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    • 基于整体设计法的L型不规则结构隔震设计

      滕振超,张家浩,霍静轶,黄漪澜,计静

      2025,42(1):1-8,17, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.001

      摘要:

      为减少L型不规则结构的扭转效应,探讨隔震设计中隔震层三种抗震缝设置方案对扭转效应的控制效果,提出针对L型不规则结构的整体设计流程。基于复振型分解反应谱法,对某L型建筑建立上部结构-隔震层-下部结构整体模型,通过迭代计算确定隔震装置的等效刚度与等效阻尼比,并进行修正反应谱计算;在SAUSG中对最优方案补充弹塑性时程分析,验算罕遇地震下支座极限位移与楼层位移角。结果表明,整体设计法以底部剪力比确定隔震目标,采用多计算模型包络,能更直观、方便地进行隔震设计。采取设置竖向抗震缝的方案将扭转位移比从1.60降低至1.16,位移角从1/212降低至1/505,有效控制了扭转效应。

    • 基于改进PCA-K均值聚类-特征值分析法的桁架式拱梁组合体系性能评估

      王亮,刘磊,张伟,陈晓杰,桂成中,程雨

      2025,42(1):9-17, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.002

      摘要:

      提出一种基于改进PCA-K均值聚类-特征值分析法的双层桥面桁架式拱梁组合体系桥梁性能评估算法,并应用于基于安全监测的双层桥面桁架式拱梁组合体系中的吊杆体系养护阶段性能评估。该算法主要包括监测数据采集、多源异构数据预处理、关键因子确定、改进K均值聚类分析、目标阈值确定和基于特征值分析的性能评估等内容。通过收集桥梁性能监测数据,并对这些数据进行清洗,接着采用三次样条插值法对多源异构数据进行预处理。基于主成分分析法确定关键因子,并基于改进K均值聚类方法将性能参数数据分为三类。然后,基于有限元计算结果确定测点位置所对应的测点力学性能状态的目标阈值,通过将提取的均值与方差等特征值与目标阈值进行比较来评估桥梁性能状态。通过实例验证方法,并提出实际应用和未来研究方向的建议。研究表明,改进后K均值聚类方法与原始数据更接近,且相关系数最高,能够提高聚类分析的准确性和可靠性,基于改进PCA-K均值聚类-特征值分析法能够评估桥梁结构性能状态。

    • 单塔模型在塔-线体系风致动力响应中的适用性研究

      李玉学,陈鹏

      2025,42(1):18-25, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.003

      摘要:

      以质量单元模拟输电线的质量,以弹簧单元作为边界条件模拟输电线平面内、外等效刚度,建立了输电塔线体系的单塔简化模型。以河北省唐山市乐亭县某一自立式钢管输电塔为工程背景,分别采用所建立的单塔简化模型和传统的三塔两线模型进行结构风致动力响应计算,通过对比两者在不同风向角、不同输电线初始水平张力和不同输电线跨度下结构的风致动力响应,研究单塔简化模型的适用性。结果表明:在0°、45°和90°风向角下,保持输电线跨度不变,输电线两端初始水平张力在基准值基础上分别增加20%和减少20%时,两种计算模型所得结构在不同高度处的位移响应均方根和最大主材应力均方根基本吻合,且均呈现出随着输电塔高度的增加,二者偏差增大的规律;在不同输电线跨度下,两种计算模型所得结构动力响应的偏差随着输电线跨度增加而增大,其中位移响应均方根偏差较主材应力均方根偏差受跨度影响更显著,因此提出的单塔简化模型适用于跨度小于700 m的输电塔线体系风致动力响应计算。另外,在塔高较小的输电塔线体系中,提出的单塔简化模型具有较高的计算精度。

    • 干燥条件下老化混凝土内部含湿量演变规律研究

      蒋建华,师效哲,吴琦,卢宸宸,周家冰

      2025,42(1):26-32, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.004

      摘要:

      为研究既有结构表层混凝土老化对混凝土内外湿度响应的影响,以海洋大气环境为背景,开展了碳化、氯盐侵蚀以及两者共同作用后混凝土的快速失水和反向湿度响应试验研究。试验结果表明,混凝土失水速率峰值随着碳化龄期和氯盐掺量增加均呈现先减小后增大的趋势,其中碳化14 d和氯盐掺量为1.5%时,混凝土失水速率峰值最小。碳化和氯盐侵蚀共同作用后混凝土失水速率低于两者单独作用后的混凝土失水速率。混凝土反向湿度响应随着碳化龄期和氯盐掺量增加均呈现先减缓后加快的趋势。碳化与氯盐侵蚀共同作用后混凝土反向湿度响应较两者单独作用后有所减缓。

    • 锚杆系统中不同垫板形式及各参数影响研究

      陈家征,李忠

      2025,42(1):33-42,65, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.005

      摘要:

      以力学理论为基础,根据垫板在荷载作用下的承载性能,建立平板和碗形垫板的承载力理论公式,通过建立“垫板-围岩”三维数值模型,分析荷载作用下垫板形式及结构参数对垫板承载性能的影响,优选出适配锚杆的垫板形式及结构参数。结果表明:在300 kN荷载作用下,锚杆系统若选用碗形垫板,参数应为:尺寸300 mm×300 mm×180 mm,拱高35 mm,孔口半径34 mm,碗底半径60 mm;若选用平板垫板,参数应为:尺寸280 mm×280 mm×255 mm,开孔直径26 mm,锚具半径64 mm。在荷载作用下碗形垫板控制围岩变形效果更好。

    • 不同工况条件下倾倒岩体边坡变形机理及稳定性研究

      刘士奇,周勇,褚卫江,王环玲

      2025,42(1):50-57, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.007

      摘要:

      在充分研究苗尾水电站右岸坝基倾倒岩体地形地貌、岩体结构、工程地质特性等基础上,采用三维块体离散元程序3DEC建立右岸坝基上游侧倾倒变形体数值模型,分别对天然倾倒体、施工期倾倒体不同工况下的稳定性进行数值模拟研究,获得各个过程中倾倒体损伤变形、塑性区分布等特征,揭示反倾岩质倾倒体潜在失稳破坏机制;结合现场监测数据,开展定量分析,研究倾倒体的时效变形特性。研究结果表明:右岸天然倾倒体整体稳定性较高,安全系数可以达到1.39;潜在失稳区域与开挖卸荷过程有关,表现出倾倒体渐进损伤演化特点;边坡系统锚索对倾倒体变形具有显著的控制性作用,极大程度地限制了坡表浅层A和B1类倾倒岩体的变形;监测数据表明,右岸坝基上游侧倾倒体的变形在坡脚开挖后持续时间较长,受降雨影响严重,使得倾倒变形过程呈现明显的时效特性。

    • 拟动力地震边坡稳定性分析三维极限平衡Spencer法研究

      罗贵,万愉快,梁金航,丁朋朋,董旭光

      2025,42(1):58-65, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.008

      摘要:

      将拟动力法和极限平衡三维Spencer法相结合,推导地震力和安全系数计算公式,并编写相应的计算程序,建立考虑波动效应的三维边坡稳定性分析方法,通过算例验证了该方法和程序的正确性。使用该方法分析了几何参数、土体参数及波动效应对边坡拟动力和拟静力安全系数及对两者之间差值的影响规律。研究结果表明:安全系数随坡高、坡角、破坏面宽度的增大而减小,且拟动力安全系数始终大于拟静力安全系数,两者之间的差值随坡高的增大而增大,随坡角和破坏面宽度的增大而减小;安全系数随黏聚力和内摩擦角的增大而增大,且拟动力安全系数始终大于拟静力安全系数,两者之间的差值随黏聚力和内摩擦角的增大而增大;安全系数随地震动系数的增大而增大,且拟动力安全系数始终大于拟静力安全系数,两者之间的差值随地震动系数的增大而增大。

    • 多级加筋土高陡边坡工程特性及影响因素分析

      赵明发,杨旭峰,杨广庆

      2025,42(1):66-74,81, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.009

      摘要:

      通过对四级加筋土高陡边坡工程现场试验,研究了多级有纺高强聚酯土工布加筋高陡边坡基底垂直应力的分布规律,结果表明,基底垂直应力沿筋材方向呈现非线性分布,最大值出现在筋材末端。利用PLAXIS 2D对四级加筋土高陡边坡断面进行数值模拟,研究了该多级加筋陡坡结构的返包体背部水平土压力、各级边坡坡面水平变形、土工布应变以及边坡潜在破裂面等结构特性变化规律,并分析了筋材长度、筋材间距、填料内摩擦角以及平台宽度等影响因素对边坡水平变形特性的影响。研究得出,各级边坡水平土压力在平台处发生突变,沿坡高呈现锯齿状分布;各级边坡坡面水平变形在不同位置处均出现明显的“鼓肚”现象;不同高度处土工布应变沿筋材铺设方向呈非线性分布,并且呈现“双峰”与“单峰”两种分布形式;边坡潜在破裂面存在整体圆弧滑动破裂面和复合式破裂面两种形式,进一步发现筋材间距和长度对高陡边坡水平变形影响较为显著。

    • 桩-土效应对波形钢腹板连续梁桥地震易损性影响分析

      高非凡,王竞宇,陈博宇,张运波

      2025,42(1):82-89, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.011

      摘要:

      针对桩-土相互作用对波形钢腹板桥梁构件易损性的影响问题,通过ABAQUS有限元软件,建立了一典型波形钢腹板梁桥的三维基底固结模型以及桩-土-桥模型,通过PEER数据库筛选出15条地震动记录,以位移延性比为损伤指标,对模型进行IDA时程分析,通过对比墩底固结模型及桩-土-桥模型桥梁构件在四种损伤情况下的易损性曲线,得出桩-土效应对桥墩及支座易损性的影响规律。计算结果表明:桩-土-桥有限元模型中桥墩及支座发生损伤破坏的概率均大于基底固结模型中桥墩及支座发生损伤破坏的概率,因此在实际工程进行易损性分析时,需要考虑桩-土效应对结构易损性的影响。

    • 风幕系统对地下车库防结露效果分析

      王哲,王晓明,刘治鸣,李建伟,鲍玲玲

      2025,42(1):97-104, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.013

      摘要:

      针对因地下车库结露造成的汽车打滑、壁面墙皮脱落、地面发霉等问题,以邯郸某车库为例,通过对实际监测数据进行分析,运用FLUENT软件对车库加装风幕系统进行模拟,设置不同的送风速度,观察车库内空气的温湿度云图状况,并与自然通风工况下车库内温湿度进行对比分析,提出防治措施及通风运行策略。模拟结果表明:当风幕系统送风速度分别为2、4 m/s时,其车库内空气温度分别提升0.7 ℃、1.2 ℃,其相对湿度分别降低5.5%、8.9%,露点温度分别降低至13.92 ℃、13.73 ℃;送风速度由4 m/s增大至6 m/s时,其变化与风速由2 m/s增大至4 m/s时一致,此时,露点温度降低至13.52 ℃,低于壁面温度14 ℃与地面温度15 ℃,防结露效果明显。

    • 基于ICEEMDAN和VMD的行星齿轮箱故障特征提取

      王莉静,李鸿江,李民生,贾政

      2025,42(1):105-112, DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2025.01.014

      摘要:

      提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)和变分模态分解(VMD)方法的行星齿轮箱故障特征提取方法。利用ICEEMDAN对信号进行分解,根据分量包络峭度对信号进行筛选重构。基于最大包络谱峰度作为适应度函数,采用麻雀搜索算法对VMD进行参数自适应优化,将重构后的信号分解为多个模态分量。根据分量的包络谱峭度,选取最优分量进行包络解调分析,实现行星齿轮箱故障特征提取。最后,通过实验得到本文所提方法的一致性相关系数在0.472 3~0.793 6之间,远高于EEMD-WTD方法的0.088 1~0.286 3和以包络谱为分量选取指标的0.142 7~0.286 4。

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期刊介绍

主管单位:河北省教育厅

主办单位:河北工程大学

主编:练继建

地址:河北省邯郸市经济技术开发区太极路19号河北工程大学行政服务中心4层

邮政编码:056038

电话:0310-3969121、3969124

邮箱:journal-1@hebeu.edu.cn

国内统一刊号:13-1375/N

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