期刊导读 | 《工业建筑》2022年第6期

PHC管桩及其连接方式的力学性能研究

摘要： 为在特高压输电线路桩基础中推广 PHC 抗拔管桩,考察混凝土填芯与管桩内壁黏结面抗拔承载性能,完成了 6 根 PHC 600 B 130 抗拔管桩的混凝土填芯轴拉室内足尺试验。试验中考虑了不同的填芯长度和管桩内壁界面处理方式,得到了轴拉力试验值、界面平均黏结强度、界面黏结系数和滑移量等试验结果。结果表明:各试件的最大轴拉荷载试验值总体上随填芯长度的增大而线性增大。填芯混凝土界面全长平均黏结强度试验值介于 0.603~0.774 MPa 之间,填芯长度和界面处理方式对试验结果的影响均较小。沿管桩填芯全长,各截面上填芯混凝土界面黏结强度和滑移量均为靠近加载端大,远离加载端小,靠近加载端的填芯混凝土承担了更大比例的轴拉荷载,填芯混凝土界面全长平均黏结强度设计值可取 0.30 MPa。

关键词： 抗拔 PHC 管桩; 填芯混凝土; 界面黏结强度; 轴拉试验

DOI:  10.13204/j.gyjzG21111905

国家电网公司科技项目(5200-201918118A-0-0-00) 。

摘要： 为改善 PHC 管桩截桩后桩头抗剪承载力不足的情况,分别考虑了内填混凝土芯和外裹碳纤维片材(CFRP)两种加固措施,完成了 5 个足尺 PHC 管桩(PHC 400 B 95) 试件的抗剪承载力静载试验,获得了试件开裂剪力、极限剪力、破坏形态及桩身应变等数据,分析了不同加固措施对 PHC 管桩试件抗剪承载性能的增强效果,验证了碳纤维片材加固桩头抗剪承载力公式计算结果的可靠性。研究表明:相比 PHC 管桩管孔混凝土填芯,外裹碳纤维片材对截桩后桩头抗剪承载力的增强效果更加明显,桩头剪切破坏形态转变为弯曲破坏,改善了桩头延性性能;结合试验数据分析,提出了碳纤维片材加固桩头抗剪承载力公式,其计算结果偏于安全,可用于工程设计。

关键词： PHC 管桩; 碳纤维布; 填芯混凝土; 抗剪承载力; 破坏形态

DOI:  10.13204/j.gyjzG21111710

国家电网公司科技项目(5200-201918118A-0-0-00) 。

摘要 ： 预应力高强混凝土(PHC)管桩-承台连接节点处于复杂受力环境,其受力机理亟待深入研究。基于 ABAQUS 建立不截桩加筋填芯混凝土桩-承台节点模型,对其在拉弯联合加载工况下的受力机理进行研究,验证数值模拟过程的合理性,并考察了管桩嵌入深度和承台高度对节点各部件应力分布、混凝土损伤及荷载-位移曲线的影响。研究结果表明:采用有限元数值模拟得到的加筋填芯桩-承台节点的荷载-位移曲线、管桩桩身和承台的损伤与试验结果吻合;随着管桩嵌入深度和承台高度的增加,节点的初始刚度和承载力显著提高;当管桩嵌入深度较小时,节点的刚度下降主要是由预应力筋、锚筋的屈服和混凝土部件的损伤引起的;当管桩嵌入深度较大或承台高度较小时,节点整体刚度的下降是由混凝土部件的损伤引起的。

关键词： PHC 管桩; 桩-承台节点; 加筋填芯; 有限元分析; 参数分析

DOI： 10.13204/j.gyjzG22011208

国家电网有限公司总部科技项目(5200-201918118A-0-0-00) 。

摘要： 针对预应力高强混凝土(PHC)管桩抗剪承载力的问题,现有规范和图集提出了不同的计算公式。为了探究大直径 PHC 管桩的极限抗剪承载力,在现行公式计算结果与前人试验结果的基础上,采用 ABAQUS 数值模拟软件,对工程中常用的大直径(600~1000 mm) PHC 管桩的抗剪承载力进行数值分析。通过分析剪跨比为 1.5~3.0 的管桩在剪压破坏过程中破坏面混凝土和箍筋的抗剪承载力,得出以下主要结论:管桩抗剪承载力在下降过程中表现出波动下降的趋势;管桩达到最大抗剪承载力与管桩破坏不同步,在达到最大抗剪承载力时,管桩中性轴上部混凝土发生拉裂;随着位移加载的进行,在拉裂缝基本贯通时,桩身混凝土发生破坏,箍筋应力增大,且箍筋屈服,但未断裂。最后,在现有公式的基础上,基于 45°破裂面假设,提出了 PHC 管桩抗剪承载力计算公式。

