混凝土梁纯扭加载装置研制

为满足教学实验要求,特研制了一种混凝土梁纯扭加载装置。该装置不仅设计简约,而且安装方便和操控简单。建立了试验加载的力学模型,利用已有条件,设计了该纯扭加载装置及其测量方法。在试验加载过程中,加载装置的位移将会引起试件受力状态和测量结果的变化;文中介绍了测量扭矩及扭转角与实际情况的偏差,混凝土梁会产生的附加弯矩,讨论了偏差及附加弯矩对试验的影响程度。通过若干试件梁的纯扭试验,可以认为该装置符合设计要求。     

不同应力分量耦合模式下天津滨海饱和黏性土变形特性研究

地基土单元体在地震荷载作用下将产生主应力轴连续旋转,不同的应力耦合模式对土的强度、孔压以及变形等特性影响显著。利用GCTS空心圆柱扭剪仪,对天津滨海软土场地饱和黏性土进行K0固结下的不同应力耦合模式的循环剪切试验。着重对比相同应力路径下竖向和扭剪双向耦合加载模式,内外围压和扭剪的三向耦合加载模式以内外围压、竖向和扭剪的四向耦合加载模式条件下饱和黏性土的变形特性、循环软化特性。试验结果表明:在相同的动强度下,四向耦合应力模式更容易破坏且变形特性以及软化特性较双向、三向耦合下发展更加迅速;剪应力分量对试样软化变形特性的影响更加显著。     

黄土抗剪强度的三轴试验

非饱和黄土的强度随着含水量的增大是降低的。本文对青海某场地的黄土进行了三轴的试验研究,结果表明含水量对土体的强度影响显著,但加载速率对土体静强度的影响甚微。     

应力主轴往返旋转条件下砂土变形规律试验研究

在已有空心圆柱扭剪仪上开发新的控制模块,实现应力主轴以任意初始方向角开始并以任意角度幅值进行往返旋转。在此基础上,对丰浦砂开展系列应力主轴往返旋转试验。试验结果表明:1应力主轴往返旋转角度幅值和初始主应力方向角均对砂土变形有不可忽视的影响;2不同于应力主轴连续循环旋转的情形,应力主轴往返旋转时砂土由于"楔入效应"可能出现体胀。     

型钢混凝土剪力墙轴压比计算及其限值研究

型钢混凝土剪力墙构件具有良好的抗震性能,已在高层和超高层建筑中得以广泛应用。然而我国规范中,对这种结构的轴压比计算方法及限值问题没有给出针对性的条文,在工程实践中,设计人员只能套用普通混凝土剪力墙的相关规定,限制了这种新型结构的推广。本文通过ANSYS程序分析了若干在轴向压力作用下的型钢混凝土剪力墙构件,得到了墙底截面处型钢与混凝土的应力分布情况,从而推导出型钢混凝土剪力墙构件的轴压比计算公式;另外,通过构件低周反复加载试验与计算机数值仿真技术相结合的方法,分析了型钢混凝土剪力墙构件的轴压比限值问题,并提出了设计建议。     

高延性FRP加固大尺寸混凝土柱轴压力学性能研究

现有纤维增强复合材料（FRP）约束混凝土短柱的研究多基于小尺寸试件,对大尺寸试件的研究较少。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料（PET FRP）和聚萘二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料（PEN FRP）是由回收废弃塑料制成的环保型高延性FRP。高延性FRP具有超过5%的断裂应变,超过传统FRP断裂应变（1.5～3%）。本研究对8个PET FRP约束混凝土圆柱（直径300、400 mm试件各4个）与8个PEN FRP约束混凝土方柱（边长300、400 mm试件各4个）进行轴压力学性能试验,研究构件截面形状、FRP层数等参数对试件轴压力学性能的影响。试验结果表明：高延性FRP约束混凝土柱应力-应变曲线由3个不同的部分组成;部分高延性FRP约束混凝土柱应力-应变曲线第2段出现了下降段,与约束刚度较小有关;相同尺寸的试件,随着高延性FRP层数（厚度）的增加,试件承载力提高,延性更好;对于PEN FRP约束混凝土方柱,在同一轴向变形、高度区域处,环向面应变较环向角应变大,且环向面应变的增加值大于角区域;采用现有高延性FRP约束混凝土柱模型,对约束圆形和方形混凝土柱轴压力学性能提供相对合理的预测。     

地震波模拟中多轴复频移近似完全匹配层的吸收效果及稳定性

在进行地震波模拟计算的过程中用有限的计算区域模拟地下无限空间,需要进行边界截断.为了在边界处不产生虚假反射影响模拟结果,需要引入吸收边界条件.本文采用的近似完全匹配层是一种新型非分裂完全匹配层,计算效率较高.同时相比于其他非分裂完全匹配层,其还具有不改变方程的形式、易于实现等优势.但是当入射波角度较大,边界吸收效果变弱,且残留在边界中的能量使近似完全匹配层变得极其不稳定.多轴复频移近似完全匹配层的提出就是为了改善对大角度入射波的吸收并且提高边界的稳定性.通过实验模拟和矩阵特征值灵敏度来研究多轴复频移近似完全匹配层的吸收效果及稳定性.结果表明该方法不仅能够吸收掠入波,而且对常规入射波的吸收也得到提升,同时拥有更好的稳定性.

     

SLDZ-1数字化地下流体多测项综合观测仪的研制及试验观测

介绍SLDZ-1数字化地下流体多测项综合观测仪的主要结构和工作原理,以及该仪器的技术指标和功能。根据水位、水温、H2、CO2和CH4的试验观测结果,发现各测项数据的连续性、准确性和稳定性均较强,说明该监测仪器适用于地震地下流体微观和宏观监测、调查与核实等领域。     

地铁荷载下粉性土动力特性研究进展

近年来中国各大城市为解决城市交通问题而大力兴建地铁工程,由此引发的工程环境问题也越发明显.本文对国内外地铁荷载作用下土体的动力响应理论、地铁荷载下粉性土动力特性试验以及地铁隧道长期沉陷等研究进行评述,分析和总结了地铁循环荷载作用下粉性土研究中存在的问题,并提出了今后研究的发展趋势.     

地铁列车循环荷载试验论证研究

地铁循环荷载作用下饱和软黏土的动力特性研究对于揭示软黏土在地铁荷载下的孔压、强度以及变形模式具有重要意义,可以为控制地铁长期沉降、降低运营风险提供理论依据。试验加载形式的不同会带来不同的动力特性表征,需选取最能反映地铁列车真实性质的荷载形式。本文在列车荷载作用下研究土动力特性,采用室内动三轴试验的方法,对比分析不同形式下动力荷载作用效果。试验研究表明:偏压正弦波可以作为简化波形研究列车荷载,它不仅可以确保加载过程中地基土只有压应力,而且能较好地模拟列车循环荷载。     

大型振动台试验土质边坡模型材料相似性及评价

大型振动台模型试验是边坡动力响应和破坏模式研究的重要手段,其中相似材料的选择是决定试验能否成功的关键。以黄土地区2类典型边坡为研究对象,在对滑坡体原状土样开展室内土动力学测试的基础上,提出6种相似比条件下振动台模型试验相似材料的配比方法;对2种相似比条件下相似材料的参数进行量纲分析,依据相似判据、相似准则的约束,以模糊数学理论进行优化,并提出大型土质边坡振动台试验的材料相似性评价体系。     

单轴分级循环加载时冻结粉质黏土的动力特性试验研究

为研究冻结黏土的动力特性,在不同温度(-0.6℃,-1.0℃,-1.5℃)和不同频率(0.5 Hz,1.0 Hz,1.5 Hz,2.0 Hz,3.0 Hz)时开展单轴分级加载试验。结果表明,随动应变幅的增加,温度和加载频率对土的动刚度、阻尼特性和残余应变特性的影响越来越显著;骨干曲线均呈线性变化特征,相同动应变幅时动刚度随温度的降低和频率的增加而增大;阻尼比随动应变幅的增加先增加再逐渐减小,加载末期呈略微增加趋势;相同动应变幅值时阻尼比随温度的降低和频率的增加而减小;同一级荷载下残余应变随循环次数呈线性不断增加,加载级数越高,残余应变增长越快;不同温度和频率时dε_(pd)/dt随动应变幅的增加而增大,相同动应变幅时dε_(pd)/dt随温度的升高和频率的降低而增大。     

爆炸荷载下土石坝动力响应特征的数值模拟

土石坝在爆炸荷载下的力学响应是一个非常复杂的力学问题,相关研究甚少。在LS-DYNA软件框架内,以两河口土石坝为研究对象,把坝体材料简化为混凝土、心墙、反滤层与堆石体等4种,用500 kg TNT在坝顶接触爆炸时的瞬态荷载作为荷载源,针对不同材料建立适合于爆炸高加载率特征的本构模型,用数值方法分析了土石坝在潜在爆炸荷载下的破坏与损伤演化规律。结果表明,在爆炸荷载作用下,由于土石坝材料组成的多样性,应力波传播规律异常复杂,土石坝的力学响应呈现出显著的分区特征。     

Experimental study of hollow rectangular bridge column performance under vertical and cyclically bilateral loads

To investigate the seismic performance of hollow reinforced concrete(RC) bridge columns of rectangular cross section under constant axial load and cyclically biaxial bending,five specimens were tested.A parametric study is carried out for different axial load ratios,longitudinal reinforcement ratios and lateral reinforcement ratios.The experimental results showed that all tested specimens failed in the flexural failure mode and their ultimate performance was dominated by flexural capacity,which is represented by the rupture/buckling of tensile longitudinal rebars at the bottom of the bridge columns.Biaxial force and displacement hysteresis loops showed significant stiffness and strength degradations,and the pinching effect and coupling interaction effect of both directions severely decrease the structural seismic resistance.However,the measured ductility coefficient varying from 3.5 to 5.7 and the equivalent viscous damping ratio varying from 0.19 and 0.26 can meet the requirements of the seismic design.The hollow RC rectangular bridge columns with configurations of lateral reinforcement in this study have excellent performance under bidirectional earthquake excitations,and may be considered as a substitute for current hollow RC rectangular section configurations described in the Guideline for Seismic Design of Highway Bridges(JTG/T B02-01-2008).The length of the plastic hinge region was found to approach one sixth of the hollow RC rectangular bridge column height for all specimen columns,and it was much less than those specified in the current JTG/T.Thus,the length of the plastic hinge region is more concentrated for RC rectangular hollow bridge columns.     

循环荷载对上海软土动力特性影响规律的试验研究

为研究上海第4层软土在循环荷载作用下的动力特性变化规律,采用原状土进行室内动三轴试验,分析不同动应力比和频率对上海第4层软土动强度的影响。试验结果表明:对于上海第4层软土,其剪切模量与应变关系曲线几乎不受动应力比和频率的影响;剪切模量的下降主要发生在应变0~1%阶段;由于应变速率效应的影响,高频率时试样破环所需的循环次数要大于低频率时;动应力比达到0.2时土样才发生破坏;在土的不同应变阶段,频率对应变增幅的影响效果不同。     

新型节能复合混凝土空心砌块砌体抗震性能的试验研究

本文通过2片开窗洞加窗台梁节能复合混凝土小型空心砌块墙体和2片不开窗洞墙体的水平低周反复荷载试验,研究了节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析了墙体的滞回特性、延性、耗能能力,刚度退化曲线等抗震性能,同时,考察了墙体外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理,探讨了不同构造措施以及开窗洞对墙体抗震性能的影响。研究结果表明:复合混凝土小型砌块砌体从开始加载到最终破坏,砌块保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉结筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作,此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大。     

Pre-shear effect on liquefaction resistance of a Fujian sand

Pre-shear history has been shown to be a critical factor in the liquefaction resistance of sand. By contrast to prior experimental studies in which triaxial shear tests were used to examine the effects of pre-shear on the liquefaction resistance of sand, hollow cylinder torsional shear tests were used in this study to avoid the influence of the inherent anisotropy that is inevitably produced during the sample preparation process because of gravitational deposition. A series of cyclic undrained shear tests were performed on sand samples that had experienced medium to large pre-shear loading. The test results showed that the liquefaction resistance of sand can be greatly reduced by its pre-shear history, and a pre-shear strain within the range from 0.1% to 5% can cause sand to be more prone to liquefaction. During the cyclic shear tests, the samples that had experienced pre-shear loading exhibited different behaviors when cyclic shear loading started in different directions, i.e., the clockwise direction and the counterclockwise direction. If the cyclic loading started in the identical direction as the pre-shear loading, then the mean effective stress of the sand was almost unchanged during the first half of the loading cycle; if the cyclic loading started in the direction opposite to that of the pre-shear loading, then the mean effective stress decreased significantly during the first half of the loading cycle. However, this anisotropic behavior was only remarkable during the first loading cycle. From the second cycle onward, the speeds of the decrease in the mean effective stresses in the two types of shear tests became similar.     

综合管廊横向振动台试验设计

在基于文献调研及综合考虑试验目的、试验条件、试验经费的基础上对于综合管廊横向振动台试验进行详细设计。首先,对于试验中所需的振动台、模型箱、测试元件等试验设备进行设计与选择。其次,对于试验中两大主要方面:模型相似比和模型配筋进行研究。在相似比设计中依据Bockinghamπ定理以加速度、密度、弹性模量、长度这4个参数为基本量,考虑采用忽略重力模型,从而推导出其余相似比。模型配筋设计中由于无论单层综合管廊还是双层综合管廊原型结构配筋均较为简单同时考虑受力的合理性,本次配筋采用等面积配筋率原则。再次,基于地下结构地震反应特点选用El-Centro波、Kobe波、Taft波,试验加载采用分段逐次加载,并给出详细的加载制度。最后,基于前期二维模型的数值模拟,给出单层及双层综合管廊的测试元件布置图。