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目 次 岩土力学与地基基础 基于有限差分 FLAC3D 的边坡稳定分析及工程对策……………………………韩 雪,安文博,赵子龙,杨文举( 1 ) 不同降雨过程特征下的库区滑坡稳定性………………………………………………………………阚 露,胡 鹏( 6 ) 基于改进灰色模型的边坡位移预测……………………………………………………………………孙世国,王 超( 11 ) 土质路堑边坡冻融浅层的滑塌机理与数值模拟……………………………………………武 鹤,刘莹莹,葛 琪( 15 ) 流体释出过程中饱和土体沉降变形特征………………………………………………………………陈 阳,周志芳( 20 ) 地下水开采引起的平原灌区地面沉降的数值模拟……………………………………………………韩 雪,史秀文( 25 ) 阿勒锦岛岸坡非饱和土土 - 水特性曲线实验研究…………………………………周 莉,张庆海,韩 雪,赵子龙( 31 ) 一维稳态流下非饱和土主动土压力强度计算模型……………………………………………………陈 茜,郭光玲( 36 ) 深基坑开挖对邻近既有独立基础变形的影响……………………………………赵延林,朱庆潘,高红梅,杨 悦( 41 ) 吸力式沉箱基础极限上拔承载力的上限解……………………………………………………………………张庆海( 46 ) 桩 - 锚支护深基坑变形与内力的数值模拟…………………………………………………赵延林,侯朝亚,李 鹏( 50 ) 温湿环境下砂岩变角剪切实验………………………………周 莉,陈 栋,张庆海,张 娜,张颢缤,刘 伟( 55 ) 加温过程中缺陷花岗岩的耦合损伤………………………………………………高红梅,兰永伟,陈 勇,李长凤( 60 ) 热应力作用下缺陷花岗岩的渗流规律…………………………………高红梅,梁学彬,兰永伟,徐晓红,孟丽岩( 64 ) 基于渗透吸力的侵蚀黏土强度模型…………………………………………………………郭慧英,张志红,陶连金( 68 ) 列车作用下冻土路基动力响应的数值模拟……………………………………………………………董连成,李建飞( 75 ) 季冻区铁路路基温度场的数值模拟……………………………………董连成,徐 禛,师黎静,申学金,高德领( 79 ) 青藏铁路北麓河段路基冻土特性的实验研究…………………………董连成,林玉娇,师黎静,高德领,徐 禛( 85 ) 地震作用下填方路基动力响应的数值模拟……………………………………………………………董连成,徐 禛( 91 ) 堆石料细观本构参数反演的 CLUMP 颗粒模型……………………………………………李守巨,王 颂,于 贺( 96 ) 混凝土细观本构模型参数反演的估计方法…………………………………………………王志云,李守巨,王 颂(102) 隧道与地下结构 地铁车站长距离密贴下穿既有隧道结构的地震响应…………………陶连金,闫冬梅,李积栋,郭 飞,周明科(107) ·Ⅰ· 土木工程·1· CRD+ 顶撑密贴下穿技术的地层适应性………………………………陶连金,黄凯平,边 金,安军海,刘春晓(112) 城市道路地下空洞病害发展机理及对路面塌陷的影响……………………………………陶连金,袁 松,安军海(117) 响应曲面法优化城市深埋隧道新意法设计参数………………………陶连金,安林轩,安军海,袁 松,许 淇(122) 近接长距离并行地铁隧道的地震响应特性………………………………………鲍 艳,李文辉,安军海,李晓霖(127) 基于反滤原理的地下结构抗液化处理方法…………………………………………………陶连金,索新爱,刘春晓(135) 地铁地下车站 - 土体 - 地表建筑相互作用体系的地震响应特性………………………鲍 艳,李文辉,安军海(141) 盖挖逆作地下工程变形及 AM 桩应用效果分析…………………………………鲍 艳,张 恒,陶连金,边 金(147) 跨断层施工中超大断面隧道的稳定性………………………………………………………赵 旭,刘洪秀,陶连金(152) 砂卵石地层管幕施工中地层扰动的数值模拟…………………………刘新建,张 倍,边 金,罗文江,赵 辉(159) 陆基 LiDAR 扫描隧道的点云拼接精度………………………………………………………………鲍 艳,王风杰(164) 盾构施工中地表振动的传播与衰减特性…………………………………………陶连金,马红红,郭 飞,王 忠(170) 可液化地基箱型框架地铁车站的地震响应特性…………………………………陶连金,王 忠,安军海,王焕杰(177) 地铁区间隧道穿越可液化土层的地震响应特性………………………………………………………………和杉剑(183) 单拱大跨预制装配式地铁车站水平与竖直的地震响应……丁 鹏,杨秀仁,高向宇,赵 继,石 城,吴 尚(189) 临近地上高层结构的地铁车站地震响应………………………………陶连金,刘 硕,韩学川,张 宇,吴晓娲(197) 轨道交通枢纽一体化结构地震响应的影响因素…………………………………韩学川,安 韶,张 宇,刘 硕(203) 粉细砂地层超浅埋隧洞管棚的支护效果…………………………………………陶连金,王兆卿,杨西富,边 金(212) 建筑结构 火灾下钢筋混凝土构件的可靠性设计………………………………………………………乔 牧,盖芳芳,赵继涛(217) 火灾作用下钢结构外伸式端板连接节点的热应力…………………………………姜封国,郑重远,李 国,孔 超(222) 天窗对中庭商厦火灾烟气流动与安全疏散时间的影响……………………………………刘新蕾,孙 威,沈 