《河北工程大学学报（自然科学版）》

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河北工程大学学报（社会科学版）

最新一期目录 2023年第1期



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    装配式剪力墙套筒灌浆缺陷的冲击回波识别研究----徐海峰,姚菲,阿布力克木·阿布拉
    长短组合双排桩基坑支护体系分析及应用----万雪林,张鹏
    H型预应力混凝土护岸桩现场试验研究----戎伟,吴跃东,刘坚,林颖
    均质SAP复合土质覆盖层水分运移规律研究----吴跃东,陆韶鹏,刘坚,吴回国
    MICP加固钙质砂的耐久性试验研究----汤佳辉,彭劼,许鹏旭,卫仁杰,李亮亮
    新型水溶性保水剂改良盐渍土保水特性试验研究----郝社锋,葛礼强,任静华,喻永祥,刘瑾,蒋磊,卜凡
    斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析----计静,罗干,姜信贺,魏晨阳,袁长春,姜良芹,张展彬
    隧道掌子面前后方围岩爆破振动及精准控制研究----管晓明,宫哲,程飞,辛鲁超,吴庆东,范学臣
    盾构隧道下穿高铁路基变形分析及影响因素研究----王立新,高洋,苗苗,汪珂,李储军,赖金星,邱军领
    软弱围岩地段断层形态对大断面隧道的稳定性影响分析----王万锋,赵凯,蔡元成,张文接,赖金星
    基于深度信念网络的盾构隧道施工安全研究----高玮,王森,崔爽,汪义伟,葛双双,钟小春
    秦巴山区某填方边坡加筋土挡墙破坏机理研究----李浩然,宋飞,吴博,田涌泉,徐翔
    基于KH-PP的城市多元包容评价研究——以华北某城市体检为例----李彦苍,李晶霞,朱海涛
    通风方式对T型综合管廊火灾烟气蔓延的影响----胡楠,肖峻峰,代长青,胡涛涛,尹诗元
    单自由度吊丝配重式重力补偿机构的精度分析----姜建建,黄志来,周慧明,张如燕,房翔,王彪

    装配式剪力墙套筒灌浆缺陷的冲击回波识别研究
    2023 Vol.(1) 1-8,20[摘要](334)    [PDF   14798k] (52)
    徐海峰,姚菲,阿布力克木·阿布拉

    针对套筒灌浆质量的检测与评定方法问题，利用冲击回波法对装配式剪力墙套筒灌浆缺陷开展了识别研究，分别建立了双层布置的直径为18、20、25 mm钢筋灌浆套筒的装配式剪力墙模型，进行了冲击回波有限元分析；开展了不同灌浆质量下的装配式剪力墙试件冲击回波试验，研究了不同冲击荷载下回波信号的频谱特征和时频特征。研究结果表明：不同的冲击荷载下回波信号频谱呈现不同的分布特征，5 mm钢球作用下灌浆区域和无灌浆区域的频谱图和时频图具有差异性，能够识别冲击点近侧的套筒内部的灌浆情况，试验结果与有限元分析结果相吻合。
    长短组合双排桩基坑支护体系分析及应用
    2023 Vol.(1) 9-14[摘要](234)    [PDF   1510k] (46)
    万雪林,张鹏

    结合邯郸市某支护工程在处理基坑深度变化时的设计过程，针对双排桩中前后排桩不同的受力特性，提出了长短组合双排桩设计思路，通过理正软件对各种工况进行分析计算，得出了在安全可靠以及该基坑现状条件能够实施的前提下，较为经济的长短组合双排桩解决方案。实践结果表明，长短组合双排桩支护体系能够充分发挥前后排桩的不同作用，可用于解决基坑深度变化后既有支护桩嵌固深度不足的问题，也可以在正常基坑支护设计时采用。
    H型预应力混凝土护岸桩现场试验研究
    2023 Vol.(1) 15-20[摘要](208)    [PDF   1008k] (41)
    戎伟,吴跃东,刘坚,林颖