关键词： PHC 管桩; 抗剪承载力; ABAQUS 数值模拟; 公式

DOI:   10.13204/j.gyjzG21122311

国家电网公司科技项目资助项目(5200-201918118A-0-0-00) 。

摘要： 预应力高强混凝土(PHC)管桩具有抗震性能好、单桩承载力大等优点,广泛应用于基础工程中。桩-桩接头的抗拔性能是接桩时需要考虑的关键问题之一。采用 ABAQUS 有限元软件建立抱箍式桩桩连接接头计算模型,对抱箍式桩-桩接头的抗拔受力机理进行了探究,考察了抱箍卡边缘宽度、径向厚度和端板厚度等参数对应力分布、抗拔承载力的影响。计算结果表明:U 型抱箍卡的尺寸对节点的受拉破坏模式有一定影响;在加载至上拔设计荷载时,随着抱箍卡尺寸的增加,模型抱箍卡、端板和预应力筋的最大应力减小;随端板厚度增加,抱箍卡和端板最大应力减小,而预应力筋最大应力增加。

关键词： PHC 管桩; 抗拔性能; 有限元分析; 参数分析

DOI :  10.13204/j.gyjzG21111209

国家电网有限公司总部科技项目(5200-201918118A-0-0-00) 。

城乡规划和建筑理论

摘要： 随着城市发展、经济转型,一些传统采矿工业因前期开采,留下大量的 “疤痕 ” ,而将其改造 成矿山公园是目前国内矿业废弃地治理的主要形式。从我国矿业废弃地现状和城市双修概念入手,介 绍了“ 城市双修” 理念下矿业废弃地的改造原则和方法,并结合湘潭锰矿国家矿山公园规划实例,从 “生 态修复” 和“ 城市 修补” 两个角度论述了锰矿矿业废弃地的改造方法,以期为矿业废弃地的修复和改造 提供一些思路。

关键词： 城市双修; 湘潭锰矿; 生态修复; 城市修补

DOI:  10.13204/j.gyjzG20112505

国家自然科学基金项目(51178465) ;湖南省哲学社会科学基金项目(20ZDB034) ;湖南省自然科学基金项目(2021JJ40212) ;湖南省哲学社会科学规划基金项目(21YBQ061) ;湖南省社会科学成果评审委员会项目(XSP21YBC229) ;湖南省普通高等学校教学改革研究项 目(HNJG-2020-0498) 。

摘要： 运用文献计量法与可视化知识图谱,梳理“ 山水城市” 、城市山水画的相关文献与研究热点,分 析结果显示:1) “山水城市”与城市山水画具有内在关联;2) 现有研究较少从城市山水画审美特征下探讨“ 山 水城市”建设;3)当前“山水城市”建设缺少城市精神文化内涵的深层研究。基于此,从城市山水画的笔墨语 言、光影色墨、构图形式等审美特征出发,探析其对“ 山水城市” 在城市人文精神、景观风貌规划、空间形态布 局三方面的启示。

关键词： “山水城市” ; 城市山水画; 审美特征; 启示

DOI: 10.13204/j.gyjzG22010608

河北省社会科学基金资助项目(HB20YS017) 。

摘要： 探讨了基于地域主义、文脉主义视角下的“环境观”的概念与内涵,以及“ 地域文脉” 理念在历史 街区风貌更新、秩序重构过程中的实践逻辑。以河南省浚县国家历史文化名城南北大街的更新设计为例,从 “街区整体风貌的控制性策略” “建筑细节更新的类型化策略”两个层面,归纳了 “地域文脉” 之“ 环境观” 在街 区更新建设中的实施策略,为国内相关更新改造项目提供策略性借鉴和参考。

