2012年第34卷第3期文章目次
2012, 34(3):1-9.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.002
摘要:
对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验。蠕变过程中，随着加载应力水平提高及含水量的增加，炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段。将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件，改进后的模型可描述加速蠕变曲线。由该模型建立本构方程，拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数，结果显示粘滞系数η〖KG0.005mm〗 M、瞬时变形模量E M、粘弹性变形模量E K、粘弹性粘滞系数η〖KG0.005mm〗 K随含水率增加呈指数形式递减，但递减规律并不相同。引入含水损伤变量D(w)，计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程，进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型，可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性。建立数值模型，计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律，结果显示初期支护体系于168 h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展，二衬宜于初期支护闭合后360 h左右施作。
对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验。蠕变过程中，随着加载应力水平提高及含水量的增加，炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段。将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件，改进后的模型可描述加速蠕变曲线。由该模型建立本构方程，拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数，结果显示粘滞系数η〖KG0.005mm〗 M、瞬时变形模量E M、粘弹性变形模量E K、粘弹性粘滞系数η〖KG0.005mm〗 K随含水率增加呈指数形式递减，但递减规律并不相同。引入含水损伤变量D(w)，计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程，进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型，可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性。建立数值模型，计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律，结果显示初期支护体系于168 h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展，二衬宜于初期支护闭合后360 h左右施作。
2012, 34(3):10-15.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.003
摘要:
软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力，引起周边土体的位移，对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响，并且可能危及临近地铁隧道的安全。对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法。基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解，隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析。隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析，并且考虑隧道与土体的相互作用。通过引入软土的非线性流变模型，考虑了软土变形的时间效应，因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析。还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论，通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析，隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性。
