2018年第40卷第3期文章目次
2018, 40(3):1-7.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.001
摘要:
抗震混凝土框架结构的梁、柱剪力增大系数是保证结构抗震安全性的关键指标之一。中国结构设计规范对各抗震等级的剪力增大系数取值作了规定，但却未见有关实际控制效果的研究成果发表。按照现行设计规范设计了3个规则空间框架结构算例，分别位于设防烈度7度（0.15g）区、8度（0.20g）区和9度（0.40g）区。对每个算例进行罕遇地震作用下的非弹性动力反应分析，以不少于90%的梁、柱满足“罕遇地震作用剪力”小于“平均强度抗震抗剪能力”为标准，判断剪力增大系数取值的有效性。当不满足该标准时，调整剪力增大系数取值，直到满足上述标准。结果表明，现行结构设计规范对框架梁取用的剪力增大系数有效，可继续使用；框架柱剪力增大系数取值，在一级抗震等级时过大，在二、三级抗震等级时不满足上述标准。建议了两套柱剪力增大系数的取值方案。
抗震混凝土框架结构的梁、柱剪力增大系数是保证结构抗震安全性的关键指标之一。中国结构设计规范对各抗震等级的剪力增大系数取值作了规定，但却未见有关实际控制效果的研究成果发表。按照现行设计规范设计了3个规则空间框架结构算例，分别位于设防烈度7度（0.15g）区、8度（0.20g）区和9度（0.40g）区。对每个算例进行罕遇地震作用下的非弹性动力反应分析，以不少于90%的梁、柱满足“罕遇地震作用剪力”小于“平均强度抗震抗剪能力”为标准，判断剪力增大系数取值的有效性。当不满足该标准时，调整剪力增大系数取值，直到满足上述标准。结果表明，现行结构设计规范对框架梁取用的剪力增大系数有效，可继续使用；框架柱剪力增大系数取值，在一级抗震等级时过大，在二、三级抗震等级时不满足上述标准。建议了两套柱剪力增大系数的取值方案。
2018, 40(3):8-15.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.002
摘要:
为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态，进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁（8根自密实混凝土和4根普通混凝土）的剪切破坏试验，变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）、Zsutty拟合公式、美国规范（ACI318-11）抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据，将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明：自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同，自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑；Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近；GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合，但偏于不安全；美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大；自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。
为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态，进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁（8根自密实混凝土和4根普通混凝土）的剪切破坏试验，变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）、Zsutty拟合公式、美国规范（ACI318-11）抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据，将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明：自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