Rapid Repair of Earthquake Damaged RC Interior Beam-wide Column Joints and Beam-wall Joints Using FRP Composites

This paper studies the seismic performance of FRP-strengthened RC interior non-seismically detailed beam-wide columns and beam-wall joints after limited seismic damage.Four eccentric and concentric beam-wide column joints and two beam-wall joints,initially damaged in a previous study,were repaired and tested under constant axial loads(0.1fc′Ag and 0.35fc′Ag) and lateral cyclic loading.The rapid repair technique developed,aimed to restore the original strength and to provide minimum drift capacity.The repair schemes were characterized by the use of:(a) epoxy injections and polymer modified cementitious mortar to seal the cracks and replace spalled concrete;and(b) glass(GFRP) and carbon(CFRP) sheets to enhance the joint performance.The FRP sheets were effectively prevented against possible debonding through the use of fiber anchors.Comparison between responses of specimens before and after repair clearly indicated reasonable restoration in strength,drift capacity,stiffness and cumulative energy dissipation capacity.All specimens failed with delamination of FRP sheets at beam-column joint interfaces.The rapid repair technique developed in this study is recommended for mass upgrading or repair of earthquake damaged beam-column joints.

基于电热耦合模型的宽温域锂离子电池SOC/SOP联合估计

准确的状态估计对于锂离子电池安全可靠运行具有重要意义,但由于非线性强,多参数耦合,实现宽温域多参数联合在线估计难度较大。考虑到温度影响,建立电热耦合模型,采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)在线辨识电池参数,通过电压及温度仿真验证了模型的准确性;然后针对无迹卡尔曼滤波算法(UKF)历史数据利用率低的问题,引入多新息理论(MI)改进UKF,改进后的算法在非电压平台区荷电状态(SOC)估计均方根误差不超过1.2%,相较于改进前误差降低了30%以上,并结合安时积分法设计切换算法,解决了MIUKF算法在磷酸铁锂电池电压平台区无法通过电压反馈修正SOC估计误差的问题,实现了宽温域复杂工况下全区间SOC的准确估计,在不同SOC初始值条件下验证了结合算法的准确性,均方根误差不超过3%,为峰值功率(SOP)估计提供了可靠的SOC值;最后将温度约束引入到SOP估计中,提出多约束条件下的SOP估计方法,结果表明在高温条件下,温度起到关键限制作用,可以防止电池温升过大,减少安全隐患。

温升作用下ECC 修复CRTSⅡ型板式无砟轨道 宽窄接缝的损伤机理

为了探究采用超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)修复宽窄接缝时,纵连板式无砟轨道宽窄接缝在整体温升荷载下的损伤演化规律,建立含层间内聚力和ECC宽窄接缝拉压非线性本构模型的CRTSⅡ型板式无砟轨道三维数值模型,分析宽窄接缝采用ECC和C55混凝土时轨道板与宽窄接缝层间损伤、宽窄接缝损伤的差异,研究不同ECC材料参数下宽窄接缝的损伤机理,提出了合适的ECC力学性能指标。结果表明:在50℃温升荷载作用下,相比于C55混凝土,常规ECC可使宽窄接缝总刚度损伤降低51%,受拉损伤因子降低88%,垂向位移减小34%;提高ECC抗拉和抗压强度均可以有效减小受压、受拉损伤因子及接缝纵向位移,ECC抗拉强度由3 MPa提高至5 MPa时,受压、受拉损伤因子降幅分别约45%、50%,ECC抗压强度由30 MPa提高至60 MPa时,受压、受拉损伤因子降幅分别约51%、44%。建议采用ECC修复宽窄接缝损伤时,ECC抗拉强度取5 MPa,抗压强度取50~60 MPa。

