摘要：为实现UHPC结构在房屋建筑中的应用,提出了一种全预制拼接槽形UHPC梁,该梁截面呈槽形,带螺栓肋且肋上设贯通螺栓孔,梁柱可由两片槽形带肋梁正拼接和反拼接形成工字形和回字形两种梁、柱全装配式组合连接模式.为研究全预制拼接槽形UHPC梁的抗弯抗剪性能,共完成3根梁抗弯试验,分别为现浇工字形梁、回字形拼接梁、工字形拼接梁.通过抗弯试验发现,拼接梁的刚度略高于现浇梁,而反接槽形拼接梁的抗弯承载力高于现浇梁,以此证明UHPC拼接梁的抗弯性能优于UHPC现浇梁.为研究工字形拼接梁的抗剪性能,设置了不同剪跨比和箍筋间距,通过正交试验设计完成了9根反拼接槽形拼接梁的抗剪试验研究,获得开裂和破坏荷载、变形和裂缝分布规律等.通过抗剪试验发现,在箍筋间距相同时,工字形拼接梁随剪跨比由1增大为2、3,破坏模式由斜压破坏转变为剪压破坏;对于有腹筋梁,箍筋间距相同时,剪跨比越大,槽形拼接梁承载力越低,延性越大,且有腹筋梁的箍筋对主裂缝的发展具有有效的约束作用.

摘要：为了研究拼缝构造对密拼预应力钢筋混凝土叠合板受力性能的影响,提出一种增强型密拼缝构造,并设计了3组叠合板试件的抗弯性能试验.试验对各组试件的承载能力、刚度、破坏形态、裂缝和变形性能进行系统性研究,并分析拼缝叠合板的拼缝传力性能和预应力叠合楼盖的双向受力特性.试验结果表明:增强型密拼缝连接能够提高叠合板的垂直拼缝方向的抗弯刚度,其承载能力接近于现浇板,同时能够保证拼缝处力的有效传递;拼缝板试件破坏时拼缝位置的裂缝形态较好,且未发生沿叠合面的撕裂破坏;预应力叠合单板的承载能力及变形性能均较好.预应力叠合楼盖的受力性能试验进一步表明:采用该种增强型拼缝构造的叠合板能够进行双向传力,基于虚功原理建立预应力叠合楼盖极限承载力公式,极限荷载计算值与试验值吻合较好,验证了假定的塑性铰线模式的合理性;利用条带法再次验证了预应力叠合楼盖的双向受力性能.

摘要：为明确正交异性钢桥面板(OSD)构造细节的轮载局部应力效应及受力特征,开展了横桥向3个典型工况的货车加载试验和有限元分析,记录了货车低速通行下OSD构造细节的应力时程,研究了构造细节轮载应力行为和机理。研究表明:OSD构造细节轮载局部应力效应显著,构造细节的明显加载效应局限在横桥向轮载中心两侧各1倍纵肋中心距范围,表明OSD疲劳研究无须考虑货车左右轮或相邻车道货车并行的叠加效应。在显著局部应力范围内,货车每个车轴在纵肋-面板(RD)构造细节产生一个应力循环;跨肋式是RD、纵肋-横隔板(RF)焊缝和弧形切口(Cutout)构造细节横桥向最不利轮载位置。轮载作用下沿横桥向,RD面板侧以面板受纵肋腹板支承的连续梁受力为机理,纵肋侧以RD两侧面板和纵肋的弯矩平衡受力为机理;纵肋-横隔板纵肋侧(RF-R)构造细节以横隔板支承的连续梁支点负弯矩受力为机理;纵肋-横隔板横隔板侧(RF-F)构造细节以位于横隔板腹板上方受压为机理;弧形切口细节以空腹桁架竖杆受压为机理。明确的轮载应力局部范围和机理,能简化OSD结构疲劳有限元分析,有助于改善OSD结构抗疲劳设计。