软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力，引起周边土体的位移，对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响，并且可能危及临近地铁隧道的安全。对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法。基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解，隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析。隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析，并且考虑隧道与土体的相互作用。通过引入软土的非线性流变模型，考虑了软土变形的时间效应，因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析。还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论，通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析，隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性。
2012, 34(3):16-20.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.004
摘要:
为了研究桩承式加筋路堤在移动荷载作用下的特性，采用FLAC 3D软件建立了移动荷载作用下道路的三维动力流固耦合分析模型，对桩承式加筋路堤和天然路堤在移动荷载作用下的竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了对比分析，并研究了不同轴载对路堤竖向变形的影响。分析结果表明：移动荷载作用下，桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅张拉膜效应的联合作用，其路面竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度均比天然路堤的结果明显减小；随着轴载的增加，桩承式加筋路堤路面竖向变形不断增大。
为了研究桩承式加筋路堤在移动荷载作用下的特性，采用FLAC 3D软件建立了移动荷载作用下道路的三维动力流固耦合分析模型，对桩承式加筋路堤和天然路堤在移动荷载作用下的竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了对比分析，并研究了不同轴载对路堤竖向变形的影响。分析结果表明：移动荷载作用下，桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅张拉膜效应的联合作用，其路面竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度均比天然路堤的结果明显减小；随着轴载的增加，桩承式加筋路堤路面竖向变形不断增大。
2012, 34(3):21-27.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.005
摘要:
在城市地铁隧道掘进中，地层位移会对密布的城市地下管线形成较大的威胁。由于管土隧道相互作用问题的复杂性，除了数值分析方法以外，一般在工程实践中均忽略了结构刚度对其变形的影响作用，因此结构变形预测结果大大偏于保守。在理论分析的基础上，通过机理研究和实测数据的分析，提出了管线变形及其内力计算的高斯分布模型与结构刚度影响机理；给出了管线沉降槽宽度系数K和管线刚度之间的经验关系，建立了考虑隧道管土相互作用的管线沉降和内力的预测方法——刚度修正法。
在城市地铁隧道掘进中，地层位移会对密布的城市地下管线形成较大的威胁。由于管土隧道相互作用问题的复杂性，除了数值分析方法以外，一般在工程实践中均忽略了结构刚度对其变形的影响作用，因此结构变形预测结果大大偏于保守。在理论分析的基础上，通过机理研究和实测数据的分析，提出了管线变形及其内力计算的高斯分布模型与结构刚度影响机理；给出了管线沉降槽宽度系数K和管线刚度之间的经验关系，建立了考虑隧道管土相互作用的管线沉降和内力的预测方法——刚度修正法。
2012, 34(3):28-33.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.006
摘要:
为了探索结构性黏土的一维压缩特性模拟方法，广泛调查研究了中国12种典型的结构性黏土的一维压缩试验，分析比较了这些黏土的原状土样和重塑土样的一维压缩试验结果，通过引入“结构比”变量并建立其破坏规律，提出了一个简单的可以描述结构性黏土一维压缩特性的模拟方法，并利用扰动状态概念推广此方法至扰动状态模型。最后，应用此模型模拟了结构性黏土的一维压缩实验，验证了此模拟方法的适用性。
为了探索结构性黏土的一维压缩特性模拟方法，广泛调查研究了中国12种典型的结构性黏土的一维压缩试验，分析比较了这些黏土的原状土样和重塑土样的一维压缩试验结果，通过引入“结构比”变量并建立其破坏规律，提出了一个简单的可以描述结构性黏土一维压缩特性的模拟方法，并利用扰动状态概念推广此方法至扰动状态模型。最后，应用此模型模拟了结构性黏土的一维压缩实验，验证了此模拟方法的适用性。
2012, 34(3):34-38.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.007
