基于振动的土木工程结构损伤诊断研究进展

评估土木工程结构的安全状况已成为当前国际上土木工程师十分关心的问题,也是当前国际上的研究热点。在综述近几年国内外有关结构损伤诊断研究进展的基础上,重点介绍了基于振动的结构损伤诊断方法的发展,并对相关问题进行了讨论和评述。最后对基于振动的结构损伤诊断的未来研究提出了几点建议与展望。

基于ADDIE模式的土木工程材料实验课混合式教学探索

信息技术的快速发展促使了教学模式不断更新。将混合式教学模式引入土木工程材料实验课程,从分析、设计、开发、实施和评估5个阶段详细阐述了基于ADDIE模式的大型开放式在线课程(MOOC)与小规模专有在线课程(SPOC)混合式实验教学模式的构建。混合式教学模式弥补了传统实验教学的弊端、拓展了实验教学的时间和空间、激发了学生学习的主动性、提升了学生的动手能力和创新意识。该教学模式为工科类实验教学的课程建设与教学改革探索了一种新方法。

土木工程材料研究性实验教学的探索与实践

传统的土木工程材料实验以验证性为主,学生自主学习的积极性不高。为提高实验教学质量,培养学生的创新能力,分析讨论了传统土木工程材料实验教学模式的不足,结合多年的实验教学实践经验,探索引入研究性实验的土木工程实验教学模式。从教学内容、教学方法、考核方式提出了建议。教学实践表明,通过研究性实验,提高了学生的学习兴趣、拓宽了其专业知识面、培养了其团队合作及勇于创新的能力。

土木工程结构鲁棒控制的发展

评述了结构控制的发展,指出发展结构鲁棒控制策略的重要性。重点评述了结构双重调谐质量阻尼器(DTMD)和多重双重调谐质量阻尼器(MDTMD)的控制策略,提出了需进一步发展主动双重调谐质量阻尼器(ADTMD)和主动多重双重调谐质量阻尼器(AMDTMD)控制策略。此外,评述了结构鲁棒控制的设计准则与高层建筑和大跨桥梁在风与地震作用下的统一自适应主动鲁棒控制策略。

从土木工程领域看21世纪的工程教育

文章从工程师与科学家的不同、几代工程师的特点切入,提出21世纪的工程师完整的知识结构和层次应该包含的内容,强调能力在工程领域中的重要性,并根据国际上的一些共识,提出21世纪的工程教育应有的一些新的教育理念,如“重视基础”、“以学生为中心”、“要把教学的重点从知识的传递转移到能力建设上去”等等。文章最后指出关键问题还是要有一流的教师和一流的教学。

上海地区多含水层系统深部承压层降水诱发地层响应规律

软土地区多含水层系统承压层抽水存在越流现象,地下水渗流和区域地层变形响应规律复杂.基于某超深地下工程承压水抽水试验,采用数值方法研究软土地区多含水层系统第二、第三承压层降水的地质环境响应.建立了三维有限差分模型,考虑流固耦合效应和土体小应变刚度特性,模拟了不同埋深承压含水层抽水试验,对比分析各承压层抽水引起的承压水头降深和深层土体变形时空分布特性.结果表明,第二承压层水位降深较小,但引起的地表沉降更大;第二和第三承压层抽水引起降水层的压缩变形分别占地表沉降的56.18%和77.69%.主要原因为浅部土层压缩性高,相同降深条件下引起的土层竖向压缩量更大;且第二承压层与上部弱透水层的水力联系较强,越流作用明显,导致抽水引起的地下水水位降深在深度方向的影响范围更大.研究成果对后续超深基坑降水施工及环境变形控制具有重要的参考价值.

上海浅部土层压缩指数与天然含水率的关系

压缩指数Cc是土体变形特征的一个重要指标,一般通过固结试验获得,需要耗费较长的时间以及大量人力物力,因此通过其他基本物理指标（天然含水率wn、初始孔隙比e0、液限wL）来推算压缩指数Cc是一个快捷有效的方法。从上海地区钻孔得到第2~6层土的原状土样进行固结试验,并结合多个地点的勘察报告数据,发现wn和e0具有较高的线性相关性,但wn与wL间的相关性不明显。考虑到wn相比e0更容易得到,选用wn来建立与Cc的关系式。研究认为,常用的线性关系不适用于上海黏土中含水率wn大于45%的情况,提出了指数函数式（8）。该函数还可适用于中国东部沿海其他地区的黏土。

上海软土地区上海银行大厦深基坑工程的实测与分析

介绍了上海软土地区上海银行大厦深基坑工程的设计和施工;由于基坑周边环境保护要求高,采用了信息化施工技术。对基坑的实测数据作了初步分析,结果表明,该基坑的设计是成功的。

