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2021年 第51卷 第1期
2021, 51(1): 1-7.
doi: 10.13204/j.gyjzG20072201
摘要:
宗堡建筑是藏文化地区一种特殊的传统建筑类型，其主要特点是兼具军事防御和行政管理功能。从军事防御的角度对西藏宗堡建筑的建筑选址、功能布局、防御构筑以及交通组织等方面的系统性防御性设计进行分析，从层级空间布局、竖向空间结构和平战结合的交通系统三个方面阐述其军事防御设计的特点，并进一步以江孜宗山抗英战役，说明西藏宗堡建筑军事防御设计在实际战争中的具体作用和效果。最后总结了宗堡建筑所内涵的军事防御设计理念以及对遗产保护的意义。
宗堡建筑是藏文化地区一种特殊的传统建筑类型，其主要特点是兼具军事防御和行政管理功能。从军事防御的角度对西藏宗堡建筑的建筑选址、功能布局、防御构筑以及交通组织等方面的系统性防御性设计进行分析，从层级空间布局、竖向空间结构和平战结合的交通系统三个方面阐述其军事防御设计的特点，并进一步以江孜宗山抗英战役，说明西藏宗堡建筑军事防御设计在实际战争中的具体作用和效果。最后总结了宗堡建筑所内涵的军事防御设计理念以及对遗产保护的意义。
2021, 51(1): 8-16,23.
doi: 10.13204/j.gyjzG20033108
摘要:
民生码头的前身是建于1908年的英国太古洋行蓝烟囱码头，2014年被指定为上海市文物保护单位。近年来围绕民生码头的开发和利用、保护和更新，已经过多轮的设计和功能调整。从价值阐释的视角梳理民生码头的历史演变过程，提取码头工业特征和建筑特征，重新凝练作为工业遗产的历史、科技、建筑、景观、情感等价值，提出保护和利用、阐释和展示建议，为其他工业遗产的价值阐释提供借鉴。
民生码头的前身是建于1908年的英国太古洋行蓝烟囱码头，2014年被指定为上海市文物保护单位。近年来围绕民生码头的开发和利用、保护和更新，已经过多轮的设计和功能调整。从价值阐释的视角梳理民生码头的历史演变过程，提取码头工业特征和建筑特征，重新凝练作为工业遗产的历史、科技、建筑、景观、情感等价值，提出保护和利用、阐释和展示建议，为其他工业遗产的价值阐释提供借鉴。
2021, 51(1): 17-23.
doi: 10.13204/j.gyjzG20072704
摘要:
在过去的一个世纪里，中国的高等教育和大学校园建设都取得了巨大的发展。高校既有建筑由于其在历史、文化、资源等方面的巨大价值，已经引起越来越多的关注。但我国现有的高校既有建筑大多因特定功能而建设，普遍存在空间形式单一，使用灵活性差的问题，难以适应当前教学科研日益多元的需求。从建筑空间长效优化的角度出发，以南京大学鼓楼校区西南楼为例，对校园建筑的空间优化设计方法进行研究，其中包括系统调研和长效优化设计在内的整个过程。通过基于原有结构形式和空间模式的长效优化设计研究，以及"固定"空间与"可变"空间关系的梳理和优化，实现了既有建筑空间的长效优化设计，提升了高校既有校园建筑的适应性，使其不仅可以满足师生当前多样化的需求，也可以在未来继续适应需求的不断变化。
在过去的一个世纪里，中国的高等教育和大学校园建设都取得了巨大的发展。高校既有建筑由于其在历史、文化、资源等方面的巨大价值，已经引起越来越多的关注。但我国现有的高校既有建筑大多因特定功能而建设，普遍存在空间形式单一，使用灵活性差的问题，难以适应当前教学科研日益多元的需求。从建筑空间长效优化的角度出发，以南京大学鼓楼校区西南楼为例，对校园建筑的空间优化设计方法进行研究，其中包括系统调研和长效优化设计在内的整个过程。通过基于原有结构形式和空间模式的长效优化设计研究，以及"固定"空间与"可变"空间关系的梳理和优化，实现了既有建筑空间的长效优化设计，提升了高校既有校园建筑的适应性，使其不仅可以满足师生当前多样化的需求，也可以在未来继续适应需求的不断变化。
2021, 51(1): 24-29.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011801
摘要:
传统村落作为我国农耕历史文化的活化石，是承载农业社会人们聚居劳作和繁衍生息等社会行为的场所。由于地理信息系统（GIS）对地理信息数据的强大分析功能，因此GIS在传统村落中的应用研究具有丰富的科研和学术价值。通过统计分析法与文献分析法，对GIS在传统村落的应用研究进行分析，发现：随着GIS应用的深入，研究逐渐形成以人为本的关于传统村落人文精神内核的探讨，并以此深入探索我国传统村落延续与转型的科学途径。
传统村落作为我国农耕历史文化的活化石，是承载农业社会人们聚居劳作和繁衍生息等社会行为的场所。由于地理信息系统（GIS）对地理信息数据的强大分析功能，因此GIS在传统村落中的应用研究具有丰富的科研和学术价值。通过统计分析法与文献分析法，对GIS在传统村落的应用研究进行分析，发现：随着GIS应用的深入，研究逐渐形成以人为本的关于传统村落人文精神内核的探讨，并以此深入探索我国传统村落延续与转型的科学途径。
2021, 51(1): 30-36,72.
