力学性能,近年来被应用于一些建筑工程的外围护体系中。为适用于不同地区装配式建筑的外围护体系,研发了UHPC夹心高效保温外挂墙板,采用斜对角不锈钢桁架作为内外叶墙板的连接件。为研究不锈钢桁架在内外叶墙板之间的连接性能,制作了6组拉拔试件,以不同连接件高度以及埋设深度作为变量,同时考虑连接件放置顺序的影响。试验结果表明:试件破坏共经历3个阶段,依次为弹性阶段、裂缝发展阶段及破坏阶段;纤维的存在可以有效延缓试件裂缝的发展,连接件的放置顺序对纤维分布有较大影响,连接件先放置到位再浇筑UHPC外叶板可以有效提升试件的承载力,破坏阶段均表现出较好的延性,有较高的安全储备;连接件高度的变化对试件承载力和变形能力影响不大;试件埋设深度从15 mm增加到20 mm时,峰值承载力可以提高64%~117%,延性增加48%~153%,且具有更大的安全余量。
2026, 56(8): 68-81.
doi: 10.3724/j.gyjzG25030506
摘要:
装配式混凝土结构具有效益高、易施工、节能环保等优势,在现代社会中被大量采用。目前,装配式混凝土结构中的梁、柱多采用灌浆套筒进行连接。然而,经典灌浆套筒构造形式易出现灌浆不密实、灌浆料堵塞出浆口等问题,进而导致整体结构抗震性能的下降。因此,提出了一种新型无孔灌浆套筒连接构造。首先,通过拉拔试验研究了无孔灌浆套筒连接件的力学性能,试验结果表明新型无孔灌浆套筒满足节点使用要求。然后,对使用新型灌浆套筒连接的装配式混凝土梁-柱节点与现浇混凝土节点进行了试验分析,对比研究了两种节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、累积耗能能力及应力发展。研究表明,装配式节点的抗震性能与现浇式节点基本一致,说明新型灌浆套筒节点在满足力学性能要求的前提下简化了施工步骤,降低了节点次品率。
装配式混凝土结构具有效益高、易施工、节能环保等优势,在现代社会中被大量采用。目前,装配式混凝土结构中的梁、柱多采用灌浆套筒进行连接。然而,经典灌浆套筒构造形式易出现灌浆不密实、灌浆料堵塞出浆口等问题,进而导致整体结构抗震性能的下降。因此,提出了一种新型无孔灌浆套筒连接构造。首先,通过拉拔试验研究了无孔灌浆套筒连接件的力学性能,试验结果表明新型无孔灌浆套筒满足节点使用要求。然后,对使用新型灌浆套筒连接的装配式混凝土梁-柱节点与现浇混凝土节点进行了试验分析,对比研究了两种节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、累积耗能能力及应力发展。研究表明,装配式节点的抗震性能与现浇式节点基本一致,说明新型灌浆套筒节点在满足力学性能要求的前提下简化了施工步骤,降低了节点次品率。
2026, 56(8): 82-96.
doi: 10.3724/j.gyjzG25020804
摘要:
针对现有钢板剪力墙易出现屈曲,滞回曲线存在“捏缩”现象等问题,提出了一种通过短钢管将两块均匀开孔钢板联系起来的新型双钢板剪力墙。为探究该剪力墙的滞回性能并建立恢复力模型,设计缩尺的剪力墙试件并进行拟静力试验,试验结果表明,试件最终呈现为棋盘式局部鼓曲破坏,滞回曲线饱满。采用ABAQUS建立有限元模型,在模型验证准确的基础上进行了参数分析,得到其滞回曲线及面外变形情况等,分析了管肋厚度、墙板厚度、肋间距、管肋边长、高宽比对剪力墙力学性能的影响。结果表明:墙体承载力分别与管肋厚度、墙板厚度、高宽比等参数呈线性关系;管肋厚度与墙板厚度之间的匹配关系,以及肋间距与管肋边长的关系影响着管肋的屈曲约束效果。最后对有限元计算结果进行回归分析,构建管肋开孔双钢板剪力墙的四折线骨架曲线模型,得到刚度退化的计算公式,最终建立恢复力模型。该模型与有限元结果吻合良好,可以为管肋开孔双钢板剪力墙的工程设计提供依据。
针对现有钢板剪力墙易出现屈曲,滞回曲线存在“捏缩”现象等问题,提出了一种通过短钢管将两块均匀开孔钢板联系起来的新型双钢板剪力墙。为探究该剪力墙的滞回性能并建立恢复力模型,设计缩尺的剪力墙试件并进行拟静力试验,试验结果表明,试件最终呈现为棋盘式局部鼓曲破坏,滞回曲线饱满。采用ABAQUS建立有限元模型,在模型验证准确的基础上进行了参数分析,得到其滞回曲线及面外变形情况等,分析了管肋厚度、墙板厚度、肋间距、管肋边长、高宽比对剪力墙力学性能的影响。结果表明:墙体承载力分别与管肋厚度、墙板厚度、高宽比等参数呈线性关系;管肋厚度与墙板厚度之间的匹配关系,以及肋间距与管肋边长的关系影响着管肋的屈曲约束效果。最后对有限元计算结果进行回归分析,构建管肋开孔双钢板剪力墙的四折线骨架曲线模型,得到刚度退化的计算公式,最终建立恢复力模型。该模型与有限元结果吻合良好,可以为管肋开孔双钢板剪力墙的工程设计提供依据。
2026, 56(8): 97-102.
doi: 10.3724/j.gyjzG25010203
摘要:
针对钢桁架性能和施工难题,提出新型钢箱梁+开槽型混凝土叠合板的组合楼盖体系,与钢桁架组合楼盖体系相比,钢箱梁组合楼盖的梁高降低18.8%~24.4%。针对采用钢箱梁和钢桁架梁的两种方案的整体结构,建立有限元计算模型进行分析,结果发现:两种方案的结构自振特性相近;采用钢箱梁-混凝土叠合板的组合结构体系,在多遇地震作用下结构的X、Y向最大层间位移角为1/992和1/846,与钢桁架组合结构体系相比更小;在罕遇地震下X、Y向最大弹塑性层间位移角为1/219和1/210,与钢桁架组合结构体系相比更大,且抗震性能均满足GB/T 50011—2010《建筑抗震设计标准》的要求。对两种结构形式的楼盖舒适度进行分析,二者指标基本相同。表明钢箱梁-混凝土叠合板组合楼盖体系可以在满足整体结构抗震和楼盖舒适度要求的情况下,显著降低梁高。
针对钢桁架性能和施工难题,提出新型钢箱梁+开槽型混凝土叠合板的组合楼盖体系,与钢桁架组合楼盖体系相比,钢箱梁组合楼盖的梁高降低18.8%~24.4%。针对采用钢箱梁和钢桁架梁的两种方案的整体结构,建立有限元计算模型进行分析,结果发现:两种方案的结构自振特性相近;采用钢箱梁-混凝土叠合板的组合结构体系,在多遇地震作用下结构的X、Y向最大层间位移角为1/992和1/846,与钢桁架组合结构体系相比更小;在罕遇地震下X、Y向最大弹塑性层间位移角为1/219和1/210,与钢桁架组合结构体系相比更大,且抗震性能均满足GB/T 50011—2010《建筑抗震设计标准》的要求。对两种结构形式的楼盖舒适度进行分析,二者指标基本相同。表明钢箱梁-混凝土叠合板组合楼盖体系可以在满足整体结构抗震和楼盖舒适度要求的情况下,显著降低梁高。
2026, 56(8): 103-109.