整体式闸首底板施工宽缝位置及合缝时间对底板的受力影响

针对我国船闸规范中未对闸首底板设置施工宽缝的相关理论进行规定的问题,本文通过对浙江某船闸工程的案例进行研究,采用ANSYS有限元软件,对设置施工宽缝和未设置施工宽缝两种结构模型进行数值分析,研究施工宽缝的位置及合缝时间对底板受力的影响。研究结果表明:底板的负弯矩随宽缝位置由底板两侧向中间变化而减小,底板的负弯矩随合缝时间的推迟而减小,在设计中应在考虑施工便利等相关因素前提下,尽量使宽缝靠近底板中间轴线,并选择在边墩完成总沉降的60%~80%时进行合缝,以降低弯矩,实现最大的综合效益。为施工宽缝的底板理论研究提供有益的参考,有助于规范设计和施工实践。

接缝弱化后纵连板式无砟轨道温度效应研究

目前,纵连板式无砟轨道夏季高温胀板问题严重。高温产生的巨大温度应力导致轨道结构发生众多病害,其中,轨道板上拱尤为严重,已威胁高速列车的运营安全。为有效释放结构内部的温度应力,减少病害发生,通过建立设有弹性填充层的纵连板式无砟轨道计算模型,引入内聚力单元和混凝土损伤塑性本构,探讨两种节段长度及不同弹性模量下,整体温升作用时,宽窄接缝弱化对轨道结构应力、变形及损伤的影响。研究表明:(1)设置弹性填充层后,轨道板和接缝的纵向应力均得到一定程度释放,但会伴随着发生局部偏心和应力增加;(2)弹性填充层的设置会使接缝、轨道板和层间界面损伤产生的临界温升降低,结构损伤较大时,轨道板和接缝的应力释放会受到限制,并且弹性填充层附近也会产生一定上拱增量;(3)两种节段长度下,损伤和应力释放量均会随着弹性模量降低逐渐增大,因此,节段长度为4块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于1775 MPa并低于3550 MPa,节段长度为3块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于355 MPa并低于1775 MPa;(4)两种节段长度下,随着弹性模量降低,轨道板和钢轨最大上拱增量逐渐增大,对于钢轨,两种节段长度下的竖向位移均在规范允许范围内。

支座脱空对拼宽空心板桥协同工作性能的影响

空心板桥是目前中小跨径桥梁应用最广泛的桥型之一,而支座脱空是该类桥梁较突出的病害,会导致桥梁受力体系发生改变,对空心板、铰缝及拼宽湿接缝产生不利影响,严重者会发生开裂甚至破坏。针对此问题,文章分别从不均匀沉降对支座受力的影响、支座脱空对桥梁结构受力的影响及提升措施展开研究。结果表明:拼宽桥不均匀沉降会导致支座受力不均甚至脱空;部分支座脱空会加剧其余支座受力不均,使其脱空或被压坏,并且增大空心板、铰缝和拼宽湿接缝的横向拉应力,可能导致开裂;减小支座的竖向刚度可改善支座反力的分布,控制支座脱空现象的发生。

宽幅反对称系杆拱桥力学性能分析与应用

随着桥梁景观要求的不断提高,系杆拱桥由于其造型适应性强、经济性好等特点而广泛应用,因此对相关类型桥梁的力学分析越来越重要。基于某宽幅反对称系杆拱桥,分别采用MIDAS、ABAQUS有限元软件对该桥进行全桥和局部计算,分析全桥结构强度、变形,并对拱梁结合段等关键构件进行局部分析。结果表明:全桥强度、变形和局部构件强度均满足规范设计要求。

融入宽范围物性约束策略的大地电磁和重力的Gramian约束联合反演

宽范围物性约束方式可以促进物性参数在一定范围内实现耦合,具有一定的容错性,实现简单.但目前该方式只在全局优化算法联合反演中得以实现,如何将其推广至梯度优化算法联合反演至今没有明确的策略.此外,Gramian约束虽然对先验信息依赖低,但是对明确的物性关联信息利用率低.基于此,本文提出了适用于梯度优化算法的宽范围物性约束的策略,即"岩石物性关联+范围约束+耦合项",并实现了基于宽范围物性约束策略的大地电磁测深(MT)和重力共轭梯度Gramian约束联合反演新算法.模型试验表明,本文提出的算法可以提高先验物性关联信息的利用率,且有效限定物性耦合的范围.我们将本文方法应用于安徽省茶亭铜金矿床实际资料处理之中,联合反演结果清晰地揭示了铜金矿床的空间分布.

