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土木工程学报
土木工程学报

王俊

月刊

1000-131X

tumuxuebao@263.net

010-58934211

100835

北京三里河路9号住房和城乡建设部内《土木工程学报》编辑部

土木工程学报/Journal China Civil Engineering JournalCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。登载土木工程发展综述，重大土木工程实录，发表结构工程、岩土工程及其相关学科的论文报告，包括科研、设计、施工方面的研究成果与工程实践总结。主要栏目有：桥梁结构、建筑结构、隧道地下结构、基础工程、结构工程、桥梁工程、岩土力学及基础工程、隧道及地下工程、道路工程、重大工程施工报道等。读者对象为从事土木工程设计、施工、科研的中高级工程技术人员和相关专业的大专院校师生。
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    六层自复位钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

    李扬赵斌强国平熊学玉...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为研究多层自复位框架结构整体抗震性能,进行一个1/4缩尺比六层自复位框架结构模型的模拟地震振动台试验,研究该结构的动力特性及其在7度多遇至7度极罕遇4个水准地震作用下的动力反应和破坏情况.试验结果表明:在多遇以及设计基本地震作用下,结构构件无可见裂缝和损伤;随着输入地震动峰值的增加,结构损伤增加,但损伤主要集中在梁、柱端的表面混凝土,构件自身几乎没有损伤,表明自复位混凝土框架结构的抗震性能良好;在7度罕遇地震作用下,主体结构最大层间位移角为1/62,自复位框架的节点开始张开;在7度极罕遇地震作用下,模型节点张开更加明显,角钢进入屈服阶段,而主体结构的最大残余位移角仅为1/2533,证明结构具有很强的自复位能力.

    自复位结构振动台试验残余变形抗震性能

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    基于污泥的多元固废体系混凝土性能研究

    郭磊张忆庆田文峰
    12-21页
    查看更多>>摘要：为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20％的水泥,设计12个配合比.从抗压强度、表观密度和吸水率3个方面进行宏观分析,利用核磁共振显微检测、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射法(XRD)三种方式进行微观结构分析,探究二元、三元胶凝材料替代体系的力学性能.试验结果表明:三元胶凝材料替代体系的力学性能远优于二元胶凝材料替代体系.污泥-硅灰-粉煤灰替代体系替代效果最优,抗压强度相较于对照组Al和A2分别提高4.2％和12.5％,这是因为硅灰和粉煤灰混合对污泥有更好的激发作用使其参与水化反应,生成较多钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶体等水化产物,使微观物相和孔隙结构均得到提升.研究可为污泥等固废的资源化利用提供参考.

    污泥多元胶凝体系力学性能微观结构

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    考虑断裂损伤的足尺透榫节点抗震性能试验及恢复力模型研究

    白福玉董飞隋龚薛建阳...
    22-34页
    查看更多>>摘要：为研究断裂损伤对古建筑木结构透榫节点抗震性能及恢复力模型的影响,对3个足尺铁杉透榫节点模型进行拟静力试验,通过声发射测试确定节点临界荷载和临界能量释放率,分析节点断裂损伤模式、滞回性能,提出考虑断裂损伤效应的节点恢复力模型.结果表明:往复荷载下透榫节点破坏为变截面与榫颈局部断裂,变截面局部为RL、LT及RT型断裂,榫颈局部为LT与RT型断裂.负向加载松动程度对节点能量释放率影响较大,负向最大能量释放率相差217.48kN/mm.拔榫量随松动程度增加而降低,正向加载拔榫量最多降低33.72％,负向加载拔榫量最多降低35.53％.变截面裂纹贯通前,随着节点松动增加,正负向加载初始滑移增大,弹性刚度减小,屈服刚度变化不大;榫颈截面开裂后,随着节点松动增加,正向加载刚度减小,负向加载刚度变化不大.

    古建筑木结构足尺透榫节点声发射断裂损伤抗震性能恢复力模型

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    高性能竹基复材加固木梁的协同工作性能研究

    周长东王玉虔郑玉槟
    35-46页
    查看更多>>摘要：竹钢是一种高性能竹基复合材料和重组竹制品,具有可以和钢材媲美的拉、压、弯曲强度.用钢带(无损)或钢带加少量钢钉(微损)锚固竹钢板材加固古建筑木梁,可以实现对古建筑木梁的无损/微损和可逆加固.为了研究不同加固方法和竹钢板厚度等因素对木梁协同工作性能的影响,该文对10根木梁进行了弯曲加载试验,对试件的受力过程、破坏形态、初始抗弯刚度及变形能力进行了比较和分析.研究结果表明:竹钢板与木梁可以协同工作,加固后木梁的抗弯承载力、刚度均显著提升,抗弯承载力的提高幅度为47.94％-139.74％,刚度的提高幅度为4％-128％;其中全包加固试件加固效果最佳;拉压复合加固和全包加固试件破坏后的残余抗弯承载能力可达未加固木梁极限抗弯承载力的74％-138％,说明采用这两种加固方式对有缺陷木梁进行加固可以弥补木材初始缺陷的不足.建立了竹钢板加固木梁的抗弯承载力计算公式,理论计算与试验结果吻合良好.