doi: 10.3724/j.gyjzG25041005
摘要:
为了研究节点几何尺寸及偏心率对空间DKT形圆钢管相贯节点应力和应变分布、受力性能、破坏模态及节点极限承载能力的影响规律,对3个非偏心和2个偏心空间DKT形圆钢管相贯节点进行了试验研究和有限元数值模拟,对比了5个空间DKT形圆钢管相贯节点试验试件的承载性能、变形和破坏模态,并利用有限元分析软件对试件进行了有限元模拟。研究结果表明:有限元分析的承载力、变形等结果与试验结果吻合较好;支主管平面内角度由30°(SJ1)增至60°(SJ3)时,节点承载力下降约4.88%;偏心距增至88 mm(SJ4)和110 mm(SJ5)时,试验所得承载力较非偏心节点(SJ3)分别降低26.7%和17.9%。通过分析试验和有限元得到的应力、应变分布,探明节点达到极限承载力时,斜支管与主管连接位置进入了塑性状态,但节点破坏并非由截面塑性控制,而是变形控制。
为了研究节点几何尺寸及偏心率对空间DKT形圆钢管相贯节点应力和应变分布、受力性能、破坏模态及节点极限承载能力的影响规律,对3个非偏心和2个偏心空间DKT形圆钢管相贯节点进行了试验研究和有限元数值模拟,对比了5个空间DKT形圆钢管相贯节点试验试件的承载性能、变形和破坏模态,并利用有限元分析软件对试件进行了有限元模拟。研究结果表明:有限元分析的承载力、变形等结果与试验结果吻合较好;支主管平面内角度由30°(SJ1)增至60°(SJ3)时,节点承载力下降约4.88%;偏心距增至88 mm(SJ4)和110 mm(SJ5)时,试验所得承载力较非偏心节点(SJ3)分别降低26.7%和17.9%。通过分析试验和有限元得到的应力、应变分布,探明节点达到极限承载力时,斜支管与主管连接位置进入了塑性状态,但节点破坏并非由截面塑性控制,而是变形控制。
2026, 56(8): 110-120.
doi: 10.3724/j.gyjzG25032502
摘要:
针对建筑屋顶附属雨棚在复合干扰下的风荷载作用机理不明问题,通过风洞试验与数值模拟相结合的方法,系统研究了不同建筑高度与风向角对雨棚风压分布的影响规律。基于1∶50缩尺模型的风洞试验,模拟B类地貌风场,分析了建筑高度(6,12,18,24 m)及风向角(0°~45°)对平均风压与极值风压的调控效应。数值模拟采用NSRFG方法生成湍流边界层,结合大涡模拟(LES)解析流场特性,并通过涡量分布与流场结构揭示了风荷载动态响应机制。研究表明:建筑高度显著影响雨棚风荷载,临界高度为12 m时极值风压系数达-3.0,且风向角25°附近风荷载方向敏感性最强;风压分布受柱状涡与锥形涡主导,迎风缘涡流分离导致局部负压峰值,下表面正压与上表面负压叠加形成“双负效应”,加剧整体风吸力;数值模拟进一步表明,12 m高度下柱状涡尺度与尾流涡强度最大,覆盖雨棚全表面,导致风荷载骤增。研究成果阐明了屋顶雨棚在复杂干扰下的风压动态演化机理,为开敞建筑顶棚的抗风设计提供了理论依据,并验证了试验与数值方法协同研究的有效性。
针对建筑屋顶附属雨棚在复合干扰下的风荷载作用机理不明问题,通过风洞试验与数值模拟相结合的方法,系统研究了不同建筑高度与风向角对雨棚风压分布的影响规律。基于1∶50缩尺模型的风洞试验,模拟B类地貌风场,分析了建筑高度(6,12,18,24 m)及风向角(0°~45°)对平均风压与极值风压的调控效应。数值模拟采用NSRFG方法生成湍流边界层,结合大涡模拟(LES)解析流场特性,并通过涡量分布与流场结构揭示了风荷载动态响应机制。研究表明:建筑高度显著影响雨棚风荷载,临界高度为12 m时极值风压系数达-3.0,且风向角25°附近风荷载方向敏感性最强;风压分布受柱状涡与锥形涡主导,迎风缘涡流分离导致局部负压峰值,下表面正压与上表面负压叠加形成“双负效应”,加剧整体风吸力;数值模拟进一步表明,12 m高度下柱状涡尺度与尾流涡强度最大,覆盖雨棚全表面,导致风荷载骤增。研究成果阐明了屋顶雨棚在复杂干扰下的风压动态演化机理,为开敞建筑顶棚的抗风设计提供了理论依据,并验证了试验与数值方法协同研究的有效性。
2026, 56(8): 121-126.
doi: 10.3724/j.gyjzG25030502
摘要:
在建筑工程的吊装工作中,作为过渡受力结构的桁架式扁担梁,其四周弦杆在桁架平面外仅与绳索类柔性物质接触,两端所受支承非常弱,但材料力学教材以及我国GB 50017—2017《钢结构设计标准》都未曾对这种两端无支承的细长中心受压直杆稳定性问题进行过分析,缺少相应的计算长度系数。为此,首先采用静力平衡法推导出了两端无支承的细长中心受压直杆保持屈曲稳定的长度系数和临界力。接着又采用ANSYS软件的特征值法对其开展了受压屈曲有限元分析,有限元获得的临界力与理论值高度吻合,且获得其发生顺弯屈曲和反弯屈曲的长度系数分别为1和0.5。因此,桁架式扁担梁中弦杆平面外更倾向发生顺弯屈曲失稳,计算长度系数取1是可行的。
在建筑工程的吊装工作中,作为过渡受力结构的桁架式扁担梁,其四周弦杆在桁架平面外仅与绳索类柔性物质接触,两端所受支承非常弱,但材料力学教材以及我国GB 50017—2017《钢结构设计标准》都未曾对这种两端无支承的细长中心受压直杆稳定性问题进行过分析,缺少相应的计算长度系数。为此,首先采用静力平衡法推导出了两端无支承的细长中心受压直杆保持屈曲稳定的长度系数和临界力。接着又采用ANSYS软件的特征值法对其开展了受压屈曲有限元分析,有限元获得的临界力与理论值高度吻合,且获得其发生顺弯屈曲和反弯屈曲的长度系数分别为1和0.5。因此,桁架式扁担梁中弦杆平面外更倾向发生顺弯屈曲失稳,计算长度系数取1是可行的。
2026, 56(8): 127-139.
