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期刊信息/Journal information
湖南大学学报（自然科学版）
湖南大学
湖南大学学报（自然科学版）

湖南大学

王道平

月刊

1674-2974

hdxbzkb@hnu.cn

0731-88822870

410082

湖南省长沙市岳麓区湖南大学期刊社行政办公室

湖南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hunan University(Natural Sciences)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由教育部主管、湖南大学主办的综合性学术理论刊物，双月刊，面向国内外公开出版发行。主要报道湖南大学自然科学领域最新研究成果，也适当发表国内外同行专家的优秀学术论文。
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    套筒灌浆搭接连接的开洞剪力墙抗震试验

    余琼唐子鸣张亮郭霖...
    1-14页
    查看更多>>摘要：剪力墙是高层建筑结构重要的抗侧力构件.为研究纵筋套筒灌浆搭接接头(简称APC接头)连接的全预制开洞墙可靠性,进行了1片现浇墙和2片竖向钢筋采用Ⅰ型、Ⅱ型APC接头连接的预制不等肢开洞墙拟静力试验,研究了试件的破坏形式、滞回性能、特征荷载、变形、钢筋和套筒应变及结合面抗剪性能等.结果表明:各试件的裂缝发展情况基本相同,墙肢和连梁发生弯剪破坏;现浇墙破坏起始于两墙肢根部,而预制墙套筒上方混凝土先被压碎,各试件墙肢外侧破坏情况较内侧严重;套筒顶部截面为破坏时薄弱面,套筒上方钢筋易压屈,构件设计时箍筋应加强;预制墙的开裂荷载、墙肢屈服荷载和刚度略高于现浇墙,峰值荷载和强度退化系数与现浇墙相当,预制墙延性略差;同一加载级下,各试件耗能能力相当;预制墙灌浆结合面表现出较好的抗剪性能,两种接头在预制墙中均能有效传递钢筋应力.采用APC接头连接的预制开洞剪力墙基本实现"等同现浇".

    预制混凝土剪力墙APC接头抗震性能拟静力试验

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    UHPC加固空心板梁现场足尺抗弯试验研究

    王连华龚志权李立峰孙秀贵...
    15-23页
    查看更多>>摘要：为分析UHPC加固受损空心板梁的抗弯性能,设计制作了2片空心板梁以开展现场足尺抗弯试验研究.基于现场试验结果对比分析了未加固和加固空心板梁的破坏模式和荷载-跨中位移曲线.试验结果表明UHPC加固层可以有效改善受损空心板梁的破坏模式,并且加固空心板梁呈现出更好的抗弯和变形能力.与未加固空心板梁相比,加固空心板梁的开裂和极限荷载均得到明显提升,提升幅度分别达到11.5%和23.8%.此外讨论了UHPC层的加固机理,同时推导了加固空心板梁的抗弯极限承载能力公式,并将理论值与试验值进行对比.结果表明抗弯承载能力计算值和试验值的最大误差仅为1.1%,证明了理论公式的准确性.

    超高性能混凝土空心板梁加固现场足尺试验破坏模式抗弯承载能力

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    隧道类型对驶出隧道高速列车横风效应影响研究

    王磊张传凯谭忠盛骆建军...
    24-34页
    查看更多>>摘要：基于横风下高速列车流场的非定常特性,建立横风-隧道-列车数值模型进行计算,研究隧道类型对横风下高速列车驶出过程中气动压力、流场特性和列车气动荷载的影响.结果表明:隧道出口处气动压力受隧道类型影响最为显著,单线隧道列车迎、背风侧气动压力变化幅值比双线隧道气动压力变化幅值分别大15.7%和22.6%;在列车类型、车速和横风条件相同情况下,阻塞比是导致单线隧道气动压力较大的根本原因;列车背风侧分离涡形成位置到头车鼻尖距离相同,但双线隧道列车背风侧流场偏移程度更大;头车与中车周围流场分布规律基本相同,受隧道类型影响较小,而尾车流场分布特性受隧道类型影响较大.尾车气动荷载对隧道类型更加敏感,双线隧道尾车横向力系数、升力系数变化幅值分别比单线隧道大27.3%和7.1%.当高速列车在横风环境中驶出隧道时,建议考虑隧道类型对列车气动性能的影响.

