• 2022年第39卷第4期文章目次
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    • 胶合木空间网格结构研究进展与展望

      2022, 39(4):1-11. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.001

      摘要 (1070) HTML (0) PDF 22.48 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:胶合木具有环保节能、轻质高强、抗震性能优越等优点,已广泛应用于现代结构中,其中胶合木空间网格结构作为一种重要的结构体系,得到了广泛应用。本文结合已有胶合木空间网格结构实际工程,总结了现有胶合木空间网格结构的分类,并对节点力学性能和整体结构力学性能的研究现状进行了阐述,讨论了胶合木空间网格结构研究尚需解决的问题,可为该类体系的推广与应用提供参考。

    • 养护方式对再生混凝土抗碳化性能的影响

      2022, 39(4):12-17,25. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.002

      摘要 (687) HTML (0) PDF 2.03 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过实验室加速碳化试验,研究了养护方式和再生粗骨料取代率对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,养护剂养护下混凝土的碳化深度最小,洒水养护和覆膜养护下混凝土的碳化深度依次增大。混凝土碳化深度随再生粗骨料取代率的增加而增大,与普通骨料混凝土相比,再生粗骨料取代率为50%的混凝土部分碳化区尺寸和碳化前沿深度分别增大了7.5%和23.7%,而再生粗骨料取代率为100%的混凝土两者分别增大了21.3%和55.3%。通过吸水特性试验分析了养护方式及再生骨料取代率对混凝土抗碳化性能的影响机理,结果表明,养护剂养护下的混凝土毛细吸水系数最小,洒水养护和覆膜养护下混凝土的毛细吸水系数依次增大;混凝土毛细吸水系数随再生粗骨料取代率的增加近似呈线性增大。

    • 爆炸荷载下装配式钢筋混凝土梁动力响应及抗爆性能研究

      2022, 39(4):18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.003

      摘要 (471) HTML (0) PDF 8.87 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究灌浆套筒连接的装配式钢筋混凝土梁的抗爆性能,建立了装配式钢筋混凝土梁的数值模型,采用多物质流固耦合算法,分析装配式钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的破坏形态和动态响应,通过参数化分析方法,研究了混凝土强度和纵筋配筋率以及炸药位置等因素对装配式梁抗爆性能的影响。结果表明:对于装配式钢筋混凝土梁,由于拼装位置处存在新旧混凝土的薄弱接触面,在爆炸荷载下应力波在梁内传递性能减弱,冲击力不能有效地传递给梁两侧,导致局部发生较严重的脆性破坏。提高混凝土强度和纵筋配筋率、改变炸药爆炸位置均能改善装配式钢筋混凝土梁的抗爆性能。

    • 基于扩展有限元的混凝土三点弯曲梁断裂性能数值模拟研究

      2022, 39(4):26-32,40. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.004

      摘要 (789) HTML (0) PDF 6.50 M (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于扩展有限元法,模拟了不同宽度混凝土三点弯曲梁的断裂破坏过程,得到了荷载-裂缝口位移曲线;对不同宽度、缝高比、跨高比的三点弯曲梁断裂过程进行模拟并利用双K断裂准则得出了不同宽度、缝高比、跨高比等条件下的应力强度因子,研究了这三种参数的变化对应力强度因子的影响。研究结果表明:当跨高比、缝高比等于0.4,梁宽在100~250 mm范围内变化时,其起裂断裂韧度KIcini、失稳断裂韧度KIcun基本保持不变;当梁宽不变,跨高比等于4,缝高比从0.2增大到0.5时,起裂断裂韧度KIcini、失稳断裂韧度KIcun呈现先增大后减小的趋势;当梁宽不变,缝高比等于0.4,跨高比从2.5增大到3.5时,起裂断裂韧度KIcini保持不变,失稳断裂韧度KIcun将逐渐增大但幅度很小;当跨高比不变,缝高比等于0.4,梁宽在100~250 mm的范围内变化时,起裂断裂韧度KIcini、失稳断裂韧度KIcun均呈现先增大后减小的趋势,表明小跨高比的KIcini、KIcun在梁宽度方向存在一定的尺寸效应。