关键词： 历史街区; 环境观; 地域文脉; 类型化策略; 场域文化

DOI:  10.13204/j.gyjzG20120208

摘要： 自然审美是以人作为认知主体,以自然作为认知对象的美学观点。通过对建筑中自然审美的重 构,探讨人、建筑、自然三者之间的关系,提出与自然非对抗性的建筑理念。物象、理法、意韵是自然审美在建 筑形式语言转译中的三种途径,其表现为图像的具体转化,原理的逻辑同构以及意境的综合营造。三者之间 交叉共生,为现代城市建筑设计提供多元开放的形式语言。

关键词： 自然审美; 建筑; 形式语言; 转译

DOI:  10.13204/j.gyjzG21083005

工程结构和结构防灾

摘要： 围护结构是结构的重要部分,为考察预制围护结构对框架结构抗震性能的影响,设计制作两榀两 层足尺钢筋混凝土(RC)框架分别外挂具有一定刚度的预制轻钢龙骨墙板和钢筋混凝土墙板并进行拟静力试 验,研究新型外挂墙板及其连接节点对结构承载力、刚度退化、耗能等性能的影响。试验结果表明:外挂新型预 制围护墙体的 RC 框架结构具有良好的抗震性能,即便在罕遇地震作用下框架结构的承重构件局部丧失承载 力,刚度较大的围护结构也能够为主体结构提供附加刚度,使得结构具有更好的抗倒塌冗余度,达到层间位移角 不大于 1/50 的变形要求;预制围护墙体的新型连接节点处未出现明显破坏现象,说明节点设计较为合 理,实现 了多遇地震下节点无滑移、设防地震下节点不参与受力、罕遇震下为围护结构提供可靠的连接的目的。

关键词： 预制围护墙体; RC 框架; 冗余度; 拟静力试验; 抗震性能

DOI:  10.13204/j.gyjzG21060810

“十三五” 国家重点研发计划项目 (2016YFC0701903) ;市属高校 基本科研业务费项目(X20063) 。

摘要： 随着混凝土强度的提高,柱受弯极限承载力的尺寸效应更加明显。因此,高强混凝土柱受弯屈 服承载力尺寸效应需要进一步的确认。为此,开展了理论剪跨比为 4 的高强混凝土柱在轴压和单调水平荷载 作用下的受弯性能试验。试件的剪跨比、轴压比和配箍率一致,几何尺寸相似比为 3∶5∶7。结果表明:柱均为 弯曲破坏,并且大尺寸柱保护层混凝土的劈裂效应可能是尺寸效应产生的部分原因;大尺寸柱的相对名义弯 曲应力、名义转角、 P - Δ 效应及受弯屈服承载力的安全储备系数和局部安全储备系数与小尺寸柱相比均有所 降低,其存在一定的尺寸效应,并且随着混凝土强度的提高,相对名义弯曲应力和受弯屈服承载力安全储备 系数的尺寸效应更加明显;基于试验结果和 Bažant 的 Type2 类型尺寸效应模型,提出了考虑尺寸效应的受弯 屈服承载力计算方法,使大小尺寸构件的安全储备系数趋于一致,进而保证了大尺寸柱受弯屈服承载力计算 的安全性。