摘要:
采用Merchant 流变模型模拟土体的粘弹性，针对层状黏弹性地基一维固结偏微分方程，利用Galerkin加权残值方法推导了该问题有限元矩阵表达式。将求解方法编制成应用程序，通过单层黏弹性地基和双层线弹性一维固结问题解答与解析解答对比，验证了求解方法和程序的有效性。采用程序对三层黏弹地基一维固结问题进行了算例分析，研究了处于不同深度处土层在不同时刻受土体粘滞性影响程度，以及粘弹性参数η 1对土体孔压消散的影响。分析结果表明，黏滞性土体孔压消散慢于线弹性土体，且随着时间的增加和土层距离排水面距离的增加，这种现象更明显，在土层固结度达到80%～90%时两者差异达到最大值。粘弹性参数η 1越大，粘滞性土体与线弹性土体固结度差异越大，且对土体的固结度影响也越提前。
采用Merchant 流变模型模拟土体的粘弹性，针对层状黏弹性地基一维固结偏微分方程，利用Galerkin加权残值方法推导了该问题有限元矩阵表达式。将求解方法编制成应用程序，通过单层黏弹性地基和双层线弹性一维固结问题解答与解析解答对比，验证了求解方法和程序的有效性。采用程序对三层黏弹地基一维固结问题进行了算例分析，研究了处于不同深度处土层在不同时刻受土体粘滞性影响程度，以及粘弹性参数η 1对土体孔压消散的影响。分析结果表明，黏滞性土体孔压消散慢于线弹性土体，且随着时间的增加和土层距离排水面距离的增加，这种现象更明显，在土层固结度达到80%～90%时两者差异达到最大值。粘弹性参数η 1越大，粘滞性土体与线弹性土体固结度差异越大，且对土体的固结度影响也越提前。
2012, 34(3):39-46.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.008
摘要:
以上海世博会世博轴及地下综合体工程1标段逆作法施工深大基坑为背景，为了更好的了解土体开挖对地下连续墙变形的影响，设计了反应上海软土蠕变效果的离心模型试验，并结合有限元对其中主要的影响因素—开挖时限、开挖顺序和纵向开挖宽度进行了分析计算。离心模型试验和监测数据表明，数值计算的结果与试验和现场实测出的地下连续墙水平位移值都比较接近，可以较好的反映基坑开挖的变形性状。研究结果表明：预留土台和中板对于地下连续墙的变形有很好的控制作用；由土体蠕变而产生的地下连续墙变形大部分发生在预留土台开挖后，在预留土台开挖后应尽快施作下层板结构，以减小由于土体蠕变而使地下连续墙产生的变形；浅3层预留土台的纵向开挖宽度宜小于深3层预留土台的纵向开挖宽度；采用跳挖方式开挖土台时，应先开挖地下连续墙附近无重点保护对象的区域。
以上海世博会世博轴及地下综合体工程1标段逆作法施工深大基坑为背景，为了更好的了解土体开挖对地下连续墙变形的影响，设计了反应上海软土蠕变效果的离心模型试验，并结合有限元对其中主要的影响因素—开挖时限、开挖顺序和纵向开挖宽度进行了分析计算。离心模型试验和监测数据表明，数值计算的结果与试验和现场实测出的地下连续墙水平位移值都比较接近，可以较好的反映基坑开挖的变形性状。研究结果表明：预留土台和中板对于地下连续墙的变形有很好的控制作用；由土体蠕变而产生的地下连续墙变形大部分发生在预留土台开挖后，在预留土台开挖后应尽快施作下层板结构，以减小由于土体蠕变而使地下连续墙产生的变形；浅3层预留土台的纵向开挖宽度宜小于深3层预留土台的纵向开挖宽度；采用跳挖方式开挖土台时，应先开挖地下连续墙附近无重点保护对象的区域。
2012, 34(3):47-51.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.009
摘要:
筋土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一，利用中型拉拔模型试验分析了界面正应力和黏性土含水量对格栅黏性土界面相互作用特性的影响，试验结果表明黏性土含水量对格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显。不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量较小时差别显著，随着黏性土含水量增加，格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势，而筋土界面间黏聚力先增大后减小，且当含水量达到塑限含水量时，三者均趋于稳定。格栅抗拔力位移曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段，并随含水量增加，抗拔力位移曲线由线性增长向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短。在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载，发现格栅的横肋应变有增大的趋势，而纵肋应变呈现减小的趋势。