    木梁高性能竹基复材可逆加固协同工作抗弯性能

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    楼盖短梁受力性能试验与有限元分析

    郑振光韩小雷陈鑫凯季静...
    47-57页
    查看更多>>摘要：为研究结构空间约束对楼盖短梁受力性能的影响,以楼盖短梁底筋配筋率和所处空间位置为变量,在框架结构中设计12根跨高比为3.3的楼盖短梁并进行竖向静力试验,并与4根相同参数的简支短梁试验结果进行对比.结果表明:楼盖短梁表现为首先发生纵筋屈服、最终沿临界斜裂缝劈裂,简支短梁表现为首先发生纵筋屈服、最终发生弯曲破坏或剪压破坏.与简支短梁相比,楼盖短梁承载力提高、延性降低.楼盖短梁承载力与底筋配筋率正相关,受空间位置的影响较小.建立试验框架的有限元模型进行数值模拟,结果显示:随着楼盖短梁截面所取的楼板翼缘宽度增大,轴压力沿梁跨分布趋于均匀.楼盖短梁所受轴向约束刚度增大时,轴力和承载力增大,承载力从受弯承载力控制转变为受剪承载力控制.采用我国规范承载力计算方法,分别按有无轴力计算楼盖短梁试件承载力,结果表明考虑轴压力才能准确判断破坏形态和计算承载力.

    楼盖短梁结构空间约束承载力轴压力

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    建筑群玻璃幕墙受碎粒飞掷物冲击易损性研究

    唐意郑德乾曹志程薛原...
    58-64,76页
    查看更多>>摘要：该文结合风灾案例对城市群体建筑玻璃幕墙受碎粒飞掷物冲击易损性开展研究.建筑物周边的三维流场通过大涡模拟方法得到,在此基础上采用五阶龙格库塔法求解粒状飞掷物的三维刚体运动方程并进行飞掷物轨迹预测,最后建立飞掷物运动参数的随机概率模型,采用蒙特卡洛方法随机产生碎粒飞掷物,开展塔楼群中飞掷物对幕墙冲击破坏易损性研究.结果表明,在强风作用下上游建筑的局部初始破坏产生的碎粒将冲击下游建筑幕墙,并可能放大风灾破坏级别及损伤程度,其冲击范围与建筑布局有关,冲击破坏损伤程度则与当来流风速有关.就该文风灾案例而言,当风速小于15m/s时,二次冲击破坏的影响基本可忽略不计;风速大于30m/s时,开始出现中等程度破坏;风速大于40m/s后,下游整个立面幕墙受冲击破坏程度达到严重破坏,说明此时相邻建筑局部初始破坏已经放大周边建筑风灾破坏程度,应引起足够的重视.

    群体建筑玻璃幕墙颗粒飞掷物飞行轨迹易损性分析

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    梁式桥抗震韧性评估方法:I.基于专家意见的构件震后功能恢复模型

    王晓伟叶爱君吴学平周连绪...
    65-76页
    查看更多>>摘要：梁式桥是中国交通路网中最普遍的桥型,建立其抗震韧性评估方法是"韧性城市"国家战略顺利实施的必然需求,但其中至关重要的梁式桥各构件震后功能恢复模型尚未建立.震后功能恢复模型表征了结构在遭受地震后使用功能损失-保持-恢复的过程.为填补这一空白,该文第一部分采用专家意见调研的方法,构建了梁式桥主要受力构件(墩柱、主梁、支座、基础、桥台)和次要受力构件(挡块、伸缩缝)的震后功能恢复模型.首先,系统地定义了各构件的多级损伤状态和性能指标;然后,设计了调研问卷,面向全国各地124位桥梁设计、科研、施工、检测、养护、加固领域的专家,征询各构件不同损伤状态下的桥梁震后通行决策、残余通行功能、决策时间、构件修复策略与时间、以及构件修复期间桥梁残余通行功能;最后,通过对调研结果的统计分析,建立了梁式桥各构件的震后功能恢复模型.该文第二部分将利用该模型对我国量大面广的板式支座梁式桥开展抗震韧性评估研究.

