河北水利电力学院学报

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柔性路面动静模量力学响应及疲劳寿命研究

王磊, 王子坤, 宋杨, 辛媛媛, 张学强, 于楠

2023, 33(2): 1-6. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.001

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为了研究柔性基层沥青路面结构应力响应及疲劳寿命,依据弹性层状体系理论,利用BISAR3.0计算软件对典型路面结构的力学响应进行计算,通过调整各结构层模量,将计算数据进行汇总,分析动静模量对路面设计指标的影响。结果表明,动静模量变化是影响柔性路面的重要因素,随着车辆轮组和模量的增加,设计指标的轴载作用次数减小,路面疲劳寿命逐渐减少。因此,在道路设计施工时要充分考虑到动静力学变化的影响,为柔性路面在我国实施奠定基础。

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综合物探在某水库坝基勘测中的应用研究

刘文波, 刘晟, 刘康和

2023, 33(2): 7-11. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.002

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为满足混凝土重力坝对坝基岩体的基本要求(需建在坚硬基岩之上),需要查明坝址区基础岩体顶面以上覆盖层厚度及变化情况,并探查建基岩体内部是否存在地质缺陷。文中详细介绍了高密度电法、地震映像法、瑞雷波法等物探技术在山西某水库大坝坝基勘测中的应用情况,基本查明了第四系覆盖层厚度的变化规律,揭示了坝基岩体中的风化凹槽,取得了翔实的技术资料,为水库工程设计提供了可靠的科学依据。该实例表明合理利用各种物探方法的技术优势,可以达到取长补短、相互验证的功效,进而提高物探测试成果的可靠性和准确性,为工程建设与安全保驾护航。

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黔张常铁路大坡隧道施工重大问题与对策

范振龙

2023, 33(2): 12-16. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.003

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黔张常铁路大坡隧道为Ⅰ级高风险隧道,修建难度大,存在诸多施工重大问题,施工过程中借鉴了国内外学者的诸多研究成果。文中介绍了大坡隧道的工程背景及主要地质情况,总结了断层破碎带地段、涌水与突泥地段、各种岩性接触带与浅埋地段的隧道施工难题及相应对策,可供类似工程参考。

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细粒含量对冻土-桩基界面力学性质的影响

马江平

2023, 33(2): 17-22. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.004

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冻土-桩基界面剪切特性对冻土区交通工程稳定性及长期服役性有重要的影响,本文通过负温直接剪切试验,研究细粒含量对冻土-混凝土桩基界面力学性质的影响,研究结果表明:试样应力-位移曲线均表现出应力软化型;界面剪切峰值强度及冰胶结强度随细粒含量增加而增长,残余强度随细粒含量变化波动很小;随着细粒含量增长,冰胶结强度对冻土-混凝土界面剪切强度贡献逐步增加;试样峰值强度及残余强度随法向压力变化均单调增长,其中50~100kPa强度增长幅度较其它压力间隔剧烈;峰值粘聚力随细粒含量增长而增加,残余粘聚力随细粒含量变化逐渐减小;建立冻土-混凝土界面剪切强度计算公式,并验证其准确性。

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临近建筑物深基坑支护设计和监测技术

杨斌

2023, 33(2): 23-27. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.005

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沈阳地铁1号线新宁街地铁站的深基坑,深度达到了18.0m,且临近办公楼。结合该基坑区域的土层情况和地下水位高程,选取了钢筋混凝土围护桩作为基坑支护主体结构。为最大限度减少基坑周围的地表沉降量,科学设计了围檩和内支撑的预压力,同时制定了详细的施工和监测方案。工程实践表明:理正软件的模拟计算结果与施工中的监测结果高度吻合,保证了施工过程中坑边建筑物的安全,说明计算结果准确可靠,研究成果可为相似基坑的支护和监测提供借鉴。

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不规则截面双柱式桥塔抗风性能研究

陈振华, 向活跃, 郭玉佳

2023, 33(2): 28-33. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.006

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以实际工程为研究背景,采用CFD数值模拟方法分析了串列不规则截面桥塔的抗风性能。在不同风向角或间距比条件下,计算并对比了单个塔柱和双塔柱的气动力系数和斯托罗哈数,分析了双塔柱周围流场的时均压力和时均旋涡流线情况。结果表明:两个塔柱的阻力系数和斯托罗哈数相比单个塔柱均发生不同程度的降低。随着风向角的增大,单个塔柱和上游塔柱的阻力系数为降低趋势,而下游塔柱为上升趋势。斯托罗哈数对风向角和间距比的变化并不敏感。随着间距比增大,上游塔柱的阻力系数增大,逐渐接近单个塔柱。在间距比为4时,两个塔柱的阻力系数发生较大变化,斯托罗哈数达到最小值,此时两柱之间的大旋涡破裂,同时在两塔柱附近出现独立的旋涡。

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基于可靠性的钢筋混凝土结构服役寿命研究

陈郝

2023, 33(2): 34-39. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.007

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基于对盐与冻融作用下钢筋混凝土结构的主要特征和破坏机理分析,建立了混凝土结构相对动弹性模量变化、钢筋结构的氯离子浓度、混凝土结构的剥蚀程度综合影响下的钢筋混凝土结构服役寿命模型。再结合可靠性理论和钢筋混凝土结构承载力设计,建立了钢筋混凝土结构寿命预测模型。最后通过某城市立交桥的实例验证了服役寿命模型的可行性和可靠性,并说明我国现行规范中对于钢筋混凝土结构的耐久性考虑偏于不安全,应基于可靠性原理进行修正。