doi: 10.3724/j.gyjzG25041409
摘要:
为了探究新型铝合金-不锈钢组合板摩擦型高强螺栓界面的抗剪性能,设计了以界面有无颗粒、颗粒数量、径距比、不锈钢板厚度等参数共4组试件,进行静力加载试验,深入探讨各参数对抗滑移系数和抗剪承载力的影响。结果表明:BASE试件(界面有不锈钢颗粒)与ORIGIN试件(界面无不锈钢颗粒)相比在滑移荷载、峰值荷载、延性、刚度等方面都有一定提升;不锈钢颗粒数量取0,2,4,6,8颗对铝-不锈钢组合板滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为61.7%~81.9%和7.5%~12.7%;径距比取0、2/8、2/6、3/8对铝-不锈钢组合板滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为69.2%~97.8%和10.38%~23.5%;不锈钢板厚度从3 mm增加到5 mm时滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为14.6%和9.5%,5 mm增大到8 mm时滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为17.2%和12.1%;螺栓预紧力为15 kN时滑移荷载最大增幅达13.1%;边距取10,15,20,25 mm对铝-不锈钢组合板滑移荷载及峰值荷载提升幅值为39%~63.8%和37.3%~54.4%。基于此,提出适用于新型带颗粒铝合金-不锈钢板组合摩擦型高强螺栓连接件的抗剪承载力计算式,并对算式进行验证以为实际工程应用提供参考。
为了探究新型铝合金-不锈钢组合板摩擦型高强螺栓界面的抗剪性能,设计了以界面有无颗粒、颗粒数量、径距比、不锈钢板厚度等参数共4组试件,进行静力加载试验,深入探讨各参数对抗滑移系数和抗剪承载力的影响。结果表明:BASE试件(界面有不锈钢颗粒)与ORIGIN试件(界面无不锈钢颗粒)相比在滑移荷载、峰值荷载、延性、刚度等方面都有一定提升;不锈钢颗粒数量取0,2,4,6,8颗对铝-不锈钢组合板滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为61.7%~81.9%和7.5%~12.7%;径距比取0、2/8、2/6、3/8对铝-不锈钢组合板滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为69.2%~97.8%和10.38%~23.5%;不锈钢板厚度从3 mm增加到5 mm时滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为14.6%和9.5%,5 mm增大到8 mm时滑移荷载及峰值荷载提升幅值分别为17.2%和12.1%;螺栓预紧力为15 kN时滑移荷载最大增幅达13.1%;边距取10,15,20,25 mm对铝-不锈钢组合板滑移荷载及峰值荷载提升幅值为39%~63.8%和37.3%~54.4%。基于此,提出适用于新型带颗粒铝合金-不锈钢板组合摩擦型高强螺栓连接件的抗剪承载力计算式,并对算式进行验证以为实际工程应用提供参考。
2026, 56(8): 140-149.
doi: 10.3724/j.gyjzG24123104
摘要:
依托于合肥市广德路钢结构桥梁项目,对大跨度钢箱梁格体系步履式顶推施工技术进行了研究。基于其现场状况及河道通航要求,进行了系统的钢箱梁顶推设计研究,规范了顶推方案、导梁、滑动系统、动力系统、控制系统、支撑系统和防护系统的基本设计原则;建立了大跨度钢箱梁格体系步履式顶推施工仿真分析模型,明晰了各顶推工况中的最不利荷载工况与结构受力;基于数值仿真分析结果,确定了大跨度钢箱梁格体系步履式顶推施工监测方案及要点,开展了顶推施工全过程监控分析,并通过监测数据验证了数值模型的准确性。
依托于合肥市广德路钢结构桥梁项目,对大跨度钢箱梁格体系步履式顶推施工技术进行了研究。基于其现场状况及河道通航要求,进行了系统的钢箱梁顶推设计研究,规范了顶推方案、导梁、滑动系统、动力系统、控制系统、支撑系统和防护系统的基本设计原则;建立了大跨度钢箱梁格体系步履式顶推施工仿真分析模型,明晰了各顶推工况中的最不利荷载工况与结构受力;基于数值仿真分析结果,确定了大跨度钢箱梁格体系步履式顶推施工监测方案及要点,开展了顶推施工全过程监控分析,并通过监测数据验证了数值模型的准确性。
2026, 56(8): 150-157.
doi: 10.3724/j.gyjzG25052204
摘要:
风电机组大型化和降本增效的需求,推动了大直径薄壁中空夹层钢管混凝土风电塔筒的发展。针对该新型风电塔筒在混凝土浇筑过程中的结构稳定性问题,开展了系统的理论分析与试验研究。基于相似理论设计了缩尺模型试验,利用压力传感器和三维数字图像技术(DIC)实时监测浇筑过程中钢管壁变形和混凝土压力传递,系统分析其受力与变形特性。通过建立三维数值模型,探讨了混凝土浇筑高度、浇筑时支撑结构布置以及钢管径厚比对结构变形的影响规律。结果表明:内钢管稳定性显著低于外钢管,在浇筑过程中更易发生弹性失稳,钢管径厚比、浇筑高度和支撑间距是影响钢管壁变形的关键因素,其中支撑间距影响最为显著。
风电机组大型化和降本增效的需求,推动了大直径薄壁中空夹层钢管混凝土风电塔筒的发展。针对该新型风电塔筒在混凝土浇筑过程中的结构稳定性问题,开展了系统的理论分析与试验研究。基于相似理论设计了缩尺模型试验,利用压力传感器和三维数字图像技术(DIC)实时监测浇筑过程中钢管壁变形和混凝土压力传递,系统分析其受力与变形特性。通过建立三维数值模型,探讨了混凝土浇筑高度、浇筑时支撑结构布置以及钢管径厚比对结构变形的影响规律。结果表明:内钢管稳定性显著低于外钢管,在浇筑过程中更易发生弹性失稳,钢管径厚比、浇筑高度和支撑间距是影响钢管壁变形的关键因素,其中支撑间距影响最为显著。
2026, 56(8): 158-168.
