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矩形钢管混凝土翼缘蜂窝双腹板H型组合短柱轴压性能研究
2025,42(2):1-11, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.001
摘要：
为研究矩形钢管混凝土翼缘蜂窝双腹板H型组合短柱的轴压性能,以长细比、约束效应系数、钢管屈服强度、混凝土强度、孔高比及距高比等为控制参数,共设计了19根足尺试件。基于简化的钢材本构模型与考虑约束的混凝土非线性本构模型,利用ABAQUS有限元软件对12根矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合柱进行数值模拟分析,并得到试件的荷载-位移曲线。通过与现有试验数据的比对,验证了所采用材料本构模型和有限元建模的适用性及准确性,并进一步对组合短柱进行了参数分析,探讨了不同参数变化对该类新型短柱轴压承载力的影响规律,揭示了该类构件的受力过程、破坏模式以及受力机理。结果表明:矩形钢管混凝土翼缘蜂窝双腹板H型组合短柱的承载力随着约束效应系数、钢管屈服强度、混凝土强度和距高比的增加明显提高,随着长细比和孔高比的增加而降低。所有试件均表现出相似的失效模式,翼缘向外隆起并呈现出外凸的破坏形态,蜂窝钢腹板沿着腹板所在平面向圆孔两侧发展。最后,采用1stOpt软件进行回归分析,得到该类组合短柱的轴压承载力计算公式,为其在实际工程中的应用提供理论依据。
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冻融后L形型钢混凝土柱轴压试验与模拟
2025,42(2):12-18, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.002
摘要：
为研究冻融循环作用对型钢混凝土(SRC)异形柱结构受力性能的影响,基于5根L形SRC异形柱冻融后轴压试验研究与14根L形SRC异形柱模拟研究,进行了混凝土强度、配箍率、含钢率参数分析,依据结果建立了冻融后承载力计算公式。研究结果表明:冻融循环作用对SRC构件耐久性与结构性能均有显著影响,表现为构件损伤由内而外依次加深,轴压极限承载力在50次冻融后降低明显;根据有限元模拟结果提出的承载力计算公式计算值误差在5%以内,能反映极限承载力变化情况,为该结构在寒区应用提供参考。
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北山深层花岗岩流变力学特性试验研究
2025,42(2):19-27,36, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.003
摘要：
以甘肃北山深部地层的岩芯为研究对象,探讨北山花岗岩在不同围压条件下的短期和长期力学特性,进而为北山核废物地质处置地下实验室的深部建设提供理论支持。开展了常规三轴压缩试验和蠕变试验研究,主要结论如下:(1)在三轴压缩试验中,北山花岗岩经历了5个阶段:初始裂纹闭合、线弹性、稳定裂纹扩展、不稳定裂纹扩展和峰后软化。随着围压增加,典型的特征应力和峰值应变显著增加,显示出明显的围压效应,并且可以通过线性拟合较好地描述。(2)多级蠕变试验显示,在不同破坏应力水平下,北山花岗岩经历了衰减阶段、稳态阶段和加速阶段。(3)在宏观破坏特征方面,低围压下,北山花岗岩呈现出拉剪混合破坏;在较高围压下,出现了贯穿试样表面的宏观主裂纹,表现为典型的剪切破坏模式。
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基质和块石强度对bimrocks类岩石力学特性影响
2025,42(2):28-36, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.004
摘要：
为研究基质和块石强度对bimrocks类岩石力学特性的影响,以不同配比的水泥、石英砂混合制作块石及基质,制成两种基质配比、四种含石量的试样,开展室内单轴试验和直剪试验。试验结果表明:单轴压缩试验条件下,当含石量为50%时基质配比1∶3和3∶1的试样单轴抗压强度和弹性模量达到最大值,试样破坏类型均属于剪切破坏。直剪试验条件下,低强度组(水泥∶砂为1∶3)在各法向应力下都呈现出随含石量增加抗剪强度下降的趋势。高强度组(水泥∶砂为3∶1)也基本符合随含石量增加抗剪强度下降的趋势。两种基质配比试样都呈现出随含石量的增加黏聚力先增加后减小的趋势,内摩擦角整体呈现下降趋势。在相同含石量下,高强度组比低强度组黏聚力分别提高222.86%、200.36%、784.86%、383.14%;内摩擦角分别降低了25.29%、22.35%、26.43%、24.26%。
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基于PFC-CFD耦合的发泡泥浆渗流数值模拟研究
2025,42(2):37-45, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.005
摘要：
