基于遗传算法的TMD参数优化研究

将遗传算法应用于结构被动减振装置的参数优化之中,提出了优化方法以及数学模型。以控制一个大跨度钢桁架连廊的人致振动为工程实例,通过Matlab编写算法主程序,利用有限元进行循环计算,实现对STMD系统的刚度、阻尼参数以及MTMD系统的位置组合的优化。结果表明:在TMD系统中应用遗传算法寻优得到的最优参数比Den hartog定点理论计算出的最优参数减振率提高2.7%,在MTMD系统中最优的布置方式比均布布置方式对中心频率的减振率能提高2.2%,同时也说明了遗传算法在TMD减振系统优化中的可行性。

基于不同降雨强度的黄土边坡降雨入渗特性研究

以甘肃庆阳某均质黄土边坡为参照原型,建立了满足相似条件的室内模型边坡,进行了不同雨强下的边坡降雨入渗试验,得到了不同雨强下降雨入渗规律和冲刷规律。研究结果表明:在边坡不同位置处降雨入渗速率不同,呈现出坡顶入渗速率最快、坡脚次之、边坡中部最慢的特点;且边坡不同位置处降雨入渗深度亦不同,表现为坡脚入渗深度最大,坡顶次之、边坡中部最小;小雨条件下边坡降雨入渗深度在10~15 cm,中雨条件下降雨入渗深度在15~25 cm,大雨条件下降雨入渗深度在18~35 cm,暴雨条件下降雨入渗深度在20~40 cm。

锈蚀钢结构连接节点抗震性能研究进展

基于材料与连接构件层面,总结了近年来国内外既有试验研究及理论分析成果,主要包括腐蚀后的标准试件的单调拉伸、滞回性能退化分析,以及梁柱节点、框架结构的抗震性能研究,并给出了相应的力学性能退化模型,通过进行总结及对比分析后,为复杂环境下工程钢结构给出研究方向,同时也对我国工程结构的设计方法提供理论指导和参考依据。

基于双剪统一强度理论的挡土墙土压力计算

在工程实践中采用未考虑中间主应力对强度影响的经典的朗肯土压力理论来对挡土墙进行支护设计时往往存在误差较大的问题。文章基于双剪统一强度理论,将平面应变条件下的强度准则引入挡土墙土压力计算中,推导了基于双剪统一强度理论的挡土墙主动以及被动土压力计算新解。分析结果表明:中间主应力系数b对挡土墙的主动以及被动土压力值均有较大的影响,随着b值的增大,挡土墙主动土压力减小,墙后填土拉张区开裂深度增大,挡土墙被动土压力增大。因此,在工程应用中若能合理地考虑中间主应力对挡土墙土压力的影响,则会产生一定的经济效益。

不同雨强和坡比条件下黄土边坡降雨入渗研究

降雨诱发滑坡是我国黄土地区的主要地质灾害之一,为了给黄土边坡防护设计提供参考,采用室内边坡降雨模型箱,开展了2种降雨强度(中雨7.00 mm/d、大雨10.75 mm/d)和2种坡比(1∶0.5、1∶1)条件下的模型边坡降雨试验,实测边坡土体含水率、基质吸力及边坡形态变化情况,比较了不同降雨强度和坡比条件下降雨入渗的差异。结果表明:黄土边坡降雨入渗深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,降雨入渗速率坡顶最高、坡脚次之、坡中最低,雨水的入渗能力随着入渗深度增加而减弱;降雨结束后边坡湿润锋深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,即降雨入渗深度坡脚最大、坡顶次之、坡中最小,降雨强度越大边坡湿润锋深度越大,坡比越大边坡坡中降雨入渗深度越小;不同降雨强度和坡比条件下,边坡不同位置处基质吸力稳定值坡中最大、坡顶次之、坡脚最小,降雨强度越大基质吸力稳定值越小、相应的含水率越低、降雨入渗速率越高,坡比越小边坡坡中降雨入渗速率越高、入渗深度越大;降雨初期坡面未产生径流,随着降雨历时的延长,表土逐渐饱和、坡面产生径流现象,降雨强度和坡比越大边坡表层土体剥落越严重、坡面径流深越大。