同，自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑；Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近；GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合，但偏于不安全；美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大；自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。
2018, 40(3):16-22.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.003
摘要:
对高速铁路列车引起的周边建筑物与地面环境振动响应进行现场测试，利用频谱分析方法研究高速列车引起的周边地面与建筑物环境振动特性，结合城市铁路振动控制标准对高铁环境振动影响进行分析与评价。研究结果表明：时速270 km/h的高速列车产生的环境振动频率主要集中在25~60 Hz范围内；建筑物垂直振动大于水平振动，建筑物铅垂Z振级最高可达70.62 dB，建筑物二次振动具有明显的高度放大效应，建筑物顶层铅垂Z振级约为室内地面的1.094倍；周边地面振动明显大于建筑物振动，但两者表现出相似的变化规律，周边地面分频振级最高可达92.0 dB，而建筑物分频振级最大值仅为80 dB；高速铁路环境噪声值高达92.8 dB，超过城市环境噪声重度污染标准。高速铁路产生的环境噪声污染远大于环境振动影响，须采取相应的隔声降噪措施，以重点控制高速铁路环境噪声污染。
对高速铁路列车引起的周边建筑物与地面环境振动响应进行现场测试，利用频谱分析方法研究高速列车引起的周边地面与建筑物环境振动特性，结合城市铁路振动控制标准对高铁环境振动影响进行分析与评价。研究结果表明：时速270 km/h的高速列车产生的环境振动频率主要集中在25~60 Hz范围内；建筑物垂直振动大于水平振动，建筑物铅垂Z振级最高可达70.62 dB，建筑物二次振动具有明显的高度放大效应，建筑物顶层铅垂Z振级约为室内地面的1.094倍；周边地面振动明显大于建筑物振动，但两者表现出相似的变化规律，周边地面分频振级最高可达92.0 dB，而建筑物分频振级最大值仅为80 dB；高速铁路环境噪声值高达92.8 dB，超过城市环境噪声重度污染标准。高速铁路产生的环境噪声污染远大于环境振动影响，须采取相应的隔声降噪措施，以重点控制高速铁路环境噪声污染。
2018, 40(3):23-30.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.004
摘要:
为了研究铸钢节点对接焊缝的疲劳性能和寿命评估方法，对一种常用的铸钢热轧钢对接焊缝试件进行了疲劳试验研究，得到了刚度、位移与疲劳寿命阶段之间的关系。根据疲劳试验现象和断面的电镜扫描结果，提出了该类试件的疲劳失效机理。此外，采用有效缺口应力法预测了铸钢节点对接焊缝的疲劳寿命，并在考虑了平均应力和焊接残余应力的前提下，提出了改进的有效缺口应力法，分别将预测结果与实测疲劳寿命进行了对比。研究结果表明：铸钢节点对接焊缝的疲劳过程可分为稳定阶段和断裂阶段。稳定阶段占总寿命比例≥80%，断裂阶段≤20%。有效缺口应力法能在一定程度预测疲劳寿命的变化趋势，但结果偏危险，改进的有效缺口应力法能提供较安全的预测结果。
为了研究铸钢节点对接焊缝的疲劳性能和寿命评估方法，对一种常用的铸钢热轧钢对接焊缝试件进行了疲劳试验研究，得到了刚度、位移与疲劳寿命阶段之间的关系。根据疲劳试验现象和断面的电镜扫描结果，提出了该类试件的疲劳失效机理。此外，采用有效缺口应力法预测了铸钢节点对接焊缝的疲劳寿命，并在考虑了平均应力和焊接残余应力的前提下，提出了改进的有效缺口应力法，分别将预测结果与实测疲劳寿命进行了对比。研究结果表明：铸钢节点对接焊缝的疲劳过程可分为稳定阶段和断裂阶段。稳定阶段占总寿命比例≥80%，断裂阶段≤20%。有效缺口应力法能在一定程度预测疲劳寿命的变化趋势，但结果偏危险，改进的有效缺口应力法能提供较安全的预测结果。
2018, 40(3):31-37.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.005
摘要:
山区风化程度高的岩基塔位采用挖孔基础，包括直柱挖孔桩、坛子型嵌固、扩底掏挖等3种模型。通过在强风化软岩中开展17组不同模型的挖孔基础上拔试验，分析基础承载性能与破坏机理。荷载位移曲线表明：浅埋时基础呈线性状态分布，深埋时呈缓变型分布；地表竖向位移变化规律表明，基础周围出现显著裂缝表征着基础即将整体破坏，破坏状态为基础本体与周围土体被整体拔出，基础发生整体剪切破坏；基础破裂角随埋深迅速降低，但达到一定埋深后破裂角基本不变；强风化软岩的岩石等代极限剪切强度取32 kPa；以单位体积混凝土能承担的上拔承载力为准进行经济性分析，扩底掏挖型模型的经济效益显著。
山区风化程度高的岩基塔位采用挖孔基础，包括直柱挖孔桩、坛子型嵌固、扩底掏挖等3种模型。通过在强风化软岩中开展17组不同模型的挖孔基础上拔试验，分析基础承载性能与破坏机理。荷载位移曲线表明：浅埋时基础呈线性状态分布，深埋时呈缓变型分布；地表竖向位移变化规律表明，基础周围出现显著裂缝表征着基础即将整体破坏，破坏状态为基础本体与周围土体被整体拔出，基础发生整体剪切破坏；基础破裂角随埋深迅速降低，但达到一定埋深后破裂角基本不变；强风化软岩的岩石等代极限剪切强度取32 kPa；以单位体积混凝土能承担的上拔承载力为准进行经济性分析，扩底掏挖型模型的经济效益显著。
2018, 40(3):38-43.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.006
摘要:
为获得冻结法施工中土体冻胀融沉特性规律，以某地下联络通道工程为原型，根据相似理论，进行了水平冻结模型试验。结果表明，冻胀融沉过程中，土体温度先迅速降低后升高，维持在0℃一段时间后，继续缓慢升高至室温；土压力值先增加后减小，其中，竖向土压力值随深度的增加而增大，相同埋深下，距冻结管越近，水平土压力值越大；土体融化固结沉降值明显大于冻胀位移值，土体竖向位移较水平位移变化显著。积极冻结期内土体温度降低速率变慢，且埋深越大、距冻结孔越近，土体温度降低越快、降幅越大；无侧限土体压力值先增加后减小，侧限土体压力值则逐渐增大，全封闭土压力值变化率更显著。
为获得冻结法施工中土体冻胀融沉特性规律，以某地下联络通道工程为原型，根据相似理论，进行了水平冻结模型试验。结果表明，冻胀融沉过程中，土体温度先迅速降低后升高，维持在0℃一段时间后，继续缓慢升高至室温；土压力值先增加后减小，其中，竖向土压力值随深度的增加而增大，相同埋深下，距冻结管越近，水平土压力值越大；土体融化固结沉降值明显大于冻胀位移值，土体竖向位移较水平位移变化显著。积极冻结期内土体温度降低速率变慢，且埋深越大、距冻结孔越近，土体温度降低越快、降幅越大；无侧限土体压力值先增加后减小，侧限土体压力值则逐渐增大，全封闭土压力值变化率更显著。
2018, 40(3):44-52.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.007
摘要:
地震作用下建筑结构的抗侧向倒塌能力是抗震性能评价的基础。选取4个结构整体性能参数作为结构抗侧向倒塌能力评价指标，分别为结构强屈比、超强系数、延性系数和延展系数。按中国现行规范设计了12个RC框架结构，考虑侧向力分布形式和设防烈度的影响，采用Pushover方法对结构进行计算，并根据能力曲线和结构整体性能参数对结构抗侧向倒塌能力进行评价。结果表明：结构整体性能参数能从强度储备和变形能力两个方面对结构抗侧向倒塌能力进行分析；随着设防烈度和结构高度的提高，侧向力分布形式对结构抗侧向倒塌能力的影响增大；设防烈度对结构强屈比和结构延展系数的影响较小，对结构超强系数和结构延性系数的影响较大；随着设防烈度的提高，结构超强系数减小，而结构延性系数增大。
地震作用下建筑结构的抗侧向倒塌能力是抗震性能评价的基础。选取4个结构整体性能参数作为结构抗侧向倒塌能力评价指标，分别为结构强屈比、超强系数、延性系数和延展系数。按中国现行规范设计了12个RC框架结构，考虑侧向力分布形式和设防烈度的影响，采用Pushover方法对结构进行计算，并根据能力曲线和结构整体性能参数对结构抗侧向倒塌能力进行评价。结果表明：结构整体性能参数能从强度储备和变形能力两个方面对结构抗侧向倒塌能力进行分析；随着设防烈度和结构高度的提高，侧向力分布形式对结构抗侧向倒塌能力的影响增大；设防烈度对结构强屈比和结构延展系数的影响较小，对结构超强系数和结构延性系数的影响较大；随着设防烈度的提高，结构超强系数减小，而结构延性系数增大。