筋土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一，利用中型拉拔模型试验分析了界面正应力和黏性土含水量对格栅黏性土界面相互作用特性的影响，试验结果表明黏性土含水量对格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显。不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量较小时差别显著，随着黏性土含水量增加，格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势，而筋土界面间黏聚力先增大后减小，且当含水量达到塑限含水量时，三者均趋于稳定。格栅抗拔力位移曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段，并随含水量增加，抗拔力位移曲线由线性增长向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短。在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载，发现格栅的横肋应变有增大的趋势，而纵肋应变呈现减小的趋势。
2012, 34(3):52-57.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.010
摘要:
斜拉桥拉索锚固区是索塔受力的关键部位，在斜拉索大吨位拉力及预应力共同作用下，受力十分复杂，保证其结构安全、受力合理是斜拉桥建造过程中的关键问题。运用实体有限元方法对某斜拉桥索塔锚固区进行空间应力分析，对比分析了3种不同工况下锚固区的受力特点及应力分布规律。分析结果表明，采用环向井字形的水平预应力束配置形式是合理的；在1 265 MPa的张拉控制应力下，各钢束应力都已经相当接近1 116 MPa，说明了预应力钢束的强度已经充分发挥，不宜再提高张拉控制力。
斜拉桥拉索锚固区是索塔受力的关键部位，在斜拉索大吨位拉力及预应力共同作用下，受力十分复杂，保证其结构安全、受力合理是斜拉桥建造过程中的关键问题。运用实体有限元方法对某斜拉桥索塔锚固区进行空间应力分析，对比分析了3种不同工况下锚固区的受力特点及应力分布规律。分析结果表明，采用环向井字形的水平预应力束配置形式是合理的；在1 265 MPa的张拉控制应力下，各钢束应力都已经相当接近1 116 MPa，说明了预应力钢束的强度已经充分发挥，不宜再提高张拉控制力。
2012, 34(3):58-64.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.011
摘要:
针对薄壁杆件力学分析较为复杂的问题，讨论了一种把开口薄壁杆的分析拆分为2个较简单部分的方法。针对薄壁中面内荷载效应的分析问题，首先在适当简化基本应力应变条件的基础上，按平面应力问题分析单肢板件面内荷载效应，然后对其进行向量综合，得到反映开口薄壁杆轴向伸缩、弯曲及翘曲性质的“板件面内拉弯综合抗力体系”及其变形方程；探讨了刚度方程的建立及其计算特点，并与经典理论进行对比。分析表明，在板件面内弯矩定义中引入板件间纵向相互作用力，可简化该体系分析过程和结论，使之具备与平面弯曲问题一致的形式。作为应用举例，推导了求解薄壁截面主轴方向、主轴惯性矩、弯心坐标、主扇性惯性矩的线性方程组，剖析了经典理论中这些截面几何特性对于计算的意义及其效率。
针对薄壁杆件力学分析较为复杂的问题，讨论了一种把开口薄壁杆的分析拆分为2个较简单部分的方法。针对薄壁中面内荷载效应的分析问题，首先在适当简化基本应力应变条件的基础上，按平面应力问题分析单肢板件面内荷载效应，然后对其进行向量综合，得到反映开口薄壁杆轴向伸缩、弯曲及翘曲性质的“板件面内拉弯综合抗力体系”及其变形方程；探讨了刚度方程的建立及其计算特点，并与经典理论进行对比。分析表明，在板件面内弯矩定义中引入板件间纵向相互作用力，可简化该体系分析过程和结论，使之具备与平面弯曲问题一致的形式。作为应用举例，推导了求解薄壁截面主轴方向、主轴惯性矩、弯心坐标、主扇性惯性矩的线性方程组，剖析了经典理论中这些截面几何特性对于计算的意义及其效率。
2012, 34(3):65-69.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.012
摘要:
现行可靠度设计统一标准在分析轻钢结构构件可靠度时，对荷载效应比值的取值范围考虑不够充分。针对此不足，提出了1种基于应力的荷载效应比值计算方法，解决了在构件失效是由多种形式内力引发的情形下选择何种荷载效应来计算荷载效应比值的问题。以多个轻钢结构构件为例，采用该方法分析了轻钢结构中荷载效应比值的取值范围。揭示了雪荷载不利布置下，轻钢结构的荷载效应比值将会非常高的现象。接着对按现行分项系数设计的轻钢结构进行了可靠度校核，表明轻钢结构的可靠性处于较低的水平。最后分析了雪荷载超过设计标准时轻钢结构可靠度随不同荷载效应比值的变化规律。结果表明当雪荷载超载较大时，荷载效应比值越大的结构可靠性越低。这从可靠性的角度为近年雪灾中轻钢结构大面积破坏的现象提供了补充解释。
现行可靠度设计统一标准在分析轻钢结构构件可靠度时，对荷载效应比值的取值范围考虑不够充分。针对此不足，提出了1种基于应力的荷载效应比值计算方法，解决了在构件失效是由多种形式内力引发的情形下选择何种荷载效应来计算荷载效应比值的问题。以多个轻钢结构构件为例，采用该方法分析了轻钢结构中荷载效应比值的取值范围。揭示了雪荷载不利布置下，轻钢结构的荷载效应比值将会非常高的现象。接着对按现行分项系数设计的轻钢结构进行了可靠度校核，表明轻钢结构的可靠性处于较低的水平。最后分析了雪荷载超过设计标准时轻钢结构可靠度随不同荷载效应比值的变化规律。结果表明当雪荷载超载较大时，荷载效应比值越大的结构可靠性越低。这从可靠性的角度为近年雪灾中轻钢结构大面积破坏的现象提供了补充解释。