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基于瞬态激励的岩样阻尼比试验研究

郑世夺, 樊青山, 张树强, 刘涛, 刘卫然

2023, 33(2): 40-46. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.008

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岩石阻尼比是工业和民用建筑地基基础工程设计重要的动力特性参数之一,目前尚未有该指标明确的试验规程。为了掌握某地核电站机组核岛区基岩的阻尼比,我们结合工程实际情况,采用瞬态激励使岩样产生自由振动,通过在岩样上粘贴应变片和加速度传感器两种方法采集振动信号,通过计算得出了岩样的阻尼比,并对两种采集信号测定的阻尼进行了比较,此研究可为相似工程提供一定参考。

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废弃电路板粉末在建筑材料中的应用研究现状

陈耀华, 刘杰胜, 魏靖, 张一迪, 王磊

2023, 33(2): 47-50. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.009

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废弃电路板属于危险废弃物,且堆积量越来越大。解决废弃电路板的污染已经成为迫在眉睫的事情。将废弃电路板中非金属部分磨成粉状(废弃电路板粉末)外掺加入建筑材料中,能够改变其相关性能。文章阐述了我国废弃电路板的来源以及对废弃电路板非金属部分的处理和应用情况,探讨了将废弃电路板粉末加入水泥基材料中的可行性和安全性,总结了其在水泥基材料以及沥青、涂料等建筑材料中的应用现状,归纳了废弃电路板粉末的其他利用近况,为废弃电路板粉末的处理和在建筑材料中的应用提供了一个可行方案。

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某图书馆D栋超限高层建筑抗震分析与研究

刘中, 刘怀斌

2023, 33(2): 51-56. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.010

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某图书馆D栋采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,结构存在平面扭转不规则、楼板局部不连续、构件间断、其他不规则(局部穿层柱)等不规则项,属于超限高层结构,结合其特点,需对其进行结构抗震分析与研究。采用PMSAP和Midas gen两种软件对结构在多遇地震作用下进行反应谱分析,两种软件的周期、基底剪力、最大层间位移角、楼层位移等各项计算结果十分相近。采用PMSAP软件对结构在设防地震作用下进行构件性能分析,剪力墙、框架柱和框架梁均能满足抗剪弹性、抗弯不屈服的预期性能水准。采用SAUSAGE软件对结构在罕遇地震作用下进行了动力弹塑性分析,确保主体结构抗震安全性。研究结果表明,结合其加强措施和专项分析,该结构整体设计满足规范要求。

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大运河沧州段生态服务功能价值评估研究

王亚芹, 郭少奇, 董肖丽, 李路, 王凤春

2023, 33(2): 57-62. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.011

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文中通过评估大运河沧州段生态服务功能的现状,研究分析大运河沧州段提供的生态产品价值及其转化途径,建立了大运河沧州段生态系统服务功能评估体系,包括供给、调节、文化、支持4项功能12项指标。根据联合国千年生态系统评估的分类方法,采用替代工程法、市场价值法、支付意愿法等方法进行价值现状的计算,结果表明,2020年大运河沧州段生态系统服务功能的价值量为413.862亿元。该结果为推进沧州区域生态与经济的可持续发展提供理论支撑。

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基于GeoStudio南运河冲刷作用下谢家坝稳定性分析

温永福, 王凤春, 韩超, 张敬晓, 李晶晶, 王赫

2023, 33(2): 63-69. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.012

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为了研究河流冲刷作用下谢家坝稳定性变化规律以及糯米灰浆对堤岸稳定性影响,将河床冲刷和堤岸侵蚀后退计算理论相结合,通过对不同筑坝材料以及是否考虑河流冲刷作用等工况进行数值模拟分析。研究结果表明:(1)无论水位上升还是下降,堤岸横向冲刷距离均大于河床纵向冲刷距离;(2)河流由于冲刷作用导致堤岸变高变陡,加速了谢家坝失稳;(3)糯米灰浆作为筑堤材料能够提高堤岸稳定性,其安全系数是素土的1.29~1.49倍。

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满足“一刀切”约束的单侧最低水平线法求解排样问题

张鹏程, 王文成, 张铁壁, 冯汉屏

2023, 33(2): 70-76. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.013

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提出了满足“一刀切”约束的单侧最低水平线法,该方法以现有的最低水平线法为基础,在选择矩形件摆放顺序及摆放位置时,皆以最左侧矩形为基准,所有矩形实行分层密布,使得排样结果既满足较高的材料利用率,又使矩形摆放符合“一刀切”的工艺要求,从而缩短刀具加工行程,提高加工效率。

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含裂纹缺陷X80钢的有限元分析与安全评价

王静, 杨彬, 石岩

2023, 33(2): 77-82. DOI: 10.16046/j.cnki.issn2096-5680.2023.02.014

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X80钢是控轧控冷的低碳合金钢,具有良好的强韧性,在油气运输管线中广泛应用。近几年因焊接裂纹引发的失效事故多发,焊接接头服役安全问题备受关注,有关含裂纹缺陷X80钢焊接接头的安全评价意义重大。文中利用有限元模拟计算X80钢焊接接头在不同应力状态时的同一载荷下,裂纹位于不同位置和不同强度匹配下的断裂参量。结果表明,无论接头处于平面应力还是平面应变状态,高匹配还是低匹配,在同一载荷下,当裂纹位于热影响区HAZ(Heat affected zone)和熔合线时的J积分值比母材和焊缝的都大,且熔合线处的J积分最大,接头最危险。

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