doi: 10.3724/j.gyjzG25071703
摘要:
为提高工程水泥基复合材料(ECC)的力学性能及环保可持续性,将沥青混合料回收料(RAP)碾碎成粉粒状和细砂,完全替代硅砂,掺入ECC制备了RAP-ECC材料。为获得RAP-ECC材料的力学性能、应变硬化和断裂特性、微观结构及可持续性,首先开展了不同RAP掺量(0%、25%、50%、60%、100%)下RAP-ECC单轴拉伸、压缩及四点弯曲试验,其次开展了最优配合比下RAP-ECC的三点弯曲和单裂缝拉伸试验,利用扫描电子显微镜对RAP-ECC拉伸破坏试件的断口进行纤维破坏情况,骨料/基体界面过渡区(ITZ)的微观结构分析,最后综合材料力学性能、隐含碳排放及经济性建立了RAP-ECC的综合评价指标。结果表明:RAP-ECC单轴拉伸后具有显著的应变硬化和多微裂缝特征,RAP的掺入提高了ECC的抗拉/压/弯强度,RAP-50%的初裂应变是ECC的1.3倍,抗拉强度为其1.32倍,极限应变达4.68%,且RAP-50%薄板的抗弯强度约为ECC薄板的1.38倍,RAP-60%的平均抗压强度约为ECC抗压强度的1.25倍,但RAP的掺入降低了其极限拉应变,RAP-50%的极限拉应变最大且与RAP-0%相近;计算得到ECC与RAP-50%的伪应变硬化指数分别为12.00和14.02,均大于2.7;RAP-50%的综合评价指标值最大,相较ECC提高了74.3%,说明其综合性能最优。
为提高工程水泥基复合材料(ECC)的力学性能及环保可持续性,将沥青混合料回收料(RAP)碾碎成粉粒状和细砂,完全替代硅砂,掺入ECC制备了RAP-ECC材料。为获得RAP-ECC材料的力学性能、应变硬化和断裂特性、微观结构及可持续性,首先开展了不同RAP掺量(0%、25%、50%、60%、100%)下RAP-ECC单轴拉伸、压缩及四点弯曲试验,其次开展了最优配合比下RAP-ECC的三点弯曲和单裂缝拉伸试验,利用扫描电子显微镜对RAP-ECC拉伸破坏试件的断口进行纤维破坏情况,骨料/基体界面过渡区(ITZ)的微观结构分析,最后综合材料力学性能、隐含碳排放及经济性建立了RAP-ECC的综合评价指标。结果表明:RAP-ECC单轴拉伸后具有显著的应变硬化和多微裂缝特征,RAP的掺入提高了ECC的抗拉/压/弯强度,RAP-50%的初裂应变是ECC的1.3倍,抗拉强度为其1.32倍,极限应变达4.68%,且RAP-50%薄板的抗弯强度约为ECC薄板的1.38倍,RAP-60%的平均抗压强度约为ECC抗压强度的1.25倍,但RAP的掺入降低了其极限拉应变,RAP-50%的极限拉应变最大且与RAP-0%相近;计算得到ECC与RAP-50%的伪应变硬化指数分别为12.00和14.02,均大于2.7;RAP-50%的综合评价指标值最大,相较ECC提高了74.3%,说明其综合性能最优。
2026, 56(8): 169-177.
doi: 10.3724/j.gyjzG25082401
摘要:
轻质超高性能混凝土(LUHPC)的工作性能和力学性能受原材料组成影响很大,明晰其影响规律对LUHPC的工程应用意义重大。采用正交试验方法,通过坍落度和力学性能试验分析粉煤灰掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和膨胀剂掺量对LUHPC的工作性能和力学性能影响规律。基于直观分析法和层次分析法得出最优配合比,进一步分析膨胀剂掺量对力学性能与收缩性能的影响,得出适宜掺量。结果表明:1)随粉煤灰掺量或膨胀剂掺量增加,LUHPC力学性能和坍落度均先降低再上升;随硅灰掺量增加,力学性能和坍落度均先增加再降低;随钢纤维掺量增加,力学性能不断上升但坍落度不断下降;2)对坍落度、立方体抗压强度和轴心抗压强度影响最大的是钢纤维掺量,对劈裂抗拉强度影响最大的是硅灰掺量;3)基于工作和力学性能的最优配合比为:粉煤灰28%、硅灰24%、钢纤维2.0%和膨胀剂6%;4)在0%~8%范围内,随膨胀剂掺量增大,LUHPC的立方体抗压强度、轴心抗压强度和坍落度均不同程度降低,劈裂抗拉强度上升,综合力学、收缩和工作性能的膨胀剂最优掺量为6%。
轻质超高性能混凝土(LUHPC)的工作性能和力学性能受原材料组成影响很大,明晰其影响规律对LUHPC的工程应用意义重大。采用正交试验方法,通过坍落度和力学性能试验分析粉煤灰掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和膨胀剂掺量对LUHPC的工作性能和力学性能影响规律。基于直观分析法和层次分析法得出最优配合比,进一步分析膨胀剂掺量对力学性能与收缩性能的影响,得出适宜掺量。结果表明:1)随粉煤灰掺量或膨胀剂掺量增加,LUHPC力学性能和坍落度均先降低再上升;随硅灰掺量增加,力学性能和坍落度均先增加再降低;随钢纤维掺量增加,力学性能不断上升但坍落度不断下降;2)对坍落度、立方体抗压强度和轴心抗压强度影响最大的是钢纤维掺量,对劈裂抗拉强度影响最大的是硅灰掺量;3)基于工作和力学性能的最优配合比为:粉煤灰28%、硅灰24%、钢纤维2.0%和膨胀剂6%;4)在0%~8%范围内,随膨胀剂掺量增大,LUHPC的立方体抗压强度、轴心抗压强度和坍落度均不同程度降低,劈裂抗拉强度上升,综合力学、收缩和工作性能的膨胀剂最优掺量为6%。
2026, 56(8): 178-184.