doi: 10.13204/j.gyjzG19121807
摘要:
为研究预应力超高性能混凝土（UHPC）拼装梁的受弯性能，完成了5片试验梁，研究参数主要为有、无拼接缝，键齿类型及预压应力。获取了试验梁的破坏模式、受拉区钢绞线应力增量、荷载-挠度曲线及应变分布规律。试验发现：试验梁均呈现典型的弯曲破坏，受压区UHPC均压碎，破坏时受压边缘的最大压应变可达7.2×10-3以上，无论是否设置拼接缝应变沿截面高度的分布规律基本满足平截面假定；与整浇梁裂缝不同，拼接梁的弯曲裂缝主要集中在拼接缝位置；UHPC试验梁均具有较好的延性，且拼接梁的延性优于整浇梁；预压应力会影响试验梁的开裂荷载，但对极限荷载的影响较小；UHPC拼装梁比同条件下整浇梁的抗弯承载能力低9%~15%，接缝构造对抗弯承载能力也有一定影响，多齿构件承载力比同条件下单齿构件的低4.5%，平齿构件承载力比多齿构件的低5.7%。基于试验分析发现美国国家公路交通管理学会AASHTO标准节段梁设计提出的接缝折减系数基本适合UHPC节段拼装梁，但折减系数还应与键齿类型有关。
为研究预应力超高性能混凝土（UHPC）拼装梁的受弯性能，完成了5片试验梁，研究参数主要为有、无拼接缝，键齿类型及预压应力。获取了试验梁的破坏模式、受拉区钢绞线应力增量、荷载-挠度曲线及应变分布规律。试验发现：试验梁均呈现典型的弯曲破坏，受压区UHPC均压碎，破坏时受压边缘的最大压应变可达7.2×10-3以上，无论是否设置拼接缝应变沿截面高度的分布规律基本满足平截面假定；与整浇梁裂缝不同，拼接梁的弯曲裂缝主要集中在拼接缝位置；UHPC试验梁均具有较好的延性，且拼接梁的延性优于整浇梁；预压应力会影响试验梁的开裂荷载，但对极限荷载的影响较小；UHPC拼装梁比同条件下整浇梁的抗弯承载能力低9%~15%，接缝构造对抗弯承载能力也有一定影响，多齿构件承载力比同条件下单齿构件的低4.5%，平齿构件承载力比多齿构件的低5.7%。基于试验分析发现美国国家公路交通管理学会AASHTO标准节段梁设计提出的接缝折减系数基本适合UHPC节段拼装梁，但折减系数还应与键齿类型有关。
2021, 51(1): 37-44,80.
doi: 10.13204/j.gyjzG20033010
摘要:
通过3个带拉杆方钢管钢筋混凝土柱的试验，其中1个为轴心受压（试件S-1）、2个为拟静力试验（试件S-2、S-3），考察试件的承载力、破坏模式、失效路径、滞回耗能能力、位移延性、强度及刚度退化特性。结果表明：试件S-1发生压缩变形；外钢壳对混凝土提供包裹约束作用；柱身混凝土内部的开裂膨胀，导致钢壳受到混凝土较大的扩张作用。由于钢壳较薄，加之拉筋的局部约束作用，拉筋之间的钢壳会鼓出呈半波形状。拟静力试验中，两试件主要发生柱底端混凝土压碎及钢壳鼓曲破坏。由于试件S-3两端未设置加强环箍，且剪跨比较小，其下端混凝土及外钢壳较试件S-2下端破坏严重，耗能能力也较弱。根据应力分析，给出了带拉杆的方钢管钢筋混凝土柱的轴压承载力计算式，并讨论了拉杆钢管的约束效应对柱端塑性铰长度的影响。
通过3个带拉杆方钢管钢筋混凝土柱的试验，其中1个为轴心受压（试件S-1）、2个为拟静力试验（试件S-2、S-3），考察试件的承载力、破坏模式、失效路径、滞回耗能能力、位移延性、强度及刚度退化特性。结果表明：试件S-1发生压缩变形；外钢壳对混凝土提供包裹约束作用；柱身混凝土内部的开裂膨胀，导致钢壳受到混凝土较大的扩张作用。由于钢壳较薄，加之拉筋的局部约束作用，拉筋之间的钢壳会鼓出呈半波形状。拟静力试验中，两试件主要发生柱底端混凝土压碎及钢壳鼓曲破坏。由于试件S-3两端未设置加强环箍，且剪跨比较小，其下端混凝土及外钢壳较试件S-2下端破坏严重，耗能能力也较弱。根据应力分析，给出了带拉杆的方钢管钢筋混凝土柱的轴压承载力计算式，并讨论了拉杆钢管的约束效应对柱端塑性铰长度的影响。
2021, 51(1): 45-53,109.
doi: 10.13204/j.gyjzG19111215
摘要:
首先对25个预制穿层墙算例进行静力弹塑性分析，探究连接界面处的受力机理，其次分析轴压比、高宽比等因素对连接界面处螺栓受力的影响，提出螺栓受剪不均匀系数和螺栓受剪比例系数拟合式；最后采用拟合式设计了预制穿层剪力墙的螺栓，并通过拟静力低周反复试验模拟，与现浇穿层墙的抗震性能进行对比。研究结果表明：连接界面处的摩擦力占总剪力的比例多数超过80%；考虑螺栓受剪不均匀性设计的预制穿层墙抗震性能优良。
首先对25个预制穿层墙算例进行静力弹塑性分析，探究连接界面处的受力机理，其次分析轴压比、高宽比等因素对连接界面处螺栓受力的影响，提出螺栓受剪不均匀系数和螺栓受剪比例系数拟合式；最后采用拟合式设计了预制穿层剪力墙的螺栓，并通过拟静力低周反复试验模拟，与现浇穿层墙的抗震性能进行对比。研究结果表明：连接界面处的摩擦力占总剪力的比例多数超过80%；考虑螺栓受剪不均匀性设计的预制穿层墙抗震性能优良。
2021, 51(1): 54-60.