基于PFC3D软件建立了一维发泡泥浆渗流模型,开展流固耦合模拟,并通过FISH函数实现气泡粒径的动态调整。此外,开发了连续注浆算法,验证了泥浆分布的均匀性与连续性,成功模拟发泡泥浆在土层中的渗流过程。针对泥膜形成时间难以确定的问题,提出三类计算终止条件,并通过对比室内试验与数值模拟结果,验证了模型的合理性。
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基于瑞雷面波波速黄土地基挤密桩法处理效果评价
2025,42(2):46-52, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.006
摘要：
为快速检测黄土地基挤密桩法处理效果,选取澄韦高速一处挤密桩法地基处理区域为试验区,采用多道瞬态瑞雷面波法进行快速检测。为了区分桩间土与挤密桩的处理效果,对试验区采用两种布点方式进行现场试验研究,通过公式将检测数据分区域处理,得到每一区域平均波速,分析等值线图可以得出挤密桩处波速较大,等边三角形布桩形心处波速最小,这与实际情况相吻合,并且成桩质量可以得到良好的检验。将波速测量结果与原位试验数据进行拟合对比,当波速达到195 m/s以上则表示地基处理效果合格,同时得到了波速与承载力、湿陷系数、干密度之间具有良好的相关性,这为采用瑞雷面波波速预测地基承载力、湿陷系数、干密度提供可能性。
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盾构开挖不同特性围岩振动特征分析
2025,42(2):53-59,66, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.007
摘要：
为深入了解盾构掘进振动对不同地层的影响,选择盾构机在软岩地层、中硬岩地层、硬岩地层掘进的典型工况进行现场振动信号监测。在对振动信号进行分析时,针对盾构施工中振动信号瞬时非平稳性的特点,结合希尔伯特黄变换分析法的自适应优势,运用经验模态分解方法(EMD)深入分析了3种地层的测点振动信号。分析结果显示:盾构施工在三种岩层的振动信号频率主要集中在0~185 Hz范围内,且信号EMD分量中,本征模态函数中2~4频段成分占据主导地位,涵盖了信号的绝大部分能量,盾构掘进过程中各地层瞬时能量主要范围和主要振动频带近似,随着地层类型从软岩逐渐过渡到硬岩,地层的剪切波速逐渐增大,地层振动的瞬时能量峰值也逐渐变大,3个地层中硬岩地层能量最大,中硬岩地层能量次之,软岩地层能量最小。
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基于EIMD的桥梁半主动控制与地震自复位性能研究
2025,42(2):60-66, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.008
摘要：
为了验证电磁惯质阻尼器(EIMD)应用于桥梁结构半主动控制的可行性,对其进行了试验研究,验证了其力学模型的准确性与参数敏感性。提出了一种新型控制算法,并以此为基础设计了EIMD-连续梁桥控制系统。以一个实际工程连续梁桥为研究对象,通过数值模拟的方法对地震作用下桥梁结构墩梁相对位移的控制效果进行评价,并开展了该控制系统在桥梁自复位性能方面的研究,结果表明:与传统被动控制方法相比,桥梁结构墩梁相对位移的绝对值显著减小,说明提出的控制系统减震效果显著;提出的新型控制算法对桥梁结构自复位功能有着明显的提升效果。
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高压天然气管道泄漏火球危害模拟研究
2025,42(2):67-72, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.009
摘要：
基于热剂量准则,建立了闪燃火球的数学模型,使用MATLAB编程实现了动态闪燃火球热辐射剂量的程序化计算,研究了泄漏孔径、管道运行压力和环境温度对火球热辐射危害范围的影响,并由临界热辐射剂量得出了所研究工况下8种危害区域的界限范围。结果表明,火球闪燃临界热辐射危害半径与泄漏孔径、管道介质输送压力近似成线性正相关,其中泄漏孔径对临界热辐射危害半径的影响最大。
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某输煤栈桥改造加固工程卸荷技术研究
2025,42(2):73-79, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.010
摘要：
为提升某输煤栈桥负载状态下新增托架及支架部分与原结构的协同工作性能并减少原结构加固量,采用千斤顶对原结构实施卸荷。通过有限元软件模拟不同卸荷程度与卸荷方式,系统性对比杆件内力、千斤顶读数及超限构件数量的变化情况。结果表明:当卸荷使原结构位移恢复至0 mm时,卸荷程度最佳,可同步降低结构内力并减少加固工程量;施工中采用整体同比例位移卸荷方案,可使内力和位移呈线性变化,实现结构安全及可控过渡至目标卸荷状态。
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唐山开滦某深部煤矿综采面顶板破断及控制研究
