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文章通过振动台试验研究材料性能对缓冲型冲击阻尼器减震性能的影响，从材料层面揭示该类阻尼器的减震机理。试验选取7种缓冲材料，分别用于容器内壁以及颗粒外侧以形成缓冲容器和缓冲颗粒，提出“碰撞硬度”的概念，作为表征影响动量交换的指标。试验结果表明：碰撞硬度小的工况，动量交换较大，阻尼器的减震效果较好；恢复系数和减震效果之间没有明显的规律，原因在于其反映的是动量交换和能量耗散的耦合效应，而这两者存在此消彼...
针对装配整体式结构抗震性能的不足及现有响应放大装置在罕震和极罕遇地震下容易失效的缺点，提出一种新型限位响应放大装置(凸轮式响应放大装置)。通过ABAQUS有限元软件进行凸轮式响应放大装置子单元的二次开发，进而对装配整体式框架结构实体模型进行动力时程分析。选取层间位移角为结构损伤指标，用动力增量法分别对未添加凸轮式响应放大装置的无控结构和添加后的减震结构进行地震易损性分析。结果表明：相对于无控结构，...
钢结构高效装配减震体系拟动力和静力试验研究
钢结构高效装配减震体系 拟动力试验研究 拟静力试验研究 中间柱型阻尼器
2021/3/30
针对装配式钢结构中广泛应用的钢框架箱型柱全熔透焊接的传统连接技术存在热影响区力学性能差、施工效率低、人工成本高、污染环境等关键问题，课题组提出芯筒式全螺栓连接节点，结合中间柱摩擦阻尼器减震技术，构建一种高效装配式减震钢结构体系。以工程实例为原型结构，对其中一榀进行0.7倍缩尺，对钢结构高效装配减震体系试验框架进行拟动力和拟静力试验研究。研究表明在El-Centro波8度(0.2g)多遇、设防、罕遇...
提出一种易制作、易安装、易更换的S型钢板阻尼器，设计制作3组试件，通过开展拟静力试验，对其变形和破坏模式、滞回特性及耗能能力进行研究。基于试验结果提出一种改进的BWBN滞回模型，建立Simulink模型并开展试件参数识别研究。结果表明：S型钢板阻尼器的滞回曲线饱满，具有较大的变形能力，良好稳定的耗能能力，较高的延性系数和超强系数；阻尼器通过弯曲和轴向变形耗能，变形包括弯曲弹性段、弯曲屈服段及弯-拉...
Z型支撑分级屈服阻尼器抗震性能研究
低周往复位移加载 耗能机理 破坏模态 抗震滞回性能
2021/4/15
为实现阻尼器分级耗能屈服，文章提出一种基于Q235钢材由内部Z型支撑及两侧开孔钢板组合形成分级屈服金属阻尼器。通过对3组不同肢高Z型支撑分级屈服阻尼器施加水平低周往复位移加载，进行试验与ABAQUS模拟抗震滞回性能分析，探究Z型支撑分级屈服阻尼器耗能状态及抗震性能，揭示该阻尼器的耗能机理与破坏模态。研究结果表明：阻尼器可实现分级屈服，随着肢高减小，Z型支撑分级屈服阻尼器能更有效提高主体结构抗震滞回...
提出一种销轴连接新型钢质往复弯曲耗能铰，可用于装配式结构预制梁柱连接，并实现梁端耗能和塑性铰外移。对两个该新型耗能铰进行滞回试验，试验结果表明：新型耗能铰整体绕销轴转动，试件的破坏形式为耗能元件受压翼缘屈曲或受拉翼缘断裂；其滞回曲线饱满，能量耗散系数达3.0以上，具有良好的耗能能力，无明显的刚度退化和强度退化；量测完整的耗能铰塑性转角达0.055rad，两个试件的延性系数均大于4.0，均满足规范要...
现行RCM试验普遍采用点均法确定混凝土的氯离子扩散系数，存在结果离散性大且不稳定等问题。为此，提出混凝土RCM试验分析的面均法(area average method)。首先，通过试验设计制备74组具有不同氯离子扩散系数的混凝土试件，并据此开展变电压RCM试验；其次利用图像获取装置和Adobe Photoshop软件测量混凝土试件轴向断面上的氯离子扩散面积，据此计算氯离子扩散深度及扩散系数。最后，...