doi: 10.13204/j.gyjzG20190926006
摘要:
为研究装配整体式钢筋混凝土框架中节点地震损伤特性，对1根现浇节点试件和3根不同轴压比的装配整体式节点试件开展了拟静力试验，观测其损伤破坏过程，分析其荷载-变形及刚度退化等力学性能，并对轴压比的影响进行比较。最后，运用修正的Park-Ang损伤指数模型探讨轴压比、混凝土强度、箍筋特征值和纵向配筋率等参数对节点损伤的影响规律，并对装配整体式钢筋混凝土框架中节点全过程损伤进行定量分析及划分损伤等级。结果表明：该装配整体式钢筋混凝土框架中节点经历了五个破坏阶段，其中梁端和下柱接缝处为薄弱部位；轴压比增大会加速节点损伤，混凝土强度、箍筋特征值、纵向钢筋配筋率的提高，均能明显减缓节点损伤；采用的损伤指数模型可较好反映试验节点的地震损伤情况。
为研究装配整体式钢筋混凝土框架中节点地震损伤特性，对1根现浇节点试件和3根不同轴压比的装配整体式节点试件开展了拟静力试验，观测其损伤破坏过程，分析其荷载-变形及刚度退化等力学性能，并对轴压比的影响进行比较。最后，运用修正的Park-Ang损伤指数模型探讨轴压比、混凝土强度、箍筋特征值和纵向配筋率等参数对节点损伤的影响规律，并对装配整体式钢筋混凝土框架中节点全过程损伤进行定量分析及划分损伤等级。结果表明：该装配整体式钢筋混凝土框架中节点经历了五个破坏阶段，其中梁端和下柱接缝处为薄弱部位；轴压比增大会加速节点损伤，混凝土强度、箍筋特征值、纵向钢筋配筋率的提高，均能明显减缓节点损伤；采用的损伤指数模型可较好反映试验节点的地震损伤情况。
2021, 51(1): 61-67,93.
doi: 10.13204/j.gyjzG19112302
摘要:
为研究不同剪跨比、轴压力和构造措施对装配式混凝土砌块墙抗震性能的影响，对6片砌块墙进行低周反复加载试验，分析研究装配式混凝土砌块墙的滞回性能、承载能力、刚度退化和延性等抗震性能。试验结果表明：墙体的抗震性能受构造柱和芯柱的影响比较显著，剪跨比和轴压力均能较明显地影响墙体的抗剪承载力。实际工程中可以通过增加适当的构造柱和芯柱来提高墙体的抗震能力。
为研究不同剪跨比、轴压力和构造措施对装配式混凝土砌块墙抗震性能的影响，对6片砌块墙进行低周反复加载试验，分析研究装配式混凝土砌块墙的滞回性能、承载能力、刚度退化和延性等抗震性能。试验结果表明：墙体的抗震性能受构造柱和芯柱的影响比较显著，剪跨比和轴压力均能较明显地影响墙体的抗剪承载力。实际工程中可以通过增加适当的构造柱和芯柱来提高墙体的抗震能力。
2021, 51(1): 68-72.
doi: 10.13204/j.gyjzG20082811
摘要:
为提高构件的装配效率，提出了一种新型的工业结构装配式梁-柱-牛腿组合节点，即在混凝土柱牛腿上焊接钢筋，安装时插入梁上预留孔，梁柱间先用泡沫充填，外侧以环氧树脂密封，泡沫块与梁间用M7.5无收缩砂浆灌浆。通过ABAQUS有限元软件建立组合节点的模型并对其进行承载性能分析，研究边节点和中节点在循环荷载作用下的破坏模式、承载力、延性、耗能能力等性能。结果表明：该节点滞回曲线饱满，具有良好的延性和耗能能力；破坏主要发生在梁端，最终形成塑性铰，符合"强柱弱梁""强节点弱构件"的抗震设计原则。
为提高构件的装配效率，提出了一种新型的工业结构装配式梁-柱-牛腿组合节点，即在混凝土柱牛腿上焊接钢筋，安装时插入梁上预留孔，梁柱间先用泡沫充填，外侧以环氧树脂密封，泡沫块与梁间用M7.5无收缩砂浆灌浆。通过ABAQUS有限元软件建立组合节点的模型并对其进行承载性能分析，研究边节点和中节点在循环荷载作用下的破坏模式、承载力、延性、耗能能力等性能。结果表明：该节点滞回曲线饱满，具有良好的延性和耗能能力；破坏主要发生在梁端，最终形成塑性铰，符合"强柱弱梁""强节点弱构件"的抗震设计原则。
2021, 51(1): 73-80.
doi: 10.13204/j.gyjzG20010803
摘要:
对44个普通混凝土和再生混凝土（粗骨料取代率为100%）立方体试件在高温环境进行中心拉拔试验，研究了钢筋与混凝土在高温后与高温下的黏结性能损伤规律及黏结-滑移（τ-s）关系曲线特点。试验结果表明：高温后和高温下，钢筋与混凝土的极限黏结强度均随温度增加而减小，极限滑移值随温度的增加而增大。根据钢筋与混凝土的黏结-滑移曲线变化特点，可将高温环境下钢筋与混凝土的黏结滑移破坏过程详细划分为五个阶段进行黏结性能损伤分析，通过设定损伤变量并采用回归分析方法，拟合建立钢筋与混凝土在高温后及高温下的τ-s关系方程，并经过试验偏差核算得出计算结果与试验结果吻合较好。
对44个普通混凝土和再生混凝土（粗骨料取代率为100%）立方体试件在高温环境进行中心拉拔试验，研究了钢筋与混凝土在高温后与高温下的黏结性能损伤规律及黏结-滑移（τ-s）关系曲线特点。试验结果表明：高温后和高温下，钢筋与混凝土的极限黏结强度均随温度增加而减小，极限滑移值随温度的增加而增大。根据钢筋与混凝土的黏结-滑移曲线变化特点，可将高温环境下钢筋与混凝土的黏结滑移破坏过程详细划分为五个阶段进行黏结性能损伤分析，通过设定损伤变量并采用回归分析方法，拟合建立钢筋与混凝土在高温后及高温下的τ-s关系方程，并经过试验偏差核算得出计算结果与试验结果吻合较好。
2021, 51(1): 81-85.
