2015年第37卷第2期文章目次
2015, 37(2):1-7.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.001
摘要:
精细梁不同于Euler梁和Timoshenko梁，该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式，采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬臂梁、两端固支梁和门式框架进行了算例分析，对比了采用不同梁单元模型下结构的竖向位移。结果表明：当高跨比较小时，3种梁单元的竖向位移相差不大；当高跨比较大时，精细梁单元的竖向位移较Euler梁和Timoshenko梁明显增大，表明剪切变形及刚度折减引起的附加轴向位移、附加横向位移不能忽略。精细梁单元模型对高跨比较大的梁进行分析可望得到更精确的结果。
精细梁不同于Euler梁和Timoshenko梁，该模型在考虑剪切变形的同时还考虑了横向弯曲时截面转动产生的附加轴向位移及横向剪切变形影响截面抗弯刚度后产生的附加横向位移。推导了适用于向量式有限元分析的精细梁单元应变和内力表达式，采用FORTRAN自编了向量式有限元程序。对悬臂梁、两端固支梁和门式框架进行了算例分析，对比了采用不同梁单元模型下结构的竖向位移。结果表明：当高跨比较小时，3种梁单元的竖向位移相差不大；当高跨比较大时，精细梁单元的竖向位移较Euler梁和Timoshenko梁明显增大，表明剪切变形及刚度折减引起的附加轴向位移、附加横向位移不能忽略。精细梁单元模型对高跨比较大的梁进行分析可望得到更精确的结果。
2015, 37(2):8-15.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.002
摘要:
为了明确地铁盾构施工诱发地表沉降的关键因素，提出了一种基于粗糙集支持向量机(RS-SVM)的关键参数及其组合的建模与求解方法。利用信息熵规则将影响地表沉降的内摩擦角、内聚力等7个连续变量进行离散化处理；结合粗糙集遗传算法进行属性约简处理，获得影响盾构施工地表沉降的4个关键参数，即单环注浆压力、内摩擦角、比扭矩均值、切口泥水压力均值；采用支持向量机辨识对盾构参数与地表沉降之间关系反映效果最好的参数组合，作为实际盾构施工过程的关键参数。并将其运用到武汉轨道交通2号线越江隧道工程中，结果论证了该方法的科学性和可行性。
为了明确地铁盾构施工诱发地表沉降的关键因素，提出了一种基于粗糙集支持向量机(RS-SVM)的关键参数及其组合的建模与求解方法。利用信息熵规则将影响地表沉降的内摩擦角、内聚力等7个连续变量进行离散化处理；结合粗糙集遗传算法进行属性约简处理，获得影响盾构施工地表沉降的4个关键参数，即单环注浆压力、内摩擦角、比扭矩均值、切口泥水压力均值；采用支持向量机辨识对盾构参数与地表沉降之间关系反映效果最好的参数组合，作为实际盾构施工过程的关键参数。并将其运用到武汉轨道交通2号线越江隧道工程中，结果论证了该方法的科学性和可行性。
2015, 37(2):16-22.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.003
摘要:
为合理描述超固结土复杂的弹塑性力学行为，对现有Hashiguchi次加载面模型中的超固结状态参量R进行修正，在硬化方程中，考虑塑性体应变与塑性剪应变的综合作用，提出了修正超固结状态参量的次加载面模型。同时，着重介绍了该模型的隐式积分算法及数值实现过程，编制了对应的接口子程序，实现了该模型在有限元软件ABAQUS中的应用。通过不同工况和加载方式下的数值模拟验证了程序的合理性，最后应用模型研究了Fujinomori 黏土的三轴压缩力学特性并与UH模型的模拟结果、室内试验研究进行对比。结果表明，子程序具有较高的计算精度和可靠性，模型能够准确地模拟黏土的超固结特性。
为合理描述超固结土复杂的弹塑性力学行为，对现有Hashiguchi次加载面模型中的超固结状态参量R进行修正，在硬化方程中，考虑塑性体应变与塑性剪应变的综合作用，提出了修正超固结状态参量的次加载面模型。同时，着重介绍了该模型的隐式积分算法及数值实现过程，编制了对应的接口子程序，实现了该模型在有限元软件ABAQUS中的应用。通过不同工况和加载方式下的数值模拟验证了程序的合理性，最后应用模型研究了Fujinomori 黏土的三轴压缩力学特性并与UH模型的模拟结果、室内试验研究进行对比。结果表明，子程序具有较高的计算精度和可靠性，模型能够准确地模拟黏土的超固结特性。