基于Web的工程项目管理信息系统设计

介绍了上海交通大学课题组于2003年开始开发的“上海F1国际赛车场工程项目实时管理系统”。对该工程项目管理信息系统基于W eb的开发设计思路和几个主要功能模块进行了介绍。

中隔墙对上海轨道交通16号线大断面盾构隧道的变形影响分析

上海市轨道交通16号线地下区间首次采用内径为10.4 m并设置中隔墙的“单洞双线”大断面盾构隧道.为了避免中隔墙的设置对隧道管片结构产生不利影响,中隔墙顶部与隧道结构之间需预留一定的间隙,即采用分离式设计.针对管片自身重力、地层荷载和地层固结沉降3种不同荷载类型,分别采用弹性铰圆环法、弹性地基梁法和连续介质有限元法计算管片的变形量,讨论隧道管片接头的转动刚度取9 800 kN·m/rad和19 600 kN·m/rad 2种情况.计算结果表明,隧道管片与中隔墙之间的间隙值应取为10 ～ 15 cm为宜.

上海浅部黏土渗透系数及其各向异性

为研究上海浅部黏土的渗透系数及其各向异性,沿水平及竖直方向对上海浅部主要黏土层进行了不同压力下的固结试验,联合使用时间平方根法和时间对数法获取了试样的渗透系数,探讨了渗透系数与孔隙比及渗流方向之间的关系,并通过电镜扫描,从微观角度分析了水平和竖直方向渗透系数存在差异的原因。研究结果表明:上海浅部主要黏土层的渗透系数均随着孔隙比的增加而增大。对于单组试验来说,渗透系数k与孔隙比e在e-lgk坐标系中呈现很好的线性关系,且渗透变化指数C_k大致呈现C_k=0.5e_0的规律;但对于整体试验而言,渗透系数与孔隙比在e-lgk坐标系中大致呈现出曲线关系。通过扫描电镜观察,揭示了沉积形成的絮状微观结构是竖直和水平渗透系数差异较小的主要原因。

上海新国际博览中心大跨度钢结构工程施工技术研究

研究总结上海新国际博览中心工程(三期)的钢结构施工技术,特别对该类新型大跨度钢结构工程的可移动台车胎架式和满堂支撑式安装施工技术、预应力施工技术以及钢结构施工监测作了介绍与分析。对今后此类大跨度钢结构工程的施工有很好的借鉴作用。

基于Web的工程项目管理信息系统

介绍了基于Web的工程项目管理信息系统的开发目标、设计原则、主要功能和不足之处。本系统是实行现代化管理的一种新的模式,它通过网络和数据库实现信息的及时交流和数据共享,从而为决策提供支持和服务。

浅层膨胀土抗压和抗剪强度的特性试验及其关系

为了研究浅层膨胀土的抗压强度及抗剪强度与抗压强度之间的关系,开展低密度低应力下直剪试验和低密度下无侧限压缩试验,研究干密度和含水率对浅层膨胀土抗压强度和抗剪强度的影响;同时,以无侧限压缩试验和剪切试验结果为依据,研究膨胀土抗压强度与抗剪强度之间的关系,建立含水率w、抗压强度qu、基质吸力Ψ和内摩擦角φ之间关系的数学模型。研究结果表明,在含水率相同的条件下,浅层膨胀土的抗剪强度和抗压强度都随干密度的增大而增大;在干密度相同的条件下,浅层膨胀土的抗剪强度和抗压强度都随含水率的增大先增大后减小,呈现明显的非线性关系。所建立的含水率w、抗压强度qu、基质吸力Ψ和内摩擦角φ之间的数学关系可为预测浅层膨胀土抗压强度提供一种可靠的计算方法。

鸟嘴式K形间隙节点应力集中系数参数化建模与分析

鸟嘴式节点是一种新型的焊接方钢管节点,由于其构造上的独特性,以热点应力为目标的参数化建模分析过程较为复杂。针对常见的K形节点形式,以鸟嘴式K形间隙节点的四个无量纲参数为主要变量,建立了一套可靠高效的参数化建模方法。有限元建模基于ANSYS参数化设计语言(APDL),充分考虑鸟嘴式K形间隙节点鞍部和冠部区域的几何特征,同时准确模拟角焊缝几何尺寸的影响,实现了焊趾热点应力的精细化分析和自动化提取。另外,参照国际焊接协会疲劳设计指南建议的热点应力确定方法,在焊趾外侧设立热点外推区,并对其进行网格二次划分,以满足热点应力外推计算的需求。通过与已有试验数据对比,验证了有限元模型的准确性。在此基础上开展参数化分析,发现了鸟嘴式K形间隙节点应力集中系数(SCF)随无量纲参数的变化规律。并通过数值拟合提出了相应的SCF计算公式,可用于此类新型节点的抗疲劳设计和疲劳性能评估。

