2022年第44卷第6期文章目次
2022, 44(6):12-21.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.080
摘要:
以杂填土、钢渣、矿渣微粉为原料，采用土体固化技术混拌制备钢渣-杂填土基层材料。开展钢渣、混凝土破碎料、素土等主料对基层材料强度的耦合影响试验，构建回归模型，得到主料最优掺入比例，试验验证表明，回归模型预测值误差小于2%；以钢渣、混凝土破碎料、水泥、固化剂为因素开展正交试验，得到的最优结果与强度耦合影响试验基本一致，从而确定钢渣-杂填土最优配合比。最优配合比试件试验结果表明：钢渣-杂填土强度随龄期增长显著提升，30 d高温水浴膨胀率仅为1.03%。X射线衍射分析（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）测试表明：矿渣微粉中SiO2与钢渣中f-CaO反应生成水化硅酸钙（C-S-H）凝胶，同时发现土壤固化剂对土体的改性可有效抑制钢渣膨胀；C-S-H凝胶填充于混凝土破碎料、钢渣、土颗粒间，增加了钢渣-杂填土基层材料密实度，使其强度得以提高。
以杂填土、钢渣、矿渣微粉为原料，采用土体固化技术混拌制备钢渣-杂填土基层材料。开展钢渣、混凝土破碎料、素土等主料对基层材料强度的耦合影响试验，构建回归模型，得到主料最优掺入比例，试验验证表明，回归模型预测值误差小于2%；以钢渣、混凝土破碎料、水泥、固化剂为因素开展正交试验，得到的最优结果与强度耦合影响试验基本一致，从而确定钢渣-杂填土最优配合比。最优配合比试件试验结果表明：钢渣-杂填土强度随龄期增长显著提升，30 d高温水浴膨胀率仅为1.03%。X射线衍射分析（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）测试表明：矿渣微粉中SiO2与钢渣中f-CaO反应生成水化硅酸钙（C-S-H）凝胶，同时发现土壤固化剂对土体的改性可有效抑制钢渣膨胀；C-S-H凝胶填充于混凝土破碎料、钢渣、土颗粒间，增加了钢渣-杂填土基层材料密实度，使其强度得以提高。
2022, 44(6):22-32.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.252
摘要:
江西信江双港航运枢纽采用导流明渠开挖的饱和粉质黏土夹淤泥质土进行围堰填筑，施工过程中，水下围堰由明渠浚挖土直接采用挖泥船进行水上抛填，饱和粉质黏土受浚挖和抛填双重扰动，强度低且堰体内分布极不均匀，不仅围堰难于成型，且运行期内易发生堰坡失稳。为了评估这类围堰堰坡的稳定性、探究水位涨落条件下抛填饱和粉质黏土围堰边坡的变形破坏模式，采用有限元软件PLAXIS对信江双港航运枢纽上下游围堰开展不同水位及不同水位升降速率条件下的稳定性计算分析；针对抛填形成的围堰土体强度变化范围大、受环境影响明显的特性，开展堰坡稳定性的敏感性分析，同时，基于安全系数接近于1.0时的坡体最大侧向变形随时间的变化曲线，提出堰体稳定自动监控的预警和报警值。结果表明：采用坡度为1：4~1：5的平缓围堰边坡，通过设置反压平台，围堰在正常水位涨落条件下处于稳定状态；抛填土的强度降低会诱发滑动体从背水面坡脚贯通到堰顶；由于抛填饱和粉质黏土围堰的强度低和不均质性，为确保围堰稳定，须进行侧向变形、渗压及降雨量监测实时监控预警；抛填饱和粉质黏土围堰侧向变形报警值和预警值宜取1.5~2.0、1.1~1.5 mm/d。
江西信江双港航运枢纽采用导流明渠开挖的饱和粉质黏土夹淤泥质土进行围堰填筑，施工过程中，水下围堰由明渠浚挖土直接采用挖泥船进行水上抛填，饱和粉质黏土受浚挖和抛填双重扰动，强度低且堰体内分布极不均匀，不仅围堰难于成型，且运行期内易发生堰坡失稳。为了评估这类围堰堰坡的稳定性、探究水位涨落条件下抛填饱和粉质黏土围堰边坡的变形破坏模式，采用有限元软件PLAXIS对信江双港航运枢纽上下游围堰开展不同水位及不同水位升降速率条件下的稳定性计算分析；针对抛填形成的围堰土体强度变化范围大、受环境影响明显的特性，开展堰坡稳定性的敏感性分析，同时，基于安全系数接近于1.0时的坡体最大侧向变形随时间的变化曲线，提出堰体稳定自动监控的预警和报警值。结果表明：采用坡度为1：4~1：5的平缓围堰边坡，通过设置反压平台，围堰在正常水位涨落条件下处于稳定状态；抛填土的强度降低会诱发滑动体从背水面坡脚贯通到堰顶；由于抛填饱和粉质黏土围堰的强度低和不均质性，为确保围堰稳定，须进行侧向变形、渗压及降雨量监测实时监控预警；抛填饱和粉质黏土围堰侧向变形报警值和预警值宜取1.5~2.0、1.1~1.5 mm/d。
2022, 44(6):33-41.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.193
摘要:
为探究在列车长期循环荷载作用下地铁隧道基底风化软岩的累积塑性应变变化规律，以南昌地铁基底泥质粉砂岩为研究对象，开展不同风化程度饱水泥质粉砂岩在动应力比、静偏应力比、围压和频率等工况的室内动三轴试验，研究在不同影响因素下饱水风化泥质粉砂岩的动力变形特性规律。结果表明：在不同影响因素下，全、中风化泥质粉砂岩累积应变分别在加载1 000、100次开始趋于稳定；全风化泥质粉砂岩的临界动应力比在0.3~0.4之间；与不同动应力比和静偏应力比情况相比，改变围压和频率对两种风化泥质粉砂岩累积应变影响不大；通过分析试验结果数据，提出考虑加载次数、动应力比等因素的累积塑性应变数学模型。