2012, 34(3):70-75.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.013
摘要:
等效线性化法是非线性结构体系的随机反应分析最常用的方法，但使用等效线性化法给出的反应结果进行结构动力可靠性分析会带来很大的误差。将一般非线性体系通过均方最小误差原则等效为Duffing非线性体系来进行结构动力可靠性分析。Duffing非线性体系可以通过FPK方程求得其稳态精确解析解，所以使用该等效非线性法进行结构动力可靠性分析不仅计算上方便可行而且精度较高。算例分析表明了等效非线性法分析结果可靠，且比等效线性化法的计算精度有明显提高。
等效线性化法是非线性结构体系的随机反应分析最常用的方法，但使用等效线性化法给出的反应结果进行结构动力可靠性分析会带来很大的误差。将一般非线性体系通过均方最小误差原则等效为Duffing非线性体系来进行结构动力可靠性分析。Duffing非线性体系可以通过FPK方程求得其稳态精确解析解，所以使用该等效非线性法进行结构动力可靠性分析不仅计算上方便可行而且精度较高。算例分析表明了等效非线性法分析结果可靠，且比等效线性化法的计算精度有明显提高。
2012, 34(3):76-83.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.014
摘要:
以土方施工过程中的设备管理为研究对象，基于Petri网理论和工作流模型原理，构建了土方作业虚拟施工9元组有色Petri网仿真模型。模型描述了施工过程中工作流与信息流的动态变化，考虑了各种作业设备与施工约束条件之间的关系。根据施工作业的设备数量和项目成本等信息，对土方作业不同设备组合的施工情况、预计完成时间、成本及设备使用率进行仿真模拟和讨论。仿真模型基于CPNTools平台运行，通过项目现场收集数据进行模拟，对模型进行敏感度分析和模型验证，表明该模型能够提高土方作业施工过程的仿真结果准确度。
以土方施工过程中的设备管理为研究对象，基于Petri网理论和工作流模型原理，构建了土方作业虚拟施工9元组有色Petri网仿真模型。模型描述了施工过程中工作流与信息流的动态变化，考虑了各种作业设备与施工约束条件之间的关系。根据施工作业的设备数量和项目成本等信息，对土方作业不同设备组合的施工情况、预计完成时间、成本及设备使用率进行仿真模拟和讨论。仿真模型基于CPNTools平台运行，通过项目现场收集数据进行模拟，对模型进行敏感度分析和模型验证，表明该模型能够提高土方作业施工过程的仿真结果准确度。
2012, 34(3):84-88.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.015
摘要:
板件受压性能是构件力学性能研究的基础，不锈钢板件的受力性能与普通碳素钢存在较大不同。论文对不锈钢薄板纵向受压性能进行研究。根据既有试验结果建立不锈钢薄板纵向受压的有限元分析模型，通过数值分析得到其稳定曲线，提出不锈钢薄板受压极限承载力和箱型截面构件局部屈曲承载力的建议计算公式。研究表明，材料本构采用Quach方程所得数值模拟结果具有较高精度。
板件受压性能是构件力学性能研究的基础，不锈钢板件的受力性能与普通碳素钢存在较大不同。论文对不锈钢薄板纵向受压性能进行研究。根据既有试验结果建立不锈钢薄板纵向受压的有限元分析模型，通过数值分析得到其稳定曲线，提出不锈钢薄板受压极限承载力和箱型截面构件局部屈曲承载力的建议计算公式。研究表明，材料本构采用Quach方程所得数值模拟结果具有较高精度。
2012, 34(3):89-94.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.016
摘要:
基于Liapunov动力稳定性意义，针对拱结构弹性失稳的特点，研究改进了需对结构整个振动时间历程进行特征值抽取的动态特征值法，通过引入静力稳定系数以及结合关键构件的线性时程计算结果，提出简化的计算方法确定拱桥的动力失稳临界荷载，并以一座实际大跨度拱桥为例进行计算验证，结果表明：该简化方法具有概念清晰，计算快速、准确的特点，可以为大跨度拱桥的动力稳定性能研究提供更为有效的研究手段，同时也适用于其他存在稳定问题的土木工程结构。
基于Liapunov动力稳定性意义，针对拱结构弹性失稳的特点，研究改进了需对结构整个振动时间历程进行特征值抽取的动态特征值法，通过引入静力稳定系数以及结合关键构件的线性时程计算结果，提出简化的计算方法确定拱桥的动力失稳临界荷载，并以一座实际大跨度拱桥为例进行计算验证，结果表明：该简化方法具有概念清晰，计算快速、准确的特点，可以为大跨度拱桥的动力稳定性能研究提供更为有效的研究手段，同时也适用于其他存在稳定问题的土木工程结构。
2012, 34(3):95-102.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.017
摘要:
为研究空心截面桥墩的变形能力和塑性铰区约束箍筋用量，整理了71个矩形空心墩的抗震拟静力试验数据，总结了不同破坏形态下空心墩的变形能力和现有规范对保证空心墩延性抗震能力的可靠性，基于多元线性回归分析和相关分析讨论了影响空心墩变形能力的主要因素，基于Caltrans规范给出了矩形空心墩塑性铰区约束箍筋用量计算公式。研究发现：Caltrans规范和ACI规范对保证矩形空心墩的弯曲破坏形态和延性变形能力具有较高的可靠性，中国JTG/T B02-01—2008规范偏于不安全。矩形空心墩变形能力主要与塑性铰区配箍、纵筋配筋、壁厚和轴压比等因素有关，随箍筋、纵筋配筋和壁厚增加而增加，随轴压比增加而减少。
为研究空心截面桥墩的变形能力和塑性铰区约束箍筋用量，整理了71个矩形空心墩的抗震拟静力试验数据，总结了不同破坏形态下空心墩的变形能力和现有规范对保证空心墩延性抗震能力的可靠性，基于多元线性回归分析和相关分析讨论了影响空心墩变形能力的主要因素，基于Caltrans规范给出了矩形空心墩塑性铰区约束箍筋用量计算公式。研究发现：Caltrans规范和ACI规范对保证矩形空心墩的弯曲破坏形态和延性变形能力具有较高的可靠性，中国JTG/T B02-01—2008规范偏于不安全。矩形空心墩变形能力主要与塑性铰区配箍、纵筋配筋、壁厚和轴压比等因素有关，随箍筋、纵筋配筋和壁厚增加而增加，随轴压比增加而减少。
2012, 34(3):103-109.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.018
摘要:
对于开式地表水源热泵，取水能耗是决定系统节能性的关键因素。在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水水源热泵系统的能效耦合模型。基于节能率及水泵能耗的规律特点计算得到了不同的冷却塔出水温度下,不同水泵扬程下的动态取水温度限值，建立了开式地表水水源热泵动态取水温度限值的计算方法。并计算得到不同工况条件下的地表水源热泵系统相对传统空调的节能率。
对于开式地表水源热泵，取水能耗是决定系统节能性的关键因素。在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水水源热泵系统的能效耦合模型。基于节能率及水泵能耗的规律特点计算得到了不同的冷却塔出水温度下,不同水泵扬程下的动态取水温度限值，建立了开式地表水水源热泵动态取水温度限值的计算方法。并计算得到不同工况条件下的地表水源热泵系统相对传统空调的节能率。
2012, 34(3):110-116.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.019
摘要:
建立一个太阳能蓄能通风系统的理论模型，以计算该系统白天蓄热量和夜间通风量。以昆明市气象参数为依据，分析了采用相变材料的相变温度分别为38、44、50、63 ℃时，该系统通风量与烟囱倾角的变化关系。计算结果表明，对于不同相变材料，无论在何倾角下，他们的蓄热量大小趋势都是一致的，即相变温度越高，蓄热量越小。综合考虑通风量和通风时长2种因素，系统最佳倾角应该为45°，而最佳相变材料应为38 ℃十四烷酰。
建立一个太阳能蓄能通风系统的理论模型，以计算该系统白天蓄热量和夜间通风量。以昆明市气象参数为依据，分析了采用相变材料的相变温度分别为38、44、50、63 ℃时，该系统通风量与烟囱倾角的变化关系。计算结果表明，对于不同相变材料，无论在何倾角下，他们的蓄热量大小趋势都是一致的，即相变温度越高，蓄热量越小。综合考虑通风量和通风时长2种因素，系统最佳倾角应该为45°，而最佳相变材料应为38 ℃十四烷酰。
2012, 34(3):117-123.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.020
摘要:
屋顶安装小型风力发电机是近几年来新发展的一种风能利用形式。以年平均风速为对象，研究建筑屋顶风能利用的效能，提出衡量建筑风能利用效能的6个性能指标。利用CFD数值模拟方法分析了长方体建筑平屋顶对风能的利用效果，考察了不同迎风角下控制点的性能指标，探讨屋顶风力机安装的最佳位置和排列形式。对长方体建筑屋顶形式进行分析，对比了4种不同屋顶形式的风能利用效能。
屋顶安装小型风力发电机是近几年来新发展的一种风能利用形式。以年平均风速为对象，研究建筑屋顶风能利用的效能，提出衡量建筑风能利用效能的6个性能指标。利用CFD数值模拟方法分析了长方体建筑平屋顶对风能的利用效果，考察了不同迎风角下控制点的性能指标，探讨屋顶风力机安装的最佳位置和排列形式。对长方体建筑屋顶形式进行分析，对比了4种不同屋顶形式的风能利用效能。
2012, 34(3):124-128.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.021
摘要:
以自然通风层的屋顶绿化为研究对象，对有无绿化屋顶内表面温度进行比较，采用实测数据统计分析的方法，以全夏季为研究周期，按不同温度区间分析屋顶内表面温度的分布特性，比较2种状态下屋顶内表面温度的分布频率以及总温度，得到绿化屋顶内表面温度<34 ℃出现的频率占总周期的90％，是无绿化屋顶的1.6倍，大于36 ℃高温的频率为无绿化屋顶的4.6%，绿化屋顶内表面大于30 ℃的温度总量约为无绿化屋顶的1/3，且绿化屋顶的隔热性能与室外气温有较强的正向性，随着气温的升高，绿化屋顶的隔热性能体现得更加充分。