温度荷载作用下宽窄接缝状态变化规律研究

宽窄接缝属于CRTSII型无砟轨道结构的薄弱环节,其状态也是影响行车安全的重要指标。针对宽窄接缝的状态问题,通过建立标准试件分析温度荷载作用下宽窄接缝的状态变化规律,在试验的基础上建立有限元模型进行仿真分析。结果表明,随着温度循环作用次数增加,试件承载力逐渐降低,30次温度循环试件承载力降低为初始的41.16%。仿真可知宽窄接缝内部应力也随之变大,30次温度循环作用内部应力最大值为初始的2.1倍,试件伤损由界面伤损逐渐发展为结构破坏。

广域InSAR时序分析技术对华北平原地表形变的监测

基于2015—2019共4年的合成孔径雷达(SAR)卫星影像,提出一种广域合成孔径雷达干涉测量(In-SAR)时序分析技术,对华北平原的地表形变进行高精度连续监测。首先对SAR影像进行干涉处理,得到干涉图。在此基础上,使用经过并行化改进的永久散射体技术斯坦福改进(StaMPS)方法,提取干涉图中所有永久散射体(PS)像元,获取研究区域全分辨率的时序形变信息。之后,使用大气模型校正法与共景叠加法相结合的联合大气校正方法,估计并去除形变信息中的大气噪声。经过上述处理流程后,成功地获取华北平原地表大空间尺度、长时间跨度、全空间分辨率和高精度的形变信息,进而监测到平原内部由长期地下水开采导致的高达100mm/a的大范围强烈沉降信号。相较于既有算法,并行化StaMPS方法通过在多个计算节点之间的实时分配,节约至少60%的计算时间,联合大气校正方法则可以去除约74.3%的大气噪声项,有效性显著高于两种校正方法的单独使用效果。广域InSAR时序分析技术可以有效地实现对大范围地表形变的高精度连续监测。

宽扁转换梁节点有限元分析

转换梁节点的有效设计是转换结构可靠性的重要保障之一。文章以某B级高度框支剪力墙结构为工程背景,采用MIDAS FEA NX有限元软件对其关键宽扁转换梁节点进行非线性分析。计算结果显示,在次梁与宽扁转换梁搭接位置设置型钢作为加强模型后,该节点满足结构抗震性能目标。

超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200)m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。

基于模型-数据联合驱动的电网扰动定位方法

快速准确的电力系统扰动定位是实施及时有效的控制措施的重要前提。广域同步相量量测为快速准确的扰动定位提供了数据基础,同时刻画扰动传播的连续体动力学模型为扰动定位提供模型支撑。结合同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)量测数据和扰动传播模型,该文提出一种基于模型–数据联合驱动的电网扰动定位方法。首先通过对PMU量测数据进行奇异谱分析和计算累计平方和指标来实现扰动检测。进而在部分PMU确定的子拓扑内,分别通过量测数据和传播模型提取二维时空特征。最后根据扰动传播过程中时空特征之间的相关性,提出基于度量学习的双通道三元孪生网络的扰动定位方法,仅利用部分PMU量测信息即可快速定位扰动位置,为后续抑制扰动的主动控制策略的投切奠定基础。基于IEEE 10机39节点系统,验证所提方法的有效性和鲁棒性。

不同地基坞式船闸结构底板预留宽缝施工方法效果分析

坞式结构是船闸闸首或闸室常采用的一种型式,但采用这种结构形式的船闸底板容易出现裂缝。作者通过对多个船闸工程的研究,结合非线性有限元仿真分析方法,考虑重力、温度等荷载,计算分析土基和岩基上船闸结构底板预留宽缝施工方法的效果。其计算分析结果对类似工程的设计和施工具有一定的参考价值。

CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板与宽接缝界面开裂研究

针对板式无砟轨道轨道板与宽接缝界面开裂进行了调研,分析了开裂的特征、成因及其危害,并提出改进措施。结果表明：轨道板与宽接缝界面开裂宽度半数以上介于0.2-0.5 mm,实测最大宽度为1.7 mm;开裂与混凝土轨道板温差变形、干缩变形密切相关,理论计算裂缝宽度为1.64 mm。界面开裂后渗水将导致水泥沥青砂浆垫层出现唧浆、粉化等现象,采取预设凹槽及柔性嵌缝材料灌缝的技术措施可解决此问题。