doi: 10.3724/j.gyjzG25071801
摘要:
根据热动力学基本原理,分析了混凝土中水汽转换的驱动条件和蒸养混凝土的失水机理,并通过蒸养混凝土抗压强度、孔隙分布和微观结构的测定,研究了蒸养失水对混凝土力学强度和微结构的影响。结果表明:较高的蒸养温度会导致混凝土内部孔隙数量的增加,同时加剧其微结构的损伤程度;混凝土中水汽转换取决于大气的水蒸气分压,即空气的绝对湿度,而与空气的相对湿度无关;当混凝土蒸汽养护进入降温阶段,由于外界大气绝对湿度显著低于混凝土孔隙内空气的绝对湿度,混凝土内部的水汽会被驱动向大气蒸发,导致快速失水,这种失水引起孔隙水凹液面收缩,收缩作用易与内部空气泡贯通,最终不可避免地形成微裂缝,而失水微裂缝的发展是蒸汽养护造成混凝土强度降低的主要原因。
根据热动力学基本原理,分析了混凝土中水汽转换的驱动条件和蒸养混凝土的失水机理,并通过蒸养混凝土抗压强度、孔隙分布和微观结构的测定,研究了蒸养失水对混凝土力学强度和微结构的影响。结果表明:较高的蒸养温度会导致混凝土内部孔隙数量的增加,同时加剧其微结构的损伤程度;混凝土中水汽转换取决于大气的水蒸气分压,即空气的绝对湿度,而与空气的相对湿度无关;当混凝土蒸汽养护进入降温阶段,由于外界大气绝对湿度显著低于混凝土孔隙内空气的绝对湿度,混凝土内部的水汽会被驱动向大气蒸发,导致快速失水,这种失水引起孔隙水凹液面收缩,收缩作用易与内部空气泡贯通,最终不可避免地形成微裂缝,而失水微裂缝的发展是蒸汽养护造成混凝土强度降低的主要原因。
2026, 56(8): 185-192.
doi: 10.3724/j.gyjzG25050807
摘要:
目前多采用实验室加速腐蚀研究结构钢材在海洋大气环境中的腐蚀规律,但实验室加速腐蚀无法简单地代表海洋大气环境,需要明确钢材在海洋大气环境与实验室模拟环境中的腐蚀规律相关性。收集了Q235钢在4种加速腐蚀环境中的腐蚀规律,并将4组试验结果同万宁、青岛两地的大气腐蚀结果进行腐蚀深度及腐蚀产物的相关性分析和加速比计算,探究干湿循环比例、NaHSO3及其浓度等对加速腐蚀试验结果与万宁、青岛两地自然腐蚀规律相关性的影响,给出了万宁、青岛地区海洋大气腐蚀时间与实验室加速腐蚀时间的相关模型。结果表明:要达到万宁、青岛海洋大气环境16 a的腐蚀深度,NaCl+0.001 mol/L NaHSO3(1∶3)试验方法加速性最好,分别需要327.27,410.78 h;而NaCl+0.02 mol/L NaHSO3(3∶1)加速性最小,分别需要1436.37,3170.76 h。
目前多采用实验室加速腐蚀研究结构钢材在海洋大气环境中的腐蚀规律,但实验室加速腐蚀无法简单地代表海洋大气环境,需要明确钢材在海洋大气环境与实验室模拟环境中的腐蚀规律相关性。收集了Q235钢在4种加速腐蚀环境中的腐蚀规律,并将4组试验结果同万宁、青岛两地的大气腐蚀结果进行腐蚀深度及腐蚀产物的相关性分析和加速比计算,探究干湿循环比例、NaHSO3及其浓度等对加速腐蚀试验结果与万宁、青岛两地自然腐蚀规律相关性的影响,给出了万宁、青岛地区海洋大气腐蚀时间与实验室加速腐蚀时间的相关模型。结果表明:要达到万宁、青岛海洋大气环境16 a的腐蚀深度,NaCl+0.001 mol/L NaHSO3(1∶3)试验方法加速性最好,分别需要327.27,410.78 h;而NaCl+0.02 mol/L NaHSO3(3∶1)加速性最小,分别需要1436.37,3170.76 h。
2026, 56(8): 193-206.
doi: 10.3724/j.gyjzG25072701
摘要:
在建筑业数字化转型背景下,施工现场产生了大量包括文本、视觉、语音与传感器在内的多源异构且动态变化的数据。传统的规则驱动分析方法难以充分挖掘各模态之间的互补信息,难以满足对实时感知与协同决策的实际需求。首先,提出“输入—任务—融合—挑战—展望”的逻辑框架,系统回顾了施工现场中4类主要模态数据的输入特征与任务映射关系,分析了多模态人工智能(AI)在安全监测、进度控制、设备维护及文档处理等关键环节的典型应用,揭示其在语义提取、行为识别与状态建模中的应用价值。然后,比较了数据级、特征级与决策级三类融合策略的技术原理与适用情境,探讨了“边—云—端”协同架构的演进路径,并总结当前面临的数据异构、模型迁移性差、部署资源受限与隐私合规等关键技术挑战。最后,提出融合领域知识、优化边缘部署与加强标准建设的研究方向与发展建议,旨在为多模态AI在智能建造中的持续演进提供系统性参考。
在建筑业数字化转型背景下,施工现场产生了大量包括文本、视觉、语音与传感器在内的多源异构且动态变化的数据。传统的规则驱动分析方法难以充分挖掘各模态之间的互补信息,难以满足对实时感知与协同决策的实际需求。首先,提出“输入—任务—融合—挑战—展望”的逻辑框架,系统回顾了施工现场中4类主要模态数据的输入特征与任务映射关系,分析了多模态人工智能(AI)在安全监测、进度控制、设备维护及文档处理等关键环节的典型应用,揭示其在语义提取、行为识别与状态建模中的应用价值。然后,比较了数据级、特征级与决策级三类融合策略的技术原理与适用情境,探讨了“边—云—端”协同架构的演进路径,并总结当前面临的数据异构、模型迁移性差、部署资源受限与隐私合规等关键技术挑战。最后,提出融合领域知识、优化边缘部署与加强标准建设的研究方向与发展建议,旨在为多模态AI在智能建造中的持续演进提供系统性参考。
2026, 56(8): 207-215.