2018, 40(3):53-60.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.008
摘要:
为适应海绵城市建设对高耐久性透水混凝土的需求，配置了低品质活性矿物掺合料透水混凝土和聚丙烯仿钢纤维（PPTF）透水混凝土两个系列。前期已进行了基本性能研究，在此基础上，继续开展复杂多因素侵蚀环境下耐久性能研究。试验采用侵蚀溶液全浸泡方式，共持续300 d，宏观上测试了抗压强度和抗折强度随侵蚀时间的劣化规律，微观上用SEM观测了胶结层的微观结构、用EDS观测了胶结层的化学组成。复杂侵蚀环境下，透水混凝土微观结构变化规律与其宏观力学性能变化规律基本相符。综合基本性能和耐久性能，择优推荐复掺低品质硅灰和低品质粉煤灰透水混凝土和掺3 kg/m3锯齿形PPTF透水混凝土。这两种透水混凝土基本性能均满足城市既有住区道路、人行道、城市广场、体育场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面的使用要求，同时，又表现出了良好的耐久性能。
为适应海绵城市建设对高耐久性透水混凝土的需求，配置了低品质活性矿物掺合料透水混凝土和聚丙烯仿钢纤维（PPTF）透水混凝土两个系列。前期已进行了基本性能研究，在此基础上，继续开展复杂多因素侵蚀环境下耐久性能研究。试验采用侵蚀溶液全浸泡方式，共持续300 d，宏观上测试了抗压强度和抗折强度随侵蚀时间的劣化规律，微观上用SEM观测了胶结层的微观结构、用EDS观测了胶结层的化学组成。复杂侵蚀环境下，透水混凝土微观结构变化规律与其宏观力学性能变化规律基本相符。综合基本性能和耐久性能，择优推荐复掺低品质硅灰和低品质粉煤灰透水混凝土和掺3 kg/m3锯齿形PPTF透水混凝土。这两种透水混凝土基本性能均满足城市既有住区道路、人行道、城市广场、体育场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面的使用要求，同时，又表现出了良好的耐久性能。
2018, 40(3):61-65.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.009
摘要:
以某小学体育馆为工程背景，通过ANSYS建立有限元模型，考虑不同跳跃频率、跳跃人数和跳跃次数的荷载作用，对大跨度预应力混凝土次梁楼盖结构进行竖向振动模拟分析，并进行现场实测，结果表明：修正半正弦平方荷载模型模拟单人跳跃荷载所得分析结果与实测值相对误差为12.98%，比较接近；多人同步跳跃所导致的楼盖竖向振动加速度随人数的增加而增加，近似呈正比关系；考虑多人跳跃难以严格同步，引入倍增因子对跳跃荷载模型进行修正，与实测值验证较为接近。
以某小学体育馆为工程背景，通过ANSYS建立有限元模型，考虑不同跳跃频率、跳跃人数和跳跃次数的荷载作用，对大跨度预应力混凝土次梁楼盖结构进行竖向振动模拟分析，并进行现场实测，结果表明：修正半正弦平方荷载模型模拟单人跳跃荷载所得分析结果与实测值相对误差为12.98%，比较接近；多人同步跳跃所导致的楼盖竖向振动加速度随人数的增加而增加，近似呈正比关系；考虑多人跳跃难以严格同步，引入倍增因子对跳跃荷载模型进行修正，与实测值验证较为接近。
2018, 40(3):66-72.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.010
摘要:
通过常压预湿和加压预湿两种方式对烧结页岩陶粒轻骨料进行处理，探究不同冻融循环次数下，塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能，着重分析了两种预湿方式下试件力学性能、粘结强度、荷载滑移曲线、粘结韧性的变化规律。试验结果表明：加压预湿试件的力学性能、极限粘结强度低于常压预湿试件，且加压预湿试件的破坏形态均为劈裂破坏；加压预湿试件的极限粘结韧性Au随冻融循环次数增加而减小，残余粘结韧性A80、A60下降较为平缓，但常压预湿试件粘结韧性均高于加压预湿试件。建立了冻融环境下塑钢纤维轻骨料混凝土剩余粘结强度与抗压强度之间退化模型和粘结韧性退化模型，模型计算值与试验值吻合较好。
通过常压预湿和加压预湿两种方式对烧结页岩陶粒轻骨料进行处理，探究不同冻融循环次数下，塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能，着重分析了两种预湿方式下试件力学性能、粘结强度、荷载滑移曲线、粘结韧性的变化规律。试验结果表明：加压预湿试件的力学性能、极限粘结强度低于常压预湿试件，且加压预湿试件的破坏形态均为劈裂破坏；加压预湿试件的极限粘结韧性Au随冻融循环次数增加而减小，残余粘结韧性A80、A60下降较为平缓，但常压预湿试件粘结韧性均高于加压预湿试件。建立了冻融环境下塑钢纤维轻骨料混凝土剩余粘结强度与抗压强度之间退化模型和粘结韧性退化模型，模型计算值与试验值吻合较好。
2018, 40(3):73-80.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.011
摘要:
堤基中往往存在局部浅层强透水层并形成渗流优先通道，该通道不能大幅度削减流体的水头势能，易引起堤基管涌破坏，此类堤基管涌破坏机理的研究尚不明朗，仍需进一步研究。采用砂槽试验模拟堤基渗流，试验中通过抬升水箱水位，观察砂土中细颗粒流失现象，并分析渗流量、渗透坡降、测压管水头、砂土颗粒级配、锥头阻力、沉降量等关键参数。试验结果表明，水箱水位增大至48 cm，浅层强透水层上覆砂层被“击穿”发生管涌破坏，管涌破坏分为稳定渗流阶段、细颗粒流失阶段（0.05 < d ≤ 0.075粒级砂土流失）、较细颗粒流失阶段（0.075 < d ≤ 0.1粒级砂土流失）、管涌破坏扩大阶段（0.1 < d ≤ 0.25粒级砂土流失）。管涌破坏过程中，细颗粒砂土流失，锥头阻力降低，砂土层发生沉降，且较细颗粒流失阶段的沉降较为突出。细颗粒砂土流失导致砂土层孔隙率和渗透系数上升，渗流量和渗透坡降随之增大。
堤基中往往存在局部浅层强透水层并形成渗流优先通道，该通道不能大幅度削减流体的水头势能，易引起堤基管涌破坏，此类堤基管涌破坏机理的研究尚不明朗，仍需进一步研究。采用砂槽试验模拟堤基渗流，试验中通过抬升水箱水位，观察砂土中细颗粒流失现象，并分析渗流量、渗透坡降、测压管水头、砂土颗粒级配、锥头阻力、沉降量等关键参数。试验结果表明，水箱水位增大至48 cm，浅层强透水层上覆砂层被“击穿”发生管涌破坏，管涌破坏分为稳定渗流阶段、细颗粒流失阶段（0.05 < d ≤ 0.075粒级砂土流失）、较细颗粒流失阶段（0.075 < d ≤ 0.1粒级砂土流失）、管涌破坏扩大阶段（0.1 < d ≤ 0.25粒级砂土流失）。管涌破坏过程中，细颗粒砂土流失，锥头阻力降低，砂土层发生沉降，且较细颗粒流失阶段的沉降较为突出。细颗粒砂土流失导致砂土层孔隙率和渗透系数上升，渗流量和渗透坡降随之增大。
2018, 40(3):81-85.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.012
摘要:
探明电化学除氯过程混凝土内部的电场分布特征有利于研究混凝土除氯后的氯离子非均匀分布现象。为进一步研究电化学除氯过程中混凝土内部电场对氯离子迁出的影响，将一种屏蔽式预埋电极阵列应用于内蕴氯盐的钢筋网布置混凝土试件电化学除氯试验中，探究钢筋网周围电场及氯离子的分布特征。结果表明，混凝土内电场分布影响氯离子的迁出，电场强度大的区域，氯离子迁出速率高，残余氯离子浓度低；电场强度小的区域，氯离子迁出速率低，氯离子存在堆积现象。
探明电化学除氯过程混凝土内部的电场分布特征有利于研究混凝土除氯后的氯离子非均匀分布现象。为进一步研究电化学除氯过程中混凝土内部电场对氯离子迁出的影响，将一种屏蔽式预埋电极阵列应用于内蕴氯盐的钢筋网布置混凝土试件电化学除氯试验中，探究钢筋网周围电场及氯离子的分布特征。结果表明，混凝土内电场分布影响氯离子的迁出，电场强度大的区域，氯离子迁出速率高，残余氯离子浓度低；电场强度小的区域，氯离子迁出速率低，氯离子存在堆积现象。
2018, 40(3):86-93.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.013
摘要:
基于扰动状态概念，采用非线性弹性本构模型来表征原状黏性土的相对完整状态，将三剪统一强度准则与修正剑桥模型相结合来表征原状黏性土的完全调整状态，提出了饱和原状黏性土结构性本构模型。通过坐标平移法确定的破坏应力比使所提出模型能够反映全应力状态变化下的强度区间效应和拉压差，也能够描述黏聚力在土体受力过程中的作用。为验证所提出模型的正确性，以江西原状饱和红黏土为试验土样，做了排水和不排水条件下的常规三轴压缩试验，将模型计算结果与试验结果进行对比，结果表明，所提模型能够较好地反映江西原状饱和红黏土的力学和变形特性。