以自然通风层的屋顶绿化为研究对象，对有无绿化屋顶内表面温度进行比较，采用实测数据统计分析的方法，以全夏季为研究周期，按不同温度区间分析屋顶内表面温度的分布特性，比较2种状态下屋顶内表面温度的分布频率以及总温度，得到绿化屋顶内表面温度<34 ℃出现的频率占总周期的90％，是无绿化屋顶的1.6倍，大于36 ℃高温的频率为无绿化屋顶的4.6%，绿化屋顶内表面大于30 ℃的温度总量约为无绿化屋顶的1/3，且绿化屋顶的隔热性能与室外气温有较强的正向性，随着气温的升高，绿化屋顶的隔热性能体现得更加充分。
2012, 34(3):129-132.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.022
摘要:
基于磷酸根对聚合硫酸铁（PFS）的强增聚作用，以聚合硫酸铁、Na 2HPO 4为原料，研制出一种新型复合絮凝剂聚磷硫酸铁（PPFS）。通过红外图谱（IR）和电镜扫描（SEM）分析，对PPFS的结构进行了表征，对其絮凝机理进行了探讨，并考察了PPFS的投加量、nPO 43-/nFe3+和碱化度对邻苯二甲酸酯类去除效果的影响。结果表明：PPFS对邻苯二甲酸酯类具有良好去除效果，当投加量为70 mg·L-1、nPO 43-/nFe3+为0.3、碱化度为30%时，邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的去除率分别为67.93%、84.55%、90.88%和88.69%。
基于磷酸根对聚合硫酸铁（PFS）的强增聚作用，以聚合硫酸铁、Na 2HPO 4为原料，研制出一种新型复合絮凝剂聚磷硫酸铁（PPFS）。通过红外图谱（IR）和电镜扫描（SEM）分析，对PPFS的结构进行了表征，对其絮凝机理进行了探讨，并考察了PPFS的投加量、nPO 43-/nFe3+和碱化度对邻苯二甲酸酯类去除效果的影响。结果表明：PPFS对邻苯二甲酸酯类具有良好去除效果，当投加量为70 mg·L-1、nPO 43-/nFe3+为0.3、碱化度为30%时，邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的去除率分别为67.93%、84.55%、90.88%和88.69%。
2012, 34(3):133-137.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.023
摘要:
利用烧杯试验研究了一种新型磁性离子交换树脂（MIEX）对水中溴离子的去除效能，并考察了水中常见阴离子及有机物对其去除效果的影响。试验结果表明，MIEX可以有效去除纯水中的溴离子，投加量为10 mL/L和20 mL/L时其对溴离子去除率均在90%以上，且达到交换平衡时间分别为5 min和3 min。水中常见的其它带负电物质会在一定程度上影响溴离子的去除效果，在常见的含量条件下10 mL/L的MIEX对溴离子的去除率一般在50%以上。阴离子含量以及MIEX的选择性是影响其对溴离子去除效果的主要因素。有机物的存在使MIEX对溴离子的去除率明显下降，去除率在70%左右。MIEX对有机物、阴离子的去除过程存在差异：10 mL/L的MIEX去除阴离子的反应平衡时间在5 min左右，而去除有机物的平衡时间则较长，其对2种表征有机物含量的指标（UV 254、DOC）的去除稳定时间均在20 min以上。
利用烧杯试验研究了一种新型磁性离子交换树脂（MIEX）对水中溴离子的去除效能，并考察了水中常见阴离子及有机物对其去除效果的影响。试验结果表明，MIEX可以有效去除纯水中的溴离子，投加量为10 mL/L和20 mL/L时其对溴离子去除率均在90%以上，且达到交换平衡时间分别为5 min和3 min。水中常见的其它带负电物质会在一定程度上影响溴离子的去除效果，在常见的含量条件下10 mL/L的MIEX对溴离子的去除率一般在50%以上。阴离子含量以及MIEX的选择性是影响其对溴离子去除效果的主要因素。有机物的存在使MIEX对溴离子的去除率明显下降，去除率在70%左右。MIEX对有机物、阴离子的去除过程存在差异：10 mL/L的MIEX去除阴离子的反应平衡时间在5 min左右，而去除有机物的平衡时间则较长，其对2种表征有机物含量的指标（UV 254、DOC）的去除稳定时间均在20 min以上。
2012, 34(3):138-145.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.024
摘要:
以污水处理厂氧化沟污泥为泥种，采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养，约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥。第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥，运行约40 d，最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L，表现出较强的聚磷能力；第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥，运行60 d，缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势。硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮，硝化率基本稳定在98.5%以上。硝化速率本符合零级动力学方程，比硝化速率常数为0002 4 h-1；好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程，速率常数分别是0.377、0740 g/(L·h-1)。利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A 2N-SBR试验，结果表明：在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、725 mg/L时，去除率分别为93.5%、76.7%和941%，驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果。