为探究在列车长期循环荷载作用下地铁隧道基底风化软岩的累积塑性应变变化规律，以南昌地铁基底泥质粉砂岩为研究对象，开展不同风化程度饱水泥质粉砂岩在动应力比、静偏应力比、围压和频率等工况的室内动三轴试验，研究在不同影响因素下饱水风化泥质粉砂岩的动力变形特性规律。结果表明：在不同影响因素下，全、中风化泥质粉砂岩累积应变分别在加载1 000、100次开始趋于稳定；全风化泥质粉砂岩的临界动应力比在0.3~0.4之间；与不同动应力比和静偏应力比情况相比，改变围压和频率对两种风化泥质粉砂岩累积应变影响不大；通过分析试验结果数据，提出考虑加载次数、动应力比等因素的累积塑性应变数学模型。
2022, 44(6):42-51.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.014
摘要:
劲芯复合桩是将预制混凝土管桩插入水泥土桩中复合而成的新型桩基。通过振动台模型试验及有限差分程序FLAC3D数值模拟分析，研究可液化地基中劲芯复合桩的地震响应。利用模型试验结果验证数值模型的准确性和可靠性，进而通过参数分析讨论水泥土桩桩径、桩长、剪切模量等因素对可液化土—复合桩—上部结构地震响应的影响规律，定量评价水泥土桩加固对场地抗液化性能及桩基弯曲破坏的影响特征。结果表明：增大水泥土桩桩径和桩长可有效提高复合桩的抗震性能；增大水泥土剪切模量对复合桩抗震性能的提高有限；桩基在桩头附近或水泥土与可液化砂土交界处易产生较大的弯矩响应，该部位应采取必要的抗震构造措施。根据研究结果，提出了可液化地基中劲芯复合桩的抗震设计要点。
劲芯复合桩是将预制混凝土管桩插入水泥土桩中复合而成的新型桩基。通过振动台模型试验及有限差分程序FLAC3D数值模拟分析，研究可液化地基中劲芯复合桩的地震响应。利用模型试验结果验证数值模型的准确性和可靠性，进而通过参数分析讨论水泥土桩桩径、桩长、剪切模量等因素对可液化土—复合桩—上部结构地震响应的影响规律，定量评价水泥土桩加固对场地抗液化性能及桩基弯曲破坏的影响特征。结果表明：增大水泥土桩桩径和桩长可有效提高复合桩的抗震性能；增大水泥土剪切模量对复合桩抗震性能的提高有限；桩基在桩头附近或水泥土与可液化砂土交界处易产生较大的弯矩响应，该部位应采取必要的抗震构造措施。根据研究结果，提出了可液化地基中劲芯复合桩的抗震设计要点。
2022, 44(6):52-62.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.032
摘要:
为进一步提高三维激光扫描技术的量测精度，从优化滤波算法的角度出发，基于Kriging改进算法，考虑描述对象的空间相关性质，针对点云数据的滤波处理问题，研究点云格网化滤波的优化方法。以实际工程为依托，通过现场监测比对试验，对三维激光点云数据进行格网化处理和分析，将试验得出的变形数据与传统方法的量测数据进行对比。结果表明：基于Kriging滤波的改进算法不仅能够高效识别和提取隧道轮廓断面可视化数据，而且可以高效、准确地获得隧道变形；试验的拱顶下沉数据与传统量测数据较接近，而周边收敛数据则有一定的差异。三维激光扫描技术下的隧道变形监测在一定的环境条件下能较好地反映隧道变形的真实情况，为隧道工程的施工提供有效的安全预警。
为进一步提高三维激光扫描技术的量测精度，从优化滤波算法的角度出发，基于Kriging改进算法，考虑描述对象的空间相关性质，针对点云数据的滤波处理问题，研究点云格网化滤波的优化方法。以实际工程为依托，通过现场监测比对试验，对三维激光点云数据进行格网化处理和分析，将试验得出的变形数据与传统方法的量测数据进行对比。结果表明：基于Kriging滤波的改进算法不仅能够高效识别和提取隧道轮廓断面可视化数据，而且可以高效、准确地获得隧道变形；试验的拱顶下沉数据与传统量测数据较接近，而周边收敛数据则有一定的差异。三维激光扫描技术下的隧道变形监测在一定的环境条件下能较好地反映隧道变形的真实情况，为隧道工程的施工提供有效的安全预警。
2022, 44(6):63-74.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.054
摘要:
人工地层冻结法作为一种常用的土层加固方法，被广泛应用于煤矿、地铁等地下结构工程中。成都地区的砂卵石地层含水量丰富，渗透系数大，实施冻结法难度更大。以成都地铁10号线某隧道区间为工程依托，研究采用人工冻结法在砂卵石地层中修建联络横通道的问题。对冻结工程进行现场监测，根据冻结管实际布置形式建立考虑冰水相变的非线性三维弹塑性热—力耦合数值模型，通过现场监测和数值模拟两种手段对积极冻结期温度场和位移场的发展及分布规律进行研究。结果表明：数值模拟结果与现场监测数据吻合较好，建立的数值模型比较可靠；冻结壁交圈时间是冻胀变形快速增长的临界时间点，交圈时间约为25 d；冻结43.7 d时冻结壁厚度达到2 m，在37.8 d时冻结壁内平均温度达到-10 ℃，满足后续开挖施工要求。