2025,42(2):80-88, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.011
摘要：
针对开滦某深部煤矿综采面基本顶破断步距、基本顶结构形态及对支架合理工作阻力的确定等问题进行了深入研究。推导出基本顶破断步距计算公式,建立了综采面基本顶结构形态的判断方法,构建了基本顶不同结构形态下支架工作阻力的计算公式。结果表明:工作面顶板初次破断步距为26.7 m,周期破断步距为15.5 m。当采高小于4.52 m时,基本顶易形成"砌体梁"结构;当采高大于4.52 m时,基本顶将以“悬臂梁”结构形态进入垮落带中。分析了两种结构形态下基本顶破断步距和支架控顶步距对支架工作阻力的影响,并确定了46092工作面支架的合理工作阻力应不小于10 851 kN,现有支架额定工作阻力10 000 kN,在工作面部分区域略显偏小。
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基于Folium地理信息可视化的地震数据统计分析
2025,42(2):89-93, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.012
摘要：
为了更加清晰地对我国的地震分布和震源深度特征进行统计分析,根据中国地震局公布的中国及周边地区地震数据,以2011—2022年中国及周边地区5.0级以上地震数据为例,运用Python第三方库——Folium地图数据可视化库对地震数据进行可视化统计,并将统计结果在地图上进行可视化。由地震数据可视化结果可更加明显看出我国中大型地震活动活跃,地震活动分布范围广,震源深度较浅。
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选区激光熔化成形GH3536拉伸力学性能分析
2025,42(2):94-100,112, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.013
摘要：
采用选区激光熔化技术成形了GH3536合金拉伸样件,测试了不同成形角度下的拉伸力学性能差异。水平方向成形件进行热等静压处理(1 175 ℃,160 MPa,1 h炉冷)后,对比未进行处理的试样(沉积态试样),分析了处理后材料性能变化的原因。采用晶体塑性有限元法对GH3536合金晶体取向随机分布时的拉伸曲线进行计算,结合VRH平均化方法对弹性模量的估算结果,发现热等静压处理后的材料性能接近各向同性。
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乡村胡同宽高比的情感舒适度量化研究
2025,42(2):101-106, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.014
摘要：
为了量化乡村胡同空间宽高比(D/H)对人类情感舒适度的影响,依据冀南地区乡村的实际情况,设计了3种不同高宽比的胡同空间,邀请32名被试在2D场景中进行体验,记录他们的情绪变化,收集了主观情感量表数据与生理数据,共同量化被试的空间感知能力与情感舒适度,并讨论了情感舒适度变化背后的交感/副交感神经的变化。主观情感量表的结果显示,在D/H＜1时,其值越小,人感受到的空间越狭窄,情绪舒适感越低(3.16±0.22);在1＜D/H＜3时,其值越大,人感受到的空间越宽阔,情绪舒适感越高(5.06±0.17);当D/H接近1时,人的空间感知和情绪舒适度介于前两者之间,且尺度感受较为适宜(4.13±0.09);同时,生理数据也佐证了主观情感量表的结果。本研究强调了宽高比适宜的胡同空间在促进个体情感舒适度、神经反应以及身心健康中的重要作用。
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基于回归分析的环境设计感知要素与审美情感关系研究
2025,42(2):107-112, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.02.015
摘要：
探讨了环境设计感知要素与审美情感之间的关系,为生成式人工智能在建筑和环境设计中的应用提供了基础框架。通过问卷调研,收集了空间感、亮度感、尺度感、韵律感、秩序感、多变性、多彩性和自然性等8个感知要素,以及安全感、愉悦感、吸引力、兴趣感、印象感和依赖感等6个情感指标的数据。采用多元线性回归分析和多层感知器回归模型研究发现:秩序感显著增强安全感,多变性和自然性提升愉悦感,韵律感和多变性激发兴趣感。该研究揭示了秩序感、多变性等感知要素对审美情感的量化影响规律,有助于设计出更具情感共鸣和以用户为中心的设计方案。
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期刊介绍
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主办单位：河北工程大学
主编：练继建
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国内统一刊号：13-1375/N
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