关键词： 尺寸效应; 高强混凝土柱; 受弯屈服承载力; 安全储备系数; 局部安全储备系数

DOI: 10.13204/j.gyjzG19021501

国家自然科学基金项目 (51408378) ;河北省自然科学基金项目 (E2021403007) ;河北省教育厅重点基金项目(ZD2019026) 。

摘要： 通过试验证明了采用扣接封闭箍筋约束波纹管浆锚连接剪力墙具有等同现浇性能。基于试验 结果,采用 MATLAB 开展试件力学性能参数分析,在保证剪力墙截面尺寸不变的前提下,分析考虑了轴压比、 剪跨比、边缘构件长度、竖向钢筋配筋率、边缘构件配箍特征值及混凝土强度等参数变化。分析结果表明:随 轴压比增大,试件变形能力降低,承载力先升后降;随剪跨比增大,试件承载力降低而变形能力提高;随边缘 构件长度增大,试件承载力提高而变形能力先升后降;随竖向钢筋配筋率增大,试件承载力线性增长,变形能 力变化较小;随边缘构件配箍特征值增大,试件变形能力明显提高,承载力变化较小;随混凝土强度提高,试 件承载力及变形能力均有一定程度提高。建议:轴压比宜控制在 0.4 以下;剪跨比不宜小于 2.5;边缘构件长 度可按照现行现浇混凝土相关规范要求设置;设计允许且施工可行时,宜尽量提高边缘构件配箍特征值;混 凝土强度满足设计要求即可。

关键词： 剪力墙; 浆锚连接; 扣接封闭箍筋; 抗震性能; 参数分析

DOI: 10.13204/j.gyjzG21090907

国家重点研发计划课题(2016YFC0701703) 。

摘要： 土-结构相互作用(SSI)对结构地震响应有明显的影响。为研究 SSI 效应对核电结构的影响,选 取第三代核反应堆 AP1000 安全壳结构为研究对象,制作了 1/40 的安全壳模型进行振动台试验,采用柔性土 箱消除边界效应。试验结果表明:1)对于核电非隔震结构,考虑 SSI 会降低系统自振频率,上部结构加速度反 应谱高频成分减少,峰值频率从高频向低频移动,土体表现出一定的隔震效果,降低了某些频率处的加速度 谱响应;2)对于核电隔震结 构,考虑 SSI 几乎不对自振频率产生影响,但 SSI 效应会削弱隔震效果以及会加大 某些频率处的加速度响应。

关键词： 核电结构; 土-结构相互作用; 隔震; 振动台试验; 楼层反应谱

DOI: 10.13204/j.gyjzG19100102

国家自然科学基金面上项目(51778491) 。 

摘要： 为研究热水储能罐在温度场和地震作用下的热-力耦合效应,采用附加质量法建立了热水储能 罐几何模型,并且利用有限元软件 ABAQUS 对其进行了温度与地震的耦合作用分析。考察了空罐和热水满 载两种工况下的地震响应特征。结果表明:在空罐和满载两种工况下,热水罐最大位移在 X - Y 平面出现的角 度和在罐壁的高度均有较为显著的差异;另外,考虑热力耦合与不考虑热力耦合时最大位移出现的位置会有 所不同,且考虑热力耦合时罐壁应力略小于不考虑热力耦合时的应力。因此,当进行热水储能罐抗震设计时 应考虑空罐和满载两种状态,并考虑热力耦合效应带来的影响。

关键词： 附加质量法; 温度场; 温度与地震耦合; 自振特性

DOI:  10.13204/j.gyjzG20121408

国核电力规划研究院资助研发项目(40004013201922) 。

摘要： 为了探究不锈钢芯板 T 形墙在承受双向压弯荷载作用下的力学性能。首先,使用 ABAQUS 建立 了 12 组不同的有限元模型进行对比分析,通过对模型的非线性分析,研究其在各个阶段的受力特征和破坏机 理,然后通过变化面板厚度、墙肢高宽比、侧板厚度、芯管厚度以及轴压比和偏心角度等参数,分析这些变量 对 T 形墙压弯承载力的影响,得出面板厚度和轴压比是最主要的影响因素。最后将数值分析结果所得到的  M x 、 M y 归一化 后,拟合出不同轴压 比下 M x 、 M y 的相互作用 方程。

关键词： 不锈钢芯板 T 形墙; 双向压弯; 局部屈曲; 轴压比; 相互作用方程

DOI:  10.13204/j.gyjzG21031611

摘要： 为解决钢板组合剪力墙界面脱空缺陷检测的问题,在混凝土自身产生水化热的基础上,利用钢板与混凝土自身所形成温差对钢板组合剪力墙界面脱空缺陷进行红外热成像法检测。研究结果表明:在混 凝土水化热条件下可以有效识别出钢板组合剪力墙界面脱空的缺陷位置和尺寸,入模温差在 15 ℃ 时,可识别出面积为 1 cm ² 以上的脱空缺陷,当入模温差在 10 ℃ 和 5 ℃ 时,可识别出面积为 4 cm ² 以上的脱空缺陷。这种方式对工程检测更加方便快捷,便于在浇筑混凝土时进行实时跟踪检测。具有更高的实际应用价值。

