2016年第38卷第6期文章目次
2016, 38(6):1-9.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.001
摘要:
传统边坡可靠度分析往往在岩土参数服从线性Mohr-Coulomb（简称线性M-C）破坏准则的假设条件下进行，并且常常采用极限平衡法或有限元法计算安全系数。然而，岩土介质破坏准则具有一定的非线性。为能更加实际地描述岩土破坏机理和得到严格精确的解，基于非线性Mohr-Coulomb（简称非线性M-C）破坏准则，结合极限分析上限法和蒙特卡洛法，进行边坡可靠度上限分析。当非线性参数m=1时，与等效的线性M-C破坏准则进行对比计算，验证了方法的可行性。同时，将初始粘聚力、内摩擦角arctan（c0/σt）和非线性参数作为随机变量且服从截断正态分布，进行了参数变异性和敏感性影响分析。研究表明：非线性M-C破坏准则下，边坡可靠度随初始粘聚力、内摩擦角arctan（c0/σt）和非线性参数变异性的增大而减小；边坡可靠度随初始粘聚力和内摩擦角arctan（c0/σt）的增大而增大，随非线性参数的增大而减小。
传统边坡可靠度分析往往在岩土参数服从线性Mohr-Coulomb（简称线性M-C）破坏准则的假设条件下进行，并且常常采用极限平衡法或有限元法计算安全系数。然而，岩土介质破坏准则具有一定的非线性。为能更加实际地描述岩土破坏机理和得到严格精确的解，基于非线性Mohr-Coulomb（简称非线性M-C）破坏准则，结合极限分析上限法和蒙特卡洛法，进行边坡可靠度上限分析。当非线性参数m=1时，与等效的线性M-C破坏准则进行对比计算，验证了方法的可行性。同时，将初始粘聚力、内摩擦角arctan（c0/σt）和非线性参数作为随机变量且服从截断正态分布，进行了参数变异性和敏感性影响分析。研究表明：非线性M-C破坏准则下，边坡可靠度随初始粘聚力、内摩擦角arctan（c0/σt）和非线性参数变异性的增大而减小；边坡可靠度随初始粘聚力和内摩擦角arctan（c0/σt）的增大而增大，随非线性参数的增大而减小。
2016, 38(6):10-16.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.002
摘要:
以塑性区贯通、位移增量突变、计算不收敛3种边坡失稳判据为依据，采用强度折减有限元法和重度增加有限元法对简单边坡进行了分析。结果表明：以边坡潜在滑动面上某点位移增量突变作为边坡失稳判据是准确的；对于不同土体强度参数下，以位移增量关系曲线突变为判据得到的边坡的安全系数较另外两种方法稳定；对应于塑性区贯通、位移增量曲线突变和计算不收敛的3种判据，边坡潜在滑动面依次向深层发展，边坡的安全系数依次增加。
以塑性区贯通、位移增量突变、计算不收敛3种边坡失稳判据为依据，采用强度折减有限元法和重度增加有限元法对简单边坡进行了分析。结果表明：以边坡潜在滑动面上某点位移增量突变作为边坡失稳判据是准确的；对于不同土体强度参数下，以位移增量关系曲线突变为判据得到的边坡的安全系数较另外两种方法稳定；对应于塑性区贯通、位移增量曲线突变和计算不收敛的3种判据，边坡潜在滑动面依次向深层发展，边坡的安全系数依次增加。
2016, 38(6):17-23.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.003
摘要:
影响基础上拔承载能力的因素包括地基土物理力学参数及基础尺寸参数，而确定混凝土方量最小、基础上拔承载力最大的基础参数配比是基础优化设计的关键。以戈壁滩碎石土地基中的原状土扩底基础为研究对象，采用正交设计方法，以立柱直径、深宽比、扩展角为影响因素，以基础上拔承载力为分析指标，设计出9组尺寸的足尺基础。通过现场试验，获得了各试验基础的荷载位移曲线和上拔承载力值，提出了采用渐变率的概念表征荷载位移曲线的非线性变化特征，通过分析发现基础荷载位移曲线渐变率与承载能力呈负相关。结合正交试验分析结果，得出立柱直径、深宽比、扩展角3个因素中对碎石土地基原状土扩底基础抗拔承载能力的影响程度由大到小依次为深宽比、立柱直径、扩展角，表明在戈壁滩碎石土地基基础的工程设计中增加深宽比能提高基础抗拔承载能力。
影响基础上拔承载能力的因素包括地基土物理力学参数及基础尺寸参数，而确定混凝土方量最小、基础上拔承载力最大的基础参数配比是基础优化设计的关键。以戈壁滩碎石土地基中的原状土扩底基础为研究对象，采用正交设计方法，以立柱直径、深宽比、扩展角为影响因素，以基础上拔承载力为分析指标，设计出9组尺寸的足尺基础。通过现场试验，获得了各试验基础的荷载位移曲线和上拔承载力值，提出了采用渐变率的概念表征荷载位移曲线的非线性变化特征，通过分析发现基础荷载位移曲线渐变率与承载能力呈负相关。结合正交试验分析结果，得出立柱直径、深宽比、扩展角3个因素中对碎石土地基原状土扩底基础抗拔承载能力的影响程度由大到小依次为深宽比、立柱直径、扩展角，表明在戈壁滩碎石土地基基础的工程设计中增加深宽比能提高基础抗拔承载能力。
2016, 38(6):24-31.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.004
摘要:
五星形桩是一种横截面异形桩，是在圆桩的基础上向内切割5个圆弧，形成截面类似五星形的异形桩。按其截面性质分为周长最大化五星形桩F1、周长面积比最大化五星形桩F2两种桩型，为掌握五星形桩的水平承载性能进行了与圆桩的对比模型试验研究。试验用土为干砂，砂雨法土样制作，模型桩为预制钢筋混凝土桩，相似比为1∶8。模型试验桩包括：五星形桩F1、五星形桩F2、与五星形桩F2截面周长相同的圆桩C1、与五星形桩F2截面面积相同的圆桩C2。由于五星形桩水平承载性能具有方向性，试验采用理论计算中水平承载力最大的方向施加水平荷载，试验结果表明：F1、C1和F2的水平极限承载力相当，但F2的截面面积最小，仅为C1的0.44倍；与C2相比，F2的水平极限承载力是其1.63倍，可见，合理截面形式的五星形桩可以提供更大的水平承载能力；五星形桩与圆桩弯矩分布规律基本一致，都在4倍直径左右（五星形桩为外接圆直径）达到最大，但五星形桩截面面积小，抗弯刚度不足，容易折断，总体水平承载性能不及截面周长相同的圆形桩，但优于截面面积相同的圆形桩。
五星形桩是一种横截面异形桩，是在圆桩的基础上向内切割5个圆弧，形成截面类似五星形的异形桩。按其截面性质分为周长最大化五星形桩F1、周长面积比最大化五星形桩F2两种桩型，为掌握五星形桩的水平承载性能进行了与圆桩的对比模型试验研究。试验用土为干砂，砂雨法土样制作，模型桩为预制钢筋混凝土桩，相似比为1∶8。模型试验桩包括：五星形桩F1、五星形桩F2、与五星形桩F2截面周长相同的圆桩C1、与五星形桩F2截面面积相同的圆桩C2。由于五星形桩水平承载性能具有方向性，试验采用理论计算中水平承载力最大的方向施加水平荷载，试验结果表明：F1、C1和F2的水平极限承载力相当，但F2的截面面积最小，仅为C1的0.44倍；与C2相比，F2的水平极限承载力是其1.63倍，可见，合理截面形式的五星形桩可以提供更大的水平承载能力；五星形桩与圆桩弯矩分布规律基本一致，都在4倍直径左右（五星形桩为外接圆直径）达到最大，但五星形桩截面面积小，抗弯刚度不足，容易折断，总体水平承载性能不及截面周长相同的圆形桩，但优于截面面积相同的圆形桩。
2016, 38(6):32-37.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.005
摘要:
为合理利用废弃材料改善生土材料力学性能，通过在素土中掺入糯米浆、废玻璃渣和橡胶，形成改性土体材料，设计5种配合比方案，制作Φ102 mm×116 mm圆柱体试块。通过对其进行轴心抗压强度试验，对比不同配比试件的试验现象、抗压强度、变形能力、荷载位移曲线，分析不同掺合料的作用机理、研究不同掺料不同掺量对抗压强度的影响规律，提出了玻璃渣和橡胶掺量的合理范围。试验结果表明，在素土中掺入糯米浆能提高素土抗压强度，掺入糯米浆、玻璃渣和橡胶，可提高抗压强度和变形能力，但其抗压强度随玻璃渣和橡胶掺量的增多增至3.12 MPa后下降。
为合理利用废弃材料改善生土材料力学性能，通过在素土中掺入糯米浆、废玻璃渣和橡胶，形成改性土体材料，设计5种配合比方案，制作Φ102 mm×116 mm圆柱体试块。通过对其进行轴心抗压强度试验，对比不同配比试件的试验现象、抗压强度、变形能力、荷载位移曲线，分析不同掺合料的作用机理、研究不同掺料不同掺量对抗压强度的影响规律，提出了玻璃渣和橡胶掺量的合理范围。试验结果表明，在素土中掺入糯米浆能提高素土抗压强度，掺入糯米浆、玻璃渣和橡胶，可提高抗压强度和变形能力，但其抗压强度随玻璃渣和橡胶掺量的增多增至3.12 MPa后下降。
2016, 38(6):38-45.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.006
摘要:
在一维波动模型的基础上得到了简谐SH波作用下桩周土和桩芯土的位移。在三维轴对称的情况下，运用势函数和分离变量法求解了简谐水平集中荷载和SH波引起的管桩桩周土和桩芯土的振动问题，得到了桩周土和桩芯土的径向位移和环向位移。考虑管桩土动力相互作用和管桩土的连续性边界条件对简谐水平集中荷载和SH波作用下管桩的振动进行了研究，得到了管桩桩顶的动力放大因子。通过数值算例分析可知，简谐SH波作用下管桩存在共振现象；管桩管壁过薄宜导致桩基失稳；相同外径情况下采用管桩要比实芯桩的抗震性能更好。
在一维波动模型的基础上得到了简谐SH波作用下桩周土和桩芯土的位移。在三维轴对称的情况下，运用势函数和分离变量法求解了简谐水平集中荷载和SH波引起的管桩桩周土和桩芯土的振动问题，得到了桩周土和桩芯土的径向位移和环向位移。考虑管桩土动力相互作用和管桩土的连续性边界条件对简谐水平集中荷载和SH波作用下管桩的振动进行了研究，得到了管桩桩顶的动力放大因子。通过数值算例分析可知，简谐SH波作用下管桩存在共振现象；管桩管壁过薄宜导致桩基失稳；相同外径情况下采用管桩要比实芯桩的抗震性能更好。
2016, 38(6):46-53.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.007
摘要:
通过对全尺寸可拆式钢筋桁架模板在施工阶段的截面力学性能试验，研究了其在单调荷载作用下的破坏形态以及受力机理。并分别采用荷载挠度曲线法和极限弯矩法计算了截面特性。分析表明：施工阶段可以采用上下弦连续的桁架计算模型，荷载挠度曲线法计算结果与理论值偏差较大，其原因是：试件破坏过程由变形控制，而非强度，以及由于连接件与钢筋的相对滑移产生的附加挠度，极限弯矩法计算值与理论值较为吻合。在此基础上，给出了简支或等跨连续（两跨）梁计算模型的最大无支撑长度的建议值。
通过对全尺寸可拆式钢筋桁架模板在施工阶段的截面力学性能试验，研究了其在单调荷载作用下的破坏形态以及受力机理。并分别采用荷载挠度曲线法和极限弯矩法计算了截面特性。分析表明：施工阶段可以采用上下弦连续的桁架计算模型，荷载挠度曲线法计算结果与理论值偏差较大，其原因是：试件破坏过程由变形控制，而非强度，以及由于连接件与钢筋的相对滑移产生的附加挠度，极限弯矩法计算值与理论值较为吻合。在此基础上，给出了简支或等跨连续（两跨）梁计算模型的最大无支撑长度的建议值。
2016, 38(6):54-61.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.008
摘要:
考虑桩基的剪切变形影响，利用单广义位移深梁理论，建立了桩基m法的计算方法，导出了水平位移、转角、弯矩和剪力的初参数表达式和无量纲参数函数的统一表达式，根据桩底边界条件建立了初参数解的计算公式；给出了无量纲参数函数随换算深度和弯剪刚度比的变化图形。研究表明，换算深度小于3.0时，弯剪刚度比对无量纲参数函数影响较小，换算深度大于4.0时，弯剪刚度比对无量纲参数函数影响的趋势非常明显，桩基剪切变形的影响程度与桩的边界条件有关。算例结果表明，桩身的剪切变形有增大桩顶水平位移、提高弯矩零点位置、改变弯矩分布特征、扩大桩侧土压力大小等影响。
考虑桩基的剪切变形影响，利用单广义位移深梁理论，建立了桩基m法的计算方法，导出了水平位移、转角、弯矩和剪力的初参数表达式和无量纲参数函数的统一表达式，根据桩底边界条件建立了初参数解的计算公式；给出了无量纲参数函数随换算深度和弯剪刚度比的变化图形。研究表明，换算深度小于3.0时，弯剪刚度比对无量纲参数函数影响较小，换算深度大于4.0时，弯剪刚度比对无量纲参数函数影响的趋势非常明显，桩基剪切变形的影响程度与桩的边界条件有关。算例结果表明，桩身的剪切变形有增大桩顶水平位移、提高弯矩零点位置、改变弯矩分布特征、扩大桩侧土压力大小等影响。
2016, 38(6):62-71.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.009
摘要:
给出了小剪切变形下的基桩P-Δ效应和大剪切变形下支座P-Δ效应计算的杆单元刚度矩阵方程。假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数，剪切变形函数为线性函数，根据有限元法一般原理，推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程，推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程，推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程。计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性，能实时计入其偏心弯矩影响，为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑。最后通过自编MATLAB程序进行算例分析，结果表明，计入支座大剪切变下的P-Δ效应后，基桩内力位移和地基土压力均显著增大。基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小，可以忽略。
给出了小剪切变形下的基桩P-Δ效应和大剪切变形下支座P-Δ效应计算的杆单元刚度矩阵方程。假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数，剪切变形函数为线性函数，根据有限元法一般原理，推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程，推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程，推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程。计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性，能实时计入其偏心弯矩影响，为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑。最后通过自编MATLAB程序进行算例分析，结果表明，计入支座大剪切变下的P-Δ效应后，基桩内力位移和地基土压力均显著增大。基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小，可以忽略。
2016, 38(6):72-82.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.010
摘要:
空间KK型管板连接节点作为输电钢管塔中最主要的节点型式，其安全性是整个塔架结构安全的重要保证。相比较于平面K型节点，在考虑实际结构中节点空间效应后的KK型节点的受力性能更为复杂。在平面K型管板节点的试验研究基础上，对两类空间KK型管板节点展开参数化分析，重点讨论了节点几何尺寸参数和主管轴压应力比等因素对节点极限承载力的影响变化规律。结合大量有限元参数分析所得计算结果，并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响，提出了空间KK型管板连接节点在主管管壁局部屈曲破坏模式下的极限承载力建议计算方法。
空间KK型管板连接节点作为输电钢管塔中最主要的节点型式，其安全性是整个塔架结构安全的重要保证。相比较于平面K型节点，在考虑实际结构中节点空间效应后的KK型节点的受力性能更为复杂。在平面K型管板节点的试验研究基础上，对两类空间KK型管板节点展开参数化分析，重点讨论了节点几何尺寸参数和主管轴压应力比等因素对节点极限承载力的影响变化规律。结合大量有限元参数分析所得计算结果，并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响，提出了空间KK型管板连接节点在主管管壁局部屈曲破坏模式下的极限承载力建议计算方法。
2016, 38(6):83-90.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.011
摘要:
针对目前确定拱架现浇拱圈混凝土浇筑顺序主要考虑拱架变形而未考虑结构应力的现状，以贵州甘河沟大桥主桥为工程背景，结合其原施工方案初步确定了分环分段位置，利用MIDAS软件对拱架现浇拱圈混凝土的施工全过程进行仿真分析，综合考虑拱架变形和结构应力，通过多方案计算对比确定了合理的最优浇筑方案：第1环混凝土浇筑顺序为先拱脚段再拱顶段最后中间段；第2环混凝土浇筑顺序为先拱顶段再拱脚段最后中间段；第3环混凝土拱顶、拱脚和中间段均再细分成2部分，浇筑顺序为先依次施工拱顶段、中间段和拱脚段第1部分，而后再依次施工拱顶段、拱脚段和中间段第2部分；拱上建筑浇筑顺序为从拱顶向拱脚依次施工。拱架变形和结构应力的实测值与理论值总体上吻合较好，表明该程序与方法合理可靠。
针对目前确定拱架现浇拱圈混凝土浇筑顺序主要考虑拱架变形而未考虑结构应力的现状，以贵州甘河沟大桥主桥为工程背景，结合其原施工方案初步确定了分环分段位置，利用MIDAS软件对拱架现浇拱圈混凝土的施工全过程进行仿真分析，综合考虑拱架变形和结构应力，通过多方案计算对比确定了合理的最优浇筑方案：第1环混凝土浇筑顺序为先拱脚段再拱顶段最后中间段；第2环混凝土浇筑顺序为先拱顶段再拱脚段最后中间段；第3环混凝土拱顶、拱脚和中间段均再细分成2部分，浇筑顺序为先依次施工拱顶段、中间段和拱脚段第1部分，而后再依次施工拱顶段、拱脚段和中间段第2部分；拱上建筑浇筑顺序为从拱顶向拱脚依次施工。拱架变形和结构应力的实测值与理论值总体上吻合较好，表明该程序与方法合理可靠。
2016, 38(6):91-96.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.012
摘要:
为了使得钢结构的性能与用钢量比达到最优，前人对槽型钢的截面尺寸优化进行了较为充分的研究。但是，涉及卷边角度的优化特别是偏心受压工况下的优化分析却很缺乏。以Yao-Teng偏心受压计算公式，结合遗传算法，以冷弯卷边槽钢柱偏心受压为例，将槽钢卷边角度与偏心距作为设计变量，寻找在不同偏心距受压情况下，达到最大畸变屈曲临界应力的卷边角度。基于有限条分析程序，对两端简支与两端固支情况下不同截面尺寸构件的畸变屈曲临界应力进行了计算分析，最终得出不同偏心距受压下统一的最优卷边角度。为了方便工程设计人员设计时参考，建议卷边角度统一取为100°。
为了使得钢结构的性能与用钢量比达到最优，前人对槽型钢的截面尺寸优化进行了较为充分的研究。但是，涉及卷边角度的优化特别是偏心受压工况下的优化分析却很缺乏。以Yao-Teng偏心受压计算公式，结合遗传算法，以冷弯卷边槽钢柱偏心受压为例，将槽钢卷边角度与偏心距作为设计变量，寻找在不同偏心距受压情况下，达到最大畸变屈曲临界应力的卷边角度。基于有限条分析程序，对两端简支与两端固支情况下不同截面尺寸构件的畸变屈曲临界应力进行了计算分析，最终得出不同偏心距受压下统一的最优卷边角度。为了方便工程设计人员设计时参考，建议卷边角度统一取为100°。
2016, 38(6):97-104.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.013
摘要:
为了研究钢箱-砼组合结构中PBH剪力键在反复荷载作用下的疲劳性能，设计制作了PBH剪力键试验模型，进行了24万次疲劳推出试验。在疲劳破坏形态和试验滑移及应变数据分析的基础上，利用数值工具开展肋板开孔孔径、穿入钢筋直径、混凝土强度3个参数的PBH剪力键疲劳寿命影响因素分析。研究表明：PBH剪力键的疲劳破坏形态与静载破坏相似，表观表现为混凝土面多处斜向劈裂裂缝、内部榫孔混凝土压碎、穿入钢筋局部屈服；疲劳破坏演化过程分为疲劳损伤开始、发展、破坏3个阶段，其中疲劳发展阶段占整个疲劳阶段的91.7%，结构刚度在疲劳损伤开始和发展阶段退化较慢，在疲劳破坏阶段退化较快；肋板开孔孔径、穿入钢筋直径、混凝土强度3个参数对PBH剪力键疲劳寿命影响均有明显影响，其中穿入钢筋直径对疲劳寿命的影响尤为突出。
为了研究钢箱-砼组合结构中PBH剪力键在反复荷载作用下的疲劳性能，设计制作了PBH剪力键试验模型，进行了24万次疲劳推出试验。在疲劳破坏形态和试验滑移及应变数据分析的基础上，利用数值工具开展肋板开孔孔径、穿入钢筋直径、混凝土强度3个参数的PBH剪力键疲劳寿命影响因素分析。研究表明：PBH剪力键的疲劳破坏形态与静载破坏相似，表观表现为混凝土面多处斜向劈裂裂缝、内部榫孔混凝土压碎、穿入钢筋局部屈服；疲劳破坏演化过程分为疲劳损伤开始、发展、破坏3个阶段，其中疲劳发展阶段占整个疲劳阶段的91.7%，结构刚度在疲劳损伤开始和发展阶段退化较慢，在疲劳破坏阶段退化较快；肋板开孔孔径、穿入钢筋直径、混凝土强度3个参数对PBH剪力键疲劳寿命影响均有明显影响，其中穿入钢筋直径对疲劳寿命的影响尤为突出。
2016, 38(6):105-112.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.014
摘要:
针对重力式U型桥台背土相互作用，结合现行抗震规范，提出了4种分析模型及其力学本构关系和计算式。采用非线性时程法对比研究了某在建高墩双薄壁连续刚构桥的桥台背土相互作用效应。结果表明：只有弹簧模型可以求得与精细模型基本一致的高阶弹性模态；在纵桥向，滚轴模型和支座模型的结果都比精细模型小，弹簧模型相对精细模型的计算误差最小，关键内力误差不超过20%；在横桥向，支座模型的内力最接近精细模型，而弹簧模型和滚轴模型的结果都偏保守；桥台刚度对关键地震内力的影响幅度低于10%，而桥台有效参与质量的影响幅度也低于15%。综合考虑分析精度和计算成本，弹簧模型在抗震设计中更值得推荐。
针对重力式U型桥台背土相互作用，结合现行抗震规范，提出了4种分析模型及其力学本构关系和计算式。采用非线性时程法对比研究了某在建高墩双薄壁连续刚构桥的桥台背土相互作用效应。结果表明：只有弹簧模型可以求得与精细模型基本一致的高阶弹性模态；在纵桥向，滚轴模型和支座模型的结果都比精细模型小，弹簧模型相对精细模型的计算误差最小，关键内力误差不超过20%；在横桥向，支座模型的内力最接近精细模型，而弹簧模型和滚轴模型的结果都偏保守；桥台刚度对关键地震内力的影响幅度低于10%，而桥台有效参与质量的影响幅度也低于15%。综合考虑分析精度和计算成本，弹簧模型在抗震设计中更值得推荐。
2016, 38(6):113-120.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.015
摘要:
在城市空间快速增长背景下，开展城市空间增长效应评价研究，有助于解决城市空间增长中出现的问题，可为确定城市空间发展战略、制定空间发展政策提供依据。城市空间增长效应评价方法旨在定量、客观地判断城市空间增长过程中要素配置与运行是否合理、高效和公平。笔者建立了结构配置效应、经济配置效应和公平配置效应3个方面的评价体系，通过目标法对城市空间增长效应进行评价，得出空间增长效应评价函数。以重庆市为例进行实证分析，结果显示：重庆市2004-2013年间的城市空间增长效应总体呈上升发展趋势，结构性、公平性趋好；合理配置效应和经济配置效应波动显著，反映出城市建设面临的用地结构优化、用地效率提升等方面的问题。
在城市空间快速增长背景下，开展城市空间增长效应评价研究，有助于解决城市空间增长中出现的问题，可为确定城市空间发展战略、制定空间发展政策提供依据。城市空间增长效应评价方法旨在定量、客观地判断城市空间增长过程中要素配置与运行是否合理、高效和公平。笔者建立了结构配置效应、经济配置效应和公平配置效应3个方面的评价体系，通过目标法对城市空间增长效应进行评价，得出空间增长效应评价函数。以重庆市为例进行实证分析，结果显示：重庆市2004-2013年间的城市空间增长效应总体呈上升发展趋势，结构性、公平性趋好；合理配置效应和经济配置效应波动显著，反映出城市建设面临的用地结构优化、用地效率提升等方面的问题。
2016, 38(6):121-128.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.016
摘要:
在结构荷载规范中一般均不考虑龙卷风荷载，但对于某些设防要求极高的重要工程设施，如核电站，则需要考虑可能的龙卷风荷载作用。从龙卷风风场理论模型的研究发展入手，对直接风压荷载的确定、风致飞射物间接作用以及特种工程结构核电站抗龙卷风设计的研究现状进行了归纳总结，指出了龙卷风直接风压计算中考虑轴吸力作用、风场平移运动及风致扭转作用的必要性以及飞射物冲击作用应区别弹体相对刚度及端部形态对作用效果的影响。
在结构荷载规范中一般均不考虑龙卷风荷载，但对于某些设防要求极高的重要工程设施，如核电站，则需要考虑可能的龙卷风荷载作用。从龙卷风风场理论模型的研究发展入手，对直接风压荷载的确定、风致飞射物间接作用以及特种工程结构核电站抗龙卷风设计的研究现状进行了归纳总结，指出了龙卷风直接风压计算中考虑轴吸力作用、风场平移运动及风致扭转作用的必要性以及飞射物冲击作用应区别弹体相对刚度及端部形态对作用效果的影响。
2016, 38(6):129-134.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.017
摘要:
研究了改性钢渣吸附除磷影响因素、等温吸附线特征和吸附动力学，并对生物处理后的出水进行吸附除磷研究。结果表明：在初始磷浓度10 mg/L，投加量10 g/L、pH为7时，改性钢渣吸附后总磷浓度为0.687 mg/L，去除率达93%；改性钢渣对磷的吸附符合Langmuir模型，理论饱和吸附量是1.977 mg/g，吸附动力学符合准二级动力学模型（R2>0.99）；实际生活污水的吸附除磷中，投加量为50 g/L，反应2 h后出水总磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标的排放要求。
研究了改性钢渣吸附除磷影响因素、等温吸附线特征和吸附动力学，并对生物处理后的出水进行吸附除磷研究。结果表明：在初始磷浓度10 mg/L，投加量10 g/L、pH为7时，改性钢渣吸附后总磷浓度为0.687 mg/L，去除率达93%；改性钢渣对磷的吸附符合Langmuir模型，理论饱和吸附量是1.977 mg/g，吸附动力学符合准二级动力学模型（R2>0.99）；实际生活污水的吸附除磷中，投加量为50 g/L，反应2 h后出水总磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标的排放要求。
2016, 38(6):135-141.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.018
摘要:
为揭示潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水微生物特性及机制，以位于常州市城北污水处理厂内的潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水旁路试验系统中的植物根系、湿地填料及湿地土壤中微生物为研究对象，通过镜检、脲酶、磷脂脂肪酸（PLFA）等分析手段对其进行相关研究。结果表明，植物根系、填料中含有团藻等菌胶团和轮虫、变形虫等原生动物，团藻等菌胶团通过自身新陈代谢及光合作用，利用尾水中N、P进行生物代谢，去除低碳源条件下尾水中的N、P等。湿地脲酶平均含量（N）约为22.43 mg/g，其活性与TN的去除呈线性相关，活性越高，TN去除率越高。消纳城市污水厂尾水湿地填料中饱和脂肪酸（PLFA）含量为99.30%，不饱和脂肪酸含量仅为0.70%，这与潜流式人工湿地处理城市污水中的PLFA含量有很大差别（分别为76.97%、23.03%）。以脂肪酸生物标记量为指标，显示湿地填料中形成了以好养细菌为优势种群的微生物生态结构。团藻、好氧微生物是低碳源尾水中TN等污染物去除的主要载体微生物。
为揭示潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水微生物特性及机制，以位于常州市城北污水处理厂内的潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水旁路试验系统中的植物根系、湿地填料及湿地土壤中微生物为研究对象，通过镜检、脲酶、磷脂脂肪酸（PLFA）等分析手段对其进行相关研究。结果表明，植物根系、填料中含有团藻等菌胶团和轮虫、变形虫等原生动物，团藻等菌胶团通过自身新陈代谢及光合作用，利用尾水中N、P进行生物代谢，去除低碳源条件下尾水中的N、P等。湿地脲酶平均含量（N）约为22.43 mg/g，其活性与TN的去除呈线性相关，活性越高，TN去除率越高。消纳城市污水厂尾水湿地填料中饱和脂肪酸（PLFA）含量为99.30%，不饱和脂肪酸含量仅为0.70%，这与潜流式人工湿地处理城市污水中的PLFA含量有很大差别（分别为76.97%、23.03%）。以脂肪酸生物标记量为指标，显示湿地填料中形成了以好养细菌为优势种群的微生物生态结构。团藻、好氧微生物是低碳源尾水中TN等污染物去除的主要载体微生物。
2016, 38(6):142-147.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.019
摘要:
利用图划分技术和图论算法实现给水管网分区。根据给水管网分析，确定分区数量，建立权重邻接矩阵并计算图拉普拉斯矩阵及其特征向量，通过多路图划分对隐藏在特征向量中的聚类信息进行数据挖掘，采用遗传算法和K均值方法实现最佳节点聚类。利用PageRank和最短路径算法确定水表和阀门位置，最终实现给水管网优化分区。实际给水管网模型分区实例表明所提方法在给水管网分区的有效性。
利用图划分技术和图论算法实现给水管网分区。根据给水管网分析，确定分区数量，建立权重邻接矩阵并计算图拉普拉斯矩阵及其特征向量，通过多路图划分对隐藏在特征向量中的聚类信息进行数据挖掘，采用遗传算法和K均值方法实现最佳节点聚类。利用PageRank和最短路径算法确定水表和阀门位置，最终实现给水管网优化分区。实际给水管网模型分区实例表明所提方法在给水管网分区的有效性。
2016, 38(6):148-153.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2016.06.020
摘要:
采用电化学/过硫酸盐耦合体系（E-PS过程）降解水中的有机药物卡马西平（CBZ）。实验采用了分批模式进行，研究了温度、过硫酸钠浓度、初始pH值、电压等因素对E-PS过程降解CBZ的影响。反应100 min后，单独过硫酸钠、电解和E-PS过程对卡马西平的降解率分别为25.5%、59.3%、78.1%，TOC去除率分别为8.25%、23.48%、26.68%。升高温度可以有效提高CBZ的降解率。反应100 min后，在288 K，CBZ降解率为60.2%；在298 K，CBZ降解率达到78.1%；而在308 K，CBZ降解率为90.1%。CBZ的降解率随着过硫酸盐浓度的增加而提高。当过硫酸盐浓度为40 g/L时，反应100 min，CBZ降解率达94.7%。初始pH值对CBZ降解率的影响为pH 3.0 >pH 5.0 >pH 7.0；电压对CBZ降解率的影响为6 V >5 V >4 V。
采用电化学/过硫酸盐耦合体系（E-PS过程）降解水中的有机药物卡马西平（CBZ）。实验采用了分批模式进行，研究了温度、过硫酸钠浓度、初始pH值、电压等因素对E-PS过程降解CBZ的影响。反应100 min后，单独过硫酸钠、电解和E-PS过程对卡马西平的降解率分别为25.5%、59.3%、78.1%，TOC去除率分别为8.25%、23.48%、26.68%。升高温度可以有效提高CBZ的降解率。反应100 min后，在288 K，CBZ降解率为60.2%；在298 K，CBZ降解率达到78.1%；而在308 K，CBZ降解率为90.1%。CBZ的降解率随着过硫酸盐浓度的增加而提高。当过硫酸盐浓度为40 g/L时，反应100 min，CBZ降解率达94.7%。初始pH值对CBZ降解率的影响为pH 3.0 >pH 5.0 >pH 7.0；电压对CBZ降解率的影响为6 V >5 V >4 V。