基于扰动状态概念，采用非线性弹性本构模型来表征原状黏性土的相对完整状态，将三剪统一强度准则与修正剑桥模型相结合来表征原状黏性土的完全调整状态，提出了饱和原状黏性土结构性本构模型。通过坐标平移法确定的破坏应力比使所提出模型能够反映全应力状态变化下的强度区间效应和拉压差，也能够描述黏聚力在土体受力过程中的作用。为验证所提出模型的正确性，以江西原状饱和红黏土为试验土样，做了排水和不排水条件下的常规三轴压缩试验，将模型计算结果与试验结果进行对比，结果表明，所提模型能够较好地反映江西原状饱和红黏土的力学和变形特性。
2018, 40(3):94-101.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.014
摘要:
基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统，采用砂雨法施工，对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩（JPP桩）进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明：1）JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响，下组合抗拔承载能力最高，其承载能力是分段组合II的1.1倍，是分段组合I的1.3倍，是上组合的1.4倍。2）极限荷载下，组合段所提供的总侧摩阻力中，下组合最高。3）在桩体上拔过程中，桩身轴力沿桩身向下依次递减；随着荷载的增加，桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定，然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4）侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大，在桩土相对位移较小时便达到较大值，桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定，桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势，总体上呈现出双曲线的分布形式。
基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统，采用砂雨法施工，对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩（JPP桩）进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明：1）JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响，下组合抗拔承载能力最高，其承载能力是分段组合II的1.1倍，是分段组合I的1.3倍，是上组合的1.4倍。2）极限荷载下，组合段所提供的总侧摩阻力中，下组合最高。3）在桩体上拔过程中，桩身轴力沿桩身向下依次递减；随着荷载的增加，桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定，然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4）侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大，在桩土相对位移较小时便达到较大值，桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定，桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势，总体上呈现出双曲线的分布形式。
2018, 40(3):102-109.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.015
摘要:
进行了6个矩形钢套筒约束混凝土试件的轴心受压试验，试验结果表明：矩形钢套筒能够对其内部混凝土形成有效约束，显著提高混凝土受压峰值应力，使约束混凝土受压应力应变曲线的下降段更加平缓，有效改善混凝土的极限变形能力。在试验的基础上，通过对试验中钢套筒的应变和钢套筒内混凝土的受力状态进行分析，给出了矩形钢套筒对混凝土横向有效约束力的计算方法，借用Mander模型，进一步提出了受约束混凝土单轴受压应力应变计算模型。将计算模型与试验的钢套筒约束混凝土应力应变曲线进行对比，二者吻合良好。