斌(228) 加劲肋对外伸式端板连接节点抗火性能的影响…………………………………姜封国,郑重远,孔 超,潘亚豪(235) 荷载比对短 T 型钢连接件抗火性能的影响………………………………………………姜封国,潘亚豪,郑重远(241) 门式刚架端板连接节点承载性能的有限元分析……………………………………………刘宝良,夏 军,张贵春(246) 六边形孔蜂窝梁挠度的实验与有限元分析………………………………………张春玉,沈 岩,赵延林,宋海通(250) 蜂窝轻型门式刚架固有频率的数值模拟与分析…………………………………张春玉,宋海通,沈 岩,韩 雪(255) 蜂窝钢板剪力墙地震响应分析………………………………………………………………袁朝庆,王义荧,刘 彦(261) 柱刚度对蜂窝钢板剪力墙抗震性能的影响…………………………………………………袁朝庆,王义荧,刘 彦(268) 大跨度钢结构的地震波行波效应………………………………………………………………………于文杰,李 成(275) 板与柱半刚接 - 防屈曲钢板墙简化计算模型分析……………………………杜文学,朱文波,李长凤,唐洪堃(280) ·Ⅱ· ·2·土木工程 某核电站穹顶模块吊装预案设计分析…………………………………于喜年,杨全军,王建国,崔 亮,陈 娜(286) V 形网壳结构屋盖风荷载模拟分析……………………………………………………………………张俊杰,袁文涛(291) 钢管 - 水泥土组合桩的抗拔性能……………………………………………………………………冯建光,何英萍(295) 带加强层钢框架 - 混凝土核心筒结构动力时程分析…………………………杜文学,唐洪堃,周 莉,朱文波(301) 工程裂缝扩展对现役混凝土结构受力性能的影响…………………………………………………王海军,高帅强(309) 轴心受压下 GFRP 管 - 型钢 - 混凝土组合柱的尺寸效应………………………………张云峰,吴紫阳,袁朝庆(315) 水泥圆柱试件断裂破坏的数值模拟………………………………………………罗新荣,李梦坤,李亚伟,杨 威(320) 混凝土强度对 CFRP 板加固钢混梁抗剪性能的影响………………………………………詹界东,黄隆琳,李 赛(327) 偏心距对 CFRP 布加固钢筋混凝土 L 形柱力学性能的影响……………………………詹界东,黄隆琳,邬亚滨(331) 上下组合式预制箱涵的配筋方法……………………………………………………………汪基伟,姚 燚,孔维良(336) 隧道混凝土管片接头极限状态抗弯刚度的计算模型……………………………………王志云,李守巨,李雨陶(342) 装配式再生混凝土剪力墙的力学性能………………………………袁朝庆,张瀚天,米琳琳,郝旭东,蒋光耀(349) 裂缝对预应力混凝土连续箱梁桥动力特性的影响…………………………………………………王海军,梁学彬(355) 钢框架 - 带缝钢板剪力墙结构的地震响应……………………………袁朝庆,王义荧,王志远,刘 燕,马 良(362) 约束型开洞双钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能………袁朝庆,王义荧,郝旭东,张瀚天,米琳琳,蒋光耀(371) 横向联接破坏对 T 梁桥荷载横向分布的影响………………………………………………李 科,李 涛,杜伟强(377) 不等肢十字形柱的力学性能…………………………………………………………………………滕振超,赵添佳(382) 尺寸效应对 GFRP 约束钢筋混凝土方柱力学性能的影响…………………………………詹界东,李 赛,赵德望(388) 灵关镇芦山地震建筑震害分析…………………………………………陶连金,田 健,刘春晓,郭 飞,王焕杰(394) 跨断层埋地变径管道抗震分析………………………………………………………………………薛景宏,娄彦鹏(400) 分层存储对地震作用下储罐地震响应影响的数值模拟…………………………孙 颖,祖红玉,郝进锋,计 静(405) 地震作用下核环吊动力响应模型的实验相似准则 ………………………………………………………李守巨,付佳星,王荣成,屈福政,苏 冬,刘大强,徐宏伟(412) 超高层建筑复杂塔冠结构的风压分布与等效风荷载…………………………………………………楚晨晖,王 浩(418) 两层多孔介质热 - 流耦合传热的实验研究……………………………杨 伟,顾东杰,陆 畅,付 超,郭鹤东(425) 约束 UKF 初始参数对 Bouc-Wen 模型参数识别的影响 …………………………………………………………………王 涛,吴 斌,孟丽岩,许国山,张 健,尹晓黎(430) 基于在线神经网络算法的结构恢复力预测方法…………………………………王 涛,翟绪恒,孟丽岩,左敬岩(438) 钢筋混凝土柱实验的 OpenSEES 建模参数敏感性分析……………王 涛,孙 严,孟丽岩,薛志成,杜文学(444) 基于多步恢复力反馈的实时混合试验 Runge-Kutta 算法……………………孟丽岩,王 涛,韩木逸,曾 聪(450) ·Ⅲ· 土木工程·3·  24  1           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  1   FLAC3D 1  ,  1  , Vol. 24 No. 1 Jan. 2014  1 2  ,  (1.  ,  150022; 2.  ­€‚ƒ„ , †‡ ˆ‰ 061000) ,, FLAC3D ": 3052  CE  ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰,Š‹ŒŽ‘’“”•–—˜™š›œ˜ž,„Ÿ¡¢£¤– ! ­¥。 ‰¦§¨:©ª«¬®¯°±²³´、µ¶·¸¹º»¼½“¾¿À”•Á ¿ÃÄ,ÅŒŽ‘’“”•–ÆǗ˜;«¬®ÈÅ€‚ƒ–ÆÇÉʘž。 Ë, Ì Í ÎϤ­«¬®–È„ ށßàá âã。 ÐÑÒÓÔÕ, Ö×ØÙ­«¬®ÈÚÛÜÝŒ #$%:; €‚ƒ; «¬®; ßàá doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 01 023 &'()*:U416. 14 +,-*:2095- 7262(2014)01- 0103- 05 +./01:A Slope stability analysis and engineering measures based on finite difference method FLAC3D HAN Xue1 , AN Wenbo1 , ZHAO Zilong1 , YANG Wenju2 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. China Chemical Engineering First Geotechnical Engineering Co. Ltd., Cangzhou 061000, China) Abstract:This paper, drawing on the engineering background typical of CE segment slope collapse in Hegang 3052 project, describes the numerical simulation of slope stability using the FLAC3D finite difference method and combined with field monitoring data, the exploration of the causes and influencing factors triggering the slope deformation destruction, and the consequent application of the corresponding engineering countermeasures. The results suggest that the sharp reduction of shear strength produced by the softening of local soil interlayer in white pulp slope due to water, and the resulting occurrence of po tential sliding surface of slope failure are mainly responsible for slope deformation and failure; the distri bution of white pulp soil is the main factor controlling the slope stability. It follows that the further con struction implies the necessity of achieving an accurate and detailed survey of the distribution of white pulp soil and controlling the slopes found in the areas with concentrated distribution of white pulp soil, by virtue of cutting slope and reducing load, as is dictated by actual engineering geological conditions. ning Key words:finite difference method; slope angle optimization; white pulp soil; cutting slope lighte 2345: 2013 - 12 - 31 6789:;: Š ‹(1969 - ) ,Œ,Ž‘’“”•,–—,˜™,š›œž:‚ƒŸ¡,Email:hanxue69@ yahoo. cn。 土木工程·1· 104 # " ! Í , , 、  [1]  。 ,   ­€。 ‚ƒ, „ †‡ˆ‰ ,Š‹ŒŽ‘’“”•–—˜™š  ›Žœ,žŸƒŠ¡¢£¤¥, ¤¦§、 ¨ ©、ª«    ¬ ® ¯ ­ ° ± ² ³。 ´  µ ¶ · 3052 ¸¹ CE —šº»¼, „ ½¾¿ÀÁ Ÿ,Š‹­ÂØÁÄÅƐ‘’,˜™š›Žœ ÇÈÉʂ,º¬®ËÌÍÎϟ。 1 1 1 ” ë Î Î 1 24 2 0 3 :–€&ç, 、 ‚,  ,€&}、 ’, —, €&}è’, Ԙ™ç。 4 :–€&ç, 、 ‚,  ,µ€&ï}è’º,ƒ、、 ˆ‰,皊›œ’,Ԙ™ç。 3 “ 4 ˜(‚žè, šŸ  2 Ð。        CE —šÐш‰ÒÓÔÕÖ×  ·,ØÙÚ¤ÛÜ¢£ÝÞÑß,Øà áâãäåæçèé€êëìíîïÈÉ。 (1) ‚ðñòó, ôõö÷øäåæ ùìúìû {ý。 