doi: 10.13204/j.gyjzG20070717
摘要:
对1∶10比例三跨刚构桥模型进行考虑多点激励的缩尺模型振动台台阵试验，在此基础上建立模型桥的有限元模型，选取了10条典型的近断层地震动和10条远场地震动，对其作用下刚构桥的动力响应进行对比分析。研究表明：地震动空间效应对桥墩变形、受力均为不利因素，其影响程度与墩梁约束形式、波速的取值密切相关；与远场地震动相比，近断层地震动（峰值速度与峰值加速度的比值aPGV/aPGA）较大；考虑近断层效应后，桥墩变形、受力均发生增长，主梁跨中弯矩与主梁水平位移也相继增大。因此，近断层效应、地震动空间效应在抗震设计中均应该予以考虑，使分析结果更准确。
对1∶10比例三跨刚构桥模型进行考虑多点激励的缩尺模型振动台台阵试验，在此基础上建立模型桥的有限元模型，选取了10条典型的近断层地震动和10条远场地震动，对其作用下刚构桥的动力响应进行对比分析。研究表明：地震动空间效应对桥墩变形、受力均为不利因素，其影响程度与墩梁约束形式、波速的取值密切相关；与远场地震动相比，近断层地震动（峰值速度与峰值加速度的比值aPGV/aPGA）较大；考虑近断层效应后，桥墩变形、受力均发生增长，主梁跨中弯矩与主梁水平位移也相继增大。因此，近断层效应、地震动空间效应在抗震设计中均应该予以考虑，使分析结果更准确。
2021, 51(1): 86-93.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011702
摘要:
基于损伤控制思想，提出一种复合承载型自复位梁柱节点，该节点通过高强预应力钢索为结构提供预拉力，使结构在地震作用下可以实现自复位，通过震后更换设置在节点上的狗骨削弱盖板，可实现结构震后可修复。利用有限元软件对5个节点模型进行有限元模拟，通过改变高强预应力拉索的初始索力和狗骨削弱盖板的厚度来研究两者对节点承载能力、耗能能力、自复位能力和震后修复能力的影响，获得了5组模型的荷载-位移曲线、索力变化曲线以及应力分布形态。研究表明：在保证模型实现自复位的前提下，无狗骨削弱盖板的构件塑性损伤较严重，带狗骨削弱盖板的构件可以有效降低节点主体构件的塑性损伤，增加狗骨削弱盖板的厚度和提高索力均可提高节点模型的承载能力和耗能能力，但增加狗骨削弱盖板厚度的作用更明显。
基于损伤控制思想，提出一种复合承载型自复位梁柱节点，该节点通过高强预应力钢索为结构提供预拉力，使结构在地震作用下可以实现自复位，通过震后更换设置在节点上的狗骨削弱盖板，可实现结构震后可修复。利用有限元软件对5个节点模型进行有限元模拟，通过改变高强预应力拉索的初始索力和狗骨削弱盖板的厚度来研究两者对节点承载能力、耗能能力、自复位能力和震后修复能力的影响，获得了5组模型的荷载-位移曲线、索力变化曲线以及应力分布形态。研究表明：在保证模型实现自复位的前提下，无狗骨削弱盖板的构件塑性损伤较严重，带狗骨削弱盖板的构件可以有效降低节点主体构件的塑性损伤，增加狗骨削弱盖板的厚度和提高索力均可提高节点模型的承载能力和耗能能力，但增加狗骨削弱盖板厚度的作用更明显。
2021, 51(1): 94-99.
doi: 10.13204/j.gyjz20092706
摘要:
针对一种"半装配式"结构，设计了一种带内拉架的钢管混凝土方柱。为了降低该钢管混凝土柱成本，确定其用钢量的最优比例，按正交试验设计方法设计了9组试件及3组对比试件进行短柱轴压试验。试验结果表明：同等用钢量条件下，设置内拉架可有效提高柱轴心受压承载力；钢管、竖向钢筋、水平拉结筋三者之间用钢量比例为45∶35∶20时，构件轴压承载力较高；水平拉结筋用钢量占比宜不小于20%，过小会导致水平拉结不足造成构件轴压承载力明显降低；总用钢量相同时，是否设置内拉架，对构件延性影响不明显；对于装配式结构，预制件的制作误差及混凝土浇筑质量对构件承载力的影响不可忽视。
针对一种"半装配式"结构，设计了一种带内拉架的钢管混凝土方柱。为了降低该钢管混凝土柱成本，确定其用钢量的最优比例，按正交试验设计方法设计了9组试件及3组对比试件进行短柱轴压试验。试验结果表明：同等用钢量条件下，设置内拉架可有效提高柱轴心受压承载力；钢管、竖向钢筋、水平拉结筋三者之间用钢量比例为45∶35∶20时，构件轴压承载力较高；水平拉结筋用钢量占比宜不小于20%，过小会导致水平拉结不足造成构件轴压承载力明显降低；总用钢量相同时，是否设置内拉架，对构件延性影响不明显；对于装配式结构，预制件的制作误差及混凝土浇筑质量对构件承载力的影响不可忽视。
2021, 51(1): 100-109.
doi: 10.13204/j.gyjzG20040803
摘要:
金属屋面系统上存在大量连接铝合金基材的自钻自攻螺钉，在金属屋面风揭破坏案例中有螺钉被拔出的事故。为研究连接铝合金基材的不锈钢复合材质自钻自攻螺钉的抗拉拔性能及计算方法，进行了以钻入方式、基材厚度、螺距、螺钉直径为变量的198个连接试件抗拉拔试验，通过试验结果分析不同因素对抗拉拔承载力的影响。结果显示：连接铝合金基材的自钻自攻螺钉的抗拉拔承载力与基材厚度、螺距、螺钉直径呈正相关；使用手动电钻将螺钉钻入基材时，螺距较小的试件容易受到施工影响导致抗拉拔承载力下降。将得到国内外标准中算式的试验值与计算值进行对比，对连接铝合金基材的自钻自攻螺钉的抗拉拔承载力计算式进行改进，改进后算式得到的计算值与试验值拟合较好。
金属屋面系统上存在大量连接铝合金基材的自钻自攻螺钉，在金属屋面风揭破坏案例中有螺钉被拔出的事故。为研究连接铝合金基材的不锈钢复合材质自钻自攻螺钉的抗拉拔性能及计算方法，进行了以钻入方式、基材厚度、螺距、螺钉直径为变量的198个连接试件抗拉拔试验，通过试验结果分析不同因素对抗拉拔承载力的影响。结果显示：连接铝合金基材的自钻自攻螺钉的抗拉拔承载力与基材厚度、螺距、螺钉直径呈正相关；使用手动电钻将螺钉钻入基材时，螺距较小的试件容易受到施工影响导致抗拉拔承载力下降。将得到国内外标准中算式的试验值与计算值进行对比，对连接铝合金基材的自钻自攻螺钉的抗拉拔承载力计算式进行改进，改进后算式得到的计算值与试验值拟合较好。
2021, 51(1): 110-117.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011302
摘要:
为探讨软土微观结构的变化对宏观力学性质的影响机制，对广州南沙区淤泥质土进行了固结快剪试验，结合扫描电镜及微观层析成像技术，定性及定量分析剪切土样上下部分微观结构的变化规律及对抗剪强度的影响机制。结果表明：随着固结压力的持续增大，软土的孔隙比逐渐降低，最终的孔隙比大多集中在0.5~0.6，其变化存在明显的拐点，大多集中在lg（p/kPa）=1.5~2.0。剪切破坏后土样下部的含水率明显大于上部的含水率，差值在1.8%~3.3%。淤泥质土的固结快剪直剪试验的内摩擦角φ值达到或接近14°；黏聚力与土的初始含水量几乎无关；黏聚力与高岭石的含量呈现正相关的关系，而内摩擦角与石英的含量并没有呈现出绝对的线性关系。南沙淤泥质土从空间架构上看，结构类型较多，既有蜂窝状、海绵状、絮状结构，也有片状、骨架状和凝块状结构，接触方式以面-面、面-边、角-面、角-角接触为主。存在固结压力、自由水与颗粒的响应机制，其结果可以较好地解释工程淤堵现象。
为探讨软土微观结构的变化对宏观力学性质的影响机制，对广州南沙区淤泥质土进行了固结快剪试验，结合扫描电镜及微观层析成像技术，定性及定量分析剪切土样上下部分微观结构的变化规律及对抗剪强度的影响机制。结果表明：随着固结压力的持续增大，软土的孔隙比逐渐降低，最终的孔隙比大多集中在0.5~0.6，其变化存在明显的拐点，大多集中在lg（p/kPa）=1.5~2.0。剪切破坏后土样下部的含水率明显大于上部的含水率，差值在1.8%~3.3%。淤泥质土的固结快剪直剪试验的内摩擦角φ值达到或接近14°；黏聚力与土的初始含水量几乎无关；黏聚力与高岭石的含量呈现正相关的关系，而内摩擦角与石英的含量并没有呈现出绝对的线性关系。南沙淤泥质土从空间架构上看，结构类型较多，既有蜂窝状、海绵状、絮状结构，也有片状、骨架状和凝块状结构，接触方式以面-面、面-边、角-面、角-角接触为主。存在固结压力、自由水与颗粒的响应机制，其结果可以较好地解释工程淤堵现象。
2021, 51(1): 118-124,130.
doi: 10.13204/j.gyjz20052030
摘要:
通过三轴常规试验和改装后的侧向卸载加载三轴试验，研究受采动影响地基土的力学性能变化规律。基于模拟开采扰动地基土的力学特性和煤矸石路基填料在自然因素作用下物理力学参数衰变特性，研究在自然因素、软弱地基和采动影响共同作用下铁路煤矸石路堤稳定性演化规律。结果表明：受采动影响，地基土力学参数需进行折减，软土折减系数为0.9~1.0，普通土折减系数为0.6~0.7。整体和局部稳定分析表明：同一种水位高度，正常地基的煤矸石路堤在填筑施工结束后安全系数最大，而受采动影响的软弱地基的煤矸石路堤安全系数急剧降低。同一种地基条件，水位越高，安全系数越小。受采动影响的软弱地基上的路堤，受风化和降雨共同影响，安全系数较小，在水位高5 m时其稳定性不满足TB 10035—2018《铁路特殊路基设计规范》的要求，需要对采动区铁路路基进行加固设计。
通过三轴常规试验和改装后的侧向卸载加载三轴试验，研究受采动影响地基土的力学性能变化规律。基于模拟开采扰动地基土的力学特性和煤矸石路基填料在自然因素作用下物理力学参数衰变特性，研究在自然因素、软弱地基和采动影响共同作用下铁路煤矸石路堤稳定性演化规律。结果表明：受采动影响，地基土力学参数需进行折减，软土折减系数为0.9~1.0，普通土折减系数为0.6~0.7。整体和局部稳定分析表明：同一种水位高度，正常地基的煤矸石路堤在填筑施工结束后安全系数最大，而受采动影响的软弱地基的煤矸石路堤安全系数急剧降低。同一种地基条件，水位越高，安全系数越小。受采动影响的软弱地基上的路堤，受风化和降雨共同影响，安全系数较小，在水位高5 m时其稳定性不满足TB 10035—2018《铁路特殊路基设计规范》的要求，需要对采动区铁路路基进行加固设计。
2021, 51(1): 125-130.
doi: 10.13204/j.gyjzG20041107
摘要:
能量桩是集建筑桩基和地源热泵于一身，既起到承担上部荷载的作用，同时也是与浅层地温能进行热交换的媒介，具有节约能源、减少污染等优点。通过室内模型试验，对黏土地基中能量桩在温度荷载作用下桩顶位移、桩端压力、桩身温度应力及桩侧摩阻力进行研究，得出温度升、降使得桩体内产生拉、压应力，应力沿桩身从桩顶到桩端先增大后减小，应力最大值靠近桩体下半部分；桩端压应力随温度升高而增大，最大压应力随温度循环次数的增加而逐渐减小；桩侧摩阻力随温度升高而增大，加热和制冷过程中，桩体分别在上半部分和下半部分产生负摩阻力。
能量桩是集建筑桩基和地源热泵于一身，既起到承担上部荷载的作用，同时也是与浅层地温能进行热交换的媒介，具有节约能源、减少污染等优点。通过室内模型试验，对黏土地基中能量桩在温度荷载作用下桩顶位移、桩端压力、桩身温度应力及桩侧摩阻力进行研究，得出温度升、降使得桩体内产生拉、压应力，应力沿桩身从桩顶到桩端先增大后减小，应力最大值靠近桩体下半部分；桩端压应力随温度升高而增大，最大压应力随温度循环次数的增加而逐渐减小；桩侧摩阻力随温度升高而增大，加热和制冷过程中，桩体分别在上半部分和下半部分产生负摩阻力。
2021, 51(1): 131-134.
doi: 10.13204/j.gyjz20021050
摘要:
为提高预应力高强混凝土（PHC）管桩的抗震性能，提出在混凝土中加入碳纤维的方法。通过对两类四根PHC管桩的低周往复加载试验，观察试验现象、分析反映抗震性能的曲线的变化趋势，研究在混凝土中加入碳纤维对PHC管桩抗震性能的影响。研究表明：在混凝土中添加碳纤维可以改善混凝土的黏结力、提高混凝土的抗拉性能、延迟混凝土开裂，从而减弱PHC管桩的刚度退化、提高PHC管桩的刚度、强度和耗能性能。
为提高预应力高强混凝土（PHC）管桩的抗震性能，提出在混凝土中加入碳纤维的方法。通过对两类四根PHC管桩的低周往复加载试验，观察试验现象、分析反映抗震性能的曲线的变化趋势，研究在混凝土中加入碳纤维对PHC管桩抗震性能的影响。研究表明：在混凝土中添加碳纤维可以改善混凝土的黏结力、提高混凝土的抗拉性能、延迟混凝土开裂，从而减弱PHC管桩的刚度退化、提高PHC管桩的刚度、强度和耗能性能。
2021, 51(1): 135-139,145.
doi: 10.13204/j.gyjzG20021502
摘要:
针对非洲建设工程的实际条件，对比了两种不同配合比的大流动性混凝土的性能和微结构。与现在使用的掺有硅灰的矿渣硅酸盐水泥混凝土相比，优化后的普通硅酸盐水泥混凝土适当降低了水胶比，增加了浆骨比，调整了外加剂的种类和掺量。测定了新拌混凝土的扩展度和硬化混凝土抗压强度，研究了浆体的早期水化放热特性，并通过扫描电镜观察和压汞试验分析了硬化浆体的微观形貌和孔隙特征。结果表明：普通硅酸盐水泥混凝土拌和物的流动性能与保坍性能比掺有硅灰的矿渣硅酸盐水泥混凝土好，各个龄期的抗压强度高。普通硅酸盐水泥浆体早期水化程度比掺有硅灰的矿渣硅酸盐水泥浆体高，浆体结构更为致密。
针对非洲建设工程的实际条件，对比了两种不同配合比的大流动性混凝土的性能和微结构。与现在使用的掺有硅灰的矿渣硅酸盐水泥混凝土相比，优化后的普通硅酸盐水泥混凝土适当降低了水胶比，增加了浆骨比，调整了外加剂的种类和掺量。测定了新拌混凝土的扩展度和硬化混凝土抗压强度，研究了浆体的早期水化放热特性，并通过扫描电镜观察和压汞试验分析了硬化浆体的微观形貌和孔隙特征。结果表明：普通硅酸盐水泥混凝土拌和物的流动性能与保坍性能比掺有硅灰的矿渣硅酸盐水泥混凝土好，各个龄期的抗压强度高。普通硅酸盐水泥浆体早期水化程度比掺有硅灰的矿渣硅酸盐水泥浆体高，浆体结构更为致密。
2021, 51(1): 140-145.
doi: 10.13204/j.gyjzG20111009
摘要:
在桥梁工程中，免蒸养超高性能混凝土（UHPC）较传统蒸养UHPC具有广阔的工程应用前景。基于常规材料制备免蒸养UHPC，通过改进传统制备工序，改善UHPC基本性能，开展立方体抗压、轴心抗压、抗折、弹性模量等基本力学性能试验，分析减水剂类型、钢纤维体积掺量对免蒸养UHPC力学性能的影响，对比不同养护条件下力学性能的差异。试验结果表明：聚羧酸减水剂的增强效果优于萘系减水剂；钢纤维体积掺量在2%范围内，随着掺量的增加，UHPC强度明显提高；自然养护下，UHPC除抗折强度外，其他力学性能均接近于标准养护下UHPC力学性能，各性能指标均符合工程要求。
在桥梁工程中，免蒸养超高性能混凝土（UHPC）较传统蒸养UHPC具有广阔的工程应用前景。基于常规材料制备免蒸养UHPC，通过改进传统制备工序，改善UHPC基本性能，开展立方体抗压、轴心抗压、抗折、弹性模量等基本力学性能试验，分析减水剂类型、钢纤维体积掺量对免蒸养UHPC力学性能的影响，对比不同养护条件下力学性能的差异。试验结果表明：聚羧酸减水剂的增强效果优于萘系减水剂；钢纤维体积掺量在2%范围内，随着掺量的增加，UHPC强度明显提高；自然养护下，UHPC除抗折强度外，其他力学性能均接近于标准养护下UHPC力学性能，各性能指标均符合工程要求。
2021, 51(1): 146-151.
doi: 10.13204/j.gyjzG20012801
摘要:
通过开展不同龄期的预制缺口三点弯曲梁断裂试验，研究龄期对定向及随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响。根据试验测得的荷载-裂缝口张开位移曲线，分析不同龄期的钢纤维增强水泥基复合材料裂缝扩展的全过程。结果表明：钢纤维增强水泥基复合材料的弯曲强度随着龄期的增加而增加；在7 d龄期内，随着龄期的增长，定向钢纤维增强水泥基复合材料的断裂能增长较快，在7 d龄期后，断裂能的增长放缓且趋于稳定；当钢纤维体积掺量由1.2%增加到2.0%时，断裂能明显增大，且定向钢纤维增强水泥基复合材料的断裂能增长幅度相较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料更为显著。
通过开展不同龄期的预制缺口三点弯曲梁断裂试验，研究龄期对定向及随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响。根据试验测得的荷载-裂缝口张开位移曲线，分析不同龄期的钢纤维增强水泥基复合材料裂缝扩展的全过程。结果表明：钢纤维增强水泥基复合材料的弯曲强度随着龄期的增加而增加；在7 d龄期内，随着龄期的增长，定向钢纤维增强水泥基复合材料的断裂能增长较快，在7 d龄期后，断裂能的增长放缓且趋于稳定；当钢纤维体积掺量由1.2%增加到2.0%时，断裂能明显增大，且定向钢纤维增强水泥基复合材料的断裂能增长幅度相较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料更为显著。
2021, 51(1): 152-156,178.
doi: 10.13204/j.gyjzG19102204
摘要:
通过对6个中心拉拔试件和27个灌浆套筒接头试件的单向拉伸试验，分析聚乙烯醇（PVA）纤维、钢筋锚固长度以及有无约束对灌浆套筒接头受力性能的影响。结果表明：PVA纤维能够提高无约束状态钢筋与灌浆料的黏结强度，对套筒约束状态接头连接性能影响不明显。增加钢筋锚固长度，接头连接刚度越大，荷载滑移曲线发展越平稳。当灌浆料强度达到85~90 MPa时，锚固长度为6倍钢筋直径即可满足接头强度要求。套筒约束能够提高套筒与灌浆料和钢筋之间的黏结强度。
通过对6个中心拉拔试件和27个灌浆套筒接头试件的单向拉伸试验，分析聚乙烯醇（PVA）纤维、钢筋锚固长度以及有无约束对灌浆套筒接头受力性能的影响。结果表明：PVA纤维能够提高无约束状态钢筋与灌浆料的黏结强度，对套筒约束状态接头连接性能影响不明显。增加钢筋锚固长度，接头连接刚度越大，荷载滑移曲线发展越平稳。当灌浆料强度达到85~90 MPa时，锚固长度为6倍钢筋直径即可满足接头强度要求。套筒约束能够提高套筒与灌浆料和钢筋之间的黏结强度。
2021, 51(1): 157-162,199.
doi: 10.13204/j.gyjzG20022712
摘要:
以高强钢Q460、Q600为研究对象，对14块开孔高强钢板进行单向拉伸试验，并详细分析试件的破坏特征、应力-应变曲线及其应变能。研究结果表明：未开孔试件断口处发生了明显的颈缩现象；开孔试件易在开孔处出现应力集中而成为最先破坏的部位；Q600高强钢材的极限抗拉强度、耗能性能、延性均优于Q460高强钢材；增大试件厚度，可以改善试件的极限抗拉强度、塑性变形能力以及耗能性能；而开孔则在一定程度上降低了试件的力学性能；布孔位置对于高强钢的耗能性能具有显著影响；当开孔沿着材性试件的受拉方向对称轴布置时，其耗能能力优于沿与垂直受拉方向布置的耗能能力。
以高强钢Q460、Q600为研究对象，对14块开孔高强钢板进行单向拉伸试验，并详细分析试件的破坏特征、应力-应变曲线及其应变能。研究结果表明：未开孔试件断口处发生了明显的颈缩现象；开孔试件易在开孔处出现应力集中而成为最先破坏的部位；Q600高强钢材的极限抗拉强度、耗能性能、延性均优于Q460高强钢材；增大试件厚度，可以改善试件的极限抗拉强度、塑性变形能力以及耗能性能；而开孔则在一定程度上降低了试件的力学性能；布孔位置对于高强钢的耗能性能具有显著影响；当开孔沿着材性试件的受拉方向对称轴布置时，其耗能能力优于沿与垂直受拉方向布置的耗能能力。
2021, 51(1): 163-168.
doi: 10.13204/j.gyjzG201908130001
摘要:
通过加速腐蚀试验得到不同厚度、不同腐蚀程度的压型钢板板材试件，并根据三维表面形貌及拉伸试验结果分析表面粗糙度参数随腐蚀时间的变化规律、不同腐蚀程度试件破坏形态、应力-应变曲线差异、拉伸性能参数与腐蚀率的函数关系，建立了腐蚀压型钢板的性能退化本构模型。结果表明：试件表面粗糙度参数随腐蚀时间的增长呈阶梯状变化；随着腐蚀率的增大，试件断口形式由平滑斜断裂转变为锯齿状或阶梯状断裂，同时屈服平台、颈缩段逐步缩短，拉伸力学指标逐渐退化；所建立的退化本构模型能够较好地表征不同腐蚀程度下钢材性能的退化规律。
通过加速腐蚀试验得到不同厚度、不同腐蚀程度的压型钢板板材试件，并根据三维表面形貌及拉伸试验结果分析表面粗糙度参数随腐蚀时间的变化规律、不同腐蚀程度试件破坏形态、应力-应变曲线差异、拉伸性能参数与腐蚀率的函数关系，建立了腐蚀压型钢板的性能退化本构模型。结果表明：试件表面粗糙度参数随腐蚀时间的增长呈阶梯状变化；随着腐蚀率的增大，试件断口形式由平滑斜断裂转变为锯齿状或阶梯状断裂，同时屈服平台、颈缩段逐步缩短，拉伸力学指标逐渐退化；所建立的退化本构模型能够较好地表征不同腐蚀程度下钢材性能的退化规律。
2021, 51(1): 169-178.