人工地层冻结法作为一种常用的土层加固方法，被广泛应用于煤矿、地铁等地下结构工程中。成都地区的砂卵石地层含水量丰富，渗透系数大，实施冻结法难度更大。以成都地铁10号线某隧道区间为工程依托，研究采用人工冻结法在砂卵石地层中修建联络横通道的问题。对冻结工程进行现场监测，根据冻结管实际布置形式建立考虑冰水相变的非线性三维弹塑性热—力耦合数值模型，通过现场监测和数值模拟两种手段对积极冻结期温度场和位移场的发展及分布规律进行研究。结果表明：数值模拟结果与现场监测数据吻合较好，建立的数值模型比较可靠；冻结壁交圈时间是冻胀变形快速增长的临界时间点，交圈时间约为25 d；冻结43.7 d时冻结壁厚度达到2 m，在37.8 d时冻结壁内平均温度达到-10 ℃，满足后续开挖施工要求。
2022, 44(6):75-84.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.270
摘要:
为研究不同型式的40 m简支梁在中低速磁浮列车作用下的动力响应及影响机理，基于40 m简支梁梁轨一体方案和梁上梁方案两种型式，考虑PID主动悬浮控制，采用模态综合理论，建立精细的中低速磁浮列车—简支梁系统动力相互作用理论模型，并基于长沙磁浮试验进行可靠性验证。对两种型式的40 m简支梁在低速磁浮列车作用下的动力响应进行分析及对比，探讨不同桥梁型式对系统耦合振动的影响机理。结果表明：相比于梁上梁方案，梁轨一体方案的竖向动挠度更大、加速度更小，车体竖向位移更大、加速度相近，梁上梁方案更优；桥梁型式对主动悬浮控制系统的影响较微弱；梁上梁方案中简支梁存在丰富的高频局部振动模态，会增大桥梁变形和桥梁、车体的振动优势频率；桥梁型式的不同会通过波长效应、局部振动等影响磁浮列车—轨道—桥梁系统的耦合振动。
为研究不同型式的40 m简支梁在中低速磁浮列车作用下的动力响应及影响机理，基于40 m简支梁梁轨一体方案和梁上梁方案两种型式，考虑PID主动悬浮控制，采用模态综合理论，建立精细的中低速磁浮列车—简支梁系统动力相互作用理论模型，并基于长沙磁浮试验进行可靠性验证。对两种型式的40 m简支梁在低速磁浮列车作用下的动力响应进行分析及对比，探讨不同桥梁型式对系统耦合振动的影响机理。结果表明：相比于梁上梁方案，梁轨一体方案的竖向动挠度更大、加速度更小，车体竖向位移更大、加速度相近，梁上梁方案更优；桥梁型式对主动悬浮控制系统的影响较微弱；梁上梁方案中简支梁存在丰富的高频局部振动模态，会增大桥梁变形和桥梁、车体的振动优势频率；桥梁型式的不同会通过波长效应、局部振动等影响磁浮列车—轨道—桥梁系统的耦合振动。
2022, 44(6):85-93.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.260
摘要:
动态称重系统作为桥梁结构健康系统的重要组成部分之一，能提供丰富的车辆荷载监测数据，在此基础上建立能反映实际交通状况的车辆荷载模型，对桥梁结构的安全评估、车致疲劳分析等具有重要意义。提出一种能考虑区分车辆运行状态的随机车流模拟方法和流程，在车辆荷载统计分析过程中通过各时段的车流量密集程度区分车辆运行状态，针对不同运行状态，引入单峰和多峰概率分布模型，对车重、车速、车间距等车辆荷载统计参数进行概率拟合，通过K-S检验获得车辆荷载参数的最优概率分布；通过Monte Carlo抽样模拟随机车流，进而分解为随机加载流；基于某实际桥梁的车辆荷载监测数据，对车辆荷载模拟方法的合理性进行验证。结果表明：采用区分车辆运行状态模拟的随机车流对桥梁结构进行加载，获得的钢箱梁跨中底板应力幅值和应力循环次数与实际车流加载结果接近。相比之下，如果不考虑区分车辆运行状态，得到的应力幅值和循环次数都明显小于实际车流的加载结果，这对于桥梁结构的车致疲劳分析偏于危险。
动态称重系统作为桥梁结构健康系统的重要组成部分之一，能提供丰富的车辆荷载监测数据，在此基础上建立能反映实际交通状况的车辆荷载模型，对桥梁结构的安全评估、车致疲劳分析等具有重要意义。提出一种能考虑区分车辆运行状态的随机车流模拟方法和流程，在车辆荷载统计分析过程中通过各时段的车流量密集程度区分车辆运行状态，针对不同运行状态，引入单峰和多峰概率分布模型，对车重、车速、车间距等车辆荷载统计参数进行概率拟合，通过K-S检验获得车辆荷载参数的最优概率分布；通过Monte Carlo抽样模拟随机车流，进而分解为随机加载流；基于某实际桥梁的车辆荷载监测数据，对车辆荷载模拟方法的合理性进行验证。结果表明：采用区分车辆运行状态模拟的随机车流对桥梁结构进行加载，获得的钢箱梁跨中底板应力幅值和应力循环次数与实际车流加载结果接近。相比之下，如果不考虑区分车辆运行状态，得到的应力幅值和循环次数都明显小于实际车流的加载结果，这对于桥梁结构的车致疲劳分析偏于危险。
2022, 44(6):94-100.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.033
摘要:
由于受到弯扭耦合效应的影响，波形钢腹板连续曲线箱梁受力情况极其复杂。为了研究波形钢腹板连续曲线箱梁的力学性能，考虑剪力滞效应和剪切变形的影响，基于能量法对波形钢腹板曲线箱梁(简称CCBG(CSWs))一次简支超静定结构的约束扭转控制微分方程进行补充修正，并结合CCBG(CSWs)简支结构进行分析验证；运用该微分方程结合三弯矩法对三跨波形钢腹板连续曲线箱梁进行内力求解，并与曲杆结构力学法、有限元分析结果进行比较。结果表明：考虑剪力滞效应和剪切变形的影响，采用该方法求得的内力结果与有限元求得的内力结果契合度较高，验证了方法的正确性；剪力滞效应和剪切变形对CCBG(CSWs)的内力存在着一定的影响，且对于多跨CCBG(CSWs)结构内力的影响更加明显。
由于受到弯扭耦合效应的影响，波形钢腹板连续曲线箱梁受力情况极其复杂。为了研究波形钢腹板连续曲线箱梁的力学性能，考虑剪力滞效应和剪切变形的影响，基于能量法对波形钢腹板曲线箱梁(简称CCBG(CSWs))一次简支超静定结构的约束扭转控制微分方程进行补充修正，并结合CCBG(CSWs)简支结构进行分析验证；运用该微分方程结合三弯矩法对三跨波形钢腹板连续曲线箱梁进行内力求解，并与曲杆结构力学法、有限元分析结果进行比较。结果表明：考虑剪力滞效应和剪切变形的影响，采用该方法求得的内力结果与有限元求得的内力结果契合度较高，验证了方法的正确性；剪力滞效应和剪切变形对CCBG(CSWs)的内力存在着一定的影响，且对于多跨CCBG(CSWs)结构内力的影响更加明显。
2022, 44(6):101-113.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.079
摘要:
为实现钢结构装配式住宅承重围护保温一体化的目标，提出一种设置暗支撑的承重围护保温一体化墙体。墙体内部为支撑钢框架，填充发泡水泥等保温隔热材料，外部设置双向钢筋网并浇注砂浆层作为保护层。框架内填充发泡水泥对结构的水平承载力和抗侧刚度有较大影响，以暗支撑设置、墙体高宽比为变化参数，对6榀单层单跨承重围护保温一体化墙体进行低周反复加载试验，得到各试件的水平承载力、抗侧刚度和滞回特性。结果表明：设置暗支撑能够明显提高新型承重围护保温一体化墙体的水平承载力和抗侧刚度；相比纯钢框架，新型承重围护保温一体化墙体具有更高的水平承载力和抗侧刚度，其耗能能力和变形能力也更强；高宽比对墙体抗侧性能影响显著，高宽比越大，墙体的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力均越小。给出了新型承重围护保温一体化墙体的水平承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。
为实现钢结构装配式住宅承重围护保温一体化的目标，提出一种设置暗支撑的承重围护保温一体化墙体。墙体内部为支撑钢框架，填充发泡水泥等保温隔热材料，外部设置双向钢筋网并浇注砂浆层作为保护层。框架内填充发泡水泥对结构的水平承载力和抗侧刚度有较大影响，以暗支撑设置、墙体高宽比为变化参数，对6榀单层单跨承重围护保温一体化墙体进行低周反复加载试验，得到各试件的水平承载力、抗侧刚度和滞回特性。结果表明：设置暗支撑能够明显提高新型承重围护保温一体化墙体的水平承载力和抗侧刚度；相比纯钢框架，新型承重围护保温一体化墙体具有更高的水平承载力和抗侧刚度，其耗能能力和变形能力也更强；高宽比对墙体抗侧性能影响显著，高宽比越大，墙体的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力均越小。给出了新型承重围护保温一体化墙体的水平承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。
2022, 44(6):114-123.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.104
摘要:
一般纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，FRP）—混凝土组合结构的破坏模式为FRP与混凝土的界面剥离以及自身截面的抗剪承载力不足导致的受剪破坏。为提高FRP—混凝土组合结构的抗剪承载力，开展5根带T型肋玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP）板—自密实活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete, RPC）配箍组合试件的试验研究，探讨界面处理、箍筋配置和剪跨比等因素对组合试件受力性能的影响，分别对挠度、应变进行测试，观测裂缝形成与开展过程及其破坏状态等。结果表明，GFRP板的界面粘砂处理和横向贯穿钢筋的配置可以增强GFRP板与混凝土之间的界面抗剪强度，并明显改善两者协同工作性能，提升组合试件的极限变形能力；界面粘砂和配置箍筋能在一定程度上提升组合试件的抗剪承载能力，改善破坏形态；组合试件截面高度越大，承载能力越高，但GFRP材料的利用率会有所降低。