基于不同坡比的黄土边坡大雨降雨入渗测试与比较

降雨是诱发黄土边坡失稳破坏的重要因素,加之黄土边坡形态各有其独特性,因此研究不同坡比条件下黄土边坡降雨入渗规律和机理是必要的。本文以甘肃某均质黄土边坡为原型,开展了3种坡比(坡比1∶1、1∶0.75、1∶0.5)条件下的大雨降雨边坡模型试验,测试了边坡土体含水率、基质吸力和湿润锋的变化,分析了不同坡比条件下降雨入渗过程和坡面冲刷现象,评价了不同坡比条件下降雨入渗规律的差异。试验结果表明:在边坡降雨入渗过程中,坡顶降雨入渗速率最快、坡脚较快、坡中最慢,且降雨入渗深度呈现出坡脚最深、坡顶较深、坡中最浅的特点;同时不同坡比条件下黄土边坡降雨入渗规律差异较大,以坡比1∶1边坡的体积含水率峰值作为参照条件,坡比1∶0.75、1∶0.5边坡在坡脚处含水率峰值分别增大7.3%、12.7%,坡中处含水率峰值分别减小0.8%、5.8%,且坡比越大的边坡,坡脚处含水率曲线越陡,坡中处含水率曲线越缓,表明随着坡比的增大,坡中降雨入渗速率越慢,坡脚入渗速率越快,且以坡比1∶1边坡坡中湿润锋深度作为参照条件下,坡比1∶0.75湿润锋深度减小5~10 cm,坡比1∶0.5湿润锋深度减小10~15 cm,说明坡比越大,坡中降雨入渗深度越浅;同时以坡比1∶1边坡坡面产流作为参照条件下,坡比1∶0.75、1∶0.5边坡的坡面产流分别增大11.1%、27.7%,表明随着坡比的增大,坡面径流现象越明显,冲刷作用越剧烈,坡脚淤泥层越厚。最后基于Geo-studio软件验证了模型试验结果的正确性。

基于统一强度的非轴对称荷载隧道围岩弹塑性分析

为了完善非轴对称荷载作用下隧道围岩的弹塑性分析方法,本文基于统一强度理论,推导了非轴对称荷载作用下隧道围岩应力及塑性区半径解析解。分析表明:隧道围岩弹塑性交界面上径向应力和切向应力均受屈服准则系数b的影响,呈现出随着b值的增大,弹塑性交界面上径向应力减小,切向应力增大的特点,以b为0时隧道顶板围岩径向应力作为参照,b为0.25、0.5、0.75和1时径向应力分别减小5.7%、9.8%、12.9%和15.4%;同时隧道围岩塑性区半径随着b值的增大而减小,以b为0时隧道顶板围岩塑性区半径作为参照,b为0.25、0.5、0.75和1时塑性区半径分别减小19.2%、29.8%、36.3%和40.8%。表明工程实践中基于Mohr-Coulomb强度理论往往偏于保守,若能不同程度地考虑中间主应力的影响具有重要意义。

引入环向压应力系数的竖井井壁空间被动土压力新解

若采用哈尔-卡门完全塑性准则,通过简化滑移线法求解的竖井井壁空间被动土压力值偏大,在工程应用中偏于保守。为了更加准确地计算竖井井壁的空间被动土压力值,引入一个环向压应力系数,对哈尔-卡门完全塑性准则进行修正,此时井壁围岩微元体上径向正应力最大、环向正应力次之、轴向正应力最小,并针对轴对称竖井围岩被动极限平衡状态开展分析,从而推导了一般环向压应力系数下竖井井壁空间被动土压力计算新解。分析表明:环向压应力系数对竖井井壁空间被动土压力有较大影响,呈现环向压应力系数越大、井壁空间被动土压力值越小的特点。建议在工程应用中,采用环向压应力系数为静止土压力系数的倒数时的竖井井壁空间被动土压力值。

基于统一强度理论的竖井井壁空间被动土压力计算

为了完善轴对称竖井井壁空间被动土压力的计算方法,本文基于统一强度理论,针对竖井围岩被动极限平衡状态开展分析,推导了竖井井壁空间被动土压力计算新解。分析表明:竖井井壁空间被动土压力随竖井深度呈非线性分布,同时统一强度理论中参数b和中间主应力参数m均对井壁空间被动土压力有较大影响,随着b值的增大,井壁空间被动土压力增大,且当m为1–sinφ_(0)时,井壁空间被动土压力为最大值。