摘要：文章对长沙市中密砂砾-粉质黏土地层中某基坑开挖进行了现场地表沉降和支护结构位移的实测分析,利用有限差分程序建立了考虑建筑结构-地基-支护体系相互作用的三维数值模型,结合考虑加卸载路径的土体塑性硬化本构关系较好地模拟了开挖诱发的地层变形。在通过现场实测数据验证了数值模型合理性的基础上,对桩锚支护深基坑开挖影响下的地层位移、围护结构变形以及近邻浅基础建筑结构变形内力等进行了系统分析。分析结果表明:依托工程所采用的桩锚支护设计及施工方案能较好地控制地层变形并保障近邻既有建筑物的安全。锚索预应力的传递可导致地表出现隆起,基坑开挖引起的地表差异沉降会导致建筑物出现轻微偏转,引起基础下地基附加应力重分布,进而加剧差异沉降。基坑开挖后建筑结构柱附加弯矩趋向于集中在框架底层,建议类似工程中将安全监测重点可布置在紧临开挖侧的低楼层板柱连接处。对于基坑诱发变形的预测有必要考虑建筑物与地基的共同作用,忽视共同作用则有可能低估基坑开挖引起的建筑物差异沉降而造成潜在安全风险。

摘要：为探究不同工况下斜坡段基桩的水平动力响应特性,设计并开展7组模型试验,分析不同斜坡坡度、水平荷载幅值及循环次数下桩顶水平位移及弯矩的分布规律。研究结果表明:桩顶水平位移随循环次数增加而持续增大,但其增长速率却逐渐减小;随着循环次数增加,P-Δ效应对桩顶水平位移的影响逐渐变大;当循环次数n100时,桩顶水平位移上、下包络线之间的差值保持不变且该差值与斜坡坡度及荷载幅值均成正相关;水平循环荷载下桩顶水平位移均为对应静荷载下桩顶水平位移的2.40倍以上,且该比值与水平荷载幅值呈正相关;随着循环次数增加,桩身弯矩逐渐增大,表明桩前土体开始弱化;随着斜坡坡度由30°增加到60°,桩身弯矩随循环次数增加而出现显著变化的范围z/l由0.40增加到0.64,表明桩前土体弱化的深度范围与斜坡坡度呈正相关;基桩承载性能与斜坡坡度、水平荷载幅值及循环次数均呈负相关;以静荷载下桩顶水平位移为基础,提出了可考虑斜坡坡度、水平荷载幅值及循环次数影响的桩顶水平位移拟合公式,计算数据与实测数据相比,相对误差在10%以内,该拟合公式适用于较大的竖向荷载与水平循环荷载共同作用下的斜坡段基桩桩顶水平位移的计算。

摘要：为探明栓钉间距对钢-UHPC轻型组合桥面结构受力性能的影响规律,完成了3个钢-UHPC组合梁试件变幅疲劳试验,主要试验变量为栓钉间距(100 mm、150 mm、300 mm).在疲劳试验中,重点考察了栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响,并关注了栓钉焊趾处钢面板受拉-短栓钉受剪耦合作用下的疲劳性能;而在疲劳后的剩余承载力试验中,探明了栓钉间距对疲劳后UHPC裂缝发展规律及抗弯承载力的影响.疲劳试验结果表明,当栓钉间距为300 mm时,单位荷载下的钢-UHPC界面滑移明显高于其他两个试件,但在疲劳加载过程中,界面滑移增长并不明显;对于U肋受压区底板应变,当栓钉间距为100 mm和150 mm时,整个疲劳试验过程无明显变化,而当栓钉间距为300 mm时,应变呈现微小的增大趋势;为分析试件中栓钉根部的钢面板拉-剪耦合疲劳受力状态,基于《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》(JTG/T D64-01—2015)中的计算方法进行了分析,结果表明,该方法能够获得偏保守的计算结果.此外,疲劳后的剩余承载力试验表明,栓钉间距越小,试件的塑性变形能力越强,截面的抗弯承载力相应提高.分别按弹塑性理论和塑性理论计算了试件的剩余承载力,发现试件虽然经历了疲劳加载,但测承载力仍大于计算承载力,且基于塑性理论的计算结果更接近实测结果.

摘要：低温抗裂性能是沥青路面最重要的路用性能之一,沥青路面材料抗裂设计需要选择合适的指标表征并量化沥青混凝土低温抗裂性能。基于断裂力学理论,采用沥青混凝土半圆弯曲试验,研究5个抗裂性能指标:应力强度因子、J积分、断裂能、柔性指数和抗裂指数以及5个指标对沥青混凝土低温抗裂性能的评价效果。对比分析这5个指标的特点,并使用统计方法分析指标的评价效果。试验结果显示:−24℃时的柔性指数值均为0;在−24℃时不同类型的沥青混凝土断裂能的变化范围为256.6~523.5 J/m^(2),而J积分的变化范围为32~−466.8 J/m^(2),断裂能的变化范围约为J积分变化范围的50%。统计结果显示:各个断裂指标的变异系数普遍高于10%;各指标−24℃时的变异系数低于0℃时的变异系数;加载速率对各个断裂指标变异性并没有明显影响;公称最大粒径为25 mm的沥青混凝土呈现出比9.5 mm的沥青混凝土更高的变异性。研究结果表明:J积分能够更好地区分具有不同特征的沥青混凝土;应力强度因子、柔性指数和抗裂指数对加载速率的敏感性高于断裂能和J积分;试验温度对5个沥青混凝土低温抗裂性能评价指标存在显著影响;柔性指数的变异性高于其他4个指标。