    • 间歇降雨条件下聚苯乙烯微球对黄绵土入渗特性影响研究

      2022, 39(4):33-40. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.005

      摘要 (497) HTML (0) PDF 10.56 M (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究间歇降雨条件下不同聚苯乙烯塑料微球含量、不同降雨间歇比对黄绵土非饱和入渗影响,利用室内一维土柱模型开展垂直入渗试验研究。结果表明: 在间歇降雨循环条件下,土体的湿润锋速度随着间歇降雨循环的增加而逐步衰减,湿润锋速度衰减曲线符合logistic模型,并且具有较好的拟合优度;在间歇降雨条件下,低含量的聚苯乙烯微球会使得土体对降雨响应更加敏感,减小对降雨响应的滞后时间,并且增大土体湿润锋深度,减弱土体持水能力,而高含量的聚苯乙烯微球会增大土体对降雨响应滞后时间,并且减小湿润锋深度,增强土体持水能力;在降雨时间与间歇时间比2∶1的条件下,与降雨时间与间歇时间比1∶1试验组相比,表现出短历时下湿润锋深度增大,而长历时下湿润锋深度减小;在降雨时间与间歇时间比1∶2条件下,与降雨时间与间歇时间比1∶1试验组相比,土体对降雨有着更明显的响应,但在相同历时内其湿润锋深度减小。

    • 盾构下穿仑头海高水压粉细砂地层渣土改良试验研究

      2022, 39(4):41-48. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.006

      摘要 (648) HTML (0) PDF 7.46 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决土压平衡盾构穿越高水压粉细砂地层时易喷涌、开挖面塌陷等技术难题,依托广州地铁12号线下穿仑头海盾构工程,通过筛分试验、改良剂性能试验、砂层喷涌模拟装置设计及现场工程验证等手段,对高水压粉细砂地层下土压平衡盾构喷涌防控技术开展研究。试验研究成果:(1)针对本工程粉细砂地质特性,确定合理改良剂品种及配比,优选了膨润土膨水比、膨化时间及掺入比;(2)基于相似理论,设计了一套模拟砂层喷涌发生、评价装置,直观反映不同工作压力下改良剂改良砂样的效果,为渣土改良试验提供技术支撑;(3)通过评估喷涌发生装置砂样喷出的流速v、水平距离ΔL等参数,确定了特定级配砂样所需改良剂的相关配比及掺入量,并形成了防喷涌渣土改良实施方案。结合实际盾构穿越仑头海砂层运用效果,指导现场膨润土改良参数控制,验证了膨润土相关参数及喷涌模拟装置可靠性,避免了盾构穿越富水砂层喷涌风险。

    • 不同固化剂含量改良砂土力学特性数值模拟

      2022, 39(4):49-55. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.007

      摘要 (388) HTML (0) PDF 13.07 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:对不同固化剂含量条件下的改良砂土进行室内无侧限单轴压缩试验,利用颗粒流数值模拟软件建立对应数值模型并进行数值模拟试验。通过研究不同固化剂含量下试样在不同加载阶段的微观破坏机理,发现固化剂的含量显著影响试样的抗压强度、抵抗变形能力以及试样破坏的宏观模式。随着固化剂含量的增加,试样的峰值强度、弹性模量均增大,而峰值应变减少。根据微观裂隙、接触力链及颗粒位移场的发育演化过程可以看出,随着固化剂含量增多,试样容易出现应力集中现象,发生局部破坏,破坏面由整体贯穿逐渐变为局部压碎破坏,破裂后力链弯曲程度由大逐渐变小,颗粒位移方向由紊乱分散逐渐均匀有序,试样的破坏模式由拉剪复合型破坏为主过渡到剪切破坏为主。