    隧道类型驶出隧道高速列车横风效应数值模拟

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    基于HSS-MCC融合模型及SSA-BP神经网络开展深基坑超大变形预测研究

    倪小东张宇科焉磊王东兴...
    35-45页
    查看更多>>摘要：软土环境下深基坑开挖变形特性研究中,多采用硬化类弹塑性模型进行分析,如HSS模型和MCC模型.南京河漫滩软土地区,深基坑开挖时局部常发生较大变形,部分土体变形状态介于小应变与大应变之间,单一模型无法准确预测土体变形特征.同时,BP神经网络在基坑变形预测中得到广泛应用,但在训练过程中,权阈值易陷入局部最优解,影响预测的准确性.据此,依托南京地区典型软土深基坑工程,采用Midas中的HSS模型与MCC模型进行分析,比对两种模型的桩体变形量差异,并基于最小二乘准则对两模型进行线性融合,融合模型可对后续区段监测数据进行校准及补充.通过融合麻雀搜索算法对BP神经网络进行优化,在其训练过程中快速收敛,得到全局最优的权阈值,依托狭长基坑已开挖区段监测数据学习训练,进而依据后续区段浅部开挖揭露深部变形特征,预测结果与实测值吻合度较高.研究结果对软土地区深基坑大变形的预测研究具有重要参考价值.

    深基坑大变形HSS模型MCC模型BP神经网络麻雀搜索算法

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    基于地层变异性的大直径盾构隧道鲁棒性设计

    张冬梅李海云黄忠凯谭飞...
    46-54页
    查看更多>>摘要：大直径盾构隧道面临着复杂地层带来的挑战,传统的设计方法往往选择钻孔揭示的最不利地层断面或者采用平均化的地层,无法准确反映掘进面临的真实地层情况.因此,利用现有钻孔勘察信息建立耦合马尔可夫链模型,确定盾构掘进过程中最可能穿越的典型地层断面.采用不同设计参数展开数值模拟,以盾构隧道收敛变形相关指标的标准差作为鲁棒性指标,提出了一种基于地层变异性的大直径盾构隧道鲁棒性设计方法.研究结果表明,耦合马尔可夫链模型的最典型断面为盾构隧道提供了更准确的地层条件,使得鲁棒性设计更具适用性.最后,对现阶段常用的地层设计方法进行了优化,确保掘进过程中地层选择更接近实际情况,在有效降低隧道建设成本的同时,使得隧道具备更好的鲁棒性.

    地层变异性岩土参数变异性耦合马尔可夫链模型鲁棒性

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    "贝壳板"加固直角突变式钢吊车梁疲劳性能研究

    胡宝琳徐宇豪左志远庄继勇...
    55-65页
    查看更多>>摘要：针对既有直角突变式钢吊车梁,提出一种"贝壳板"加固方法,即在吊车梁变截面处腹板两侧,焊接带圆弧的"类贝壳式"钢板对吊车梁进行疲劳加固的方法.该加固方法是通过增加变截面区域腹板的刚度来降低疲劳细节的应力水平,从而提高其疲劳强度.通过缩尺疲劳试验对使用"贝壳板"加固后的直角突变式钢吊车梁疲劳性能进行了研究,分析"贝壳板"加固后吊车梁的疲劳破坏规律,评估加固后吊车梁的疲劳性能.以加固后吊车梁最危险疲劳细节的主应力为基本参量,给出了加固后吊车梁的设计Sr,p-N疲劳曲线.并通过试验结果验证了加固后吊车梁裂纹扩展模拟和寿命计算的正确性,进一步分析"贝壳板"加固后吊车梁破坏细节的疲劳裂纹扩展特性,研究"贝壳板"高度和厚度变化对加固效果的影响,可为吊车梁的加固设计提供参考依据.

    "贝壳板"加固吊车梁裂纹扩展疲劳寿命疲劳试验

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    不同埋深下类矩形与圆形隧道施工诱发土体变形透明土试验对比研究