    为研究H型预应力混凝土护岸桩在内河航道中的适用性，结合湖嘉申线二期航道改建工程，开展了现场试验，对桩土界面处土压力以及桩体内部应力应变进行监测。监测结果表明：背水侧土体的位移受到老护岸和上部荷载的约束，土体被挤得更密实，水平土压力较大；而临水侧是河流且接近河流中轴线，水平土压力较小，最终水平土压力系数在1.1~1.2左右；桩体内部应力大于该型号H型护岸桩的混凝土有效预压应力，沉桩后各测点压应变减小。基于试验结果，对H型护岸桩土压力的计算方法进行了优化，使其更接近于实测值。
    均质SAP复合土质覆盖层水分运移规律研究
    2023 Vol.(1) 21-28[摘要](202)    [PDF   8920k] (28)
    吴跃东,陆韶鹏,刘坚,吴回国

    为了提高覆盖层的防渗性能，提出采用高性能吸水性树脂（SAP）颗粒提升土体的储水能力，掺入土中构建均质SAP复合土质覆盖层，然而其水分运移规律尚不明确。开展了一系列简易蒸发单元试验和土柱模型试验，测量了SAP复合土质覆盖层不同深度孔隙水压力和体积含水量的变化。研究表明，质量分数1%的SAP颗粒掺入土中形成的SAP混合土体，饱和体积含水量增加了29%，土水特征曲线中下降段的斜率绝对值增加了36%，但进气值几乎无变化。在失水过程中孔隙水压力降低较快，而体积含水量降低明显较慢，存在较强的滞回效应。覆盖层中的SAP混合土体的体积含水量（储水量）随着深度的增加而减少。在南京地区百年一遇的极端降雨条件下，均质SAP复合土层下渗量仅为12.7 mL，而均质砂土层渗流量高达2 510 mL，说明防渗性能良好。
    MICP加固钙质砂的耐久性试验研究
    2023 Vol.(1) 29-34[摘要](176)    [PDF   2118k] (33)
    汤佳辉,彭劼,许鹏旭,卫仁杰,李亮亮

    南海岛礁建设中，钙质砂是易于获取的原材料，但也存在孔隙多、易破碎等不足。为保证岛礁建设的安全稳定，设计经微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）加固后钙质砂试样在海水、纯水环境下分别进行浸泡与干湿循环试验，以探究不同环境与处理方式对MICP加固钙质砂样耐久性能的影响。结果表明：（1）经MICP加固的钙质砂具有较好的抗侵蚀能力，通过增加钙质砂的加固轮次能够有效地提高试样的耐久性能，其在海水中干湿循环时劣化最快，在纯水中浸泡时劣化最慢；（2）持续浸泡与干湿循环均会对试样耐久性造成不利影响，干湿循环的劣化作用更大；（3）控制其余变量不变时，海水环境下试样耐久性能的劣化比纯水环境下更严重。
    新型水溶性保水剂改良盐渍土保水特性试验研究
    2023 Vol.(1) 35-40[摘要](178)    [PDF   5772k] (34)
    郝社锋,葛礼强,任静华,喻永祥,刘瑾,蒋磊,卜凡

    针对我国西部存在的水资源匮乏及高强度蒸发作用而导致的土地盐渍化问题，现选择一种新型水溶性保水剂对盐渍土进行生态改良，提升其水分保持能力。开展室内保水性试验，并根据试验结果，选择适宜的新型水溶性保水剂浓度应用于现场试验；同时监测、分析土壤湿度、温度以及电导率变化，探究新型水溶性保水剂对盐渍土壤水分保持能力的影响。结果表明：（1）新型水溶性保水剂溶液与土颗粒反应形成乳白色的弹性黏膜，可存储土壤中的部分水分，达到延缓蒸发作用的目的。（2）保水剂溶液浓度为0.5%时即可显著提升土壤的保水能力，且土壤保水能力与保水剂溶液的浓度呈正比。（3）新型水溶性保水剂溶液可在一定程度上提升盐渍土的温度与湿度，减少土层表面盐分的析出。
    斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析
    2023 Vol.(1) 41-48[摘要](242)    [PDF   11837k] (39)
    计静,罗干,姜信贺,魏晨阳,袁长春,姜良芹,张展彬