一般纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，FRP）—混凝土组合结构的破坏模式为FRP与混凝土的界面剥离以及自身截面的抗剪承载力不足导致的受剪破坏。为提高FRP—混凝土组合结构的抗剪承载力，开展5根带T型肋玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP）板—自密实活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete, RPC）配箍组合试件的试验研究，探讨界面处理、箍筋配置和剪跨比等因素对组合试件受力性能的影响，分别对挠度、应变进行测试，观测裂缝形成与开展过程及其破坏状态等。结果表明，GFRP板的界面粘砂处理和横向贯穿钢筋的配置可以增强GFRP板与混凝土之间的界面抗剪强度，并明显改善两者协同工作性能，提升组合试件的极限变形能力；界面粘砂和配置箍筋能在一定程度上提升组合试件的抗剪承载能力，改善破坏形态；组合试件截面高度越大，承载能力越高，但GFRP材料的利用率会有所降低。
2022, 44(6):124-135.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.030
摘要:
为研究碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能，考虑不同配纤率和配纤位置等因素的影响，进行梁的四点弯曲静力荷载试验，推导出梁的极限弯矩理论计算公式。研究表明：相比纯胶合木梁，碳纤维增强胶合木梁的裂缝减少、裂缝宽度减小。增强后梁的弹性模量提高了28.02%~57.93%；极限荷载提高了16.47%~50.72%；初始抗弯刚度提高了11.58%~23.37%。在受拉区配置碳纤维能提高试件的极限承载力和初始抗弯刚度，相比仅在受拉区配置碳纤维，在受拉区和受压区均配置碳纤维布时，试件的承载力反而减小，但破坏时的挠度降低。试件受拉区配纤率宜介于0.060 6%~1.031 1%之间，能充分利用木材的塑性抗压性能。利用推导的受弯计算公式计算得到的试件极限弯矩值与试验值吻合较好，计算结果能较好地预测此类试件受弯时的极限弯矩。
为研究碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能，考虑不同配纤率和配纤位置等因素的影响，进行梁的四点弯曲静力荷载试验，推导出梁的极限弯矩理论计算公式。研究表明：相比纯胶合木梁，碳纤维增强胶合木梁的裂缝减少、裂缝宽度减小。增强后梁的弹性模量提高了28.02%~57.93%；极限荷载提高了16.47%~50.72%；初始抗弯刚度提高了11.58%~23.37%。在受拉区配置碳纤维能提高试件的极限承载力和初始抗弯刚度，相比仅在受拉区配置碳纤维，在受拉区和受压区均配置碳纤维布时，试件的承载力反而减小，但破坏时的挠度降低。试件受拉区配纤率宜介于0.060 6%~1.031 1%之间，能充分利用木材的塑性抗压性能。利用推导的受弯计算公式计算得到的试件极限弯矩值与试验值吻合较好，计算结果能较好地预测此类试件受弯时的极限弯矩。
2022, 44(6):136-143.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.013
摘要:
为研究锈蚀对扣件式脚手架体系中钢管立杆稳定性的影响，通过对不同锈蚀龄期的钢管进行表面形貌测试，分析锈蚀对钢管内、外壁表面形貌的影响；通过锈蚀钢管材料单调拉伸试验，探讨锈蚀条件下钢材力学性能的退化规律；基于锈蚀钢管的轴心受压试验结果，提出锈蚀钢管立杆稳定性的计算模型。结果表明：随着钢管失重率的增加，钢管表面坑蚀分布由独立蚀坑向溃疡状蚀坑群发展，外壁坑蚀率、算术平均高度和均方根高度均不同程度地高于钢管内壁；锈蚀钢材表面随机分布、大小不一的蚀坑会导致钢材强度与塑性变形能力下降、塑性变形能力劣化更明显；不同锈蚀程度的钢管轴压破坏模式均为整体弯曲失稳，锈蚀钢管的极限荷载随失重率的增加线性下降，峰值荷载对应的轴向位移值逐渐降低。
为研究锈蚀对扣件式脚手架体系中钢管立杆稳定性的影响，通过对不同锈蚀龄期的钢管进行表面形貌测试，分析锈蚀对钢管内、外壁表面形貌的影响；通过锈蚀钢管材料单调拉伸试验，探讨锈蚀条件下钢材力学性能的退化规律；基于锈蚀钢管的轴心受压试验结果，提出锈蚀钢管立杆稳定性的计算模型。结果表明：随着钢管失重率的增加，钢管表面坑蚀分布由独立蚀坑向溃疡状蚀坑群发展，外壁坑蚀率、算术平均高度和均方根高度均不同程度地高于钢管内壁；锈蚀钢材表面随机分布、大小不一的蚀坑会导致钢材强度与塑性变形能力下降、塑性变形能力劣化更明显；不同锈蚀程度的钢管轴压破坏模式均为整体弯曲失稳，锈蚀钢管的极限荷载随失重率的增加线性下降，峰值荷载对应的轴向位移值逐渐降低。
2022, 44(6):144-152.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.173
摘要:
地震灾害对渡槽结构的破坏受多种因素的影响和制约，混凝土力学参数的随机性和地震激励的随机性为两种较为重要的影响因素，会对渡槽结构的破坏模式产生显著影响。进行混凝土力学参数和地震激励两种随机性耦合作用下的渡槽结构随机动力响应分析，以某大型渡槽结构为例，提出考虑参数—激励复合随机的渡槽结构抗震可靠性分析方法。基于概率密度演化理论，该方法阐明了渡槽结构在复合随机作用下可靠性分析的基本原理和应用途径。与单一地震随机作用的比较研究发现，复合随机作用下渡槽结构的位移响应明显加剧，且位移响应产生的残余变形和位移的变异性较大；随着阈值的减小，渡槽结构在复合随机作用下的可靠度与单一随机地震作用下的可靠度之间的差距呈不断增大趋势，且渡槽结构在两种工况下的可靠度均不断减小。