doi: 10.3724/j.gyjzG25032702
摘要:
建筑信息模型(BIM)中模型计算分析功能不足但复杂模型建模过程效率高,有限元(FEM)软件中复杂模型建模过程效率低但模型计算分析功能强。针对Revit软件具有结构参数化特点和可视化优势,但缺乏计算分析功能问题,而ABAQUS软件具有强大有限元计算分析优势,但存在复杂异形模型建模效率低问题,提出了BIM模型向FEM模型的转换思路,可有效结合二者三维可视化和强大有限元计算功能的优点。该方法通过读取Revit里的模型数据生成SAT文件并导入ABAQUS软件中生成inp文件,实现利用SAT数据格式文件进行模型数据转换。结合实际地铁区间盾构穿越桥桩工程项目进行开发实践,结果表明,SAT数据文件可以大大提高有限元软件在岩土分析中构建复杂结构模型的效率,针对需要多次重复建模并进行计算分析的工程,效果更加显著,具有重要的工程参考价值。
建筑信息模型(BIM)中模型计算分析功能不足但复杂模型建模过程效率高,有限元(FEM)软件中复杂模型建模过程效率低但模型计算分析功能强。针对Revit软件具有结构参数化特点和可视化优势,但缺乏计算分析功能问题,而ABAQUS软件具有强大有限元计算分析优势,但存在复杂异形模型建模效率低问题,提出了BIM模型向FEM模型的转换思路,可有效结合二者三维可视化和强大有限元计算功能的优点。该方法通过读取Revit里的模型数据生成SAT文件并导入ABAQUS软件中生成inp文件,实现利用SAT数据格式文件进行模型数据转换。结合实际地铁区间盾构穿越桥桩工程项目进行开发实践,结果表明,SAT数据文件可以大大提高有限元软件在岩土分析中构建复杂结构模型的效率,针对需要多次重复建模并进行计算分析的工程,效果更加显著,具有重要的工程参考价值。
2026, 56(8): 216-223.
doi: 10.3724/j.gyjzG25030902
摘要:
高强流态固化土可作为新型桩基材料用于压力型复合抗拔桩,能大幅提高桩基抗震性能和有效解决抗浮问题。采用矿渣粉、钢渣粉、脱硫石膏为主要原材料制备的固化剂和水泥,分别与建筑垃圾冗余土配制高强流态固化土,研究其力学性能。结果表明:高强流态固化土相比于水泥土,具有强度更高、成本更低、碳排放更低等优势;固化土试样的抗压强度随固化剂掺量增加和养护龄期延长而增大;随着固化剂掺量的增加,固化土应力-应变曲线的峰值应力、弹性模量逐渐增加,峰值应变和极限应变均逐渐降低,材料表现出更多的脆性特征,固化土的内摩擦角有所降低,但黏聚力大幅度增加,使得抗剪强度大幅提高;随着固化剂掺量及围压的增加,三轴抗压强度提高。
高强流态固化土可作为新型桩基材料用于压力型复合抗拔桩,能大幅提高桩基抗震性能和有效解决抗浮问题。采用矿渣粉、钢渣粉、脱硫石膏为主要原材料制备的固化剂和水泥,分别与建筑垃圾冗余土配制高强流态固化土,研究其力学性能。结果表明:高强流态固化土相比于水泥土,具有强度更高、成本更低、碳排放更低等优势;固化土试样的抗压强度随固化剂掺量增加和养护龄期延长而增大;随着固化剂掺量的增加,固化土应力-应变曲线的峰值应力、弹性模量逐渐增加,峰值应变和极限应变均逐渐降低,材料表现出更多的脆性特征,固化土的内摩擦角有所降低,但黏聚力大幅度增加,使得抗剪强度大幅提高;随着固化剂掺量及围压的增加,三轴抗压强度提高。
2026, 56(8): 224-232.
doi: 10.3724/j.gyjzG25032803
摘要:
对含盐砂土进行冻结法施工时,含盐量是影响冻结效果的关键因素。为探究不同含盐量下砂层冻结的降温过程以及含盐量对冻结体发展的影响规律,应用COMSOL软件建立了含盐砂层的双孔冻结数值模拟模型,主要对冻结温度场和冻结体发展特性进行分析。模型综合考虑了含盐量对冻结温度、导热系数、比热容和未冻水含量等参数的影响,并对模拟结果与试验结果进行对比验证。结果表明:盐分会改变砂层的降温速率,同时由于冻结温度的降低,交圈时间会明显变长,冻结壁厚度明显变小。基于此,对冻结温度、交圈时间和冻结壁厚度等指标随砂层含盐量的变化曲线进行拟合,得到这些重要指标与砂层含盐量的经验公式并与试验结果对比后,对公式进行修正,使其更有实际参考价值,为盐渍地层的冻结法施工提供参考。
对含盐砂土进行冻结法施工时,含盐量是影响冻结效果的关键因素。为探究不同含盐量下砂层冻结的降温过程以及含盐量对冻结体发展的影响规律,应用COMSOL软件建立了含盐砂层的双孔冻结数值模拟模型,主要对冻结温度场和冻结体发展特性进行分析。模型综合考虑了含盐量对冻结温度、导热系数、比热容和未冻水含量等参数的影响,并对模拟结果与试验结果进行对比验证。结果表明:盐分会改变砂层的降温速率,同时由于冻结温度的降低,交圈时间会明显变长,冻结壁厚度明显变小。基于此,对冻结温度、交圈时间和冻结壁厚度等指标随砂层含盐量的变化曲线进行拟合,得到这些重要指标与砂层含盐量的经验公式并与试验结果对比后,对公式进行修正,使其更有实际参考价值,为盐渍地层的冻结法施工提供参考。
2026, 56(8): 233-241.
doi: 10.3724/j.gyjzG25031203
摘要:
疏浚所得高岭土含水量高、压缩性大,直接用作堆场填料困难。为解决此问题,采用钙质砂、水泥和石灰对高岭土进行改良,并基于83组无侧限抗压强度试验结果,构建反向传播(BP)神经网络模型,以预测固化高岭土28 d无侧限抗压强度,从而根据预测结果选择优化配比。同时,将BP神经网络模型与传统线性回归模型进行对比分析。试验结果表明:三种材料联合使用能够显著提升高岭土的抗压强度。结合电镜试验可知,适量石灰(≤2%)促进了土壤颗粒致密化,钙质砂可以填充孔隙并进行碳酸钙沉淀,水泥生成水化产物可以形成致密蜂窝状或网状结构,共同提升土体力学性能。在模型预测方面,BP神经网络模型的均方根误差为142.515,拟合度高达0.985,而传统线性回归模型的均方根误差为154.203,拟合度为0.979,BP神经网络模型表现出更高的准确性。
疏浚所得高岭土含水量高、压缩性大,直接用作堆场填料困难。为解决此问题,采用钙质砂、水泥和石灰对高岭土进行改良,并基于83组无侧限抗压强度试验结果,构建反向传播(BP)神经网络模型,以预测固化高岭土28 d无侧限抗压强度,从而根据预测结果选择优化配比。同时,将BP神经网络模型与传统线性回归模型进行对比分析。试验结果表明:三种材料联合使用能够显著提升高岭土的抗压强度。结合电镜试验可知,适量石灰(≤2%)促进了土壤颗粒致密化,钙质砂可以填充孔隙并进行碳酸钙沉淀,水泥生成水化产物可以形成致密蜂窝状或网状结构,共同提升土体力学性能。在模型预测方面,BP神经网络模型的均方根误差为142.515,拟合度高达0.985,而传统线性回归模型的均方根误差为154.203,拟合度为0.979,BP神经网络模型表现出更高的准确性。
2026, 56(8): 242-249.