üý þÿà‹~ï}êë| (2) šìú£[\]ü^_°[à‹~ Fig. 2 2 2  Geological structure distribution  2 1  ­Âؒ¡ 20 ¢£ 40 %¤, ¥±¬¦§  `°îï,ï}@?~>†=<ì。 (3) ‚;:、:、{/à‹ï}ç.-, ¨©ª, «¬®˜‘ “ ¯  ° ” 。  Ï Ÿ $ +*)˜(,úš'—“—Ù€êë ± [2] ∫ v dV = ∫ v n dS ²³´Á­Âؑ Ӑ:。 éÈÉ 1 Ð。 V i,j S i (1) j “µ¶·‘、 ³´Á­Âؑ dv i 1 = F < l > ( t,{ v i< 1 > ,v i< 2 > ,v i< 3 > ,…,v i< p > } ,k) , dt M < l > i  l = 1,n n  (2) ÛÜ­ÂØ, ú ³Ç²³@ÛÜ·¸。 ¢¤ ¹­ÂºÊß»¼, ½¾¿À°ÁëîïÂÃ。 ­ÂØÊßċŠƭ”•, Dz³éȘ ºÉÁÊËìé̺,Íε¶Ï³*Ð,¬¦Ñ  1 Fig. 1 1 2 Full view of landslide Ò±µÓ¸­ÂØ 3 Ð[3] 。   CE —šˆ‰±º¢、  ¢“¢í。 ú¾ˆ, š ^@ ~±˜“çœ~: 1 : è,  ~ ,        , µœ ,µ€&ƒ、 、 º, „}˜ 、†‡}, ˆ‰Š‹Œï, Ž‘。 ˜ç€& }è’,“”,•”。     èº,º、,ð,„ ­。 2 :§€&ç, 、 ‚,  ·2·土木工程 ‘。 «°Ó¸Î        3 Fig. 3  Solving process 2 2 Ä,‹:ŏ£ÆÇ FLAC ’“ à FLAC3D , 、   4  Soil parameters used in numerical simulation φ/ (°) ¼½š/ (°) E/ MPa σ t / MPa 91 14. 2 1 4 0. 01 18. 4 82 17. 1 2 150 0. 23 ‰À ª©Á¨ 18. 8 18 38. 0 4 180 0. 24 ‰À Á©ª¨ 18. 5 77 19. 6 2 160 0. 22  20. 0 45 2. 0 1 3 0. 01 c / MPa ¾¿ 19. 0 •À Á©ª¨       ρ/ kg·m - 3 。  È ¨   1 Table 1  ,   105 3D Á1    3     «¬Â’“®¯°,  4  Fig. 4  Slope threedimensional numerical analysis model and monitoring point arrangement  h = 15 5 m,  ± 0 m,   19 000, CE (  y  ) × (  ) × , z ,  x ( ) = 100 m × 60 m × 15 5 m。 ,, [4] ­€ ,‚ƒ„ †‡、­€ˆ 。  ‰Š‹Œ,ƒ‚ƒ„ ,‰Š‹Ž‘ [5] †‡ˆ ,ŒŽ(3) 、(4) ‰Š‘ ’‹Ž。 C′ = φ′ = arctan c , F à ÇÄ€È。 3 1  €È, à x 5 ËÌ,ƒ y Ï [1] Ó Ðµ  6 ˺,x ,ƒ y、z £ ž“,Ÿ¡ Íγ´,  5 5 mm ¤¥。 ¶¥¶Ñ·¸¹Ò Ÿ—, ¶¥ ¶“±²¼,x Ÿ— (  7) ڟ—½—¢ Fig. 5 5  x ­€‚ƒ x axial displacement nephogram of slope ¢ ¤¥。  š›¦œ  。  §œ 12 ¨ ¢Ÿ ¤¬®œ£                                  ­  ­            € ‚ƒ„  žŸ , ¡ ©ª 25 m, ¡«©ª¢ 30 m。 š› ƒ  [16,34] m                               ­ € φ———‹Ž–˜™š; ˜™, ¤¥¤Ÿ—Ê。 ² Û,¾£Ðµ¢Ä¿—À˜™。 (4) c———›œ—。 Œ ,ŸÔšÕÖך, غ»×Ù。 ² Ž: F———‹ Ž “ , ” •   ’ “ – — ” • “;   5 ¤ 6 ɱ‰ŠÂ (3) ( F1 tan φ ) , ŒÄ, ÅÆ ±¤Â Š  « ¯,  °  ¤¤¥±²³´ ¤µ  。 ¶¥·¸、š› ¦¤¹§, ’,‘žº» 1。 Fig. 6 6  x ­€„ † x axis of slope to principal stress nephogram 土木工程·3· 106 ¨ © ª « ¬ ‰ ® ®  11 mm ,  ,  ° 24 ± ¯ ­€。 ‚­€ƒ‚„,  ƒ‡ˆ„,‰Š‹ [6 - 7] •  † ŒŽ‘’,“” 。 ­ 10 , –— x ˜ ( † x ™  ‡ˆ)  1 0e4 š‰Š 2 0e4,   x ‹ŒŽš­,›­€  '7 Fig. 7 、 œŽ。 Œ ]vz{ Triaxial stress        8        。 ,        ,  ,      ­   。    ­       ­  € ‚ƒ„  ' 10   Fig. 10           EA x vwFz{( nopqk) x axis of slope to principal stress nephogram ( considering white paper clay)                  Fig. 8 3 2 '8 EA|K}(O(16 m ~) Slope plastic distinguish layout (16 m cutting plane)  11  。 , ‰ ,‘’‰; ‘’Œ, “Œ “” 。  nopqkrstu8i  9  10    , x 。                                       ­ ­€ €    ‚ ƒ '9 Fig. 9 EA x vwxy( nopqk) x axial displacement nephogram of slope ( considering white paper clay)  9 ,y  [16,34] m  ·4·土木工程   ' 11 EA|K}(O(16 m ~€,nopqk) Fig. 11 Slope plastic distinguish layout (16 m behind cutting plane,considering white paper clay)  12  • J19 ž–Ÿ— 。 ˜™ ˆ¡š— ,  , • ž–¢  £ –  — ­ † ›     œ   ž 。 Ÿ • £ –  ¢ € ¡ , ¢ Ÿ £  – Ÿ   ¡£ ¢§ 。 ›–™ £¤‡¥¦ ß 5                      ©ª 3052 ˜™ CE ¨«¬Š‹®¯, 3D ˆ‰°±²³„ƒ,œ´µ† FLAC „ ¶·    ¸¹­»。 ƒ 퀂 ƒ„ ‚¿。 ¦§†¥¨,    „†»¢¸¹Ä҄‚ƒ„ 。 (2) Š‹ˆ„ †¥‚   12 Fig. 12 ,†‡¸¹­€š›º»,¼½¾Š ‹Ÿ¡,­¢ˆ€: (1) “†¥‚¿ÀÁ   4 107 à,:´µ† FLAC ¸¹†‡€Š‹Ÿ¡ 3D Ý1 Þ J19 ( )  J19 diagram of measuring points ¿。 ¦§†¥¨,  ¹‰  ,œ £¤。  :  ,           、   、  [8 - 9] 。   、   、     、         ,           ,     、     。           ,   15 m         ,      。     。  ,  ,    ,    ,   。  ­ 、 ­ [1] ‰†‡. 20 Š‹ŒÆ [2] ˆ‰ Š, Î Ê [3] ‹, Œ ¦ Š. FLAC3D    Š ‹     [ M] . ώ: Æ ’ ‘’“, 2011. ”Е. “”–•—–Žˆ—˜„˜Ã«¬[ D] . ™ Ë, 2011. šÐ›. FLAC3 D ˆы[ M] . ώ: ŽœŠÒ’“, 2008. [5] žÆŸ, ‰†‡, ¡ ¢, . ££š› [6] ¥¦§, ¨©ª, « ¬, . „†‘’¢š›œÃŽ «¬[ J] .  ¤­€™ Ë, 2013, 34(4) : 1140 - 1146. ‘€Ÿ¸¹­ÀÁ———“”Ó®¯°±²³´ € 。 †‡ˆ , ‰ Š‹ŒŽ‘’“ ”•–—,  3052 ˜™š›,  ‚ƒ„ œžŠ‹Ÿ¡¢: (1) £¤Š‹,  †¥; (2) Ÿ¦§†¥¨, œ   1∶ 2。 Ë̊‹ËÍ, 2007, 26(3) : 433 - 453. : ™Š [4] Ç€ÈɎ‘[ J] .  £¤,  [ J] . ÔÕË, 2011, 26(1) : 26 - 28. [7] ¥µµ, ¶·¸, Ö¹, . –ºž­Ž«¬ II. » Ÿ ­ € € ¼ ­ [ J] . × Ø Ù ½ Ò Ú Ë, 2012 ( 5 ) : 40 - 43. [8] և¾. ‰¡¡«¬Ì[ D] . ¿À: Á Âڔ [9] Ö Ë, 2008. Ã, ÄÚÅ, ÆÇÈ. ÛÜ Š‹‰¢ É£«¬[ J] . Š‹ËÍ, 2007, 29(5) : 760 - 764.  (  ) 土木工程·5·  24  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  9   Vol. 24 No. 5 Sep. 2014   (  ,  ­€‚ƒ„  †‡, ˆ‰ 610000) ":。   。 ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘,’“”•–—˜™š›œž, ! Ÿ¡‡ˆ¢£¤¥¦。 §¨©ª:•‡„«–¬™š,¡¢ £¤¥¦®¯°±²³Ž´µŠ、¶ ·¸Š、¶¸· Š、¢£Š、´¹Š。 •– ¬™š, ‡„«º»,¢£¤¼¶¹±½µ¯。 „‡¾„¿ÀÁ´µŠ,  ÂÃÄÅÆÇÈ。 ÉÊˎ‡ˆ¢£¤ÌÍÎρР。 #$%:; ¢£¤; ; ¾„ÑÒ; ›œž doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 05 020 &'()*:P642 22 +,-*:2095- 7262(2014)05- 0529- 05 +./01:A Study on stability of landslide in reservoir area under different rainfall processes KAN Lu, HU Peng ( Southwest Geotechnical & Design Institute of China Nuclear Industry, Chengdu 610000, China) Abstract:This paper follows from the acceptance that rainfall occurs as a one of the main contribu tors to most landslides and introduces the division