以污水处理厂氧化沟污泥为泥种，采用进水低碳高磷、两阶段的运行方式进行反硝化聚磷污泥的培养，约100 d成功驯化培养出反硝化聚磷污泥。第1阶段以厌氧/好氧的运行方式驯化好氧聚磷污泥，运行约40 d，最大释磷量、最大聚磷量和最大除磷量分别可达到77.2、89.4、25.0 mg/L，表现出较强的聚磷能力；第2阶段采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式驯化反硝化聚磷污泥，运行60 d，缺氧聚磷量占总聚磷量的百分比呈上升趋势。硝化污泥经过100 d的驯化可去除约50 mg/L的氨氮，硝化率基本稳定在98.5%以上。硝化速率本符合零级动力学方程，比硝化速率常数为0002 4 h-1；好氧聚磷速率和缺氧聚磷速率基本符合一级动力学方程，速率常数分别是0.377、0740 g/(L·h-1)。利用驯化培养成功的反硝化聚磷污泥和硝化污泥进行了A 2N-SBR试验，结果表明：在进水COD、氨氮和磷分别为188.0、54.8、725 mg/L时，去除率分别为93.5%、76.7%和941%，驯化培养的双污泥具有良好的脱氮除磷效果。
2012, 34(3):146-150.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.025
摘要:
结合平板分离法、poly-P和PHB染色以及柠檬酸铁还原实验，从污水处理厂活性污泥中分离获得一株以Fe(Ⅲ)为电子受体厌氧聚磷的聚磷菌株AP3, 其16S rDNA与Pseudomonas mosselii ATCCBAA-99的同源性为99%。菌株AP3于柠檬酸铁液体培养基和无铁液体培养基中厌氧避光、27 ℃静置培养，在含有Fe(Ⅲ)的培养基中比在无Fe(Ⅲ)的培养基中生长好；菌株AP3在无Fe(Ⅲ)的培养基中，表现出典型的厌氧释磷特征，释磷量为3.68 mg·L-1；在含有Fe(Ⅲ)的培养基中，先厌氧释磷，释磷量为6.62 mg·L-1， 10 h之后开始厌氧聚磷，聚磷量为5.89 mg·L-1。菌株AP3能以Fe(Ⅲ)为电子受体，具有厌氧聚磷特征。
结合平板分离法、poly-P和PHB染色以及柠檬酸铁还原实验，从污水处理厂活性污泥中分离获得一株以Fe(Ⅲ)为电子受体厌氧聚磷的聚磷菌株AP3, 其16S rDNA与Pseudomonas mosselii ATCCBAA-99的同源性为99%。菌株AP3于柠檬酸铁液体培养基和无铁液体培养基中厌氧避光、27 ℃静置培养，在含有Fe(Ⅲ)的培养基中比在无Fe(Ⅲ)的培养基中生长好；菌株AP3在无Fe(Ⅲ)的培养基中，表现出典型的厌氧释磷特征，释磷量为3.68 mg·L-1；在含有Fe(Ⅲ)的培养基中，先厌氧释磷，释磷量为6.62 mg·L-1， 10 h之后开始厌氧聚磷，聚磷量为5.89 mg·L-1。菌株AP3能以Fe(Ⅲ)为电子受体，具有厌氧聚磷特征。
2012, 34(3):151-158.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.03.026
摘要:
借助自主开发的不同水动力模拟水槽，选择4.01 cm/s（小流速, A槽）、12.70 cm/s（中流速，B 槽）、20.23 cm/s（大流速，C槽）3种流速条件，研究15 d运行周期内， 3个水槽中沉积物重金属Cd、Cr及类金属As在沉积物间隙水上覆水之间的迁移规律。结果表明：1）流速的增加能促进重金属的释放；2）间隙水中As的浓度远远大于上覆水中浓度，为其向上覆水迁移提供了条件；3）沉积物再悬浮是上覆水中重金属浓度增加的主要原因。同时，与静水条件相比，动水条件对沉积物中重金属的迁移有显著影响，但不同重金属受自身特性的影响显示不同的迁移规律。另一方面，3种水流条件对不同介质中重金属含量变化产生的影响过程和结果也不相同，但其影响程度总体为上覆水>沉积物>间隙水。
借助自主开发的不同水动力模拟水槽，选择4.01 cm/s（小流速, A槽）、12.70 cm/s（中流速，B 槽）、20.23 cm/s（大流速，C槽）3种流速条件，研究15 d运行周期内， 3个水槽中沉积物重金属Cd、Cr及类金属As在沉积物间隙水上覆水之间的迁移规律。结果表明：1）流速的增加能促进重金属的释放；2）间隙水中As的浓度远远大于上覆水中浓度，为其向上覆水迁移提供了条件；3）沉积物再悬浮是上覆水中重金属浓度增加的主要原因。同时，与静水条件相比，动水条件对沉积物中重金属的迁移有显著影响，但不同重金属受自身特性的影响显示不同的迁移规律。另一方面，3种水流条件对不同介质中重金属含量变化产生的影响过程和结果也不相同，但其影响程度总体为上覆水>沉积物>间隙水。