地震灾害对渡槽结构的破坏受多种因素的影响和制约，混凝土力学参数的随机性和地震激励的随机性为两种较为重要的影响因素，会对渡槽结构的破坏模式产生显著影响。进行混凝土力学参数和地震激励两种随机性耦合作用下的渡槽结构随机动力响应分析，以某大型渡槽结构为例，提出考虑参数—激励复合随机的渡槽结构抗震可靠性分析方法。基于概率密度演化理论，该方法阐明了渡槽结构在复合随机作用下可靠性分析的基本原理和应用途径。与单一地震随机作用的比较研究发现，复合随机作用下渡槽结构的位移响应明显加剧，且位移响应产生的残余变形和位移的变异性较大；随着阈值的减小，渡槽结构在复合随机作用下的可靠度与单一随机地震作用下的可靠度之间的差距呈不断增大趋势，且渡槽结构在两种工况下的可靠度均不断减小。
2022, 44(6):153-161.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.065
摘要:
为全面准确地评估钢筋混凝土梁的火灾损伤状态，结合火灾试验和数值仿真多元信息，提出钢筋混凝土梁（RC梁）火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型。通过10根T形梁的火灾高温试验、振动测试和静载试验，获取其热力学特性衰变等信息，并与ANSYS数值仿真计算结果对比；构建一套由灾后表观特征、表面最高温度、持续受火时间、承载力折减、刚度折减、基频折减等组成的RC梁火灾损伤评估指标体系，初步确定评估指标体系的量化分级标准，以组合形式优化层次分析法和熵权法确定的指标权重，引入改进的接近理想解法（modified technique for order preference by similarity to ideal solution，MTOPSIS）与灰色关联度分析（grey relational analysis，GRA），建立RC梁火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型；最后，将该方法应用于火灾后RC梁损伤评估，并与火灾后建筑结构鉴定标准方法、试验实际情况进行对比分析。结果表明，该方法评估结果与标准评估结果基本一致，但能够较全面准确地评估结构损伤状态。
为全面准确地评估钢筋混凝土梁的火灾损伤状态，结合火灾试验和数值仿真多元信息，提出钢筋混凝土梁（RC梁）火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型。通过10根T形梁的火灾高温试验、振动测试和静载试验，获取其热力学特性衰变等信息，并与ANSYS数值仿真计算结果对比；构建一套由灾后表观特征、表面最高温度、持续受火时间、承载力折减、刚度折减、基频折减等组成的RC梁火灾损伤评估指标体系，初步确定评估指标体系的量化分级标准，以组合形式优化层次分析法和熵权法确定的指标权重，引入改进的接近理想解法（modified technique for order preference by similarity to ideal solution，MTOPSIS）与灰色关联度分析（grey relational analysis，GRA），建立RC梁火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型；最后，将该方法应用于火灾后RC梁损伤评估，并与火灾后建筑结构鉴定标准方法、试验实际情况进行对比分析。结果表明，该方法评估结果与标准评估结果基本一致，但能够较全面准确地评估结构损伤状态。
2022, 44(6):162-169.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.005
摘要:
聚合物改性是提升沥青高温性能的重要途径。采用聚氨酯（PU）和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物（SBS）制备一种复合改性沥青，研究引入PU-SBS对沥青高温性能的影响及改性机理。结果表明，PU-SBS复合改性显著降低了沥青的针入度，提高了软化点和黏度，有效提升了沥青的高温流变性能，改性效果明显优于单一聚合物改性。PU-SBS复合改性沥青在高温下有良好的抗永久变形能力和弹性恢复能力。64 °C时,其车辙因子G*/sin δ值达到18.35 kPa，分别为同条件下SBS改性沥青、PU改性沥青的2.6、1.6倍。此外，PU-SBS复合改性主要通过聚合物在沥青中的吸附交联及与沥青组分的化学反应来提升沥青的高温性能。
聚合物改性是提升沥青高温性能的重要途径。采用聚氨酯（PU）和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物（SBS）制备一种复合改性沥青，研究引入PU-SBS对沥青高温性能的影响及改性机理。结果表明，PU-SBS复合改性显著降低了沥青的针入度，提高了软化点和黏度，有效提升了沥青的高温流变性能，改性效果明显优于单一聚合物改性。PU-SBS复合改性沥青在高温下有良好的抗永久变形能力和弹性恢复能力。64 °C时,其车辙因子G*/sin δ值达到18.35 kPa，分别为同条件下SBS改性沥青、PU改性沥青的2.6、1.6倍。此外，PU-SBS复合改性主要通过聚合物在沥青中的吸附交联及与沥青组分的化学反应来提升沥青的高温性能。