of the rainfall process into five different types based on the different change laws underlying rainfall intensity through the rainfall duration. The paper goes further by analyzing a typical soil landslide occurring in a hydropower station’ s reservoir on Lancang River, sim ulating the seepage field of the slope subjected to different conditions and investigating the effect of the rainfall process on the stability of the reservoir landslide. The investigation reveals that the constant reser voir water level suggests the occurrence of the five rainfall processes which tend to influence the stability of landslide in the order of the effects varying from big to small, such as, the increasing type, the first strong and then weak type, the first weak and then strong type, the constant type, and the decreasing type. In the case of the constant rain process, landslide would have such stability as first decreases and then increases, depending on the rise of the reservoir water level. The earlier stage of reservoir storage and the increasing type rainfall pattern mean the greatest landslide danger. The study would provide a ba sis for a better evaluation of the stability of the reservoir landslide. Key words:landslide; stability; rainfall process; water storage stage; seepage field 2345: 2014 - 07 - 10 6789:;: Š ·6·土木工程 ‹(1988 - ) ,Œ,Ž‘’“”•,–— ˜,™š,€‚›œ:žŸ¡¢£ ,Email:442789662@ qq. com。 530 0 !  0 1 2 3 ‹ © © 4 24 5 Î ³Ã_¤æ}, «±´*µ¶。 ¡€Ÿ¡¯°Ö ª«±˜$¹ºô,Ÿ¡„¬á¹,·®æ}¨©  ¸Õ?|æ},˜$¹ºôªŸ¡¯° ,  、, ­€ [8] 。  †‡ˆ‰Š‹ŒŽ。 ‘’“”• [1] –—˜™š‘’›œžŸ¡¢£ 。 ¤¥,  ‚ƒ„    ¦§¨©ª›œ«Ÿ¡¬®、 ¯°、 ˜±²³、 ´µ ¶·¸‚˜¹º´»¼½¾, ¿ÀŸ¡Á   [2] ÂÃÄÅ。 ÆÇÈ Éʉ “ ËÌÍÎÏ ”  ÐÑ, ҟ¡ÓÔÕÖ¡、 ס、 ‹¡、 Ø¡ÙÚ²  ³,Ûܟ¡ÝÞßà‚¡á¹®â,ãäåæ [3] ç°èéêÍë。 ìíî à Fig. 1 ñô, «Ÿ¡¬®» ¼½¾ÒŸ¡ÓÔÕõ¡‚Ø¡öÚ÷ø, ùú  1  Five representative rainfall patterns ïðñòÔóŸ¡Á ÿ‘’~}¡|‚¯°。 «Ÿ¡¬®、 ¯°¶˜¹º´»¼½ ’ÚŸ¡²³*æ}¨©¡#: (1) š¯›œ³。 Ÿ¡¬® ûüýþ³ [4] {[\ ¾á¹è]˜æ^_´ 。 {`[ [5 - 6]  ø‚@·¸‚¹?>=<;:;³/.¹?-, ¹žŸ。 º“ù)×, æ}¨©Õ?| æ}→¤æ}→?|æ}。 ¯°šž (2) šœ›¯³。 Ÿ¡ù)×, Ÿ¡¯°šŸ ‹。 æ}¨©Õ¤æ}→?|æ}→¤ 。 ã½¾‰,+*è·¸‚˜*© ©}蟡¬®、 ¯°¶á¹øéê‰ Ö¹ Õá¿À,_Ÿ¡ù)ן¡ ¯°•_,«‰èŸ¡ù)“(Ôó。 ³。 Ÿ¡¯°» ?|æ}→¤æ}。 , ×, Ÿ¡¬® , Ÿ¡¯° ã•Ý,'Ÿ¡ù)è¡á¹、 ÝÞ •'。 €ù)×, &%,“”•¡, Ս , •Ÿ ¡‚& Ýÿ­'ÂÃä€,‚Ë,¿À'Ÿ ¡ù)è$^_´ 낄л¼ ƒ&™Í œ†‡ˆ。 > ‰ªƒŠ‹ [7] >ŒØ¡;Ž¿À‘, , Ÿ¡ æ}。 (3) ž 。 æ}¨©Õ (4) žŸ³。 Ÿ¡¯°»ŸÖ。 æ}¨©Õ ¤æ}→?|æ}。 (5) ^_³。 Ÿ¡¯°Ý。 æ}¨©Õ ¤æ}¼?|æ}。 2  2 1  -  ÛÜŸ¡ù)ן¡¯° ¬®ÝÞß à,ҟ¡ÓÔՒڲ³,¿ÀŸ¡ù)“(‚ ½¾·¸‚˜¸*µ.®¸Ò,+*½¾ ƒ§。 ,+*„ ˜$¹º´¿Ý¿Ý。 , Õ&™ À¸‚°',Á·¸‚˜¹º´„ʆ‹à ”。 ƒ¹?ù)×, ·¸‚˜™šÄ݈¸ &' ö“”•è ^_´–—ɘ‰™Ü。 1 ‚˜™š,,+*„ŸÕ¶。 ÕÅ·¸‚™¹? @¸‚™¹?Æå£Ç,_´*¤ƒ¸‚™š  Ûܟ¡¯° ( I) ®âÝÞßà', ƒŸ¡|‚Ÿ¡¬®( t) Ý¥É#,ҟ¡ù Ձð,ƒ·¸‚™šÕÈð,¶´*¼É•Êž ¼,˸‚™@·¸‚™Ô}¼。 )ÓÔ՚¯›œ³、 šœ›¯³、 ž ‚^_³’Ú²³,¡¢ 1 ‚£。 ·¸‚˜×¹ºÌ••@$—Í ô>ŒÎ。 Ï$—ÍôŸÖ®, ÐÑ]Ҙ ³、 žŸ³ ¤æ}( ²æ} ) ‚?|æ} ( ¥²æ} ) •Ï#¹?-¦§ö²æ}¨©。 ¡€Ÿ¡ ×ÓÔ,Åüù¼—ÝÖ, ¹??°ÕÖ° ‹, ‡ˆ¹ºÌŸÖ。 ”·, ª,|í×Ð@Ø ¯°‹ª«±˜$¹ºô,¬ÔŸ¡„á¹,® ¬Ô„ƒ«¼¯ˆ°?¶±±²。 æ}¨© "_à,ƒÙ¨©#ÚËÛÜÊ·¸‚˜ԏ [9] ÿÝ») : 土木工程·7· ¾5 Ù Û, Ú  k H  k H H + =C , x z x z x z t [ ] [ ] (1) ,H ,H = h + h1 ;h ,  ,;h1 ;k x 、k z   x、z  ,    ,  h ,  h ;C  ,  ,  。  -  H( x,y,0) = φ( x,y,0) 。 ( ­  : )  ¦ NW60°, ¦¶¾¿À†Á, »¦ —  500 m。 ¦› ÂÃ, ¼ÄőÆǹ º,ȇɽʭËÌ,¾ÄͦÎϦ¿· ,¦›ÎËÌÐÑ, ¦ŽÒÓÀÔ ( Õ 2) 。 Ð×, 20° ~ 25°,غ»ÐÙ, Œ 30°。 ÁÁŠ T2m ÚÛÜÁ, ÝÞÜÁ、 ÛÁ。 ¦ Ö› ›Î»ÂßàáÃÎ, ’âÁ T2m ÛÁ。 Ä、 Š‰。 (2) ( ­ )     €‚,ƒ„ Γ2 = h( x,y,t) , (3) = q( x,y,t) 。 (4)  h n Γ1  †‡ˆ‰   ‹ŒŽ‘ 2 2  Š 、 。 ’“ SEEP / W ” , •– —˜™š›œ ­žŸ¡¢€‚,€£¤‚ƒ„£¤‡ˆ “ƒ¥¦›§¨©, ª†, •–«—‡ˆ™‰ Š‹ - ŒŽŠ™š¦› žŸ¬®Š¯,¦›¬® F €‚ƒ‘¥: tan  k h n φ R tan φ′ ∑ { c′βR + [ N - u w β tan φφ′ - u a β ( 1 - tan } tan φ′ ) ] b b ∑ Wx - ∑ Nf + ∑ kWe ± ∑ Pd ± ∑ F A a , (5) “”•‰ ,β  –°— ,R  ˜™š¦°›œ,N  –­™±,φ′ “ b œ‰žŸ,φ ²‰ ¡¢£‰ ¡ ’,c′ Ÿ,u a ¤,u w ,W  ³ ,x  ¥¦¦°˜¥‡§¨,f ™ Fig. 2 3 2  Landslide configuration ê뼃,x A ‡§¨。 †Ëµ¤ì ,ˀÌ͓ç킃„îÎς,  670、750  810 m。 Ë·²³·¥ ÁÐѵïæ、 ïæ¤ì, ð, ‡ ˆЌ,ñ҇‡ 900 ~ 1 700 mm, ò [10] Œ‡ 221 2 mm 。 óô®õӇˆ“ƒ ևˆ 200 mm,‡ˆÔÕ 24 h。 ‡ˆÖ ‡ˆÔÕ¤¥, ÇçӂõӇ ˆ“ƒ¼¼‹±,®Ö 15 Ó×Ø,žŸ€‚。  ¶­±´–¦¦°˜¥°ª§¨。 3 1  †ãµÅÆäå,Ǧ›Á、¦æ¦ ›çÈ,Éèé”Ê, ‘Õ 3 ·, ’,H A  §¨,P ¶­¯¬®,d ¶­¯¬®´– ¦¦°˜¥°ª§¨,F A ¶­±,a  2  §¨¦°˜¥©ª§¨,kW ´– ¥ ‡µ«¬®,e  ¥¦¦°˜¥©ª 3    k F = 531 :£¤‡ˆ“ƒ¥Ë¦›¬®Š                    ±¦ ›   ² ³ · ´ µ, ¦ ›  ¶ —  150 m,¦›·¸²³·¸ NE30°,µ›¹›。 ¦›š¢¹º,º»¼ƒ 650 m,½»¼ƒ 930 m,» ·8·土木工程 3 Fig. 3  Calculation model 3 3 3 3 1  ¨ 810 m , öõÓ£¤‡ˆ“ƒ¥ 532 ® ¯ ° ± ²  ³ ³ µ 24 ¶ ´ ,  4 。  4  ,,   †‡ˆ 5  。 ‰, †‡Š‰‹ŒŽ‘’  , †‡“”:•–—’˜™†;• –™† š›–†’œ,  †  ,      24 h  ,    ­ €、 ‚ €、  €、ƒ„€、 €,  。         ‡‘’†‡ˆ; • šžŸ¡ ­,–†’,  ‰         ,        。     ‚  24 h                       '5       Fig. 5        seepage after 24 h’ s rainfall   670 m –€­, ‚ƒ   ¢£, 6 。 ‰, , ¤ƒ„¥¦§¨© 。     Saturation line and velocity vector of 3 3 2        >? 24 h \defgEFhijk  ˜¤ƒ„„ ª­, † 。 ‚ € € ƒ       „„   ƒ„„ ;   ‚€ € ; ƒ„€    ‡ˆ«š‰¦。                                             Fig. 6     ' 4 >? 24 h \]^>?