摘要：温度变化对土体性质和行为的潜在影响已成为许多岩土工程设计和应用的重要组成部分。针对粉土中孔压静力触探试验(piezocone penetration test,简称CPTu)的温度效应及部分排水状态,提出了基于小孔扩张理论的计算模型和分析方法。采用一种能够表征粉土强度温度效应的本构模型,给出了完全不排水和排水条件下的解析解;以Bourke粉土为例,分析了温度对扩张压力的影响,揭示了扩张压力随温度升高而减小的规律。采用一种线性映射方法给出了部分排水条件下的小孔扩张半解析解,并基于物理模型试验的结果得出了排水状态与温度的相关关系,建立了考虑粉土温度效应与排水状态的CPTu计算模型。研究了不同贯入速率下温度对CPTu测试结果的影响,结果表明,温度升高导致锥尖阻力与锥肩孔压减小,且变化幅度随超固结比的增加而增大,通过试验结果与计算模型预测结果的对比验证了模型的可靠性。

摘要：为了提高建筑外围护结构施工效率及解决传统外保温系统长期存在的易脱落和易着火问题,提出了一种集保温和建筑模板于一体的岩棉复合保温外模板(RW-CIEF)体系。RW-CIEF由内到外依次为内侧加强层、岩棉保温芯材、黏结层、保温过渡层以及外侧加强层。以哈尔滨市为例,基于全寿命周期成本(life cycle cost,C lc)确定了岩棉保温芯材的最佳厚度。采用有限元分析与理论计算相结合的方法探求了RW-CIEF在工程中的可行性,分析了RW-CIEF的抗弯性能、施工承载力及温度效应下的应力和变形,讨论了开槽形式、开槽宽度、开槽深度以及开槽间距对RW-CIEF抗弯性能的影响。结果表明:RW-CIEF的抗弯性能理论计算结果与有限元分析结果有较高的一致性;开槽处理可有效提高RW-CIEF的抗弯性能,综合抗弯性能、热工特性及加工角度,建议开槽形式选用对应开井字槽或对应开纵槽,开槽深度和宽度均为10 mm,开槽间距为150 mm;设计的RW-CIEF满足施工承载力,可保证外围护结构保温工程施工质量;由温度效应产生的最大拉应力和压应力均未超过RW-CIEF的外侧加强层承载力,反映出RW-CIEF出现夏季空鼓或冬季开裂现象的可能性极小。提出的RW-CIEF体系可为外围护结构保温工程及建筑模板工程未来研究方向提供一种新的思路和方法。

摘要：针对公铁两用悬索桥运营期温度效应引起桥梁线形和轨道长波不平顺问题,根据桥梁健康监测系统实测环境、结构温度和主梁挠度,采用经验小波分解方法和FastICA盲源分离算法,将实测主梁挠度分解为温度长周期和短周期效应,建立不同周期温度效应与环境温度的线性关系。结果表明,温度长周期效应引起结构的整体升降温,是主梁线形变化的主要影响因素,每摄氏度环境温度变化主梁跨中挠度变化30 mm以上;温度短周期效应引起结构的非均匀温度场,对主梁线形的影响较小,每摄氏度环境温度变化主梁跨中挠度仅变化5 mm左右;夏季和冬季温度短周期效应对主梁跨中的影响较大,春季和秋季次之。基于夏季和冬季现场试验,采用全站仪对主梁线形进行短期监测,并利用铁路天窗点通过静力水准仪实测同一时刻主梁和轨道线路绝对高程,研究环境温度对桥梁、轨道线形及线路不平顺的影响。现场实测结果表明,轨道绝对高程相对于桥梁绝对高程具有良好的跟随性,可采用主梁线形代替轨道线形。温度作用对轨道线路不平顺有影响,环境温度短期升降温对千米级公铁两用悬索桥的运营性能有一定影响,这主要是由于桥梁线形变化带动桥上轨道线路。通过数值算例,模拟夏季和冬季极端环境条件对轨道长波不平顺弦测值的影响,冬季、夏季大幅降温、升温均对桥上轨道线路平顺性有较大影响,工务作业中需要重点关注冬季大幅降温对轨道运营性能的影响。

摘要：为研究温度效应对小半径曲线桥梁轨相互作用的影响,以某小半径有轨电车曲线桥为背景,建立考虑无缝线路线形的线-桥-墩一体化空间有限元模型并进行验证。分析并对比直线桥与小半径曲线桥梁轨相互作用规律,研究了整体升温工况与局部升温工况下小半径曲线桥钢轨伸缩附加力、桥梁墩顶横向力和纵向力的大小及其分布规律,提出3种扣件布置方案并从减小钢轨伸缩附加力的角度进行对比。研究结果表明:相较于直线桥,整体升温情况下小半径曲线桥上钢轨横向位移及墩顶横向力均较大;对于小半径曲线桥,整体升温情况下,随着桥梁温度的升高,钢轨的伸缩附加力逐渐增大;采用整体升温工况进行设计检算时,钢轨所受伸缩力及墩顶纵向力与局部升温工况相比结果偏大;相较于铺设常阻力扣件,铺设小阻力扣件可以明显减小钢轨伸缩附加力,但纵向阻力过小容易导致钢轨折断时断缝过大。研究结果可以为有轨电车小半径曲线桥上无缝线路的设计提供理论参考。

