古建筑木结构拼合梁结构机制

在中国传统木构建筑中,梁架构件有梁-角背或梁-随梁枋的拼合做法,而檩条构件有檩条-随檩枋的拼合做法.基于传统木构拼合连接作法,对梁-角背或梁-随梁枋的拼合三架梁模型及拼合五架梁模型、檩条-随檩枋的拼合檩条模型进行了力学分析,推导出了常见拼合梁的极限弯矩以及销栓剪力的计算公式,并对拼合梁的极限弯矩及销栓剪力与上下梁的高度比、宽度比、销栓位置关系进行了分析,得出了一些有价值的结论.当销栓先破坏时,销栓破坏时的极限弯矩受销栓位置影响最大,高度比影响次之,宽度比影响最小;木梁破坏时的极限弯矩与销栓位置无关,受高度比和宽度比影响相差不大.当木梁先破坏时,极限弯矩受高度比影响较大,受宽度比和销栓位置影响相对较小.     

台阶爆破模型试验下破碎岩石抛掷速度规律分析

为了研究台阶爆破破碎岩石抛掷速度的主要影响因素与变化规律,采用量纲分析法确定破碎岩石抛掷速度的主要影响因素,并借助高速摄影系统与台阶爆破模型试验研究不同影响因素下破碎岩石抛掷速度的变化规律.结果表明：破碎岩石抛掷速度的主要影响因素为炸药单耗、最小抵抗线与炸药量的关系(W³/Q)和不耦合系数,抛掷速度对炸药单耗最为敏感,W³/Q与不耦合系数次之;高速摄影图像显示,当爆破作用时间为0.5 ms时,台阶自由面岩石出现位移,当爆破作用时间为2.0 ms时,在爆炸应力波作用下,台阶自由面出现裂缝,破碎岩石的运动形态可分为鼓包运动阶段与抛掷运动阶段,二者之间存在明显的过渡阶段;炸药单耗、W³/Q、不耦合系数与抛掷速度间存在明显的非线性关系,抛掷速度随炸药单耗的增加呈指数函数递增,且存在临界炸药单耗使破碎岩石的抛掷速度出现激增,抛掷速度随W³/Q、不耦合系数的增大呈幂函数递减.     

爆破漏斗鼓包运动模型的构建及验证

为研究爆破漏斗鼓包运动规律，采用动量守恒定律对鼓包运动速度进行理论分析，并通过爆破漏斗模型试验、高速摄影系统、数值分析开展试验研究.研究结果表明，将鼓包运动岩体划分为若干单元，运用动量守恒定理推导出爆破漏斗鼓包速度服从指数模型，整个过程做变速运动；通过高速摄影对爆破漏斗鼓包运动进行记录分析，图像表明鼓包运动过程中，自由面裂隙向四周扩散，使自由面岩体破碎并呈规则的扇形状；在爆生气体推动下，岩体进一步的抬升与破裂，炮孔中心质点做变加速运动；不同时刻下，随自由面炮孔中心为原点的坐标距离增加，鼓包运动呈指数递减，当自由面鼓包完全破裂后，破碎岩体以最大速度做抛掷运动，当抛射角度与水平成45°时，达到最远抛距.      

上大下小拼合木梁抗弯性能试验研究

为了研究上大下小拼合木梁受弯时的破坏形式、抗弯承载力、截面应变分布等抗弯性能,基于传统构造做法对不同材质、不同尺寸的上大下小拼合梁抗弯性能进行试验研究。基于理论公式推导,结合试验数据修正,提出杉木和松木材质的上大下小拼合木梁抗弯承载力的计算公式。研究结果表明:杉木和松木材质的上大下小拼合木梁的受弯破坏模式均为上梁底部木纤维脆性拉断。2种材质的上下拼合梁的截面应变沿梁截面高度方向的分布均符合平截面假定。为防止拼合木梁出现不可预见的早期脆性破坏,在工程设计和施工时应避免将节疤缺陷放置在木梁的受拉边。     

瓜柱柱脚直榫节点受弯力学模型研究

为了研究古木结构中瓜柱柱脚直榫节点的受弯性能,设计了3个不同尺寸的缩尺试件模型.通过单调加载试验,获得了节点的弯矩-转角关系以及最终破坏形态.运用大型有限元分析软件,采用实体单元对节点的受弯性能进行数值模拟.结合试验研究和数值模拟结果,在一定简化假定的基础上建立了节点受弯时的简化力学模型.研究结果表明:瓜柱柱脚直榫节点的主要破坏类型为脱榫破坏;受弯时节点的抵抗力矩主要由柱顶轴压力对转动点来合成;节点的弯矩-转角曲线可以简化为带下降段的双折线模型.     

地铁车站叠合墙抗渗防裂混凝土配合比优化与应用

针对地铁车站叠合墙的开裂渗水问题,为提高混凝土抗渗防裂性能,开展混凝土配合比设计优化.首先,基于混凝土配合比设计规程,对混凝土配合比中多个因素进行正交试验设计法筛选,并对混凝土的粗骨料级配进行优化.然后,选择绝热温升最低的混凝土配合比,掺入混凝土外加剂DHZ复合液,经混凝土和易性试验,确定外加剂最佳掺量,得到混凝土最优配合比.最后,开展混凝土性能试验与地铁车站叠合墙裂缝现场监测分析.结果表明:经配合比优化并掺入DHZ复合液的混凝土能够减少大体积混凝土裂缝的产生,具有良好的抗渗防裂能力.     

不对称榫卯节点正反向受弯性能试验研究

对透榫、半榫、十字箍头榫3种不对称榫卯节点的正反向受弯性能进行了单调加载试验,获得了节点的弯矩-转角、拔榫量-转角关系曲线以及节点的破坏形态.结果表明:透榫和十字箍头榫正反向受弯破坏形态分别为榫头变截面处顺纹撕裂继而榫根折断和榫根附近处受弯破坏,而半榫正反向受弯破坏形态均为脱榫破坏.透榫和半榫节点正向受弯承载力和破坏时的极限转角比反向受弯小很多;十字箍头榫节点正反向受弯承载力比较接近,但正向受弯破坏时的极限转角比反向受弯大很多.3种榫卯节点的拔榫量和转角均具有很好的线性关系.此外,榫头上侧缝隙对榫卯节点的受弯性能有着重大影响.     

地铁车站叠合墙内衬墙混凝土施工优化及开裂原因分析

为解决地铁车站叠合墙内衬墙混凝土开裂渗水问题,以福建省厦门市轨道交通6号线杏滨站和董任站工程为背景,研究地铁车站叠合墙内衬墙混凝土施工优化及开裂原因.根据内衬墙的实际开裂情况,研究内衬墙混凝土的不同现场坍落度、混凝土的不同强度等级、跳仓浇筑法、冷却管技术和施工分段长度等施工因素对内衬墙开裂的影响情况.结果表明:叠合结构内衬墙所受约束作用的强弱、混凝土水泥水化的温度效应,以及施工分段长度是引起内衬墙开裂的主要原因;各施工因素对提高内衬墙抗裂能力的重要性依次是跳仓浇筑法、冷却管技术、混凝土现场坍落度、混凝土强度等级和施工分段长度.