doi: 10.3724/j.gyjzG25061001
摘要:
以改性废渣(RGM)固化土为对象,探究其在干湿循环条件下的强度演变规律与劣化机理。通过干湿循环试验、无侧限抗压强度测试、微观结构分析(SEM、XRD)及浸泡液化学性质监测,系统对比了RGM固化土与普通硅酸盐水泥(PC)基固化土及素土的耐久性差异。结果表明:RGM固化土在6次干湿循环后仍保持结构完整性,强度损失率(5.65%)显著低于PC基固化土(64.08%),这归因于其水化产物(托贝莫来石、C-A-S-H凝胶)的高稳定性及二次固化效应。微观分析表明,RGM固化土通过胶结物填充孔隙、增强颗粒间黏结力来延缓劣化,但随着循环次数增加,干湿应力导致微裂缝扩展及胶凝体分解,最终引发结构破坏。浸泡液pH值下降与钙离子(Ca2+)浓度动态变化进一步验证了水化产物溶解与反应进程。研究表明,RGM固化土在路基工程中具有抗干湿循环的潜力,其劣化机理为反复膨胀-收缩应力累积与水化产物化学稳定性降低的耦合作用。
以改性废渣(RGM)固化土为对象,探究其在干湿循环条件下的强度演变规律与劣化机理。通过干湿循环试验、无侧限抗压强度测试、微观结构分析(SEM、XRD)及浸泡液化学性质监测,系统对比了RGM固化土与普通硅酸盐水泥(PC)基固化土及素土的耐久性差异。结果表明:RGM固化土在6次干湿循环后仍保持结构完整性,强度损失率(5.65%)显著低于PC基固化土(64.08%),这归因于其水化产物(托贝莫来石、C-A-S-H凝胶)的高稳定性及二次固化效应。微观分析表明,RGM固化土通过胶结物填充孔隙、增强颗粒间黏结力来延缓劣化,但随着循环次数增加,干湿应力导致微裂缝扩展及胶凝体分解,最终引发结构破坏。浸泡液pH值下降与钙离子(Ca2+)浓度动态变化进一步验证了水化产物溶解与反应进程。研究表明,RGM固化土在路基工程中具有抗干湿循环的潜力,其劣化机理为反复膨胀-收缩应力累积与水化产物化学稳定性降低的耦合作用。
2026, 56(8): 250-257.
doi: 10.3724/j.gyjzG25062705
摘要:
大量震灾现场表明,地震只是引发高边坡失稳滑坡的诱因之一,有时边坡失稳是由一系列诱因共同作用造成的。以尼泊尔山区高速公路某露天扰动90 m超高边坡为例,利用Slide软件对不同工况下(天然、暴雨和地震)的边坡进行稳定性分析,主要研究了渗流场演化过程,孔隙水压力动态变化规律以及不同持续时间降雨入渗对边坡稳定性的影响。研究结果表明:1)地震和暴雨均不利于边坡稳定,其中“坡面水”工况模拟结果偏保守,易导致设计冗余;2)连续降雨使渗入的雨水向临坡面迁移,易形成地表径流,导致边坡稳定性呈线性下降趋势;3)采用系统锚杆结合排水措施后,边坡稳定性显著提升,验证了“固脚强腰、排水优先”的支护理念。最后结合现场情况,提出适用于尼泊尔山区高边坡的施工建议。
大量震灾现场表明,地震只是引发高边坡失稳滑坡的诱因之一,有时边坡失稳是由一系列诱因共同作用造成的。以尼泊尔山区高速公路某露天扰动90 m超高边坡为例,利用Slide软件对不同工况下(天然、暴雨和地震)的边坡进行稳定性分析,主要研究了渗流场演化过程,孔隙水压力动态变化规律以及不同持续时间降雨入渗对边坡稳定性的影响。研究结果表明:1)地震和暴雨均不利于边坡稳定,其中“坡面水”工况模拟结果偏保守,易导致设计冗余;2)连续降雨使渗入的雨水向临坡面迁移,易形成地表径流,导致边坡稳定性呈线性下降趋势;3)采用系统锚杆结合排水措施后,边坡稳定性显著提升,验证了“固脚强腰、排水优先”的支护理念。最后结合现场情况,提出适用于尼泊尔山区高边坡的施工建议。
2026, 56(8): 258-266.
doi: 10.3724/j.gyjzG25031905
摘要:
合理考虑井底高压旋喷加固对工作井抗坑底隆起的贡献具备重要的工程价值。采用有限元软件MIDAS GTS NX建立工作井数值计算模型,根据土层深度对修正摩尔-库仑本构中的土体刚度参数进行调整,并与浙江杭州某电力廊道工作井实测值对照,验证了数值模型的准确性,进一步考察了高压旋喷加固体黏聚力对工作井坑底隆起稳定性的影响。研究发现:高压旋喷加固体黏聚力的增长能一定程度降低工作井的坑底隆起,但工作井临界嵌固深度与加固体黏聚力关联不大;加固体黏聚力越大,近工作井端的地表沉降值和地下连续墙侧向位移均小幅度降低;考虑高压旋喷加固时,嵌固深度与井外地表沉降和地下连续墙侧向位移最大值间存在显著的相关性,但嵌固深度对井外地表沉降的影响更为显著。
合理考虑井底高压旋喷加固对工作井抗坑底隆起的贡献具备重要的工程价值。采用有限元软件MIDAS GTS NX建立工作井数值计算模型,根据土层深度对修正摩尔-库仑本构中的土体刚度参数进行调整,并与浙江杭州某电力廊道工作井实测值对照,验证了数值模型的准确性,进一步考察了高压旋喷加固体黏聚力对工作井坑底隆起稳定性的影响。研究发现:高压旋喷加固体黏聚力的增长能一定程度降低工作井的坑底隆起,但工作井临界嵌固深度与加固体黏聚力关联不大;加固体黏聚力越大,近工作井端的地表沉降值和地下连续墙侧向位移均小幅度降低;考虑高压旋喷加固时,嵌固深度与井外地表沉降和地下连续墙侧向位移最大值间存在显著的相关性,但嵌固深度对井外地表沉降的影响更为显著。
2026, 56(8): 267-276.