关键词： 水化热; 入模温差; 钢板组合剪力墙; 界面脱空; 红外热成像法

DOI:  10.13204/j.gyjzG20112805

摘要： 为了解决传统圆台形钢结构塔筒在受压时容易发生局部屈曲从而导致塔筒倒塌的问题,基于组 合结构原理提出一种新型风电钢-混凝土组合壳体混合塔筒。为了研究风电钢-混凝土组合壳体混合塔筒的 钢板屈曲承载性能,以曲率(半径的倒数)和距厚比( 栓钉竖向间距与钢板厚度的比值) 为关键参数设计了 3 个试件。其中,试件的内外侧钢板通过栓钉与混凝土相连,竖向荷载完全由钢板承担,混凝土仅对钢板起平 面外支撑作用。内外侧钢板与混凝土之间铺设有聚四氟乙烯膜以消除内外侧钢板与混凝土之间的摩擦传 力。对上述 3 个试件开展轴压试验,得到了试件的破坏形态和荷载-位移曲线。试验结果表明:试件均发生 栓钉间钢板局部屈曲破坏;距厚比相同时,设置 曲率构造能极大地提升试件的屈曲承载力;对于带弧度的试 件,减小距厚比可有效提升试件的屈曲承载力。

关键词： 轴压加载; 曲率; 钢-混凝土组合壳体; 距厚比; 混合塔筒

DOI:  10.13204/j.gyjzG20110324

重庆市自然科学基金项目(cstc2019jcyj-zdxm0088);霍英东教育基金会 青年教师基金项目(171066);国家自然科学基金项目(51822804)。

摘要： 研究了考虑流固耦合与脉动风效应下某截椭球形充气膜结构的风压分布特性 。首先,利用线性 滤波器法在 MATLAB 中得到的脉动风速时程数据并导入 Fluent 中。其次,通过 Workbench 17.0 平台的分区 弱耦合算法数值模拟得到了风致响应稳定后不同风向角、高度、内压下结构的风压系数。结果表明,考虑流 固耦合时结构的负压系数极值明显变大;三个变量对结构风压系数分布、大小和变化幅度都有一定程度的影 响,其中在 400 Pa 时能保证结构风压极值保持在较低水平。

关键词： 流固耦合; 充气膜结构; 脉动风; CFD 数值模拟; 风压分布; 位移响应

DOI: 10.13204/j.gyjzG21060710

岩土和地下工程

摘要： 针对深厚海相软土中螺旋钢管桩可能存在的桩体失稳及耐久性的问题,提出一种注浆螺旋钢管 桩。设计了两阶段试验:第一阶段进行成桩工艺试验,以验证成桩工艺可行性,并为桩型设计及施工方案优 化提供参考;第二阶段采用优化工艺成桩,通过单桩抗压承载力试验,得到了桩顶荷载-沉降位移曲线以及桩 的典型破坏特征,并对套管和注浆方式对抗压极限承载力的影响做了进一步研究,分析注浆螺旋钢管桩桩土 相互作用的特征。最后将试验实测结果与美国 Hubbell 能源限公司的计算手册及美国联邦公路管理局推荐 的计算方法的计算结果进行对比。结果表明:螺旋叶片扩大了注浆体浆液固化体直径,套管提高了桩体稳定 性,采用旋进注浆方式成桩能够显著提高桩基抗压承载力。