进行了6个矩形钢套筒约束混凝土试件的轴心受压试验，试验结果表明：矩形钢套筒能够对其内部混凝土形成有效约束，显著提高混凝土受压峰值应力，使约束混凝土受压应力应变曲线的下降段更加平缓，有效改善混凝土的极限变形能力。在试验的基础上，通过对试验中钢套筒的应变和钢套筒内混凝土的受力状态进行分析，给出了矩形钢套筒对混凝土横向有效约束力的计算方法，借用Mander模型，进一步提出了受约束混凝土单轴受压应力应变计算模型。将计算模型与试验的钢套筒约束混凝土应力应变曲线进行对比，二者吻合良好。
2018, 40(3):110-116.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.016
摘要:
软土细观孔隙结构变化是其宏观变形的根本原因。为了探索电渗中软土细观孔隙结构变化以及与宏观变形之间的关联机制，采用杭州软土开展电渗试验，监测了电渗中土体孔隙结构分布特征和含水量，从定性和定量两个方面对试验结果进行分析。研究发现，电渗过程中，粘土颗粒重新排列形成面面接触的片堆结构，土体孔隙比降低，孔隙空间形态变光滑，结构复杂性减弱。通过含水量计算所得孔隙比较实测孔隙比小，说明电渗排水量大于土体收缩量，这是因为，电渗本质为离子带动水分子的迁移，不能直接引起土骨架压缩。实际工程中，电渗法应与堆载、真空预压等联合使用。
软土细观孔隙结构变化是其宏观变形的根本原因。为了探索电渗中软土细观孔隙结构变化以及与宏观变形之间的关联机制，采用杭州软土开展电渗试验，监测了电渗中土体孔隙结构分布特征和含水量，从定性和定量两个方面对试验结果进行分析。研究发现，电渗过程中，粘土颗粒重新排列形成面面接触的片堆结构，土体孔隙比降低，孔隙空间形态变光滑，结构复杂性减弱。通过含水量计算所得孔隙比较实测孔隙比小，说明电渗排水量大于土体收缩量，这是因为，电渗本质为离子带动水分子的迁移，不能直接引起土骨架压缩。实际工程中，电渗法应与堆载、真空预压等联合使用。
2018, 40(3):117-123.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.017
摘要:
在不同水泥掺量和龄期条件下对NaCl、油脂、Pb（NO3）2污染的温州软土进行水泥固化处理后，土体的强度得到改善。为进一步得出水泥固化处理对于不同污染土的处理效果，对水泥固化稳定不同的污染土进行了无侧限抗压强度试验和微观结构研究。分析了不同污染物类型、污染物掺入量、水泥掺入量以及养护龄期对水泥固化污染土强度特性的影响以及不同污染物浓度下水泥固化土微观结构的差异。试验结果表明：NaCl在一定范围内促进了水泥固化土早期强度的提高；油脂使水泥固化土的强度明显降低，压缩性增大；Pb（NO3）2掺入到土体中后，水泥固化土的强度总体上略有降低，掺入量与强度之间大致呈线性关系。随着水泥掺入量及龄期的增加，水泥固化污染土的强度会有显著提高。扫描电镜（SEM）结果分析得出：由于污染物的作用，污染物浓度的增加使固化土中孔隙增多，结构变得疏松。
在不同水泥掺量和龄期条件下对NaCl、油脂、Pb（NO3）2污染的温州软土进行水泥固化处理后，土体的强度得到改善。为进一步得出水泥固化处理对于不同污染土的处理效果，对水泥固化稳定不同的污染土进行了无侧限抗压强度试验和微观结构研究。分析了不同污染物类型、污染物掺入量、水泥掺入量以及养护龄期对水泥固化污染土强度特性的影响以及不同污染物浓度下水泥固化土微观结构的差异。试验结果表明：NaCl在一定范围内促进了水泥固化土早期强度的提高；油脂使水泥固化土的强度明显降低，压缩性增大；Pb（NO3）2掺入到土体中后，水泥固化土的强度总体上略有降低，掺入量与强度之间大致呈线性关系。随着水泥掺入量及龄期的增加，水泥固化污染土的强度会有显著提高。扫描电镜（SEM）结果分析得出：由于污染物的作用，污染物浓度的增加使固化土中孔隙增多，结构变得疏松。
2018, 40(3):124-132.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.018
摘要:
为了验证页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋采用浆锚连接的适用性和可靠性，对采用该连接形式的钢筋连接试件分别进行了单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压试验，分析页岩陶粒混凝土强度和钢筋搭接长度对其连接性能的影响。试验结果表明：所有试件纵筋均未出现滑移，试件的最终破坏均为接头外钢筋被拉断或屈服；采用浆锚连接的钢筋搭接长度不宜小于1.0laE；当钢筋搭接长度大于等于1.0laE时，随着页岩陶粒混凝土强度的增加，试件接头的极限抗拉强度有所提高。在满足规定的构造要求下，钢筋浆锚连接形式可用于页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋的可靠连接。
为了验证页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋采用浆锚连接的适用性和可靠性，对采用该连接形式的钢筋连接试件分别进行了单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压试验，分析页岩陶粒混凝土强度和钢筋搭接长度对其连接性能的影响。试验结果表明：所有试件纵筋均未出现滑移，试件的最终破坏均为接头外钢筋被拉断或屈服；采用浆锚连接的钢筋搭接长度不宜小于1.0laE；当钢筋搭接长度大于等于1.0laE时，随着页岩陶粒混凝土强度的增加，试件接头的极限抗拉强度有所提高。在满足规定的构造要求下，钢筋浆锚连接形式可用于页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋的可靠连接。
2018, 40(3):133-138.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.019
摘要:
为探究生物酶改良膨胀土压缩特性，通过一维固结试验，研究了生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体孔隙比、压缩系数、单位沉降量与荷载变化规律。探讨了固结压力对生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体压缩特性的影响。试验结果表明：生物酶、石灰、水泥改良膨胀土表现出不同的压缩性，主要反映在压缩曲线与压缩系数上；掺生物酶、石灰、水泥都能改善膨胀土的压缩性，其中，生物酶配比为1∶300改良膨胀土的压缩性最小；改良膨胀土的单位沉降量与荷载的关系可用幂函数来表示：si=bpia。
为探究生物酶改良膨胀土压缩特性，通过一维固结试验，研究了生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体孔隙比、压缩系数、单位沉降量与荷载变化规律。探讨了固结压力对生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体压缩特性的影响。试验结果表明：生物酶、石灰、水泥改良膨胀土表现出不同的压缩性，主要反映在压缩曲线与压缩系数上；掺生物酶、石灰、水泥都能改善膨胀土的压缩性，其中，生物酶配比为1∶300改良膨胀土的压缩性最小；改良膨胀土的单位沉降量与荷载的关系可用幂函数来表示：si=bpia。
2018, 40(3):139-146.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.03.020
摘要:
针对7个配置600 MPa级钢筋的十字形柱进行低周往复荷载试验，得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋、箍筋应变曲线。研究结果表明：各试件的滞回曲线饱满，对称性较好，具有良好的耗能能力；配箍率增大，试件的峰值荷载增大，变形能力增强；轴压比增大，试件的承载力增大，耗能能力提高，刚度退化加快；与配置HRB500钢筋的试件相比，配置600 MPa级钢筋的试件峰值荷载较大，塑性变形能力增强，但其耗能能力降低。基于ABAQUS软件对试件进行有限元分析，模拟结果与试验结果符合较好。
针对7个配置600 MPa级钢筋的十字形柱进行低周往复荷载试验，得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋、箍筋应变曲线。研究结果表明：各试件的滞回曲线饱满，对称性较好，具有良好的耗能能力；配箍率增大，试件的峰值荷载增大，变形能力增强；轴压比增大，试件的承载力增大，耗能能力提高，刚度退化加快；与配置HRB500钢筋的试件相比，配置600 MPa级钢筋的试件峰值荷载较大，塑性变形能力增强，但其耗能能力降低。基于ABAQUS软件对试件进行有限元分析，模拟结果与试验结果符合较好。