    为研究斜靠式钢箱系杆拱桥（5片拱肋）的稳定性，依托引江济淮工程下承式斜靠拱桥——创新大道桥，对成桥后的斜靠拱桥进行吊杆索力检测；并建立考虑几何及材料非线性的斜靠式钢箱系杆拱桥有限元模型，借助索力检测数据分别与设计索力值和模拟值对比分析，前者评价桥梁吊杆整体张拉控制效果，后者验证斜靠拱桥模型的可靠性；进而对该斜靠式系杆拱桥的稳定性进行了研究。结果表明：实测值与设计值最大误差为3.91%，该斜靠式拱桥吊杆整体张拉控制效果较好；实测值与模拟值最大误差为0.63%，验证了模型的可靠性。其次，施工全过程拱桥结构的稳定系数满足工程要求；斜靠钢箱拱对下承式系杆拱桥稳定性提升程度为72%，斜靠式系杆拱桥的弹性稳定性能高低取决于拱肋面外失稳出现的难易程度，初始几何缺陷对斜靠式系杆拱桥的稳定承载力影响较大；斜靠拱和风撑两者协同工作能显著提高结构稳定承载力。最后给出该类系杆拱桥的设计建议，为同类工程施工和设计提供参考。
    隧道掌子面前后方围岩爆破振动及精准控制研究
    2023 Vol.(1) 49-54,74[摘要](184)    [PDF   8426k] (49)
    管晓明,宫哲,程飞,辛鲁超,吴庆东,范学臣

    依托某大跨高速公路隧道工程，通过监测隧道下台阶爆破过程中围岩振动响应，对比分析了掌子面前后方围岩的振速和频谱特征；采用数值模拟方法，研究了不同围岩级别的掌子面前后方围岩爆破振速衰减规律。结果表明：掌子面前方围岩振速V_Z>V_X>V_Y，掌子面后方围岩振速V_X>V_Y>V_Z；掌子面前方Z向振速显著大于后方，而后方X、Y向振速显著大于前方，前后方振动特征差异的主要原因是爆源与测点的空间距离、传播介质及边界条件的不同所引起。由于掌子面后方已开挖隧洞空气层的减振效应，导致爆破地震波在后方传播过程中发生绕射和折射，使得后方围岩的合成振速要显著小于前方且衰减更加迅速，后方围岩的振动主频要显著低于掌子面前方，且后方频谱带宽窄于前方。拟合得到不同围岩级别的掌子面前后方围岩振速预测公式，并提出考虑空气减振系数的围岩爆破振速预测公式。根据隧道掌子面与下穿的既有管线的前后位置关系，分别运用前后方围岩爆破振速预测公式计算出前后方安全药量，实现了隧道穿越管线前后全过程的精准爆破振动控制，同时又极大提高施工效率。
    盾构隧道下穿高铁路基变形分析及影响因素研究
    2023 Vol.(1) 55-65[摘要](184)    [PDF   18173k] (54)
    王立新,高洋,苗苗,汪珂,李储军,赖金星,邱军领

    为研究地铁盾构隧道下穿高铁路基时的变形规律及其影响因素，以西安市实际工程为背景，建立三维数值模型，分析地铁盾构隧道下穿既有高铁路基时高铁路基位移、道床位移等因素的变化规律。同时，利用正交试验研究隧道开挖间距、隧道下穿角度等因素对高铁路基的影响。结果表明：盾构隧道施工完成后，路基和道床的最大竖向位移分别为9.18、7.43 mm；路基土体横向最大位移不同方向分别为0.24、-0.29 mm；道床最大位移不同方向分别为0.17、-0.13 mm。此外，竖向净距对既有高铁路基与高铁路基道床竖向变形影响最大；下穿角度对既有高铁路基道床横向变形影响最大。
    软弱围岩地段断层形态对大断面隧道的稳定性影响分析
    2023 Vol.(1) 66-74[摘要](218)    [PDF   13249k] (41)
    王万锋,赵凯,蔡元成,张文接,赖金星

    依托三清高速西山营隧道，采用数值模拟与现场监测的方法，探究断层形态对隧道围岩变形及支护结构稳定性的影响，提出最佳加固方案。结果表明：拱顶沉降最大值随着断层厚度的增加呈"对数"曲线增长趋势，随着断层倾角增大呈"抛物线"曲线分布，当断层倾角达到90°时达到最大；最不利断层形态为倾角+厚度（83°+70 m）；进而建立优化加固对比数值模型，得到管棚注浆加固能够有效控制围岩变形，抑制塑性区发展。结合实测数据发现模拟值与实测值相差较小，验证数值模拟结果的正确性。
    基于深度信念网络的盾构隧道施工安全研究
    2023 Vol.(1) 75-80,87[摘要](190)    [PDF   5173k] (34)
    高玮,王森,崔爽,汪义伟,葛双双,钟小春