doi: 10.3724/j.gyjzG25031307
摘要:
为探明滨海软土地区全方位高压喷射功法(MJS工法)桩大面积加固施工对既有高铁桥的影响情况并提出优化方案,依托福州滨海某大型涉铁软基加固工程实践,构建三维力学模型分析试桩施工及大面积加固施工对邻近既有高铁桥梁的影响情况,并通过现场试验验证优化方案。结果表明:MJS试桩施工使得靠近加固区域侧的墩台及桩基产生变形,墩台沉降为0.16 mm,墩台水平位移为0.45~0.72 mm,墩台桩基变形值为0.27~0.42 mm,桩基变形区段主要分布于加固区段的中下部,位移沿深度自下而上呈逐步增大趋势,变形量远小于控制值;大面积MJS加固施工,竖向加固施工顺序产生的沉降差比水平向加固施工顺序大5.1%,比由外圈到内圈的施工顺序大10.75%,即由外向内逐步加固的施工方案最优,这与先施工并硬化的桩体形成了遮拦、隔离效应有关。大面积MJS工法桩施工产生的群桩扰动效应对高铁桥的影响不可轻视,研究结果为现场方案优化实施提供了切实指导。
为探明滨海软土地区全方位高压喷射功法(MJS工法)桩大面积加固施工对既有高铁桥的影响情况并提出优化方案,依托福州滨海某大型涉铁软基加固工程实践,构建三维力学模型分析试桩施工及大面积加固施工对邻近既有高铁桥梁的影响情况,并通过现场试验验证优化方案。结果表明:MJS试桩施工使得靠近加固区域侧的墩台及桩基产生变形,墩台沉降为0.16 mm,墩台水平位移为0.45~0.72 mm,墩台桩基变形值为0.27~0.42 mm,桩基变形区段主要分布于加固区段的中下部,位移沿深度自下而上呈逐步增大趋势,变形量远小于控制值;大面积MJS加固施工,竖向加固施工顺序产生的沉降差比水平向加固施工顺序大5.1%,比由外圈到内圈的施工顺序大10.75%,即由外向内逐步加固的施工方案最优,这与先施工并硬化的桩体形成了遮拦、隔离效应有关。大面积MJS工法桩施工产生的群桩扰动效应对高铁桥的影响不可轻视,研究结果为现场方案优化实施提供了切实指导。
2026, 56(8): 277-285.
doi: 10.3724/j.gyjzG25032406
摘要:
扩展式基础是陆上风机最常用的现浇基础形式,其混凝土一次浇筑量大。由于建设场地交通不便或恶劣天气状况的影响,基础浇筑过程中可能会因中断浇筑而产生施工冷缝。以5 MW风机基础为对象,研究施工冷缝对结构性能的影响。针对底板、圆台、台柱三个典型冷缝位置,建立精细化有限元模型。以无冷缝基础为对照,分析了极端工况下三种冷缝位置基础的整体性能及界面受力情况,验算了疲劳工况下基础混凝土和钢筋的疲劳寿命,给出了施工冷缝界面的加固方案。结果表明:对比无冷缝的风机基础,带冷缝基础混凝土压应力有所提升,但仍处于安全范围;通过疲劳验算发现施工冷缝处混凝土与钢筋均能满足20年使用寿命;对于底板冷缝,冷缝界面滑移超过弹性限值,采取加固措施后,界面滑移能够保持在弹性安全范围内,加固方案具有良好效果。
扩展式基础是陆上风机最常用的现浇基础形式,其混凝土一次浇筑量大。由于建设场地交通不便或恶劣天气状况的影响,基础浇筑过程中可能会因中断浇筑而产生施工冷缝。以5 MW风机基础为对象,研究施工冷缝对结构性能的影响。针对底板、圆台、台柱三个典型冷缝位置,建立精细化有限元模型。以无冷缝基础为对照,分析了极端工况下三种冷缝位置基础的整体性能及界面受力情况,验算了疲劳工况下基础混凝土和钢筋的疲劳寿命,给出了施工冷缝界面的加固方案。结果表明:对比无冷缝的风机基础,带冷缝基础混凝土压应力有所提升,但仍处于安全范围;通过疲劳验算发现施工冷缝处混凝土与钢筋均能满足20年使用寿命;对于底板冷缝,冷缝界面滑移超过弹性限值,采取加固措施后,界面滑移能够保持在弹性安全范围内,加固方案具有良好效果。
2026, 56(8): 286-294.
doi: 10.3724/j.gyjzG25033107
摘要:
地下结构经常会发生抗浮失效而导致结构损伤,从而引发渗漏乃至破坏等问题。针对底板水压力和基础不均匀上浮引起的地下结构损伤问题,构建了包含筏板、柱墩及墙体的三维地下结构有限元模型,重点针对均匀水压力与局部不均匀上浮两种典型工况展开对比分析,系统考察了筏板应力分布规律、结构位移场演变特征以及损伤萌生扩展路径。结果表明:在静水压力作用下,筏板底面与柱墩交界处产生应力集中效应,容易形成贯通性损伤带,显著削弱该区域防水性能;局部不均匀上浮工况下,损伤主要沿上浮区与非上浮区交界处柱墩底面边缘开展。对比分析揭示了整体上浮相较于局部上浮具有更为均匀的应力分布特性。研究表明:柱墩连接界面、筏板边缘区域及墙体根部是防水体系的关键薄弱环节,建议通过设置加强配筋层、增设柔性止水带及优化结构刚度分布等措施提升抗浮防水性能。
地下结构经常会发生抗浮失效而导致结构损伤,从而引发渗漏乃至破坏等问题。针对底板水压力和基础不均匀上浮引起的地下结构损伤问题,构建了包含筏板、柱墩及墙体的三维地下结构有限元模型,重点针对均匀水压力与局部不均匀上浮两种典型工况展开对比分析,系统考察了筏板应力分布规律、结构位移场演变特征以及损伤萌生扩展路径。结果表明:在静水压力作用下,筏板底面与柱墩交界处产生应力集中效应,容易形成贯通性损伤带,显著削弱该区域防水性能;局部不均匀上浮工况下,损伤主要沿上浮区与非上浮区交界处柱墩底面边缘开展。对比分析揭示了整体上浮相较于局部上浮具有更为均匀的应力分布特性。研究表明:柱墩连接界面、筏板边缘区域及墙体根部是防水体系的关键薄弱环节,建议通过设置加强配筋层、增设柔性止水带及优化结构刚度分布等措施提升抗浮防水性能。
登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert