建筑科学与工程学报 /oa 基于热点应力法的钢管混凝土焊接节点疲劳构造细节比较 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005001 以钢管混凝土组合桁梁桥为研究对象,总结给出基于热点应力法的节点疲劳评估流程,并对其疲劳构造细节进行研究。结果表明:在矩形空管等宽节点基础上,主管内填混凝土使得节点支、主管表面最大热点应力幅分别降低10.86%和26.51%,节点疲劳寿命提高3.78倍; 在圆形空管节点基础上,主管内填混凝土使得节点支、主管表面最大热点应力幅分别降低13.88%和16.39%,节点疲劳寿命提高2.11倍; 在主方支圆空管节点基础上,主管内填混凝土使得节点支、主管表面最大热点应力幅分别降低20.06%和29.81%,节点疲劳寿命提高1.92倍; 此外,对于矩形钢管混凝土节点,先后在主管内壁设置PBL加劲肋和腹板采用整体节点板,支管表面最大热点应力幅分别继续下降12.11%和29.20%,主管表面最大热点应力幅分别继续下降8.81%和15.64%,由此可知,改变矩形空管节点的构造细节,可以使焊趾处的应力分布趋于均匀,疲劳寿命得到显著提高; 同时,在确保各类节点几何尺寸基本相当的前提下,研究得到各类节点疲劳性能优劣次序为PBL加劲型矩形钢管混凝土焊接整体节点、PBL加劲型矩形钢管混凝土等宽节点、矩形钢管混凝土等宽节点、矩形空管等宽节点、圆形钢管混凝土节点、圆形空管节点、主方支圆钢管混凝土节点、主方支圆空管节点。 2020年09月30 00:00 2020年05期 1 12 3582968 刘永健<sup>1,2</sup>,龙 辛<sup>1</sup>,姜 磊<sup>1,2</sup>,刘震北<sup>1</sup> 地聚合物胶凝材料性能及工程应用研究综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005002 针对地聚合物胶凝材料的制备及其应用技术,从理论研究和工程应用2个角度对这一领域进展进行归类和分析。在基本理论部分,详细介绍了国内外对地聚合物的反应机理、产物结构特征及其性能的研究成果,并系统论述了影响地聚合物结构及其性能的重要因素。在工程应用部分,重点阐述了地聚合物在加筋混凝土结构、制备建筑砌块/砖和加固不良土体等方面的应用研究进展。结果表明:地聚合物是一种具有三维空间网状结构的聚硅铝酸盐胶凝材料,其反应过程和产物结构特征均不同于普通硅酸盐水泥; 合理的碱激发剂类型与浓度、适宜的Si/Al比和Na(K)/Al比、适量的钙组分以及合理的养护条件等均有利于提高地聚合产物的力学性能和耐久性能; 地聚合物材料不仅具有很多优异的性能,而且其能耗低、排放少,在加筋混凝土结构、制备建筑砌块/砖、加固不良土体等领域有着非常广阔的应用前景,但关于地聚合物加筋混凝土构件、地聚合物砌块/砖和地聚合物固化土在多种环境因素耦合作用下的耐久性能等问题仍需进行深入探讨与研究。 2020年09月30 00:00 2020年05期 13 38 4198033 章定文<sup>1,2</sup>,王安辉<sup>1,2</sup> 地裂缝场地地震及不均匀沉降双重作用下的框架结构动力响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005003 以西安地铁二号线沿线近f<sub>6</sub>地裂缝处框架结构为原型,基于地裂缝场地50年沉降预测情况,采用ABAQUS有限元软件建立地裂缝场地和上部结构共同作用模型,在不同年限场地沉降基础上施加El Centro波、Tangshan波及上海人工波3种地震波,研究地裂缝场地地表峰值加速度变化规律,对比分析地震及不均匀沉降双重作用下框架结构的层间剪力、层间位移角变化情况。结果表明:下盘场地地表加速度峰值在土体沉降前后随避让距离未出现明显变化,上盘场地地表加速度峰值出现较为明显的减小; 3种地震波作用下沉降前后框架结构的剪力时程曲线基本一致,正负向剪力峰值出现的时刻也近似吻合; 上下盘结构层间位移角变化规律相似,均随避让距离的增大而减小,距地裂缝越近,结构破坏越严重; 下盘结构最大层间位移角受不均匀沉降影响较小,最大变化幅度不足14%,上盘结构受影响较大,最大变化幅度超过50%,其中上海人工波作用下变化幅度最大,为73%,Tangshan波次之,为70%,El Centro波最小,为63%; 对于考虑不均匀沉降的地裂缝场地,框架结构抗震设计时应对水平地震影响系数最大值α<sub>max</sub>进行调整,以确保结构的抗震安全性。 2020年09月30 00:00 2020年05期 39 50 2427553 黄 华,高 悦,钱海增,杨 坤 一种高效的阻尼器优化设计方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005004 以隔离非线性方法为基础,并对基于种群的可行性遗传算法进行改进,提出了一种高效的阻尼器优化设计方法。首先基于隔离非线性方法基本思想,分别推导了附加位移型和速度型阻尼器消能减震结构的隔离非线性控制方程; 随后,采用基于种群可行性约束优化遗传算法对其中的初始种群生成方法及交叉、变异、选择算子进行改进,以提高算法在可行域边界附近的搜索能力; 最后,通过对某钢结构增设金属阻尼器进行工程加固,验证了该方法的准确性和高效性。结果表明:新方法拓展了隔离非线性方法的应用范围,提高了遗传算法在可行域边界附近的搜索能力和设计中的计算效率,是一种高效的阻尼器优化设计方法。 2020年09月30 00:00 2020年05期 51 61 1726259 李 钢,翟子杰,余丁浩 钢管超高强混凝土柱拟静力试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005005 以轴压比、含钢率和长径比为参数,进行了11根钢管超高强混凝土柱拟静力试验,分析了试件荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能以及强度和刚度退化等抗震性能指标。结果表明:随着轴压比增大,极限承载能力和延性降低,试件耗能能力减弱,强度和刚度退化程度增强; 随着含钢率增大,弹性刚度、极限承载力以及延性呈增大趋势,耗能能力增强,强度和刚度退化程度减弱; 随着长径比增大,弹性刚度、极限承载力以及延性都呈减小趋势,整体耗能能力减弱,强度和刚度退化程度增强; 受适用材料范围的限制,目前规程中的抗弯刚度和极限弯矩计算方法并不适用于钢管超高强混凝土结构,计算结果偏差较大,有必要对其进行适当修正,以期适用于该类结构抗弯刚度和极限弯矩计算。 2020年09月30 00:00 2020年05期 62 69 1410019 韦建刚<sup>1,2</sup>,周 俊<sup>1</sup>,杨 艳<sup>1</sup>,陈宝春<sup>1</sup> UHPFRC与钢筋黏结-滑移模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005006 通过对2种黏结-滑移模型(修正FIB模型和Marchand模型)进行分析计算,建立黏结区域钢筋微段的受力平衡方程和变形协调方程,研究钢筋埋置长度和荷载水平不同时模型的精确性。结果表明:当钢筋埋置长度较短时,钢筋自由端黏结应力较小,加载端黏结应力较大,Marchand模型和修正FIB模型曲线均与试验曲线较为吻合,随着荷载逐渐增大,黏结应力沿钢筋埋置长度趋于均匀分布; 当钢筋埋置长度较长时,钢筋自由端黏结应力远小于加载端黏结应力,此时Marchand模型曲线与试验曲线较为吻合,随着荷载逐渐增大,Marchand模型与修正FIB模型计算结果逐渐靠近,且与试验结果吻合良好; 埋置长度为8倍钢筋直径时,钢筋黏结应力沿埋置长度呈现出明显非线性分布,且自由端处钢筋黏结应力值接近于0。 2020年09月30 00:00 2020年05期 70 76 716667 康少波<sup>1,2</sup>,汪若云<sup>1,2</sup>,王丹丹<sup>1,2</sup> 不同圆心角圆端形钢管混凝土短柱轴压性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005007 为研究圆心角60°和120°圆端形钢管混凝土短柱轴压力学性能,对4个圆端形钢管混凝土短柱进行轴压试验,探究不同圆心角和宽厚比对其极限承载力的影响。基于试验结果,应用有限元软件ABAQUS进行三维实体建模,对圆端形钢管混凝土短柱进行参数分析,研究了钢材强度、混凝土强度、宽厚比、高宽比、尺寸效应等对极限承载力的影响。基于参数分析,建立圆心角为60°和120°圆端形钢管混凝土短柱极限承载力实用计算公式。结果表明:破坏形态均为局部屈曲破坏,且平直段区域均出现局部屈曲现象; 随圆心角增大,构件极限承载力增大; 随宽厚比增大,极限承载力呈现下降趋势; 当圆弧段圆心角从60°增大至120°时,强度指标降低,表明整体约束效应减弱; 圆端形钢管混凝土轴压短柱的整体约束效应随圆心角增大而减小; 随着钢材强度、混凝土强度的增大和构件宽厚比的减小,极限承载力逐渐增大; 不同圆心角的尺寸效应对其极限承载力与初始刚度的影响类似,随着构件尺寸增大,极限承载力与初始刚度均呈现增大的趋势。 2020年09月30 00:00 2020年05期 77 87 1756264 任志刚,王丹丹 装配式梁翼缘侧板加强-狗骨式削弱节点滞回性能及变参研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005008 提出一种新型装配式梁翼缘侧板加强-狗骨式削弱节点,利用有限元软件ABAQUS对其进行静力和拟静力加载分析; 在此基础上对该新型节点进行系列参数分析,设计了端板厚度t<sub>d</sub>、梯形侧板末端斜边在梁长度方向的尺寸l<sub>t</sub>、削弱区削弱深度c共3个变参数系列试件,探究各参数对节点滞回性能的影响,并给出设计参考建议。结果表明:在静力加载过程中,节点在梁端削弱区产生大量塑性变形,形成塑性铰破坏,该种破坏形式属延性破坏; 在拟静力加载过程中,节点滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力; 端板厚度t<sub>d</sub>对节点滞回性能影响较大,对塑性铰的形成位置起决定作用,建议端板厚度t<sub>d</sub>的取值为t<sub>f</sub>≤t<sub>d</sub>≤1.5t<sub>f</sub>(t<sub>f</sub>为柱翼缘厚度); 梯形侧板末端倾斜角度l<sub>t</sub>对节点的承载能力和耗能性能有较大影响,建议倾斜角度的正切值取值为0.27≤tan(θ)≤0.59(θ为侧板末端角度); 削弱区削弱深度c影响着节点的承载力和延性系数等多项指标,削弱深度的取值应该综合考虑承载力和耗能能力2种性能的影响,建议削弱深度的取值为0.18b<sub>f</sub>≤c≤0.25b<sub>f</sub>(b<sub>f</sub>为梁翼缘宽度)。 2020年09月30 00:00 2020年05期 88 96 1550204 郑 宏,杨瑞鹏,戴永超,郁曙光 圆钢管钢筋再生混凝土短柱轴压承载力 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005009 针对再生混凝土相对普通混凝土延性较差、承载力较低的特点,利用钢管和钢筋笼对再生混凝土的约束作用,将钢筋再生混凝土灌入圆钢管中形成圆钢管钢筋再生混凝土短柱进行研究。基于极限分析法、套箍理论以及双剪统一强度理论,考虑钢管和钢筋笼的双重约束效应,提出了一套包含钢管径厚比、约束效应系数、含钢率以及再生粗骨料取代率等影响因素的圆钢管钢筋再生混凝土短柱轴压承载力计算方法。在理论推导的基础上,考虑短柱的非线性、钢管与再生混凝土的滑移影响,采用ABAQUS有限元软件对圆钢管钢筋再生混凝土短柱进行建模分析; 将理论公式值、有限元仿真结果以及相关文献试验数据进行对比,验证公式的有效性与适用性。结果表明:加了钢筋笼的圆钢管钢筋再生混凝土比圆钢管再生混凝土短柱轴压承载力提高10%左右,研究结论可以为实际工程的应用提供理论基础。 2020年09月30 00:00 2020年05期 97 105 1220744 刘 坚<sup>1,2</sup>,田 勇<sup>1,3</sup>,刘长江<sup>1,2</sup>,张鹏程<sup>1</sup>,江 进<sup>1,2</sup>,任 达<sup>1,2</sup>,柏宇翔<sup>1</sup>,曾嵘森<sup>1</sup> 焊接结构裂纹扩展分析的无网格和水平集耦合方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005010 针对焊接结构由于初始裂纹的存在而导致裂纹扩展,降低结构承载力,危及结构使用安全的问题,提出了分析有初始裂纹焊接结构的裂纹扩展及其扩展路径的无网格和水平集耦合方法。先建立焊接结构的无网格模型,将节点划分为常规节点、阶跃扩展节点和裂尖扩展节点; 然后采用移动最小二乘法计算近似函数,得到结构的位移场及应力场; 最后采用相互作用积分法求解应力强度因子,将最大周向应力准则作为失效准则计算开裂角,获得焊接结构的裂纹扩展路径。裂纹几何形状采用水平集法描述,裂尖位置采用在裂尖处相互正交的波前水平集函数和裂尖水平集函数定位,裂纹扩展路径跟踪采用水平集更新算法实现。以焊接节点为环状形式截面且存在初始焊接裂纹为研究对象,编制了基于所提方法的裂纹扩展程序。结果表明:采用所提方法分析焊接结构裂纹扩展计算得到的应力场光滑且协调,无需进行后处理,避免了有限元计算裂纹扩展时网格畸变和扭曲,提高了传统无网格法的精度和效率,实现了对裂纹扩展路径的准确跟踪。 2020年09月30 00:00 2020年05期 106 112 997860 刘 晖,申韶丁,雷 电 CFRP筋与海水海砂混凝土黏结性能试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005011 为研究纤维增强塑料(FRP)筋与海水海砂混凝土(SWSSC)的黏结性能,选择4种碳纤维增强塑料(CFRP)筋材和2个强度等级的SWSSC,制作了72个试件进行拉拔试验,研究了黏结长度、筋材直径、混凝土强度和筋材表面处理等参数对黏结性能的影响; 开展了SWSSC试件与普通混凝土(NC)试件的对比试验,获取了试件的破坏形态和黏结应力-滑移曲线。基于ACI 440.1R-06公式提出了新的黏结强度计算公式。结果表明:CFRP筋与SWSSC的黏结破坏模式可以分为拔出破坏和劈裂破坏; 黏结强度随黏结长度的增加而逐步减小,且与(l<sub>d</sub>/d<sub>b</sub>)<sup>-0.41</sup>呈近似关系(l<sub>d</sub>为黏结长度,d<sub>b</sub>为CFRP筋直径); 黏结强度随混凝土强度的提高而增大,但与CFRP筋材直径的相关性不明显; 表面喷砂能够显著提高CFRP筋与SWSSC的黏结性能,黏结强度增长系数可取为1.76; 相比于NC,CFRP筋与SWSSC的黏结强度有小幅度降低; 采用ACI 440.1R-06和CSA S806-02公式得到的预测结果与试验结果之间误差较大,均不适合直接用于估算CFRP筋与SWSSC的抗拔强度; 基于ACI 440.1R-06提出的新黏结强度计算公式计算结果与试验结果吻合程度较高,但其适用性需要进一步验证。 2020年09月30 00:00 2020年05期 113 123 1474639 单 波<sup>1,2</sup>,佟广权<sup>1</sup>,刘其元<sup>1</sup> 超声分散处理的纳米再生混凝土基本性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005012 为了充分发挥纳米材料在提升再生混凝土基本性能方面的作用,分别采用SiO<sub>2</sub>,Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>,CaCO<sub>3</sub>和石墨烯(GNP)4种纳米材料与减水剂、水混合,经30 min超声分散后添加适量水泥制成纳米强化浆液,然后将再生骨料浸泡于浆液中30 min,筛分晾干后形成纳米强化再生骨料。对采用此种骨料制备的混凝土进行抗压性能测试和微观结构检测。结果表明:采用超声分散后的纳米浆液能够有效包裹于再生骨料的表面,使其界面过渡区的微观结构得到改善; 纳米强化浆液浸泡粗骨料的方式能有效地提高再生混凝土的抗压强度,其中浸泡于0.2%纳米SiO<sub>2</sub>强化浆液、取代率为50%的纳米强化再生混凝土抗压强度最高,分别比未强化的再生混凝土和普通混凝土提高24.3%,33.1%; 纳米材料填充了混凝土内的部分孔隙,提高了再生混凝土的密实度。所得结果可为再生混凝土的性能提升提供技术支持。 2020年09月30 00:00 2020年05期 124 131 1477017 延永东<sup>1</sup>,徐鹏飞<sup>1</sup>,姚嘉诚<sup>1</sup>,陆春华<sup>1</sup>,袁天军<sup>2</sup> 剪力墙结构置换加固应力重分布 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005013 为深入揭示无支撑置换混凝土加固过程中剪力墙的受力变化规律,对某剪力墙住宅结构无支撑置换加固施工进行全过程监测。基于ABAQUS有限元分析软件,采用生死单元、等效升温以及添加场变量的方法实现剪力墙施工全过程模拟。结合施工监测数据及有限元模拟结果分析了置换剪力墙及与置换剪力墙相连的梁、楼板受力变化过程; 最后给出了考虑应力重分布后,无支撑分段置换墙体正截面受压承载力计算方法。结果表明:有限元模拟方法能有效模拟混凝土无支撑置换加固施工过程; 由于剪力墙分段拆除和置换,墙体出现了应力重分布现象,且应力重分布程度与墙体分段施工顺序有关; 应力重分布会引起墙体洞口处出现应力集中,但应力集中对加固效果的影响较小,同时还会影响与置换剪力墙相邻的连梁、楼板结构的受力,导致该处应力增加; 建议对剪力墙结构进行无支撑置换加固时,有必要通过分段优化设计和受压承载力复核控制应力重分布的影响。 2020年09月30 00:00 2020年05期 132 141 2813503 雷 拓<sup>1</sup>,刘 宜<sup>1</sup>,李 坤<sup>1</sup>,蒋冬启<sup>2</sup>,董军锋<sup>3</sup> 钢管RPC边框密肋复合剪力墙抗剪性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005014 为研究新型钢管活性粉末混凝土(RPC)边框密肋复合剪力墙的抗剪性能,基于统一强度理论和斜压杆计算模型,考虑材料的中间主应力、拉压异性效应以及边框架与等效弹性板之间剪应力等因素的影响,建立了此类组合墙体的抗剪承载力计算公式。利用ABAQUS有限元软件,对不同混凝土强度、轴压比、钢管屈服强度的钢管RPC边框密肋复合剪力墙进行水平单调加载,将抗剪承载力数值模拟结果与理论计算结果进行对比分析。结果表明:抗剪承载力计算值与有限元值吻合较好,验证了理论计算方法的准确性与有限元模型的可靠性; 随着密肋复合墙板肋格RPC强度等级的提高,剪力墙抗剪承载力显著提高; 随着轴压比的增加,抗剪承载力先增加后下降,且延性性能下降; 提高边框柱钢管屈服强度,剪力墙承载力略有增加,效果并不显著,但可以改善构件延性性能; 提出的抗剪承载力计算公式为该新型复合剪力墙的发展提供了理论基础。 2020年09月30 00:00 2020年05期 142 150 1602810 朱 倩,蒋永杰,岳旭鹏,赵均海 不同类型桩基支撑的整体桥力学性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005015 以福建永春县上坂大桥作为工程背景建立了全桥有限元模型,通过实桥静载、动载试验对模型进行验证,并在整体式桥台下分别设置了矩形桩、圆形桩、预应力高强混凝土(PHC)管桩、钢管桩、H型钢桩、工型超高性能混凝土(UHPC)桩和工型UHPC-矩形变截面桩,研究了整体桥采用不同类型桩基时对其整体力学性能的影响。结果表明:有限元模型的计算基频较实测值减小了5.5%,第1阶模态均为横向侧飘,主梁在汽车偏载和中载作用下出现的竖向挠度与实测挠度较吻合,验证了有限元模型的合理性; 随着整体温度的升高,不同类型桩基支撑的整体桥主梁和桩基最大正、负弯矩和剪力随之增大,主梁竖向挠度随之减小,梁端水平位移也呈现明显的增长趋势,但在相同温度荷载作用下,整体式桥台下设置不同类型桩基对梁端水平位移的影响很小; 桩身显著变形区主要出现在0~6.4D(D为桩径)埋深处,在更大埋深处基本可忽略,表现出了柔性桩的变形性能; 随着变截面桩的上部UHPC桩段抗弯刚度的增大,主梁最大正、负弯矩与桩身最大弯矩均显著增大,桩顶水平变形显著减小; 随着上部UHPC桩段长度的增加,主梁最大正、负弯矩与桩身最大弯矩先呈现明显的增长趋势,而后趋于稳定,桩顶水平变形则先呈现明显减小趋势,随后趋于稳定; 上部UHPC桩段长度一般取为桩基总长的36%,对整体桥主梁和桩基的受力较好,为UHPC桩段的经济长度; 温差小于15 ℃时,整体桥采用不同类型桩基时对主梁和桩基的受力影响不大; 随着温差继续增大,整体桥采用H型钢桩、工型UHPC桩或工型UHPC-矩形变截面桩时主梁和桩基的受力性能更好。 2020年09月30 00:00 2020年05期 151 160 1184399 罗小烨<sup>1</sup>,陈宝春<sup>1</sup>,黄福云<sup>1</sup>,郭维强<sup>1</sup>,单玉麟<sup>1</sup>,庄一舟<sup>2</sup> 初始缺陷对矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005016 为了研究焊接残余应力和几何初始缺陷对矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度的影响,采用有限元软件ABAQUS进行参数分析,参数包括壁板的屈服强度、宽厚比、几何初始缺陷取值大小、是否施加几何初始缺陷和焊接残余应力,并考虑两者耦合作用,给出考虑焊接残余应力和几何初始缺陷后的矩形钢管混凝土柱壁板有效宽度计算公式,并与试验数据进行比较。结果表明:建立的有限元模型能较好地模拟壁板的局部屈曲和屈曲后行为,焊接残余应力和几何初始缺陷都会降低壁板屈曲后强度,且焊接残余应力的影响较大; 不同强度等级的钢材都需要考虑焊接残余应力和几何初始缺陷的影响,对于屈服强度大于460 MPa的高强钢材,当宽厚比大于65时,可以忽略几何初始缺陷的影响; 给出的有效宽度计算公式可以较为准确且偏保守地预测矩形钢管混凝土柱壁板屈曲后强度。 2020年09月30 00:00 2020年05期 161 169 2216325 卢 迅<sup>1</sup>,刘永健<sup>1,2</sup>,孙立鹏<sup>1</sup>,姜 磊<sup>1,2</sup> 框架结构整体承载力优化设计的改进方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005017 为解决框架结构整体承载力优化设计方面存在的问题,建立了多内力组合下矩形和工字形截面几何参数的调整方法,并通过引入强化迭代系数提出了框架结构整体承载力优化设计的改进方法。首先,通过弹性模量缩减法分析框架结构在组合内力下的损伤演化过程,据此确定框架结构在构件和整体2个层面的承载力需求。然后提出了强化迭代系数并确定了其取值,据此调整构件截面强度,建立了结构整体承载力优化设计的加速迭代格式,其可保证框架结构在构件和整体2个层面上的安全性需求并优化结构耗材。同时,为实现截面强度调整在结构计算模型中的更新,建立了多内力组合作用下矩形和工字形截面几何参数调整公式,可根据截面强度调整需求进行截面几何参数的调整。最后,通过与满应力优化准则法对比分析验证了所提方法的合理性。结果表明:采用构件截面几何参数调整方法和加速迭代格式,强化迭代系数取1.001~1.020时,所提方法迭代收敛速度快,且能够获得承载性能和经济性能均优的框架优化设计方案。 2020年09月30 00:00 2020年05期 170 181 1168464 刘嘉达仁<sup>1,2</sup>,杨绿峰<sup>1</sup>,张 伟<sup>1</sup>,冯瑛琪<sup>3</sup> 砂性地层注浆浆液扩散特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005018 对南京地区河砂采用筛孔分别为5,2,0.5,0.2 mm 的筛网筛分后,分为不同粒径的砂土,以渗透系数为控制指标,根据试验需要对所用河砂进行配比,模拟出4种砂砾土层。通过对自行研制的一种渗透注浆装置进行室内模拟注浆试验,研究了4种不同颗粒级配的砂样在不同注浆量、水灰比、注浆压力等影响因素下浆液的扩散特性,并在此基础上进行多元线性回归分析。结果表明:浆液扩散半径主要影响因素的主次顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 注浆量主要影响因素的顺序为注浆压力、渗透系数、水灰比; 结核体强度主要影响因素的顺序为水灰比、渗透系数、注浆压力; 结合试验结果拟合得到了浆液扩散半径、注浆量、结核体强度与渗透系数、浆液水灰比、注浆压力之间的定量关系式; 砂性地层中的浆液扩散半径存在有效半径,为初始半径的75%~80%; 对于在砂性地层中的浆液扩散行为,具有多种浆液扩散模式并存的可能; 所得结论可供类似工程借鉴与参考。 2020年09月30 00:00 2020年05期 182 192 1164422 周 峰<sup>1</sup>,许 勇<sup>1</sup>,朱 锐<sup>2</sup>,宋 著<sup>1</sup>,翟德志<sup>3</sup>,牟育敏<sup>1</sup> 深基坑剪力键支护模型优化研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005019 为寻求深基坑剪力键支护模型的优化形式,在剪力键支护体系构想与模型试验的基础上,设计了3组剪力键与直立桩之间不同组合形式的试验方案,在模拟基坑开挖过程中,对各方案中支护模型的桩顶水平位移、桩身内力及基坑外侧填土表面的沉降进行监测,同时设计了4个系列12组剪力键模型方案进行有限元数值模拟。结果表明:斜向桩与腰梁连接的节点位于直立桩桩身处的剪力键组支护效果优于斜向桩与腰梁连接的节点位于相邻直立桩中间的剪力键组; 腰梁位于直立桩上部的剪力键组支护效果优于腰梁位于直立桩中部和下部的剪力键组; 腰梁高度对支护效果的影响大于斜向桩与直立桩连接节点位置的影响; 剪力键模型的支护效果与斜向桩和竖向的夹角非正相关,并且在实际工程中夹角越大所占用的地下空间越大,基于数值模拟可认为斜向桩与竖向的夹角30°为剪力键支护结构的适宜角度; 斜向桩与腰梁连接的节点位于直立桩桩身处、斜向桩与竖向夹角30°且腰梁位于直立桩上部的剪力键组是较优的支护形式,这些成果可为剪力键支护技术的开发与应用中提供借鉴。 2020年09月30 00:00 2020年05期 193 202 2262073 申 翃<sup>1</sup>,徐文博<sup>1</sup>,董志伟<sup>1</sup>,雷美清<sup>2</sup>,余秀玲<sup>1</sup> 公路隧道喷射混凝土套拱加固结构力学特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005020 为研究喷射混凝土套拱加固前后二次衬砌与混凝土套拱的受力状况,依托陕西汉中至留坝段八里关隧道,运用有限元软件建立隧道混凝土结构套拱加固分析模型,并通过现场监测获取二次衬砌与套拱间的接触压力、套拱格栅拱架钢筋应力、套拱混凝土应力,将数值模拟结果与现场测试结果相结合,得出套拱结构的一般受力变化规律。结果表明:套拱加固前衬砌结构的最不利荷载位置位于施工缝附近的拱顶、拱肩与拱脚处; 由于衬砌局部变形与温度应力的影响,套拱混凝土应力变化呈现反复“上升-下降-上升”最后趋于稳定的特点; 套拱的作用是控制二次衬砌的进一步变形,套拱施作后所承受荷载较小,套拱反作用力远小于围岩作用于衬砌的应力,在应力计算中不应将衬砌与套拱作为整体计算; 套拱结构数值模拟所得的结果与现场测试套拱结构内力(轴力、弯矩)的大小及分布相似度高,但在衬砌裂损严重部位,数值模拟所得结果误差较大,应以现场测试结果为准。 2020年09月30 00:00 2020年05期 203 213 3245023 苏臣宏<sup>1</sup>,安楠楠<sup>2</sup>,王志丰<sup>2</sup> 基坑开挖卸荷引起的公路桥梁桩基变形受力响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202005021 采用两阶段分析法分析基坑开挖卸荷作用下公路桥梁的受力变形规律,首先基于明德林解析解,利用复合辛普森公式进行数值积分求解得出基坑侧壁卸荷与坑底卸荷同时作用下土体内桩体位置处的水平附加应力; 其次采用Kerr三参数地基模型建立公路桥梁桩基的挠曲微分方程,结合水平附加应力,利用有限差分数值计算方法得到桩基挠曲微分方程的数学解析矩阵表达式。利用所得计算公式对公路桥梁桩基附近有基坑开挖的工况进行计算,并通过与数值模拟计算结果的对比验证所提计算方法的有效性; 最后针对桩基轴向荷载大小、基坑与桩基距离及基坑三维尺寸进行了影响因素分析。结果表明:桩基轴向荷载的变化对桩基水平位移及桩身弯矩影响不明显; 随着桩基与基坑距离的加大,桩基水平位移及最大弯矩逐渐减小,并且在较大距离范围内桩基水平位移及弯矩变化愈发平缓; 开挖深度对桩基水平位移及弯矩的影响远大于开挖长度和开挖宽度,基坑开挖宽度对桩基的影响最小。 2020年09月30 00:00 2020年05期 214 215 1076778 杨 涛<sup>1</sup>,童立元<sup>1</sup>,李 丹<sup>2</sup>