    桥梁工程抗震韧性震后功能恢复模型专家意见调研功能损失构件修复时间

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    外嵌钢板UHPC无腹筋梁抗剪性能试验研究

    李立峰侯淼刘慈军邵旭东...
    77-89页
    查看更多>>摘要：超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)构件通常设计为无腹筋梁等薄壁形式,以适应结构装配化的需求.为提高UHPC无腹筋梁的抗剪承载力并简化施工,提出外嵌钢板UHPC无腹筋梁的新型结构形式.选取钢板面积、间距、倾斜角度、单侧或双侧布置为试验参数,完成7片UHPC梁的抗剪性能试验,获得各试验梁的裂缝分布、破坏模式、抗剪承载力及剪切延性等结果.基于桁架-拱理论,提出外嵌钢板UHPC无腹筋梁的抗剪计算模型,推导了相应的计算公式.结果表明:外嵌钢板能够有效提升UHPC无腹筋梁的抗剪强度,斜裂缝均能越过钢板,钢板能起到和箍筋类似的作用;将箍筋分项抗剪贡献换算为等量钢板的外嵌钢板梁承载力略低于有腹筋梁,在同等用钢量下,钢板单、双侧布置对承载力影响不大;斜向钢板试件裂缝发展更为充分,双面外嵌钢板梁表现出较好的剪切延性;按桁架-拱理论的计算值与试验值之比为1.02,吻合较好.外嵌斜钢板梁表现出良好的结构性能,具有较好的研究潜力和应用前景.

    UHPC梁外嵌钢板抗剪性能桁架-拱模型剪切延性

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    京雄快线预制装配式桥墩足尺模型拟静力试验研究

    庄建杰李辰江辉吕金峰...
    90-100页
    查看更多>>摘要：京雄快线(R1线)霸州开发区站至永清站区间采用无黏结预应力筋、灌浆套筒及混凝土剪力榫混合连接的预制拼装花瓶墩,为检验此类高烈度区装配式桥墩抗震设计的可靠性,全球首次在万吨级多功能试验系统开展了足尺模型拟静力试验,研究了桥墩在水平循环荷载作用下的损伤发展过程和最终破坏模式,并从滞回性能、位移延性、变形分布特征和局部材料受力等方面定量分析了试件的抗震性能.结果表明:混合连接装配式桥墩呈墩底灌浆套筒区域形成塑性铰的典型弯曲破坏形态,损伤次序为墩身混凝土开裂、墩底灌浆套筒底部和顶部纵筋先后屈服、出浆口保护层脱落、最外侧纵筋断裂及少量核心混凝土压碎.双向加载过程中,桥墩滞回曲线呈平行四边形,横桥向最大承载力为4749.88kN;单向加载过程中,纵桥向滞回曲线呈捏缩明显的弓形,最大承载力为3773.50kN,位移延性系数为2.75.墩底接缝处曲率分布最大,墩身次之,墩颈接缝处曲率基本为0,同时墩颈接缝处剪切变形为0.15mm左右,基本可忽略.无黏结预应力筋在试验加载过程中始终处于弹性状态,说明混合连接方式性能可靠.研究成果可为此类桥墩结构形式在同类场地条件下的推广应用提供参考.

    轨道快线混合连接预制装配式桥墩足尺模型拟静力试验抗震性能万吨级多功能试验系统

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    微生物介导碳酸盐/磷酸盐沉淀技术修复铅(Pb)污染地下水和黄土的影响机理研究

    秦鹏郑文杰薛中飞王琳...
    101-110,125页
    查看更多>>摘要：中国西北金属矿藏开发利用虽加速当地经济发展,然而不当的含铅(Pb)废水处置将导致场地污染,对周边生态环境和人类健康造成极大威胁.该研究分别探究了微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)技术和微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)技术修复铅污染地下水和黄土的潜力,并对二者修复效率和内在影响机理进行深入分析.试验结果发现,巴氏芽孢八叠球菌在酸性条件解脲能力较差导致尿素水解程度较低,得到的修复效率仅为10.82％,且矿化产物碳酸铅(PbCO3)和碱式碳酸铅(Pb3(CO3)2(OH)2)化学稳定性低;而巨大芽孢杆菌在酸性条件下表现出较强的解磷能力,仍可以得到80％以上的修复效率,且矿化产物磷氯铅矿(Pb5(PO4)3Cl)化学稳定性高,微观试验识别的矿化产物是以细菌为成核位点的共沉淀结构(Ca2Pb3(PO4)3Cl矿物与磷酸盐矿物),降低了Pb2+再次迁移扩散的概率.铅污染黄土修复试验中,巨大芽孢杆菌得到修复效率较高且赋存形态主要为铁锰氧化态Pb,相较巴氏芽孢八叠球菌修复后的碳酸盐结合态Pb具有更高的化学稳定性和更低的生态毒性.

    微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)铅污染地下水铅污染黄土修复效率

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