摘要：针对土压盾构在黏性地层中掘进时普遍会遇到刀盘结泥饼的问题,对现有的直剪试验装置进行改进,设计可控升温装置,开展不同竖向压力、界面温度下不同含水率黏性土的黏附强度变化规律研究,并基于水膜理论分析黏土的黏附机理。结果表明:黏土的黏附强度由水分张力决定,水分张力越大,则土的黏附强度越大;影响水分张力的因素主要为接触水环数量、温度、基质势。试样黏土的黏附强度随着含水率的增大表现为先增大后减小的变化规律,含水率约为25%时达到黏附强度峰值;界面温度对黏土黏附强度的影响取决于接触水环数量、温度、基质势变化趋势,当接触水环数量、温度削弱黏附强度的趋势大于基质势促强黏附强度的趋势,黏土黏附强度减小;当接触水环数量、温度削弱黏附强度的趋势小于基质势促强黏附强度的趋势,黏土黏附强度变大;随着竖向压力的增大,黏附强度呈线性增长趋势。

摘要：温度效应对于桥梁结构安全使用具有重要影响,也经常成为组合结构桥梁设计中的控制因素。为探究桥塔在服役阶段受到的日照温度效应影响,推动组合结构桥梁设计方法进步,以张靖皋长江大桥钢箱-钢管约束混凝土桥塔为例,对其开展试验与模拟研究。首先,开展桥塔结构缩尺模型暴晒试验,测量晴朗天气下的结构关键位置温度与脱空结果,得到该结构在日照辐射作用下的温度场基本分布与变化规律,并通过有限元温度场计算方法模拟再现了暴晒试验中的温度结果。试验结果表明:外部钢箱对内部的受力结构起到了温度保护效应,避免了日照导致的钢管混凝土界面脱空,有限元计算结果与试验数据基本吻合,从而验证了有限元分析方法的有效性。其次,建立实际索塔结构的整体模型,分析并提取了实际结构在夏至日和冬至日的日照轨迹、温度时程与温度分布结果,并对截面两侧的温度差值进行了双因素的综合敏感性分析。结果表明:在一天中随着日照方向的不断变化,桥塔不同方向的钢箱壁板会轮流升温,内部的钢管混凝土结构温度主要与环境温度相关。再次,总结出了钢箱-钢管约束混凝土组合桥塔的温度梯度模式,采用多段折线的方式进行简化分析。最后,基于以上日照温度效应的分析,给出了面向组合结构桥梁设计阶段的几点建议。

摘要：大跨度空间结构温度效应明显,对于地处干旱、大温差、太阳辐射强等西北特殊环境下的受力性能分析,需根据结构所处实际环境来确定温度作用的取值.以民勤文化体育中心为研究对象,首先确定结构的温度作用取值,其次采用MIDAS/Gen有限元软件对其钢结构屋盖进行温度作用分析,并将均匀温度作用与非均匀温度作用对结构的影响进行对比.结果表明:该地区修正后的基本最高温度为41℃,基本最低温度为-30℃;相较于升温作用,负温差对于空间结构的挠度控制产生不利影响;非均匀温度作用最大应力和变形超过了均匀温度作用,在结构设计及施工中,应予以考虑.本研究可为大跨度钢屋盖在特殊环境下的温度效应分析提供参考.

摘要：针对一种边界不等高椭圆形复合式索穹顶结构体系,制作了1:15的缩尺模型,通过模型试验和ANSYS数值模拟分析,研究了温度作用下的脊索、斜索、环索索力以及结构位移响应,并将数值模拟与试验结果进行了对比分析,分析了出现误差的原因.在此基础上,分别考虑初拉力水平和外荷载水平,对温度作用下复合式索穹顶的结构响应进行了参数化分析.结果表明:适当提高初拉力水平能够降低结构对温度作用的敏感程度,但过大的初拉力水平对结构温度效应的影响不明显,反而会给节点承载力和构造提出更高的要求;适当增大外荷载可以降低结构对温度的敏感程度,但效果不明显,因此在工程中应首先考虑适当提高初拉力水平来降低温度效应的影响.

摘要：为研究温度效应对斜拉桥拉索张拉过程中索力损失的影响,依托浙江省嵊州市小砩桥工程,采用Midas civil软件建立全桥有限元模型,结合拉索张拉过程中的索力和塔梁位移等实测数据对斜拉桥拉索张拉过程中的索力损失进行了研究,分析了温度对于张拉索力损失的影响机理。研究结果表明,温度效应会导致斜拉桥主塔、主梁、索体三者的变形不协调,进而导致拉索索力的不均匀损失。基于研究结果提出了斜拉桥拉索张拉的适用环境条件建议,为同类型斜拉桥的设计和建造提供了重要参考。

摘要：以亚沟枢纽互通G匝道桥作为依托工程,采用有限元数值分析方法对混凝土小箱梁桥在各国规范规定的温度梯度模式下进行仿真模拟,研究混凝土小箱梁桥在不同温度梯度模式作用下顶板、腹板和底板温度效应的分布规律,得出各国规范对于桥梁温度梯度模式方面规定的差异性。研究结果表明:在不同的温度梯度模式下,混凝土小箱梁桥的顶板、腹板和底板产生的正截面法向温度效应差异较大;沿梁长方向,边跨各截面产生的温度应力波动幅度较大,而中跨各截面产生的温度应力趋于相同;各国规范规定的竖向温度梯度荷载对混凝土小箱梁桥作用后产生的温度效应曲线之间存在规律性。可对类似混凝土连续组合小箱梁桥温度效应的计算提供参考。