形状记忆合金丝约束RC墩柱抗震性能试验研究
形状记忆合金 RC墩柱 抗震性能 低周往复加载试验
2021/4/19
为增强RC墩柱在强震作用下的耗能、变形及自修复能力，实现震后桥梁结构功能的快速恢复，该文采用超弹性形状记忆合金(shape memory alloys, 简称SMA)丝约束RC墩柱，并通过试验研究水平循环荷载作用下SMA丝约束RC墩柱的抗震性能。试验制作6个SMA丝约束RC墩柱试件和1个普通RC墩柱试件，通过低周往复加载，分析SMA丝配置率和预应力水平对RC墩柱抗震性能的影响，包括破坏模式、滞回曲...
不同极限位移BRB的RC框架结构抗地震倒塌性能研究
屈曲约束支撑 极限位移 增量动力分析 抗震性能
2021/4/15
设计6个装有不同极限位移BRB的RC框架结构，基于OpenSees建立相应的有限元模型并验证模型的可行性和BRB模拟准确性，对装有不同极限位移BRB的RC框架结构模型进行增量动力分析和地震易损性分析，研究不同极限位移BRB的RC框架结构抗地震倒塌性能。研究表明：随着BRB极限位移的增加，结构抗倒塌性能得到提升；当系数小于1.2倍时，罕遇地震下结构中出现BRB失效概率大于5%，当系数大于1.2倍时，...
为研究大断面盾构隧道复合管片在震后火灾作用下的结构损伤及防水性能损失，利用有限元计算软件abaqus建立复合管片与直螺栓接头的三维实体模型和密封垫压缩的二维数值模型，分析了地震及地震与火灾耦合作用下复合管片混凝土在螺栓孔处刚度损伤分布情况，研究了复合管片钢板在螺栓孔处的屈服分布情况，计算了地震及地震与火灾耦合作用下隧道密封垫防水性能的损失，结果表明：当采用RABT升温曲线模拟火灾时，大震导致的螺栓...
通过数值模拟和理论分析，研究了盾构隧道开挖面挤出破坏机理。首先，利用有限元软件进行了数值模拟，揭示了隧道开挖面挤出破坏的局部失稳模式，得到了盾构隧道开挖面挤出破坏的局部失稳比和极限支护压力。此外，还进行了摩擦角和相对埋深对局部失稳比率和极限支护压力的参数敏感性分析。其次，基于极限分析方法，提出了一种考虑局部失稳模式的隧道开挖面挤出破坏新机制。新的被动破坏机理由五个圆锥台和作用在圆锥台上的分布力组成...
基于随机森林的复合地层盾构切口泥水压力预测与分析
切口泥水压力 随机森林 预测分析 盾构
2021/4/7
盾构切口泥水压力是维持开挖面稳定最重要的因素。针对目前切口泥水压力与盾构掘进参数之间关系不明确的问题，基于Python提出了一种随机森林预测模型。以京张高铁清华园隧道工程为依托，考虑盾构几何参数、施工掘进参数以及泥水参数等因素的影响，通过网格搜索方法以及5折交叉验证法进行模型超参数调整，建立了盾构切口泥水压力的随机森林预测模型。研究结果显示随机森林模型对于复合地层盾构切口泥水压力预测具有较高的准确...
泥浆渗透是泥水盾构开挖面成膜的关键过程，土体电阻率表征方法能够及时、有效反映泥浆渗透状态。采用二电极交流电法电阻率测试仪对泥浆土体混合物的电阻率进行了测试，研究了孔隙水、CMC(羧甲基纤维素钠)、电极间距和泥浆浓度等因素对土体电阻率的影响。结果表明：土体电阻率随泥浆浓度增大而减小；海水和CMC的掺入将降低土体电阻率，但两者对膨润土颗粒的作用机理有所不同，海水的掺入导致膨润土颗粒发生絮凝和团聚，而...
泥水盾构在软弱含水地层中掘进时，泥水支护压力过大容易导致掌子面发生水力劈裂，从而引起掌子面坍塌。研究掌子面劈裂压力的影响因素对防止水力劈裂的发生有重要意义。由于现场试验实施困难、风险高，故设计制作了一种水力劈裂装置，并采用盲孔试样模拟隧道劈裂的发生。通过正交试验配制不同强度的人造黏土用于研究劈裂压力与强度的关系，并采用不同黏度的泥浆进行盲孔试样劈裂试验，分析泥浆黏度对劈裂压力的影响。研究结果表明：...