    • 基于流变学方法的沥青中高温性能及胶浆抗剪强度研究

      2022, 39(4):56-61,85. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.008

      摘要 (250) HTML (0) PDF 4.71 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究不同改性剂对基质沥青各项性能指标的改性效果,选取三种不同的改性沥青,SBS改性沥青、TPE改性沥青和高黏高弹改性沥青,进行室内试验研究对比。通过改性沥青胶浆锥入度试验、PG高温分级试验、温度扫描试验和MSCR试验,从抗剪强度、中高温性能、抗永久变形及变形恢复等方面系统地评估三种改性沥青的路用效果。研究结果表明:改性沥青及胶浆的制备,需要将制备时间、剪切速率、温度等参数严格控制在合理的范围之内,保证材料满足要求;各种沥青胶浆抗剪强度与温度呈现良好的相关性,并且各个回归方程的相关系数R2非常高,TPE改性沥青胶浆有着较高的抗剪强度;三种改性沥青流变试验显示,TPE改性沥青的中高温抗变性能力和高温蠕变恢复能力最佳,高黏高弹改性沥青次之,SBS改性沥青低于前两种沥青。

    • 基于透明土技术的泥水盾构开挖面泥膜渗透特性研究

      2022, 39(4):62-67. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.009

      摘要 (658) HTML (0) PDF 5.09 M (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更直观的观测盾构泥浆成膜试验中注浆扩散和泥膜形成过程,开发了一套泥水盾构开挖面可视化注浆试验系统,采用透明土和透明浆液结合光学技术开展多种变量下泥水盾构泥浆渗透过程的可视化试验,记录各横纵断面渗透图像,并对图像进行二值化处理,探究了地层粒径与浆液粘度对泥浆扩散形态的影响,并评估了所形成泥膜的渗透特性,研究结果表明:浆液在地层中的渗透距离是评估泥膜形成质量的重要标准,而地层的孔径和泥浆粘度是影响浆液渗透距离的重要因素。在高渗透性土层条件下,减小盾构机刀盘开口率和注浆压力有助于形成泥皮型泥膜。试验结果对盾构的泥浆工程具有重要的指导意义。

    • 方向性脉冲型地震动对沉管隧道动力响应分析

      2022, 39(4):68-78. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.010

      摘要 (594) HTML (0) PDF 14.68 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示地震动的脉冲效应对沉管隧道动力响应的影响,参考广州佛山沉管隧道建立了一个双向四车道沉管隧道动力分析有限元模型。动力有限元模型中引入了土体的非线性动力本构模型,通过在模型底部水平向输入地震动,对比分析了40组具有方向性效应脉冲型地震动(FD)及相应剔除速度脉冲后的无脉冲地震动(NP)作用下沉管隧道的地震响应。研究结果表明:(1)FD地震动相对于NP地震动对沉管隧道的响应更大(位移、加速度及应力);(2)随着地震动峰值速度(PGV)的增大,结构的响应也都呈现出增大的趋势,同时峰值速度影响系数R较大时,相对应的结构响应脉冲影响系数K也大,说明具有速度脉冲的地震动对结构的响应更大;(3)随着脉冲周期Tp的增大,结构响应的脉冲影响系数K都是先增后减,并且脉冲周期在结构第一自振周期附近区间时,结构响应都较大,说明脉冲型地震动的脉冲周期对沉管隧道的地震响应也有显著影响。

    • 堤防锥探灌浆加固后的渗流及稳定性比较分析

      2022, 39(4):79-85. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.011

      摘要 (644) HTML (0) PDF 6.73 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:总结了某堤防工程主要病险问题与安全现状,提出了相应的加固设计方案,重点对长期存在的堤身渗水问题开展灌浆防渗方案比较分析,对优选的锥探灌浆进行了较为详细的设计。在此基础上,采用饱和-非饱和、稳定-非稳定渗流有限元计算理论,对锥探灌浆防渗加固前、后的堤防开展稳定渗流场以及水位骤降工况下非稳定渗流场计算,对堤身孔压变化规律等渗流性态进行研究,并开展相应的堤坡稳定计算。结果表明,采用锥探灌浆加固后,堤身渗流量和逸出坡降明显减小,浸润线降低,防渗效果显著,且各工况下堤坡抗滑稳定安全系数提升明显。