关键词:  螺旋钢管桩; 压力注浆; 套管; 成桩工艺; 承载试验

DOI: 10.13204/j.gyjzG21060812

国网江苏省电力有限公司科技项目(J2019113) 。

摘要： 为加深对异性结构面力学性质的认识,基于 Barton 标准剖面线制作了 4 种粗糙系数的石膏-砂 浆结构面试样,两种材料的强度相近,在 3 种法向应力下进行室内直剪试验和数值模拟。根据得到的两类剪 切变形曲线,并对强度相近异性结构面的峰值剪切强度随粗糙系数和法向应力增长而变化的规律及变形特 征进行分析;依据数值模拟结果总结了强度相近异性结构面的剪切破坏模式。研究发现强度相近的异性结 构面剪切存在如下特征:低粗糙系数结构面的剪切应力-位移曲线到达峰值后即进入残余变形阶段,而较高 粗糙系数结构面的剪切应力-位移曲线存在明显的软化阶段;剪切应力增长得快慢与粗糙系 数、法向应力正 相关;在不同法向应力下,随粗糙系数的增大,先后发生爬坡破坏、爬坡-啃断破坏、啃断破坏。

关键词:  强度相近异性结构面; 粗糙系数; 剪切变形; 峰值剪切强度; 剪切破坏模式

DOI:  10.13204/j.gyjzG21052304

摘要： 为研究二级边坡织物袋坎墙侧向承载特性,开展了 4 种织物袋坎墙支护(无支护、单坎型支护、L 坎型支护及反坡 L 坎型支护)和 3 种坡比(1∶0.3、1∶0.5 及 1∶0.75) 状态下二级边坡侧向非均匀加载模型试验,分析侧向加载作用下坡体位移和墙后土压力的变化。结果表明:在侧推位移作用下,各个试验中第二级边坡水平位移均大于第一级边坡,同时第二、一级边坡墙后土压力均随墙高呈增大趋势,且第一、二级边坡连接处土压力最大;以无支护边坡作为参照,单坎型、L 坎型及反坡 L 坎型支护的第二级边坡坡顶水平位移分别减小了 8.6%、13.2%和 16.5%,且单坎型支护的第二级边坡坡脚处土压力增大了 19.3%,L 坎型支护的第 二级边坡坡脚处土压力增大了 32.6%,反坡 L 坎型支护的第二级边坡坡脚处土压力增大了 42.2%,以坡比为 1∶0.3 的单坎型支护边坡作为参照,坡比为 1∶0.5 的第二级边坡坡顶拱起高度增加了 18.2%、坡顶水平位移减小了 7.1%、坡脚土压力增加了 7.8%,坡比为 1∶0.75 的第二级边坡坡顶隆起高度增加了 34.8%、坡顶水平位移减小了 10.9%、坡脚土压力增加了 23.1%。表明第二级边坡均先于第一级边坡发生破坏,且反坡 L 坎型织物袋坎墙支护下第二级边坡抵抗侧向变形能力最大,同时坡比越小,边坡抵抗侧向变形能力越大,柔性坎墙抵抗侧向土压力能力越大,承载能力越高。

关键词: 二级边坡; 织物袋; 侧向加载; 侧向变形

DOI:  10.13204/j.gyjzG21050609

中国综合地质调查项目(DD20190268) ;陕西省重点研发计划项目 (2020ZDLGY07-03) 。

摘要： 桩基是大型动力机器基础中常见的基础形式,其在动力荷载作用下的响应特性是设计中必须明确的重点问题。通过实体有限元建立了考虑地基-桩基-结构共同作用的动力设备基础的分析模型并进行了模态模拟,然后通过双桩承台基础原位试验对模拟结果进行验证,在验证模型合理的基础上,对轴流压缩机组基础进行稳态分析,计算考虑地基-桩基-结构共同作用时的振动位移。通过调整结构的模态阻尼比、桩基的桩径和桩长,分析了轴流压缩机组基础的振动位移随参数变化的规律,并提出相应的优化措施,为类型工程的优化提供参考。

关键词： 基础动参数; 动力特性; 共同作用; 稳态分析 

DOI: 10.13204/j.gyjzG21052007

摘要： 现场试桩是合理确定施工工艺、固化剂掺入量及评判成桩效果的有效手段。为了探究新型钻头和新型固化剂加固海相淤泥的成桩效果及适用性,依托珠海市斗门区某市政道路项目,针对该项目软土路基海相淤泥的性质,开展了不同钻头、不同固化剂的现场试桩工作,测试了不同深度处芯样的无侧限抗压强度和直剪强度,研究不同因素对成桩效果的影响。结果表明:改进的钻头采用两搅两喷施工工艺成桩效果较好,可节约一半工期;相同钻头条件下新型固化剂成桩完整性明显优于纯水泥固化剂;采用 RQD 值折减后无侧限抗压强度和直剪强度更贴合工程实际;直剪强度可取无侧限抗压强度的 40%。