开放教育SPOC+翻转课堂教学模式探索——以土木工程专业建筑力学课程为例

混合式教学模式是将传统教学与线上教学相结合,其包括的形式多种多样。比如微课、慕课、翻转课堂、SPOC,每种教学模式都有各自的特点,适用于不同的学习人群和不同的课程。仅以土木工程专业建筑力学课程为例,采用SPOC+翻转课堂的教学模式进行教学实践,探索这种混合教学模式的方法及预期效果,更好地促进开放教育教学模式的改革、发展和创新。

二次抛物线型强度准则下黄土主动土压力计算

为了解决基于Mohr-Coulomb强度理论求解出的黄土主动土压力往往偏离实际的问题,本文基于二次抛物线型强度准则,通过对墙后填土展开主动极限平衡状态分析,推导了基于二次抛物线准则的黄土主动土压力解析解。研究结果表明:基于二次抛物线型强度准则的黄土主动土压力呈非线性分布,在填土拉张区其主动土压力值小于朗肯主动土压力值,且基于二次抛物线型强度准则的填土拉张区开裂深度明显小于基于Mohr-Coulomb理论的拉张区开裂深度;在填土压剪区,填土深度越大则其所受围压越大,基于二次抛物线型强度准则的主动土压力明显大于朗肯主动土压力。因此,在应力水平较大或负应力水平时,基于二次抛物线型强度准则的黄土主动土压力更贴近实际。

不同雨强条件下黄土边坡降雨入渗特性模型试验研究

黄土高原是中国滑坡事故频发的重灾区,降雨是黄土边坡失稳的主要影响因素之一,因此了解降雨在黄土边坡内部的入渗规律和机理显得尤为重要。设计了室内边坡降雨模型箱和人工降雨系统,选取甘肃省庆阳地区一野外均质黄土边坡为研究对象,在满足相似理论相似前提的条件下,建立了室内缩尺的均质黄土边坡模型,进行了坡比为1∶1的边坡在4种不同雨强下的降雨入渗试验。试验通过对边坡的体积含水率和基质吸力全过程的监测,分析了模型边坡的降雨入渗规律以及基质吸力的变化特征,并比较不同雨强条件下模型边坡入渗规律之间的差异。试验结果表明:不同雨强条件下黄土模型边坡入渗深度均呈现坡脚最大、坡顶平台较大、坡中最小的规律,入渗速率则是坡顶平台最大、坡脚较大、坡中最小,且随着深度的增加,雨水入渗的能力逐渐减弱。随着雨强的增大,降雨入渗的深度越大,入渗速率越快,埋置同一深度处测点的体积含水率和基质吸力幅值变化越显著。

纤维再生混凝土材料力学性能试验研究

首先通过控制再生混凝土材料中纤维的种类,分析了纤维种类对再生混凝土材料力学性能的影响,然后采用正交试验的方法设计,分析了聚丙烯纤维直径、纤维长度和质量比对添加聚丙烯纤维再生混凝土材料性能的影响。研究结果表明:植物纤维和直聚丙烯纤维均可以抑制再生混凝土的破坏,曲聚丙烯纤维不能抑制再生混凝土的破坏;且植物纤维和直聚丙烯纤维可以增强再生混凝土的峰值强度和变形模量,随着养护时间的增加,植物纤维的增强效果减弱;同时聚丙烯纤维质量比对抗压强度和抗拉强度均有显著影响,聚丙烯纤维长度对抗拉强度影响显著,说明纤维质量比和长度是影响再生混凝土材料强度的重要因素。

浅析中国古建筑抗震设计

中国很多古建筑,历经多次地震,依然屹立不倒。本文主要从斗栱、大屋顶和柱架构造方面浅析古代木结构的抗震设计理念和设计细节。以柔克刚是古代木结构抗震的基本理念,榫卯连接、柱底浮搁等细节都是这一理念的完美体现。

考虑土体作用多层框架底层柱的等效法

针对工程实践中常遇到的,因地基持力层埋置相对较深或因对基础埋置深度有一定要求,而导致在地基土中埋置有一段较长的柱的情况,并为了降低底层柱的计算高度而在地面处设有纵横向梁(地梁)的框架结构,利用桩基工程中单桩在水平向力的作用下的部分特点,与埋置在地基土中较长柱在水平向力作用下的部分特点的相似性,通过地基土与地基土中柱的相互作用关系,折算出一个考虑了地基土体约束作用的等效柱.并取等效柱做为一个结构层,加入到整体框架结构中进行分析、计算的计算模型,来考虑地基土体对框架结构的约束作用.为基础埋置相对较深,而导致地基土中埋置有较长一段柱的框架结构的整体分析、计算,提供了一种思路和方法.