2022, 44(6):170-180.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.012
摘要:
工程水泥复合材料（ECC）具有良好的韧性和裂缝控制能力，可用于解决地下和水工工程中的混凝土开裂和渗漏水问题。高水灰比ECC(w/c=1.03)流动度好，但抗渗性能差，且水灰比过高使得材料坍落度大、黏聚性差，不满足可喷射性的指标要求。为了解决上述问题，将硅灰（SF）以不同的SF/水泥质量比引入高水灰比ECC中，以改善其工作性能、抗渗性能、微观结构和力学性能。结果表明，当SF/水泥比为15％时，高水灰比ECC的工作性能大大提高，达到新拌材料可泵送及可喷射的指标要求，高水灰比ECC的抗渗性能提高至P8以上；扫描电镜(SEM)和能量分散光谱仪（EDS）的观察结果证实，添加SF使ECC的显微组织更致密，而且还可以减少碱性物质的产生，从而抑制碱集料反应，提高耐久性。对ECC展开韧性、抗渗性及工作性能(可泵送及可喷涂)研究，获得了高韧性、高抗渗、可喷可泵的ECC配合比，为其在实际工程中的推广及应用奠定了基础。
工程水泥复合材料（ECC）具有良好的韧性和裂缝控制能力，可用于解决地下和水工工程中的混凝土开裂和渗漏水问题。高水灰比ECC(w/c=1.03)流动度好，但抗渗性能差，且水灰比过高使得材料坍落度大、黏聚性差，不满足可喷射性的指标要求。为了解决上述问题，将硅灰（SF）以不同的SF/水泥质量比引入高水灰比ECC中，以改善其工作性能、抗渗性能、微观结构和力学性能。结果表明，当SF/水泥比为15％时，高水灰比ECC的工作性能大大提高，达到新拌材料可泵送及可喷射的指标要求，高水灰比ECC的抗渗性能提高至P8以上；扫描电镜(SEM)和能量分散光谱仪（EDS）的观察结果证实，添加SF使ECC的显微组织更致密，而且还可以减少碱性物质的产生，从而抑制碱集料反应，提高耐久性。对ECC展开韧性、抗渗性及工作性能(可泵送及可喷涂)研究，获得了高韧性、高抗渗、可喷可泵的ECC配合比，为其在实际工程中的推广及应用奠定了基础。
2022, 44(6):181-192.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.187
摘要:
磁性混（絮）凝剂因其混凝效果好、磁响应性强、固液分离效率高等优点在水处理领域受到广泛关注。总结近年来磁性混（絮）凝剂在水处理中的应用进展，详细介绍磁性混（絮）凝剂在处理浊度、重金属废水、染料废水、含藻废水、含油废水和其他类型废水等方面的研究，发现磁性混（絮）凝剂在各类水处理中均表现出较大的应用潜力。针对磁性混（絮）凝剂应用研究中的瓶颈问题，从材料选择、性质分析、适应性、絮体分析、安全风险5个方面对磁性混（絮）凝剂未来的研究趋势进行分析与展望。
磁性混（絮）凝剂因其混凝效果好、磁响应性强、固液分离效率高等优点在水处理领域受到广泛关注。总结近年来磁性混（絮）凝剂在水处理中的应用进展，详细介绍磁性混（絮）凝剂在处理浊度、重金属废水、染料废水、含藻废水、含油废水和其他类型废水等方面的研究，发现磁性混（絮）凝剂在各类水处理中均表现出较大的应用潜力。针对磁性混（絮）凝剂应用研究中的瓶颈问题，从材料选择、性质分析、适应性、絮体分析、安全风险5个方面对磁性混（絮）凝剂未来的研究趋势进行分析与展望。
2022, 44(6):193-200.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.186
摘要:
为了解三峡库区内支流水体中邻苯二甲酸酯（PAEs）的来源、空间分布规律及影响其分布的主要环境因子，选取三峡库区库尾一级支流御临河上的5个断面：河口区、回水区（排花、舒家、梅溪）和不受三峡库区调度影响的上游来水区（东河）对PAEs进行了原位调研。基于皮尔逊相关性分析和主成分分析法确定御临河水体中6种PAEs的来源以及主要PAEs与环境因子的关系。结果表明：所监测断面中6种PAEs（DEP、DMP、DBP、BBP、DEHP和DnOP，US EPA）的总浓度为0.42~0.77 μg/L，5个监测断面PAEs平均总浓度依次为：河口（0.771 μg/L）>排花（0.638 μg/L）>梅溪（0.613 μg/L）>东河（0.566 μg/L）>舒家（0.421 μg/L）。通过对6种优先控制PAEs的解析发现，御临河水体中主要污染物为DBP、DMP和DEHP。皮尔逊相关性分析和主成分分析结果表明，DBP和DEHP显著正相关，可能与工农业生产活动及其过程中产生的“三废”有关；DMP和DEP具有中等强度的相关性，可能与当地居民的人为活动有关。