doi: 10.13204/j.gyjzG20090813
摘要:
月球基地建造对人类长期驻月具有重要意义。在调研了月球基地建造环境条件和资源条件的基础上认为充分利用月壤进行原位建造是现实可行的技术方案，具有方便经济、性能优越等优点。目前基于月壤的建造技术研究主要分为向下挖掘和向上搭建两类，其中向上搭建技术有不同技术途径，包括月壤混凝土、月壤烧结、月壤黏结、月壤袋约束等。基于对已有技术的分析，提出一种新的月球基地原位建造方案，综合利用月壤混凝土打印、月壤袋约束等技术，主要采用原位资源进行自动化建造，为月面建造提供了一个技术思路。
月球基地建造对人类长期驻月具有重要意义。在调研了月球基地建造环境条件和资源条件的基础上认为充分利用月壤进行原位建造是现实可行的技术方案，具有方便经济、性能优越等优点。目前基于月壤的建造技术研究主要分为向下挖掘和向上搭建两类，其中向上搭建技术有不同技术途径，包括月壤混凝土、月壤烧结、月壤黏结、月壤袋约束等。基于对已有技术的分析，提出一种新的月球基地原位建造方案，综合利用月壤混凝土打印、月壤袋约束等技术，主要采用原位资源进行自动化建造，为月面建造提供了一个技术思路。
2021, 51(1): 179-186,193.
doi: 10.13204/j.gyjzG20022803
摘要:
为研究纤维增强复合材料（FRP）约束钢管混凝土轴心受压柱的抗爆性能，运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对16根轴心受压柱试件在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟分析，并采用参数化分析的方法研究轴压比、长细比、FRP粘贴方式及FRP种类对试件抗爆性能的影响。结果表明：轴压比不超过0.5时，轴压力的存在能提高试件的抗爆性能，而轴压比超过0.5以后，轴压力的存在会极大地削弱试件的抗爆性能；长细比越大，试件的跨中位移越大，抗爆性能越差；粘贴FRP能提高试件的抗爆性能，且采取合理的局部粘贴方式可达到与全柱粘贴相接近的约束效果；在其他参数不变的情况下，粘贴碳纤维增强复材比粘贴玻璃纤维增强复材更能有效提高试件的抗爆性能。
为研究纤维增强复合材料（FRP）约束钢管混凝土轴心受压柱的抗爆性能，运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对16根轴心受压柱试件在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟分析，并采用参数化分析的方法研究轴压比、长细比、FRP粘贴方式及FRP种类对试件抗爆性能的影响。结果表明：轴压比不超过0.5时，轴压力的存在能提高试件的抗爆性能，而轴压比超过0.5以后，轴压力的存在会极大地削弱试件的抗爆性能；长细比越大，试件的跨中位移越大，抗爆性能越差；粘贴FRP能提高试件的抗爆性能，且采取合理的局部粘贴方式可达到与全柱粘贴相接近的约束效果；在其他参数不变的情况下，粘贴碳纤维增强复材比粘贴玻璃纤维增强复材更能有效提高试件的抗爆性能。
2021, 51(1): 187-193.
doi: 10.13204/j.gyjzG19122610
摘要:
纤维增强复材（FRP）约束混凝土可以极大地改善混凝土的力学性能，目前已获得了一定应用。然而，FRP约束混凝土容易出现脆性破坏，在一定程度上限制了其在一些领域的应用。基于此，提出以玄武岩纤维增强复材（BFRP）约束混凝土的同时在混凝土中加入短切玄武岩纤维（BF），以改善混凝土的力学性能。通过改变BFRP层数、BF掺量，研究BFRP约束玄武岩纤维混凝土力学性能的变化规律。结果表明：BFRP约束混凝土的抗压强度与最大弯曲抗力会随着BFRP层数增加而增加；掺加BF不仅可以提高混凝土的强度，还对混凝土起到增韧阻裂作用，使混凝土破坏形式由脆性破坏向塑性破坏转变；当纤维体积掺量为0.1%时，增韧阻裂和增强效果最好。因此，在BFRP约束混凝土中加入BF不仅可以改善其力学性能还可以改善其破坏形式。
纤维增强复材（FRP）约束混凝土可以极大地改善混凝土的力学性能，目前已获得了一定应用。然而，FRP约束混凝土容易出现脆性破坏，在一定程度上限制了其在一些领域的应用。基于此，提出以玄武岩纤维增强复材（BFRP）约束混凝土的同时在混凝土中加入短切玄武岩纤维（BF），以改善混凝土的力学性能。通过改变BFRP层数、BF掺量，研究BFRP约束玄武岩纤维混凝土力学性能的变化规律。结果表明：BFRP约束混凝土的抗压强度与最大弯曲抗力会随着BFRP层数增加而增加；掺加BF不仅可以提高混凝土的强度，还对混凝土起到增韧阻裂作用，使混凝土破坏形式由脆性破坏向塑性破坏转变；当纤维体积掺量为0.1%时，增韧阻裂和增强效果最好。因此，在BFRP约束混凝土中加入BF不仅可以改善其力学性能还可以改善其破坏形式。
2021, 51(1): 194-199.
doi: 10.13204/j.gyjzG20082807
摘要:
为研究钢-混混合结构工业厂房的地震反应，采用有限元软件SAP 2000对一实际工程案例进行模拟分析，完成了模态分析、反应谱分析、弹性时程分析和弹塑性时程分析。结果表明：该结构的周期比小于0.9；在多遇和罕遇地震作用下，振型分解反应谱和弹性时程分析下的最大弹性层间位移角为1/717，弹塑性时程分析下顶层位移角为1/81，均满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中对于弹性和弹塑性层间位移角的规定。结构的位移反应和加速度反应均随地震烈度的增大而增加，瞬时耗能主要集中在加速度峰值段，且罕遇地震下能量耗散远大于多遇地震。
为研究钢-混混合结构工业厂房的地震反应，采用有限元软件SAP 2000对一实际工程案例进行模拟分析，完成了模态分析、反应谱分析、弹性时程分析和弹塑性时程分析。结果表明：该结构的周期比小于0.9；在多遇和罕遇地震作用下，振型分解反应谱和弹性时程分析下的最大弹性层间位移角为1/717，弹塑性时程分析下顶层位移角为1/81，均满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中对于弹性和弹塑性层间位移角的规定。结构的位移反应和加速度反应均随地震烈度的增大而增加，瞬时耗能主要集中在加速度峰值段，且罕遇地震下能量耗散远大于多遇地震。