摘要：压力注浆锚杆在隧道、边坡、基坑等支护工程中应用广泛。为了预测锚杆在不同注浆压力下的锚-土界面黏结强度,将锚-土界面法向应力的发展过程分为2个计算阶段:压力注浆时锚孔扩张半径的计算和浆液硬化后界面法向应力的计算。在计算时,将锚孔扩张过程视为无限土体中的瞬时圆孔扩张问题,考虑塑性区土体服从统一强度准则,推导出压力注浆时锚孔扩张半径解答;然后,考虑土体的时变特性,引入黏弹-塑性圆孔扩张理论,采用Merchant模型推导出浆液硬化后界面法向应力随时间衰减的解答;最后,基于库仑抗剪强度公式,建立了压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法。为了验证所提计算方法的可靠性,采用自制的锚杆微元体压力注浆装置,制作了3种不同注浆压力下的锚杆试样并开展了拉拔试验。将获得的试验结果与所提理论计算结果进行对比,并结合已有的压力注浆土钉拉拔试验结果进一步验证。结果表明:提出的压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法能够准确的预测试验数据,可为工程设计提供参考。最后进行了参数分析,结果表明:锚-土界面黏结强度与注浆压力呈线性关系,注浆压力增大能有效提高锚杆的承载性能;锚-土界面黏结强度随着复合模量的增大呈现非线性增加。

摘要：大跨度斜拉桥黏滞阻尼器的参数设计通常基于特定地震波的单一构件性能优化,未考虑地震动随机性的影响,以及构件间的相对损伤情况。针对上述问题,提出基于易损性和响应面的参数优化方法:以一座大跨斜拉桥为例,采用OpenSees建立非线性动力模型,基于易损性分析理论评估不同黏滞阻尼器参数下的斜拉桥抗震性能,利用响应面拟合阻尼器参数与易损性的非线性函数关系,以系统易损性最小、损伤路径合理为目标进行参数优化。结果表明:速度指数一定时,随着阻尼系数的增大,各支座的抗震性能单调递增,桥塔和斜拉索的抗震性能先增后减,过渡墩和辅助墩的抗震性能变化很小,基本不受阻尼器参数的影响;斜拉桥黏滞阻尼器的最优参数是桥塔与支座抗震性能综合最优的结果;未优化构件损伤路径所得参数的系统抗震性能更优,但损伤路径并不合理,会高估斜拉桥的实际抗震表现。

摘要：为研究超高性能混凝土(UHPC)与高强钢筋的黏结性能,设计并制作69个试件,通过拔出试验研究UHPC强度、纤维体积率、纤维尺寸形状、保护层厚度、黏结长度、加载方式和黏结段位置对黏结性能的影响。结果表明:试件的主要破坏形态包括拔出破坏、钢筋拉断和劈裂破坏,高强钢筋与UHPC界面的黏结强度随UHPC抗压强度、纤维体积率和长径比以及保护层厚度的增加而增大;纤维的掺入对高强钢筋与UHPC黏结强度提高作用明显;当纤维体积率从1%增长至3%,长径比从35增加到100时,黏结强度分别提高了23%和16%;但纤维形状的变化对黏结强度没有明显影响;黏结强度随着UHPC抗压强度和保护层厚度的增大而显著增加,随着黏结长度增大而降低,当保护层厚度超过4倍钢筋直径时,增幅基本不变;当黏结段位于加载端时,受拉拔出加载试件黏结强度仅为受压加载的77%,黏结段越靠近试件中部,加载方式对黏结强度影响越小。基于试验结果,确定临界锚固长度计算式,提出高强钢筋与UHPC的黏结强度计算式,同时建立黏结应力-滑移本构关系模型。通过试验结果及公式计算结果对比可得,现有的普通混凝土黏结强度公式低估了高强钢筋与UHPC的黏结强度,建议的简化公式预测结果与试验结果吻合良好。