关键词： 搅拌桩; 海相淤泥; 新型钻头; 新型固化剂; 成桩效果

DOI:  10.13204/j.gyjzG21061905

珠海市产学研合作项目(ZH22017001200149PWC) 。

高性能建筑材料

摘要： 基于 NaOH 激发矿渣(NAS)和硅酸盐水泥(PC) 配制了功能梯度混凝土(FGC) ,然后对其抗碳化和抗氯离子渗透性能进行了研究。用压汞法、热分析法和 X 射线衍射法(XRD) 对 NAS 砂浆(或净浆) 和PC 砂浆(或净浆)进行了分析。结果表明:NAS 有极好的抗氯离子渗透性能但抗碳化性能差,PC 抗碳化性能好但抗氯离子渗透性能差;NAS 混凝土表面的 PC砂浆层能显著提高 FGC 的抗碳化性能,PC 混凝土表面的 NAS 砂浆层能显著提高 FGC 抗氯离子渗透性能。

关键词： 功能梯度混凝土; NaOH 激发矿渣; 硅酸盐水泥; 抗碳化; 抗氯离子渗透

DOI:  10.13204/j.gyjzG21102005

合肥工业大学大学生创新创业项目(201910359035) 。

摘要： 为研究再生骨料混凝土(RAC)在硫酸盐干湿循环及冻融循环条件下耐久性能的劣化过程,选取再生骨料替代率(0、30%、50%、70%) 、粉煤灰掺量( 10%、20%、30%) 、硅灰掺量( 5%、8%、12%) 和单掺、复掺等方式为影响因素,研究其对 RAC 耐久性的影响规律。采用质量损失率和相对动弹性模量描述上述影响因素对 RAC 耐久性能退化的作用机理。基于冻融循环试验下 RAC 的相对动弹性模量,采用一元 Wiener 随机过程进行建模分析其可靠度变化,预测 RAC 在冻融环境下的使用寿命。研究表明:在冻融循环条件下,与未掺入再生骨料、粉煤灰和硅灰的基准试件相比,随着再生骨料替代率的增加,RAC 的质量损失率降幅逐渐显著;随着单掺粉煤灰、单掺硅灰掺量的增加,RAC 的质量损失率呈现先降后增的趋势,相对动弹性模量呈现先增后降的趋势;当固定粉煤灰掺量 20%、硅灰掺量 8%时,随着再生粗骨料替代率的增加,RAC 的质量损失率和相对动弹性模量降幅逐渐显著。在硫酸盐干湿循环条件下,随着再生骨料替代率的增加,RAC 的相对动弹性模量降幅逐渐显著。依据一元 Wiener 方法所的建模型分析可知,以 30%替代率采用再生骨料替代天然骨料并掺加 20%粉煤灰和 8%硅灰所制备的 RAC 模型可靠度持续时间最长。

关键词： 再生骨料混凝土; 硫酸盐干湿循环; 冻融循环; 可靠度计算; 一元 Wiener

DOI:  10.13204/j.gyjzG21110802

国家自然科学基金项目(52178216) 。

摘要： 为提高钢结构疲劳裂纹的加固效率,将形状记忆合金(SMA) 作为预应力的载体引入加固方案。首先,分别对两种不同材质的形状记忆合金(NiTiNb-SMA 和 Fe-SMA) 的力学性能和热力学性能进行试验研究,确定材料的弹性模量、抗拉强度等力学参数,研究其加热恢复性能,并确定其应用于试件加固时的最佳尺寸参数和激活温 度。然后通过有限元方法分析了止裂孔法、CFRP 布粘贴加固止裂孔法、NiTiNb-SMA 及CFRP 粘贴加固止裂孔法和 Fe-SMA 粘贴加固止裂孔法对损伤钢板加固的修复效率,最后通过静载试验验证数值模型的可靠性。研究结果表明:NiTiNb-SMA 和 Fe-SMA 材料的本构关系存在较大差异,NiTiNb-SMA 的力学性能参数高于 Fe-SMA。NiTiNb-SMA 材料在室温和高温条件下的应力应变历程有较大差别,但弹性模量和抗拉强度接近;在激活温度为 170 ℃ 下,NiTiNb-SMA 的恢复应力为 274 MPa,高出 Fe-SMA 约 96 MPa。对比止裂孔法,有限元结果表明 CFRP、NiTiNb-SMA 及 CFRP 复合贴片和 Fe-SMA 的加入能使孔边应力集中处的应力分别降低 58.8%、87.0%和 122.4%,静载试验结果表明实测结果与有限元结果总体上线性吻合较好,因此通过形状记忆合金引入预应力对加固损伤钢结构具有广阔的应用前景。