    杨明辉肖建勋杨涛
    66-75页
    查看更多>>摘要：类矩形隧道因其内部空间优势在工程中逐步得到推广,但其施工引发周边土层变化规律与常规圆形隧道的差异尚缺乏深入研究,且该差异与隧道埋深紧密相关.为此自主设计组装了类矩形与圆形隧道开挖装置,以透明土模拟周边土层,并采用粒子图像测速(PIV)技术精准测定土层变形,对不同埋深下等面积类矩形与圆形隧道动态开挖过程中诱发上覆土体变化规律进行了深入分析.试验对比结果表明,两类隧道引发上覆土层变形的滑裂面基本一致,大致符合太沙基理论的竖直滑动面假定,滑裂角θ约等于45°+φ/2;不同埋深情况下,圆形隧道上覆土层竖向变形始终保持"V"型的正态分布,即存在最大值,而类矩形隧道随着地层深度的增加,上覆土层变形由"V"型转变为"W"型,即存在多个沉降最值,表明该类隧道比圆形隧道地层变形更为均匀,且在相同埋深情况下类矩形隧道开挖引发的地表沉降最大沉降值小于圆形隧道,该现象在浅埋状态下尤为明显,二者差异随着埋深增大逐渐缩小,该结论可为施工方案设计选择提供参考.

    类矩形隧道土体变形透明土PIV技术

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    基于Rayleigh分布扰动状态概念的单桩承载特性研究

    马彬殷伟平张乾青
    76-86页
    查看更多>>摘要：基于扰动状态概念(Disturbed State Concept,DSC),结合Rayleigh分布从微观角度描述桩-土界面荷载渐进性传递特性,建立了基于DSC理论的桩侧及桩端荷载传递模型,给出了模型参数确定方法,并验证了模型的合理性.同时结合桩侧及桩端荷载传递模型,提出了一种分析单桩承载特性的迭代算法并验证其合理性.通过算法计算得到的单桩承载特性与案例实测值有较好的一致性,且可较好地反映侧阻及端阻硬化、软化等特性.变参数分析结果表明,基于DSC理论的桩侧及桩端荷载传递模型对不同土层、不同桩基施工工艺都有好的适用性,可较准确地描述桩-土界面荷载传递特性.

    扰动状态概念单桩荷载传递模型承载特性

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    考虑蠕变影响的堆载作用下被动排桩受力变形分析

    张玲邱泉何奇岳梢...
    87-98页
    查看更多>>摘要：为分析堆载作用下被动桩受力变形的时间效应,首先引入分数阶Merchant模型描述土体的蠕变特性,然后根据对应性原理和Laplace变换推导Boussinesq黏弹性解,计算堆载引发水平附加应力,并通过Terzaghi土拱模型将附加应力传递到桩上,得到堆载作用在桩上的被动荷载.其次,将桩简化为黏弹性Pasternak地基上的欧拉梁,建立桩身挠曲微分方程,并采用有限差分法及Laplace逆变换求解,随后通过与已有试验结果的对比分析,验证了本文方法的可行性.最后,对分数阶Merchant模型参数(虎克体的弹性模量Eh、Kelvin体的弹性模量Ek及黏滞系数η、分数阶阶次α)、堆载-桩身水平距离以及堆载荷载对桩身水平位移的影响进行了分析,分析结果表明:Eh越大,桩身初始水平位移越小;Ek越大,桩身水平位移随时间的增量越小;η越大,桩身到达最终变形量的时间越长;α越大,Kelvin体的黏滞性越大;堆载-桩身水平距离越小、堆载荷载越大,桩身水平位移越大;且随时间的增加,桩身水平位移对Eh的敏感度降低,对堆载-桩身水平距离和堆载荷载的敏感度会增大.

    堆载桩基础分数阶Merchant模型黏弹性地基有限差分法

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    聚氨酯铺装材料的过早破坏机制研究

    徐松王叶飞魏必成袁燕...
    99-110页
    查看更多>>摘要：为了揭示聚氨酯胶结料的过早破坏机制,更好地优化配方和施工工艺,通过分析抗拉强度、剪切强度、黏结强度以及断裂伸长率、微观形貌和官能团,对聚氨酯胶结料的破坏机制进行规律总结.结果表明,老化480 h后,水热老化的断裂伸长率是热氧老化下降量的2.44倍,黏结强度和剪切强度的下降比例分别为热氧老化的4.01倍和8.95倍.并且,紫外老化对抗拉强度的削弱作用远大于后固化而增加的强度,其老化速率加快,抗拉强度下降速率也随之加快.此外,在路面施工过程中,应尽量保证水泥路面的含水率低于4%,降雨后干燥24 h左右便可继续施工,工期紧张时可以采用大功率落地式工业电风扇或者红外加热车等降低路面含水率,以确保聚氨酯胶结料的施工质量.

    聚氨酯胶破坏分析材料老化紫外老化

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