2015, 37(2):23-27.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.004
摘要:
为了研究泥质岩在不同pH值溶液中的崩解特性，为酸雨地区泥质岩的利用提供理论依据和技术指导，选取阜新海州露天矿泥质岩为例，进行室内浸水崩解试验。对泥质岩在不同pH值溶液中的崩解现象、崩解物的颗粒含量和崩解比进行分析、利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱分析，测试岩样矿物化学成分。试验得到以下结论：不同pH值溶液中崩解强度大小关系是：酸>碱>中性；随着循环的进行，泥质岩的崩解程度不断加深，崩解速度先增大后逐渐减小甚至消失；泥质岩中许多不能溶于水的矿物成分可以和酸发生化学反应生成可溶性盐类，是泥质岩在酸中崩解最剧烈的主要原因；考虑泥质岩所处环境pH值不同对工程建设有重要意义。
为了研究泥质岩在不同pH值溶液中的崩解特性，为酸雨地区泥质岩的利用提供理论依据和技术指导，选取阜新海州露天矿泥质岩为例，进行室内浸水崩解试验。对泥质岩在不同pH值溶液中的崩解现象、崩解物的颗粒含量和崩解比进行分析、利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱分析，测试岩样矿物化学成分。试验得到以下结论：不同pH值溶液中崩解强度大小关系是：酸>碱>中性；随着循环的进行，泥质岩的崩解程度不断加深，崩解速度先增大后逐渐减小甚至消失；泥质岩中许多不能溶于水的矿物成分可以和酸发生化学反应生成可溶性盐类，是泥质岩在酸中崩解最剧烈的主要原因；考虑泥质岩所处环境pH值不同对工程建设有重要意义。
2015, 37(2):28-33.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.005
摘要:
为深入了解饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩的竖向振动特性，基于Boer多孔介质理论，考虑激振频率对摩擦桩桩底土体动刚度的影响，采用平面应变模型并结合桩土接触面的混合边值条件，推导求解得出了饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩的竖向动力阻抗模型公式和桩顶速度时域响应解并验证了其合理性。进一步通过参数化对比分析探讨了桩基埋深比和土体渗透系数对所得竖向动力阻抗和桩顶速度时域响应的影响规律。解析推导得出的对应竖向动力阻抗模型公式和桩顶速度时域响应解，丰富了桩基动力学的理论，可为相关工程实践提供参考和理论支持。
为深入了解饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩的竖向振动特性，基于Boer多孔介质理论，考虑激振频率对摩擦桩桩底土体动刚度的影响，采用平面应变模型并结合桩土接触面的混合边值条件，推导求解得出了饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩的竖向动力阻抗模型公式和桩顶速度时域响应解并验证了其合理性。进一步通过参数化对比分析探讨了桩基埋深比和土体渗透系数对所得竖向动力阻抗和桩顶速度时域响应的影响规律。解析推导得出的对应竖向动力阻抗模型公式和桩顶速度时域响应解，丰富了桩基动力学的理论，可为相关工程实践提供参考和理论支持。
2015, 37(2):34-38.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.006
摘要:
火灾条件下钢管与混凝土间界面热阻对结构温度场有很大影响。利用INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置对钢-混凝土界面接触热阻进行了试验研究，根据各测点的温度时间历程曲线，利用多项式拟和方法外推得到钢、混凝土界面处温度值，通过热传导方程和接触热阻定义得到了界面接触热阻。试验结果表明，不同界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值比较稳定，与文献结果相比有一定可靠性；无界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值离散性大，随温度变化明显。
火灾条件下钢管与混凝土间界面热阻对结构温度场有很大影响。利用INSTRON 8874型高温材料试验机的高温接触热阻试验装置对钢-混凝土界面接触热阻进行了试验研究，根据各测点的温度时间历程曲线，利用多项式拟和方法外推得到钢、混凝土界面处温度值，通过热传导方程和接触热阻定义得到了界面接触热阻。试验结果表明，不同界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值比较稳定，与文献结果相比有一定可靠性；无界面压力下钢管混凝土界面的接触热阻数值离散性大，随温度变化明显。
2015, 37(2):39-46.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.007
摘要:
结合检测工况对测试数据的影响，对自平衡“精确转换法”进行改进，提出摩擦桩位移协调转换法和嵌岩桩的荷载协调转换法，实际应用结果说明两种转换方法合理。所得测试结果表明湄公河大桥桩基承载力符合设计要求；分析湄公河大桥试桩的侧摩阻力和端承力分布，嵌岩桩和摩擦桩纵向承载均以侧阻力为主。
结合检测工况对测试数据的影响，对自平衡“精确转换法”进行改进，提出摩擦桩位移协调转换法和嵌岩桩的荷载协调转换法，实际应用结果说明两种转换方法合理。所得测试结果表明湄公河大桥桩基承载力符合设计要求；分析湄公河大桥试桩的侧摩阻力和端承力分布，嵌岩桩和摩擦桩纵向承载均以侧阻力为主。
2015, 37(2):47-51.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.008
摘要:
桩基埋管换热器具有桩径大、埋深浅的特点，适用于桩基埋管特点的系列导热解析解模型被不断提出，但是该类模型均忽略了回填料与岩土热物性的差异。对于桩径较大的桩基埋管而言，较大的热物性差异将引起较大的计算误差。建立了区别回填料与岩土热物性差异的导热数值解模型，对比分析忽略热物性差异对桩基埋管换热计算的影响，研究表明：导热系数差异对桩基埋管长时间运行的换热热阻计算影响甚小；容积比热差异将引起桩基埋管较大的设计容量误差；桩径越大，热物性差异引起的计算误差越显著。
桩基埋管换热器具有桩径大、埋深浅的特点，适用于桩基埋管特点的系列导热解析解模型被不断提出，但是该类模型均忽略了回填料与岩土热物性的差异。对于桩径较大的桩基埋管而言，较大的热物性差异将引起较大的计算误差。建立了区别回填料与岩土热物性差异的导热数值解模型，对比分析忽略热物性差异对桩基埋管换热计算的影响，研究表明：导热系数差异对桩基埋管长时间运行的换热热阻计算影响甚小；容积比热差异将引起桩基埋管较大的设计容量误差；桩径越大，热物性差异引起的计算误差越显著。
2015, 37(2):52-59.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.009
摘要:
为了研究约束高强度Q460钢梁的抗火性能，在已有约束钢梁分析理论的基础上，引入残余应力，提出了约束钢梁的抗火性能分析方法，并采用普通强度约束钢梁试验数据对分析方法进行了验证。考虑高强度Q460钢材高温下力学性能参数，利用所提出的方法分析了约束高强度Q460钢梁的抗火性能，并与普通强度Q345钢梁进行了对比。对影响约束高强度Q460钢梁的抗火性能参数进行了分析，包括荷载比、残余应力、轴向约束刚度、转动约束刚度和受火方式等。研究表明：所提出的分析方法准确可靠，高强度Q460钢梁抗火性能与普通强度钢梁具有较大的区别，高强度Q460约束钢梁的抗火性能明显优于普通强度约束钢梁。荷载比、轴向约束刚度、转动约束刚度、受火方式对高强度Q460约束钢梁有较大影响。
为了研究约束高强度Q460钢梁的抗火性能，在已有约束钢梁分析理论的基础上，引入残余应力，提出了约束钢梁的抗火性能分析方法，并采用普通强度约束钢梁试验数据对分析方法进行了验证。考虑高强度Q460钢材高温下力学性能参数，利用所提出的方法分析了约束高强度Q460钢梁的抗火性能，并与普通强度Q345钢梁进行了对比。对影响约束高强度Q460钢梁的抗火性能参数进行了分析，包括荷载比、残余应力、轴向约束刚度、转动约束刚度和受火方式等。研究表明：所提出的分析方法准确可靠，高强度Q460钢梁抗火性能与普通强度钢梁具有较大的区别，高强度Q460约束钢梁的抗火性能明显优于普通强度约束钢梁。荷载比、轴向约束刚度、转动约束刚度、受火方式对高强度Q460约束钢梁有较大影响。
2015, 37(2):60-66.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.010
摘要:
为研究饱水对岩溶灰岩力学性质和纵波波速的影响，进行自然和饱水状态下岩样的力学性能和弹性波测试。试验结果表明：饱水对岩溶灰岩的单轴抗拉强度、抗拉强度和弹性模量有明显的软化作用，饱水状态试样的峰值应变和泊松比整体上大于自然状态的对应值；岩溶灰岩试样在饱水条件下的纵波波速均明显高于自然状态下的纵波波速，试样的单轴抗压强度和抗拉强度与纵波波速具有较高的线性相关性。基于目前的研究现状，阐述了研究成果在隧道与周边高压充填隐伏溶腔间防突岩层稳定性评价及最小防突厚度确定中的应用。
为研究饱水对岩溶灰岩力学性质和纵波波速的影响，进行自然和饱水状态下岩样的力学性能和弹性波测试。试验结果表明：饱水对岩溶灰岩的单轴抗拉强度、抗拉强度和弹性模量有明显的软化作用，饱水状态试样的峰值应变和泊松比整体上大于自然状态的对应值；岩溶灰岩试样在饱水条件下的纵波波速均明显高于自然状态下的纵波波速，试样的单轴抗压强度和抗拉强度与纵波波速具有较高的线性相关性。基于目前的研究现状，阐述了研究成果在隧道与周边高压充填隐伏溶腔间防突岩层稳定性评价及最小防突厚度确定中的应用。
2015, 37(2):67-72.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.011
摘要:
为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性，采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600 mm×600 mm×100 mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上，选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性，同时，通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明：掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板，其最大峰值荷载提高了18%，板中心挠度至25 mm时的能量吸收值也提高了25.6%；对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板，混杂了0.11%聚丙烯纤维后，两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25 mm时的能量吸收值提高了28.5%；高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性；混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力，板整体呈现裂而不断的延性破坏。
为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性，采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600 mm×600 mm×100 mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上，选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性，同时，通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明：掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板，其最大峰值荷载提高了18%，板中心挠度至25 mm时的能量吸收值也提高了25.6%；对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板，混杂了0.11%聚丙烯纤维后，两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25 mm时的能量吸收值提高了28.5%；高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性；混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力，板整体呈现裂而不断的延性破坏。
2015, 37(2):73-78.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.012
摘要:
对静力、动力拉伸荷载条件下混凝土的细观破损过程进行了CT试验研究，获得了试样内部裂纹萌生、扩展、贯通的全过程CT图像。通过对CT图像及图像兴趣区中整体统计区域、局部统计区域CT 数均值的分析，研究了混凝土拉伸荷载条件下细观破损过程。结果表明：静力拉伸荷载条件下，裂纹在界面的薄弱区域形成后逐渐往相邻的薄弱部位扩展,两个统计区域CT 数均值呈降低趋势，试样破坏时伴有少量骨料被拉断的现象；动力拉伸荷载条件下，裂纹从界面薄弱区域形成后追随最快的路径扩展，局部统计区域CT 数均值呈下降趋势,而整体统计区域CT数均值变化幅度较小，破坏后骨料沿界面脱离砂浆粘结，且试样破裂面更为平整；由于加载速率的提高，骨料被拉断的现象非常显著。
对静力、动力拉伸荷载条件下混凝土的细观破损过程进行了CT试验研究，获得了试样内部裂纹萌生、扩展、贯通的全过程CT图像。通过对CT图像及图像兴趣区中整体统计区域、局部统计区域CT 数均值的分析，研究了混凝土拉伸荷载条件下细观破损过程。结果表明：静力拉伸荷载条件下，裂纹在界面的薄弱区域形成后逐渐往相邻的薄弱部位扩展,两个统计区域CT 数均值呈降低趋势，试样破坏时伴有少量骨料被拉断的现象；动力拉伸荷载条件下，裂纹从界面薄弱区域形成后追随最快的路径扩展，局部统计区域CT 数均值呈下降趋势,而整体统计区域CT数均值变化幅度较小，破坏后骨料沿界面脱离砂浆粘结，且试样破裂面更为平整；由于加载速率的提高，骨料被拉断的现象非常显著。
2015, 37(2):79-84.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.013
摘要:
采用极限分析上限法，基于内外能耗守恒原理，通过构建考虑隧底隆起的斜坡地段浅埋隧道破坏模式，推导出围岩压力的计算式，并通过典型算例重点分析了典型因素对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明：基于泰沙基极限平衡法进行隧道围岩支护设计较为保守，不考虑隧底隆起的极限分析方法次之考虑隧底隆起极限分析方法的风险最大；斜坡地表倾角增大对浅埋隧道稳定性有着不可忽视的不利影响；围岩压力随岩土侧压力系数减小、埋深增大、断面尺寸加大而增大；岩土黏聚力增大、内摩擦角增大对提高浅埋隧道围岩稳定性有积极作用。
采用极限分析上限法，基于内外能耗守恒原理，通过构建考虑隧底隆起的斜坡地段浅埋隧道破坏模式，推导出围岩压力的计算式，并通过典型算例重点分析了典型因素对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明：基于泰沙基极限平衡法进行隧道围岩支护设计较为保守，不考虑隧底隆起的极限分析方法次之考虑隧底隆起极限分析方法的风险最大；斜坡地表倾角增大对浅埋隧道稳定性有着不可忽视的不利影响；围岩压力随岩土侧压力系数减小、埋深增大、断面尺寸加大而增大；岩土黏聚力增大、内摩擦角增大对提高浅埋隧道围岩稳定性有积极作用。
2015, 37(2):85-91.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.014
摘要:
通过双面剪切试验，研究了冻融环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能的发展规律。对比分析了未经冻融和经历25、50、100、150、200及300次冻融循环作用试件的破坏特征、剪应变分布、荷载滑移曲线、粘结承载力以及粘结破坏机理。结果表明，所有试件的界面破坏均发生在混凝土表层内，但随着冻融循环次数的增加，破坏界面有向胶层发展的趋势；经受冻融循环次数较少时(25、50次)，界面的粘结强度、刚度及开裂荷载的变化不明显，甚至略微提高；但随着冻融循环次数的进一步增加，界面粘结性能有明显的变化，界面粘结强度、端部滑移量减小，刚度退化，初始开裂荷载水平降低，非线性特征增强。粘结极限承载力与混凝土立方体抗压强度均随冻融循环次数的增长存在先提高后下降的趋势，混凝土强度变化是界面粘结性能变化的最重要因素。
通过双面剪切试验，研究了冻融环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能的发展规律。对比分析了未经冻融和经历25、50、100、150、200及300次冻融循环作用试件的破坏特征、剪应变分布、荷载滑移曲线、粘结承载力以及粘结破坏机理。结果表明，所有试件的界面破坏均发生在混凝土表层内，但随着冻融循环次数的增加，破坏界面有向胶层发展的趋势；经受冻融循环次数较少时(25、50次)，界面的粘结强度、刚度及开裂荷载的变化不明显，甚至略微提高；但随着冻融循环次数的进一步增加，界面粘结性能有明显的变化，界面粘结强度、端部滑移量减小，刚度退化，初始开裂荷载水平降低，非线性特征增强。粘结极限承载力与混凝土立方体抗压强度均随冻融循环次数的增长存在先提高后下降的趋势，混凝土强度变化是界面粘结性能变化的最重要因素。
2015, 37(2):92-100.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.015
摘要:
基于修正剑桥模型理论，推导了孔隙比e随土体当前应力变化的方程，同时比选了4组经典的描述渗透系数k随孔隙比变化的方程，选择了其中一组最佳的估算公式，编写ABAQUS用户子程序VOIDRI和USDFLD，以实现孔隙比和渗透系数随土体当前应力的变化。在此基础上，研究深基坑降水开挖所致的坑内外土体的变形、围护结构的变形及弯矩，得到以下结论：当考虑孔隙比随土体当前应力变化时，坑外地表沉降量、墙体的水平位移、地下连续墙的弯矩、坑底隆起量均大于孔隙比为定值时的情况；当考虑渗透系数随土体当前应力变化时，坑外地表沉降量、墙体的水平位移、地下连续墙的弯矩均小于渗透系数为定值时的情况，但同时考虑渗透系数和孔隙比变化情况时，其对坑底的隆起量的影响可以忽略不计。
基于修正剑桥模型理论，推导了孔隙比e随土体当前应力变化的方程，同时比选了4组经典的描述渗透系数k随孔隙比变化的方程，选择了其中一组最佳的估算公式，编写ABAQUS用户子程序VOIDRI和USDFLD，以实现孔隙比和渗透系数随土体当前应力的变化。在此基础上，研究深基坑降水开挖所致的坑内外土体的变形、围护结构的变形及弯矩，得到以下结论：当考虑孔隙比随土体当前应力变化时，坑外地表沉降量、墙体的水平位移、地下连续墙的弯矩、坑底隆起量均大于孔隙比为定值时的情况；当考虑渗透系数随土体当前应力变化时，坑外地表沉降量、墙体的水平位移、地下连续墙的弯矩均小于渗透系数为定值时的情况，但同时考虑渗透系数和孔隙比变化情况时，其对坑底的隆起量的影响可以忽略不计。
2015, 37(2):101-108.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.016
摘要:
太阳辐射是建筑节能分析的重要基础气象参数，实测数据远远不能满足需求，理论计算是目前获取辐射数据的主要途径。将常用水平面太阳总辐射模型归纳为气象参数、空间插值和基于DEM三类，详述了各自的原理和计算方法。对三类模型在建筑节能分析中的适用性进行了分析，展望了建筑节能分析用太阳辐射模型的发展趋势：气象参数模型与DEM模型的融合。
太阳辐射是建筑节能分析的重要基础气象参数，实测数据远远不能满足需求，理论计算是目前获取辐射数据的主要途径。将常用水平面太阳总辐射模型归纳为气象参数、空间插值和基于DEM三类，详述了各自的原理和计算方法。对三类模型在建筑节能分析中的适用性进行了分析，展望了建筑节能分析用太阳辐射模型的发展趋势：气象参数模型与DEM模型的融合。
2015, 37(2):109-114.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.017
摘要:
绿化屋顶在节能设计中以附加当量热阻增大屋顶总热阻值，有效减少由屋顶进入室内的热量，降低室内空气温度。但根据已有的实验研究，绿化屋顶隔热特性与室内气温是耦合关系，随室内气温的变化，绿化屋顶会呈现出不同的隔热特性。用实验测试与数值模拟相结合的方法，分析在不同室内气温下绿化屋顶、参照屋顶与等效保温屋顶内表面温度与热流的变化。结果表明：室内气温会显著改变绿化屋顶的隔热性能，其当量热阻为与室内温度正相关的变量。在被动式建筑中，绿化屋顶更能充分发挥隔热功效，且具有不向室内传热的特性。
绿化屋顶在节能设计中以附加当量热阻增大屋顶总热阻值，有效减少由屋顶进入室内的热量，降低室内空气温度。但根据已有的实验研究，绿化屋顶隔热特性与室内气温是耦合关系，随室内气温的变化，绿化屋顶会呈现出不同的隔热特性。用实验测试与数值模拟相结合的方法，分析在不同室内气温下绿化屋顶、参照屋顶与等效保温屋顶内表面温度与热流的变化。结果表明：室内气温会显著改变绿化屋顶的隔热性能，其当量热阻为与室内温度正相关的变量。在被动式建筑中，绿化屋顶更能充分发挥隔热功效，且具有不向室内传热的特性。
2015, 37(2):115-120.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.018
摘要:
研究了磷渣粉比表面积对其胶凝活性的影响，运用灰色关联理论分析了其粒径分布与活性指数的关系。结果表明：粒径30.2 μm以上的颗粒对磷渣粉的活性起削弱作用，粒径0.00~30.2 μm的颗粒对其活性起增强作用。其中，粒径5.0~10.0 μm颗粒的含量是影响磷渣粉7 d活性指数A7的关键因子，粒径10.0~20.0 μm颗粒的含量是影响28 d活性指数A28的关键因子。为提高磷渣粉的胶凝活性，其比表面积不宜低于397 m 2·kg -1，同时，应尽可能提高磷渣中粒径为5.0~30.2 μm，尤其是粒径5.0~20.0 μm的颗粒含量，并减少或限制粒径大于30.2 μm的颗粒含量。
研究了磷渣粉比表面积对其胶凝活性的影响，运用灰色关联理论分析了其粒径分布与活性指数的关系。结果表明：粒径30.2 μm以上的颗粒对磷渣粉的活性起削弱作用，粒径0.00~30.2 μm的颗粒对其活性起增强作用。其中，粒径5.0~10.0 μm颗粒的含量是影响磷渣粉7 d活性指数A7的关键因子，粒径10.0~20.0 μm颗粒的含量是影响28 d活性指数A28的关键因子。为提高磷渣粉的胶凝活性，其比表面积不宜低于397 m 2·kg -1，同时，应尽可能提高磷渣中粒径为5.0~30.2 μm，尤其是粒径5.0~20.0 μm的颗粒含量，并减少或限制粒径大于30.2 μm的颗粒含量。
2015, 37(2):121-126.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2015.02.019
摘要:
孔隙度和渗透率是水泥基等多孔材料的重要指标，是水泥基材料内部离子迁移多物理场耦合预测模型中的关键材料参数。针对水泥基材料超亚临界碳化预测模型的质量控制方程，采用稳态法试验分析得到了液体渗透率、氮气渗透率、固有渗透率，采用体积法得到了材料孔隙度和含水饱和度，试件包括水泥砂浆、混凝土、水泥瓦、纤维水泥板等材料。其中水泥砂浆和混凝土材料固有渗透率分别为0.001 mD和0.0001 mD数量级，其他试件为0.01 mD数量级；而混凝土的固有渗透率最低为9e-4 mD。木纤维等纤维材料的掺加，将大幅增加材料的孔隙度和渗透率。最后使用得到的各项渗透率、孔隙度、含水饱和度，对水泥砂浆和水泥瓦的超亚临界碳化试验进行了多物理场耦合模拟，模拟结果与试验吻合较好。
孔隙度和渗透率是水泥基等多孔材料的重要指标，是水泥基材料内部离子迁移多物理场耦合预测模型中的关键材料参数。针对水泥基材料超亚临界碳化预测模型的质量控制方程，采用稳态法试验分析得到了液体渗透率、氮气渗透率、固有渗透率，采用体积法得到了材料孔隙度和含水饱和度，试件包括水泥砂浆、混凝土、水泥瓦、纤维水泥板等材料。其中水泥砂浆和混凝土材料固有渗透率分别为0.001 mD和0.0001 mD数量级，其他试件为0.01 mD数量级；而混凝土的固有渗透率最低为9e-4 mD。木纤维等纤维材料的掺加，将大幅增加材料的孔隙度和渗透率。最后使用得到的各项渗透率、孔隙度、含水饱和度，对水泥砂浆和水泥瓦的超亚临界碳化试验进行了多物理场耦合模拟，模拟结果与试验吻合较好。