基于语义网的电网工程BIM模型完备性审查方法

工程各个阶段项目参与各方之间的信息供给和信息需求平衡,是建筑信息模型(BIM)技术在项目全生命周期管理最大程度发挥作用的重要保证。在交付需求标准化方面,尽管我国从国家到地方再到企业相继出台了诸多标准,但尚缺少高效的完备性审查手段以保证交付双方及时有效进行项目信息交付。此外,当前针对各阶段交付模型信息审查的常规手段是人工校验和机器硬编码审核,二者分别存在人工成本高且容易漏判和灵活性不足,且更新困难的问题。考虑到语义网概念及相关技术在知识组织和管理方面的技术优势和应用情况,结合电网工程现有数字化交付标准成果,提出一种基于语义网的电网工程BIM模型完备性审查方法:利用SKOS建立完备性审查本体、审查对象模型本体;对交付标准中审查知识和实际模型信息进行图谱化;二者通过特定关系进行关联,并在此基础上通过SPARQL检索语言实现自动化完备审查。最后通过案例证明此方法的有效性,并对其他领域工程项目交付完备性审查能够产生借鉴价值。

上海软土地区地铁车站深基坑的变形特性

通过对上海软土地区地铁车站基坑实测数据的分析,探讨了基坑围护结构变形、坑外土体变形及地表沉降的一般规律.结果表明：上海软土地区地铁车站基坑围护结构的最大侧向位移为开挖深度的0.04%~0.6%,平均值为0.3%;围护结构侧向变形通常为深层凸鼓形,围护结构最大侧移点深度一般位于开挖面以上1.5 m至开挖面以下7 m;基坑周边最大地表沉降为开挖深度的0.05%~0.7%,为围护结构最大侧向变形的0.4~1.0;采用钻孔灌注桩结合高压旋喷桩止水帷幕的地铁车站基坑的变形控制通常优于地下连续墙和SMW工法.

上海软土地区某深基坑施工监测分析

软土地区深基坑周边往往建筑密集、地下管线众多,环境保护要求较高,必须进行严格的工程设计和施工,最大限度减少基坑施工对周边环境的影响.介绍了上海某深基坑工程的支护设计、施工和监测方案,并对主要监测结果作了详细分析.监测结果表明,基坑开挖引起的围护结构变形及对周边环境的影响具有明显的三维空间效应;围护结构变形、地表沉降、地下管线变形及邻近高架基础沉降主要发生在深层土体开挖阶段,开挖至坑底后,变形逐步趋于稳定;坑外地下水位的变化可反映围护结构的止水效果;本工程设计方案的实施和工程施工过程中的信息化控制技术有效地保护了基坑周边的环境.

上海地区深基坑周边地表变形性状实测统计分析

收集了上海软土地区35个具有墙后地表沉降实测资料的深基坑工程案例,从统计角度研究了深基坑的墙后地表变形性状。最大地表沉降随着开挖深度的增大而增大,其值介于0.1%H～0.8%H之间,平均值为0.38%H,其中H为基坑开挖深度。影响因素分析表明最大地表沉降随着墙后软土层厚度的增大而增大,随着坑底抗隆起稳定系数的增加而减小,而与围护墙的插入比及支撑系统刚度的关系不大。最大地表沉降与最大墙体侧移的比值基本介于0.4～2.0之间,其平均值约为0.84。统计了墙后地表沉降的分布模式,给出了墙后地表沉降的包络线。最大地表倾斜量介于0.001～0.017之间,给出了根据最大地表沉降量来预测最大地表倾斜量的统计关系。

考虑井周堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型

针对传统定水头井流模型无法反映井周含水层堵塞对含水层渗流响应影响的问题,在假设井周含水层渗透系数在堵塞作用下随时间呈指数形式衰减的基础上,建立了考虑堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型。通过对模型进行变量代换、Lapλace变换和有限余弦Fourier变换及其逆变换,推导了定解问题在Lapλace空间的解,并采用Stehfest数值逆变换方法得到了实时空间内的半解析解。参数分析结果表明,较小的渐近渗透系数Kr,∞会减小回灌过程中回灌流量和水头抬升,并降低含水层的拟稳态渗流响应,而较大的渗透系数衰减指数λ仅降低了渗透系数衰减过程中水头抬升和回灌流量,并不影响含水层达到拟稳态时的渗流状态;因Kr,∞和λ不同引起的水头差沿径向距离先增大后减小,在井周堵塞区与主含水层交界面达到最大值;回灌堵塞使得水头抬升分布在井周堵塞区与主含水层交界面上存在明显的折点,并造成含水层水头在抬升过程中存在显著的下降阶段,上述特征可为回灌堵塞评估与预测提供参考。