关键词： 形状记忆合金; 自应力; 试验; 力学性能; 加固

DOI:  10.13204/j.gyjzG20100301

广东省重点领域研发计划 “现代工程技术” 重点专项(2019B11110600) ;中建股份科技研发计划资助 (CSCEC-2020-Z-1) ;国家重点研发计划重点专项(2020YFD1100400) ;上海市科技计划项目(20DZ2253000) 。

综述

摘要： 自 1979 年首次应用于日本高铁桥梁基础以来,格栅式地下连续墙以其优良的工程特性引起了国内外学者的高度关注和重视。目前,格栅式地下连续墙在国内外大型桥梁基础中取得了较多的应用,并已逐步推广到水利、水电及船坞基坑工程的围护和防渗结构中。在调研国内外大量相关文献的基础上,分析了格栅式地下连续墙在桥梁基础中的应用及研究现状,其中重点阐述了国内外格栅式地下连续墙基础的试验、理论计算和数值模拟方面的研究进展,并进行了相关的总结和分析,以期对格栅式地下连续墙在土木工程中的进一步应用和研究方向提供一定的参考。

关键词： 格栅式地下连续墙; 桥梁基础; 研究现状; 分析和展望

DOI:   10.13204/j.gyjzG21110207

国家自然科学基金项目 (42007247) ;四川省科技计划资助项目 (2022NSFSC1151) ;工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室开放基金项目。

工程技术标准

摘要： 分别对中、美、欧的砌体结构设计规范和鉴定标准进行了对比分析。结果表明:美国鉴定标准中不进行强度折减,欧洲鉴定标准明确了分项系数调整方法;在抗震鉴定中,美、欧标准均采用了基于性能的抗震鉴定方法,抗震鉴定过程中考虑了认知水平的影响,调整了重力荷载代表值和抗震承载力的计算方法;中国规范中,鉴定与设计承载力极限状态方程相同,对既有建筑结构安全性鉴定来说偏保守。建议今后相关鉴定标准修订时,可引入基于性能的鉴定方法,并通过可靠性理论对承载力极限状态方程的分项系数进行修正。

关键词： 砌体结构; 安全性鉴定; 分项系数; 承载力极限状态方程 

DOI:  10.13204/j.gyjzG21092702

工程实录

摘要： 自老工业基地调整改造专项规划出台以来,我国老工业基地调整改造工作取得了积极进展。以某个现有厂区结构及布局调整项目实践为例,分别从现有厂区的形成历史、布局现状、产业需求、存在问题、规划定位、规划思路、规划目标、规划方案、规划效果等方面进行论述,分析并总结老工业园区调整改造项目进行总体布局优化调整时所遇到的问题及相应的解决方法。

关键词： 老工业园区; 改造; 布局优化 

DOI:  10.13204/j.gyjzG21031009

海外科技交流

摘要： 工矿遗产是工业遗产中重要的组成部分,工矿遗产的保护与利用也是当今工业遗产领域重要的课题。通过分析工矿遗产相关的概念,梳理国内外工矿遗产保护与利用现状,并以波兰维利奇卡盐矿为案例,剖析了其在世界遗产保护体系下,保护、管理、监测、利用的措施与经验,以期为我国工矿遗产的保护与利用工作提供参考。

关键词：  维利奇卡盐矿; 工矿遗产; 保护管理体系; 展示利用 

DOI: 10.13204/j.gyjzG21051106