Ni-Ti-Nb宽滞后形状记忆合金管接头研究和进展

介绍了 Ni Ti Nb宽滞后记忆合金的发展以及形状记忆合金管接头工作原理。详细论述了 Ni Ti Nb宽滞后记忆合金管接头制备加工特点 ,结构设计思想以及扩径工艺。

基于数值模拟的“适变断面”衬砌渠道抗冻胀机理探讨

能适应渠基冻胀变形的衬砌渠道简称"适变断面"渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对混凝土衬砌"适变断面"渠道冻胀进行数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场,研究衬砌板应力和变形规律,并与弧形坡脚梯形渠道比较分析表明:"适变断面"渠道能降低最大法向冻胀量55.11%、最大法向冻胀力51.65%、最大切向冻结力56.85%;通过冻胀量均方差及冻胀力分析比较,"适变断面"使渠道受力状态得到显著改善,冻胀变形分布更加均匀;衬砌板法向错位值总计1.3cm,纵向伸缩缝周向压缩值总计为9.7cm,揭示了"适变断面"渠道利用宽纵缝既能释放衬砌板法向冻胀变位,又能吸收周向冻胀变位,从而适应渠基冻胀变形减轻冻害的抗冻胀机理。最后通过模拟计算了"适变断面"渠道冻胀量均方差对边坡系数的敏感性,指出边坡系数i约为1∶1.7～1∶1.4时,"适变断面"渠道抗冻胀效果很显著,为"适变断面"渠道的推广及优化设计提供了参考。

IC10与GH3039高温合金的真空钎焊

采用Co5 0NiCrWB钴基钎料及Rene’95高温合金粉末对IC10与GH3 0 3 9高温合金进行了真空钎焊及大间隙钎焊。试验结果表明 ,采用Co5 0NiCrWB钎料及Rene’95高温合金粉末在 1180℃ /3 0min规范下钎焊IC10与GH3 0 3 9高温合金 ,可获得致密完整的IC10 /GH3 0 3 9钎焊接头及大间隙钎焊接头 ,接头在 90 0℃下的拉伸性能和持久性能均超过GH3 0 3 9母材水平 ,拉伸和持久试验时 ,断裂都发生在GH3 0 3

岩基上坞式船闸结构底板预留宽缝施工方法效果分析

坞式结构是船闸闸首或闸室常采用的一种结构形式,但采用这种结构形式的船闸底板容易出现裂缝.株洲船闸工程为防止裂缝产生,拟定了底板预留宽缝的施工方法.结合非线性有限元仿真分析方法,考虑重力、温度等荷载,计算分析了船闸结构底板预留宽缝施工方法的效果.计算结果对类似工程的设计和施工具有一定的参考价值.

宽窄接缝破损对CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路受力的影响

现场调研表明,CRTSⅡ型板式无砟轨道宽窄接缝处存在严重破损情况,极大地影响轨道结构的受力和变形。为了明确宽窄接缝破损的影响,本文基于有限元理论,利用ANSYS软件建立了路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路计算模型,研究了温升和持续高温荷载作用下,宽、窄接缝分别破损对无缝线路受力和变形的影响。研究结果表明:在温度荷载作用下,与宽窄接缝完好时相比,宽窄接缝破损造成钢轨受力和变形增大,钢轨的垂向不平顺较为明显;宽窄接缝破损处两侧轨道板与砂浆层脱粘,轨道板出现上拱,并在持续高温作用下脱粘范围向板中蔓延,上拱位移不断增大。其中,宽接缝完全破损时脱粘长度可达到1.438 m,上拱位移达到0.612 mm,窄接缝完全破损时脱粘长度可达到1.625 m,上拱位移达到1.438 mm;宽窄接缝破损处的纵向压应力较大,超过混凝土抗压强度,导致混凝土被挤碎,破损程度加剧。