    针对广州地铁18号线盾构隧道工程施工的主要安全问题——地表沉降和管片上浮，基于现场监测得到的施工参数与安全问题间的海量大数据，采用深度学习网络——深度信念网络构建了施工安全预测模型，并研究了六个主要施工掘进参数对施工安全的影响。结果表明：深度信念网络可以根据现场监测大数据得到较准确的地表沉降和管片上浮预测值；且地表沉降量随土仓压力、注浆量和注浆压力的增大而减小，随千斤顶推力、刀盘扭矩和掘进速度的增大而增大。而管片上浮量随土仓压力和注浆压力的增大而增大，随千斤顶推力和注浆量的增大而减小，刀盘扭矩和掘进速度对管片上浮影响不大。
    秦巴山区某填方边坡加筋土挡墙破坏机理研究
    2023 Vol.(1) 81-87[摘要](270)    [PDF   13064k] (62)
    李浩然,宋飞,吴博,田涌泉,徐翔

    针对秦巴山区某填方边坡路基加筋土挡墙垮塌导致的坡顶道路围栏垮塌、坡脚房屋受损等问题。现场调查查明了加筋土挡墙的破坏特征，结合数值模拟对加筋土挡墙破坏的诱发因素和形成过程进行了综合分析。结果表明：加筋土挡墙的破坏特征主要为：面板发生大面积垮塌，其后的加筋填料仍保持较好的整体稳定性；加筋土挡墙面板垮塌破坏主要是由于填方边坡阻隔了原始排水通道，支挡结构中的"抗滑桩-挡土板-加筋土挡墙面板"形成相对隔水边界，连续降雨和居民生活用水入渗后无法及时排出，从而引起地下水位升高，静水压力增大所致。加筋土挡墙破坏的形成过程为：静水压力增加—底部面板拉筋连接破坏—中上部面板受力增大—面板整体破坏。
    基于KH-PP的城市多元包容评价研究——以华北某城市体检为例
    2023 Vol.(1) 88-95[摘要](202)    [PDF   924k] (40)
    李彦苍,李晶霞,朱海涛

    以华北地区某城市关于城市体检中的多元包容指标为研究对象，结合熵值法对城市多元包容的评价指标进行计算，建立磷虾群算法-投影寻踪模型确定指标权重，与华北地区相邻10个城市的多元包容发展水平进行对比，判断相关指标对城市包容性发展水平的影响程度。对于不同发展水平的城市因地制宜地提出不同的发展要求。
    通风方式对T型综合管廊火灾烟气蔓延的影响
    2023 Vol.(1) 96-103[摘要](184)    [PDF   6581k] (35)
    胡楠,肖峻峰,代长青,胡涛涛,尹诗元

    T型综合管廊空间狭长且有支路连通的特点，提高了火灾烟气控制难度从而加剧了火灾事故的风险。利用PyroSim软件模型模拟不同通风方式对其烟气排放效果，探究了T型综合管廊电缆舱的交叉口发生火灾时，进风口、出风口位置及出风风速对舱内烟气蔓延的影响。结果表明，中部进风、左右出风、临界风速为1.75 m/s的一进两回通风方案最利于火灾烟气控制，进风口方向适宜作为应急疏散通道，可为T型综合管廊的设计提供参考。
    单自由度吊丝配重式重力补偿机构的精度分析
    2023 Vol.(1) 104-112[摘要](206)    [PDF   3363k] (40)
    姜建建,黄志来,周慧明,张如燕,房翔,王彪

    以单自由度吊丝配重式系统为研究对象，建立系统误差模型。为评估各类几何误差及惯性力对补偿精度的影响，将起吊点和悬挂点的偏离量作为误差评估指标，选定同步误差对应的误差评估指标进行误差匹配，可分析各类误差的影响。研究发现吊丝长度与补偿精度成正相关，各类几何误差对评估指标的影响有差异。惯性力引起的误差可等效成求解悬链线问题，经分析发现，其导致起吊点方向偏转为最大影响因素。算例表明，角加速度过大时，系统对吊丝长度有更高的要求。