考虑土体作用多层框架底层柱的等效法

针对工程实践中常遇到因地基持力层埋置相对较深或因对基础埋置深度有一定要求,而导致在地基土中埋置有一段较长的柱的情况,并为了降低底层柱的计算高度而在地面处设有纵横向梁(地梁)的框架结构,利用桩基工程中单桩在水平向力的作用下的部分特点,与埋置在地基土中较长柱在水平向力作用下的部分特点的相似性,通过地基土与地基土中柱的相互作用关系,折算出一个考虑了地基土体约束作用的等效柱.并取等效柱做为一个结构层,加入到整体框架结构中进行分析、计算的计算模型,来考虑地基土体对框架结构的约束作用.为基础埋置相对较深,而导致地基土中埋置有较长一段柱的框架结构的整体分析、计算,提供了一种思路和方法.

高强度钢材腐蚀疲劳研究综述

分析了海洋环境、工业大气及酸雨环境下高强度钢材腐蚀行为和疲劳失效机理。从材料种类、腐蚀条件、荷载作用特征等方面,介绍了高强度钢材在环境腐蚀和疲劳荷载下试验研究现状,并对高强度钢材腐蚀疲劳研究的方向做出展望,为其后续理论分析、试验研究及实际工程应用提供依据。

基于Mogi-Coulomb强度准则的竖井井壁压力计算

合理选择岩土强度准则,对竖井井壁的土压力计算和支护设计具有重要意义。基于Mogi-Coulomb强度准则,对竖井围岩主动极限平衡状态开展分析,推导出了竖井井壁结构主动土压力新解,并将所得结果进行比较验证,得到了中间主应力系数对井壁结构主动土压力分布规律的影响情况。分析表明:竖井井壁结构主动土压力随竖井深度的增加,呈幂函数曲线分布。中间主应力系数b对竖井井壁结构主动土压力值有较大的影响:当0≤b<0.5时,井壁结构主动土压力随着b值的增大而减小;当0.5≤b≤1.0时,井壁结构主动土压力随着b值的增大而增大;且当b=0.5时,主动土压力为最小值。井壁土压力分布曲线呈现出以b=0.5处土压力为对称轴,呈左右对称分布的特点,较好地反映了岩土强度的中间主应力效应及其区间性。同时由于竖井井壁结构主动土压力具有环形土拱效应,使得井壁结构主动土压力小于朗肯主动土压力。因此在工程中,采用朗肯主动土压力会偏于保守,从而造成井壁支护材料的浪费。

二级边坡织物袋挡墙的侧向承载特性研究

在高速交通快速发展和低碳生活普及大众的背景下,作为生态型的织物袋护坡技术备受关注。为探究织物袋挡墙支护下二级边坡的侧向承载特性,开展了单坎型、L坎型及反坡L坎型条件下二级边坡侧向非均匀加载模型试验,通过测试分析发现二级边坡水平位移大于一级边坡,且土压力随着墙高的增加而增大;通过试验结果对比发现以单坎型支护边坡作为参照,L坎型及反坡L坎型支护的二级边坡坡顶拱起高度分别增大22.2%和59.3%,且二级边坡坡脚处土压力分别增大11.1%和19.2%,一级边坡坡脚处土压力分别增大24.7%和35.8%;通过破坏模式分析发现二级边坡先于一级边坡发生破坏,且二级边坡为滑动型破坏,滑裂面均为圆弧形。最后基于ABAQUS软件验证了模型试验结果的正确性。

地震作用下黄土滑坡离散元数值模拟研究

为了对地震荷载作用下黄土滑坡的运动滑移规律进行深入探究,采用离散单元法对甘肃黑方台滑坡进行了地震荷载作用下的滑坡体运动数值模拟研究。结果表明:地震荷载作用下黄土滑坡存在滑源区、流通区以及堆积区3个部分,滑源区的残积土结构相较于滑动前更加松散;且滑源区近坡面不同位置颗粒的滑动位移差异性较大,处于滑坡体前缘的颗粒位移量最大,处于滑坡体后缘的颗粒位移量较小,随着深度的增加,颗粒的位移量逐渐减小,且差异性较大。