    • 边坡植被固土抗冲刷特性及其护坡机理研究

      2022, 39(4):86-91. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.012

      摘要 (445) HTML (0) PDF 7.12 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究植物对土体蒸发速率和抗冲刷特性的影响及其变化规律,选择常用护坡植物黑麦草与紫花苜蓿两类植物进行蒸发试验和抗冲刷试验,分析了在不同植物种子配比条件下,试样在植物生长时期的蒸发速率,结合图像二值化方法得到植物生长14 d后的植被覆盖率,分析不同植物种子配比条件下土体抗冲刷特性。植物生长试样所用混合植物种子设置5种配比,黑麦草与紫花苜蓿的配比分别为1∶0、0.7∶0.3、0.5∶0.5、0.3∶0.7和0∶1,植物生长周期设置为14 d。试验结果表明:紫花苜蓿在植被生长发育前期对土体蒸发速率影响效果更为显著,在生长稳定期所有配比的试样蒸发速率趋于一致;利用图像二值化方法得出黑麦草与紫花苜蓿配比为3∶7时植被覆盖率最高,为80.1%;混合配比试样的植被覆盖率的提高,其发育的植物茎叶减少雨水对土体的冲击并减弱径流侵蚀,不同类型的根系与土体结合,增大根系影响深度并增强加筋作用,增强了土体抗冲刷性能。

    • 基于PFC-Geostudio耦合的边坡降雨变形破坏研究

      2022, 39(4):92-99,112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.013

      摘要 (655) HTML (0) PDF 24.05 M (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究降雨条件下边坡的变形破坏情况,建立典型边坡模型,通过有限元软件Geostudio进行渗流分析,将不同降雨强度下的边坡土体的含水量情况导入至颗粒流方法中,根据颗粒位置修改其重度、及接触参数,并对渗流区域施加渗流力,当降雨强度大于边坡入渗速度时,增加考虑坡面径流对颗粒的拖曳作用,分析了不同降雨强度下边坡变形情况以及滑坡破坏过程。研究表明,发生降雨时,边坡变形主要为沉降,最大变形产生在坡顶位置;当降雨强度较大时,坡脚颗粒会由于冲刷作用发生滑动,并诱发后部边坡土体发生渐进式牵引式滑坡。

    • 注液速率对页岩水力压裂起裂的影响规律研究

      2022, 39(4):100-105. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.014

      摘要 (632) HTML (0) PDF 8.37 M (294) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究近井筒区域内的裂缝起裂行为,采用单轴水力压裂设备开展水力压裂试验。采用不同的注液速率开展压裂试验,结果表明注液速率对近井筒范围内的裂缝起裂时间有显著影响,随注液速率增加,起裂时间减小。注液速率对裂缝起裂压力的影响可以忽略,裂缝起裂与注液总量具有较强的关联性。通过图像对比,分析了裂缝表面的粗糙程度,结果表明沿不同位置起裂的裂缝表面粗糙程度不同,沿层理面起裂的裂缝表面粗糙程度更大。

    • 铬污染场地电阻率法探测效果研究

      2022, 39(4):106-112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2022.04.015

      摘要 (721) HTML (0) PDF 5.73 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究高密度电阻率法对铬污染场地的探测效果,建立了典型铬污染模型,采用有限差分法以及最小二乘法对其进行正反演计算,分析铬污染的电阻率特征,得到了高密度电阻率法不同装置类型下的不同污染程度的探测效果。随后对河北某铬污染场地进行高密度电阻率法探测,得到该厂区地下污染羽的分布范围,探测结果得到了钻孔取芯验证。通过理论分析和实际探测结果表明,地下土体受到铬污染后,其电阻率表现为相对低阻特征,与同层未污染土体存在明显的电阻率差异;随着污染程度减弱,高密度电阻率的识别能力也随之降低,并且不同装置类型的探测效果也存在差异。

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