为了解三峡库区内支流水体中邻苯二甲酸酯（PAEs）的来源、空间分布规律及影响其分布的主要环境因子，选取三峡库区库尾一级支流御临河上的5个断面：河口区、回水区（排花、舒家、梅溪）和不受三峡库区调度影响的上游来水区（东河）对PAEs进行了原位调研。基于皮尔逊相关性分析和主成分分析法确定御临河水体中6种PAEs的来源以及主要PAEs与环境因子的关系。结果表明：所监测断面中6种PAEs（DEP、DMP、DBP、BBP、DEHP和DnOP，US EPA）的总浓度为0.42~0.77 μg/L，5个监测断面PAEs平均总浓度依次为：河口（0.771 μg/L）>排花（0.638 μg/L）>梅溪（0.613 μg/L）>东河（0.566 μg/L）>舒家（0.421 μg/L）。通过对6种优先控制PAEs的解析发现，御临河水体中主要污染物为DBP、DMP和DEHP。皮尔逊相关性分析和主成分分析结果表明，DBP和DEHP显著正相关，可能与工农业生产活动及其过程中产生的“三废”有关；DMP和DEP具有中等强度的相关性，可能与当地居民的人为活动有关。
2022, 44(6):201-208.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.264
摘要:
为提高污水中17β-雌二醇（E2）的去除效率，筛选洱海沉积物中E2的优势降解微生物，并在不同环境条件下进行生物吸附和生物降解E2过程的研究。结果表明：大肠杆菌是E2降解的优势菌种，其对E2的生物去除是快速吸附及持续降解的共同作用过程。经大肠杆菌降解3 d后，1.00 mg/L E2去除率约为70.42%。生物吸附主要受pH值、生物量的限制，在弱碱性（pH=8）环境下吸附效果最佳。在适宜的浓度下，电子供体、H2O2、腐殖质和重金属可以有效促进E2的生物降解。当葡萄糖、甲酸钠、H2O2、腐殖质、Zn2+和Cu2+浓度分别为40.0 mg/L、10.0 mg/L、3.0 mmol/L、2.0~15.0 mg/L、0.5 mg/L及0.5 mg/L时，E2的生物降解率提高近12.41%~57.47%。由此可见，洱海沉积物中筛选的大肠杆菌具有较好的E2去除能力，但其受众多环境因素的影响，通过调节合适的环境条件可极大程度地促进E2的生物去除效率。
为提高污水中17β-雌二醇（E2）的去除效率，筛选洱海沉积物中E2的优势降解微生物，并在不同环境条件下进行生物吸附和生物降解E2过程的研究。结果表明：大肠杆菌是E2降解的优势菌种，其对E2的生物去除是快速吸附及持续降解的共同作用过程。经大肠杆菌降解3 d后，1.00 mg/L E2去除率约为70.42%。生物吸附主要受pH值、生物量的限制，在弱碱性（pH=8）环境下吸附效果最佳。在适宜的浓度下，电子供体、H2O2、腐殖质和重金属可以有效促进E2的生物降解。当葡萄糖、甲酸钠、H2O2、腐殖质、Zn2+和Cu2+浓度分别为40.0 mg/L、10.0 mg/L、3.0 mmol/L、2.0~15.0 mg/L、0.5 mg/L及0.5 mg/L时，E2的生物降解率提高近12.41%~57.47%。由此可见，洱海沉积物中筛选的大肠杆菌具有较好的E2去除能力，但其受众多环境因素的影响，通过调节合适的环境条件可极大程度地促进E2的生物去除效率。
2022, 44(6):209-218.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.243
摘要:
CO2是导致气候变暖的主要物质之一，而建筑行业的碳排放量占世界碳排放总量的25%左右。在建筑生命周期内，年均CO2排放最多的阶段为物化阶段，对建筑物化阶段的碳排放进行量化具有重要的研究意义。考虑排放清单等数据受人为因素及技术水平的限制，会出现一定的变异性，研究采用不确定性分析方法。将建筑按分部分项工程进行分解，结合具体的单元工序对物化阶段的CO2排放进行量化建模，进而给出减排中最需关注的单元工序。通过案例分析发现，建筑物化阶段的碳减排重点是材料生产，其CO2排放量占比达到93%；其次，在不同工序中，减排重点为土建工程，其碳排放占总体的85%；在碳排放量化过程中，对数据和情景两类不确定度进行计算。根据数据不确定度的结果可知，物化阶段CO2排放总量的变异系数为0.3%，结果数据可信度较高。根据情景不确定度的结果可知，运输阶段改变运距及柴油类型可减排39%，施工阶段改变用电类型可减排27%。
CO2是导致气候变暖的主要物质之一，而建筑行业的碳排放量占世界碳排放总量的25%左右。在建筑生命周期内，年均CO2排放最多的阶段为物化阶段，对建筑物化阶段的碳排放进行量化具有重要的研究意义。考虑排放清单等数据受人为因素及技术水平的限制，会出现一定的变异性，研究采用不确定性分析方法。将建筑按分部分项工程进行分解，结合具体的单元工序对物化阶段的CO2排放进行量化建模，进而给出减排中最需关注的单元工序。通过案例分析发现，建筑物化阶段的碳减排重点是材料生产，其CO2排放量占比达到93%；其次，在不同工序中，减排重点为土建工程，其碳排放占总体的85%；在碳排放量化过程中，对数据和情景两类不确定度进行计算。根据数据不确定度的结果可知，物化阶段CO2排放总量的变异系数为0.3%，结果数据可信度较高。根据情景不确定度的结果可知，运输阶段改变运距及柴油类型可减排39%，施工阶段改变用电类型可减排27%。
2022, 44(6):219-220.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.066
摘要:
