传统农居砌体抗剪性能试验研究

砖砌体结构是农村传统农居建筑的主要结构形式,如何精确评价其抗震能力具有重要的研究意义。目前既有传统农居中,20世纪80、90年代砖砌体结构仍是其重要的组成部分。为研究既有传统砖砌体结构的抗剪性能,首先对水泥砂浆、白灰砂浆、炉渣砂浆、黄泥砂浆4种典型砂浆开展抗压强度试验;然后对4种典型砂浆砌筑的砌体进行沿通缝抗剪强度试验,通过与传统老旧红砖砌体抗剪强度的平均值和公式值进行对比,对砌体抗剪强度计算公式进行修正后得到修正公式;最后对比修正值、标准值和设计值,对传统农居进行准确的砖砌体抗剪强度评估。本项研究主要为传统农居砖砌体结构的抗震性能评估、抗震加固以及抗震设计提供技术支持与科学依据。     

Shaking table tests on a masonry building monitored using smart bricks: Damage detection and localization

The seismic behavior of unreinforced masonry buildings is typically characterized by premature brittle collapse mechanisms that can cause serious consequences for the protection of human lives and for the preservation of historical and cultural heritage. Structural health monitoring can be a powerful tool enabling a quick post-earthquake assessment of the structure's performance, but its applications are still scarce as a consequence of the severe limitations affecting off-the-shelf sensing technologies, in terms of local nature of the measurements, costs, as well as long-term behavior, installation, and maintenance. To overcome some of these limitations, the authors have recently proposed a new sensing technology, called “smart brick,” that is a durable clay brick doped with stainless steel microfibers, working as a smart strain sensor for masonry buildings. This paper presents the first full-scale application of smart bricks, used for detecting and localizing progressive earthquake-induced damage in an unreinforced masonry building subjected to shaking table tests. Smart bricks are employed to detect changes in load paths on masonry walls, comparing strain measurements acquired after each step of the seismic sequence with those referring to the undamaged structure. Experimental results are interpreted using a 3D finite element model built to reproduce the shaking table tests. Overall, the results demonstrate that the smart bricks can effectively reveal local permanent changes in structural conditions following a progressive damage, therefore being apt for earthquake-induced damage detection and localization.     

隧道衬砌冻胀压力问题研究

冻胀压力的量值和分布不仅取决于围岩的性态和气象条件,而且同衬砌结构的材料、刚度以及施工质量密切相关,从岩石和土层两种围岩中衬砌承受冻胀压力的机理出发,探讨其计算方法.通过计算分析,对寒冷地区隧道衬砌的设计和施工提出了若干建议.     

洞室和围岩温度对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力影响研究

以溪洛渡无压泄洪洞为研究对象,采用三维有限单元方法对不同洞室环境温度和围岩温度情况下的施工过程进行仿真模拟,通过比较底板、边墙和顶拱不同衬砌部位的最高温度、最大内表温差、最低温度、早期和冬季最大拉应力等,对洞室环境温度和围岩温度的变化对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力,以及温度裂缝发生、发展与控制的影响进行分析。结果表明,洞室气温和围岩温度对衬砌混凝土的温度场和应力场均有明显的影响。在冬季施工衬砌混凝土更容易产生早期裂缝,夏季施工时既要防止早期裂缝,也要注意防止冬季裂缝。围岩温度低时,衬砌围岩侧混凝土拉应力明显增大,但对表面和中心的应力影响很小,因而对温度裂缝的发生影响很小。研究成果为隧洞工程衬砌混凝土的设计和施工提供有价值的参考。     

川西前陆盆地上三叠统须家河组成岩相研究

通过成岩分析,将川西前陆盆地须家河组储层分为压实-压溶成岩相、碳酸岩胶结交代成岩相、粘土矿物（伊利石）胶结交代成岩相、绿泥石环边胶结成岩相、不稳定组分溶蚀成岩相和破碎裂缝成岩相、石英次生加大成岩相、有机质充填成岩相等8种单因素成岩相,并从构造、沉积和成岩作用三类储层要素入手分析其成因及展布,在此基础上划分出须家河组综合成岩相。冲断带发育的压实-破碎-硅质胶结成岩相、近前渊三角洲相砂体中发育强压实-溶蚀-绿泥石衬边胶结成岩相和前隆带三角洲相中发育的中压实-溶蚀-绿泥石衬边胶结相均可形成较好的储层。     

带裂纹隧道二次衬砌承载能力的平面有限元计算分析

以平面有限元位移法分析了带裂纹隧道二次衬砌裂纹尖端的应力强度因子及衬砌承载安全系数,其中主要考虑了裂纹深度、宽度及条数的影响。从计算结果得知,随着裂纹深度、条数的增加,应力强度因子增大,衬砌承载安全系数减小,而裂纹宽度的影响不太明显。     

深埋单线铁路隧道衬砌高水压分界值研究

作用在隧道衬砌上的水压力多大称为高水压？隧道工程界一直没有明确的分界值。以单线铁路隧道标准设计图为基础,以不用改变标准设计断面形状为原则,采用平面有限元方法计算和分析了衬砌的安全系数能否满足规范要求,研究了隧道衬砌高水压分界值。研究结果表明：单线铁路隧道直墙式衬砌高水压第一分界值为0.05～0.10 MPa,第二分界值为 0.18 MPa;曲墙式衬砌高水压第一分界值为0.20 MPa,第二分界值为0.40 MPa。水压力较大时,水压力成为衬砌结构上的主要荷载,高水压力分界值与围岩级别的关系不大,而与衬砌断面形状关系密切,曲墙式衬砌承受水压力的能力远远超过直墙式衬砌。单线铁路隧道按标准设计断面如果要承受水压也是有限的,超过40 m的静水头最好采取其它优化型式的断面。     

我国寒区输水工程研究进展与展望

由于极端寒冷和其他复杂环境条件, 寒区输水工程容易发生冻害, 威胁其供水能力和安全保障。通过综述寒区输水工程研究的文献和进展, 概括冻害现象、 冻害原因、 研究方法以及防治措施, 提出未来需要研究和应对的问题。寒区输水工程冻害现象主要表现为衬砌破坏, 防渗保温层破坏, 接缝止水材料脱落, 渠道基土流失、 滑塌、 冰塞和漫堤等; 引起冻害的原因主要为冻胀、 冻融循环、 不良地质条件、 不合理施工和管理等; 研究方法方面通常从衬砌优化设计和基土水热力分析展开; 防治措施主要有基土换填, 铺设防渗保温层和排水等。目前研究中的不足主要表现在衬砌受力分析模型过于简化, 对不同防渗保温措施缺乏定量研究, 水热力分析时未考虑输水渠道特殊条件以及缺乏冬季延长输水时间管理的科学方法等问题。     

移动环形荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧洞动力响应研究

基于Biot理论,研究了饱和土中带有衬砌的圆形隧洞在移动环形荷载作用下的动力响应。假定衬砌为弹性体,土体为饱和多孔介质,引入两类势函数来表示土体、孔隙水和衬砌的位移,使隧洞的控制方程解耦。结合边界条件及连续条件,通过傅立叶变换得到频率-波数域中衬砌和土体的应力、位移和孔隙水压力解答,最后用傅立叶积分逆变换得到时-空域中的数值解。计算并比较了3种隧洞模型（弹性土体隧洞、饱和土体隧洞和饱和土衬砌隧洞）的动力响应分析。数值分析结果说明：（1）移动荷载速度对3种隧洞动力响应均具有较大影响;（2）弹性土体隧洞和饱和土体隧洞的动力响应具有明显区别,所以在富水地区的隧洞动力响应中土体应该视为饱和土体;（3）衬砌对隧洞动力响应有较大影响,故隧洞的动力分析中不能忽略衬砌作用。     

Q2饱和黄土隧洞围岩变形特征研究

Q₂饱和黄土含水率高,强度低、变形大。饱和黄土隧洞围岩变形破坏一直是工程界关心和亟待解决的问题。利用隧洞围岩收敛变形、二次应力场监控量测与数值分析,获取隧洞围岩动态综合信息,研究在一次支护条件下,隧洞围岩的收敛变形和应力变化特征。结果显示,隧洞围岩收敛变形和应力在最初的10~15天呈线性快速增长趋势。后期,收敛变形随时间呈非线性增加,受一次衬砌的限制,其变形在隧洞开挖30~40天后渐趋于稳定,但应力持续增加,反映Q₂饱和黄土隧洞围岩具有显著的时效特性。为避免隧洞围岩压力过大,造成隧洞围岩及支护破坏,建议在开挖后30~40天施作二次衬砌。