_`aCABbc Fig. 4 Nonsaturation zone after 24 h’ s different rainfall patterns '6        lmnog>?pqa#n Relation between stability coefficient and duration of rainfall €­ 2 h ƒ„„  Š 。 ‹­­Œ¬Š‚,  ,‚ ,ƒ„„  ,­¬Šƒ„„  ­  ‰。 €­ 2 h ƒ„„ • 土木工程·9· ï5  ð 533 ñ,á:½ò‚‡ ,,  16 h , ,  4 。 ,  ;  , 。   。 ,, 。    (1) ˆ‰, ž¯º »  、  、 †„ 、、 。  (2)  £¤–± ,  „Ÿ° 。 „¡  24 h ,   、  、  ,  ,          ;         、 、 。  ,  ,  ­€,  ,                  。  ­€。 3 3. 3   (3)  –±, ‘’‚ ”。 ‚ ‚ƒ„,  † ‡ˆ, ‰、Š‹ŒŽ‘ ,’。 “ŒŠ, [11] Ž,Žƒ , ” ‰•–Ž, —’ , ˜­™š–€­€,‚ƒ  。 ‚›œ, ƒž„ „ †‡, Ÿ•¡¢Ž, 。  £¤、 ‚ˆ ‰,¥ 24 h ˜¦§¨Šž© ª« ¬,¨Š‹Œ 7 Ž。 Œ 7 ˜ ®,„¯ ,‘’‚,°ƒ®“ ”“•。 , ˆ‰– ±, —,‘’ ˜,ƒ ²™³´。 šµ¯ ‚, “, “。 ˜, ‚ ›‰‘’£¤œ  ,ƒ¶·¸¹。    ,ƒ –±,ž¯  、 、 。 ‚¼½¾¢ ‘’£¤ , ­™£ˆ‰¬ ­€,ƒ ¿À。 : [1]   ÉÊË, ‚ [3] ÑÒÓ, [4] ƒ. 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Relation between stability coefficient and height of water storage level ·10·土木工程 . 20 ­€˜™ÁÂÃÄÅÆ[ J] . ‹ [2] [11] Fig. 7  ¤Ž‘Ç‘È, 2007, 26(3) : 433 - 454. 1569.                    7 ­€  、 、  ( )  27  1  Vol. 27 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  1   Jan. 2017  ,   (  ,  100144) ": !  ­€‚ƒ„ ,  †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘,’­“”•–—˜™€š›。 ’œžŸ:Ž‘ ¡¢£,¤¥—˜ƒ„¦§。 #$%:•–; ¨©; ; †‡ˆ‰Š;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 01. 013 &'()*:TU457 +,-*:2095- 7262(2017)01- 0060- 04 ­ +./01:A Improved gray modelbased slope deformation prediction Sun Shiguo, Wang Chao ( School of Civil Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China) Abstract:This paper seeks to improve the prediction accuracy of traditional gray model subjected to external disturbance in longterm prediction. The improvement is obtained by quadratic fitting of gray pa rameters and the application of dynamic metabolic theory, coupled with the actual engineering. The result shows that the improved gray model boasts a higher prediction accuracy and promises a practical applica tion. 0 Key words:slope; deformation prediction; gray model; dynamic metabolism; quadratic fit  ¦ö、÷ÐÔ¦øÕÖùú»¼½¾ ¬®。 û üꩪýþÿ ~Ä}|{, é[Ô\] »¼½¾± »¼½¾ º¦,¿êâ­Ôã^_`@Ù×Ø ?>=<,;:Äő’、/. -,•  ÃÄÅÆÇ ©ª¿ÀÁ  ÈÉ,Ê»¼´€Ë ÌÍÎ、¡ +*)。 ÒÓÔÕÖ×Ø ÙÚÎ, §Û  ÜڏÝÞ。 ßàáÙâ­Ô©ªãÛ ©ªÃ,  µ.°å (´Ú&%õ`ï$#"{, þ!× ©ª, é¿ ëìíîïðñòó, ôõ¡Ï 45ÆÇüê45 Ú678, 9AB, ºCDE,  *ì)~F ϦÐѲ ä± °åÔæçè ê±½¾ 2345: 2016 - 12 - 27 6 7 8 9: ­€‚ƒ„ ( IDHT20140501) :;<=>?: —˜ ( 41172250 ) ; (æ' 0123] ­†‡ˆ‰Š‹Œ„ ( 2012BAK09B06 ) ;   Ž ‘ ’ “ ” • – ‹ Œ „ (1959 - ) ,™,š›œžŸ¡,¢£,¤¥¦§¨,¤¥,©ª«: ¹©º,Email:ssg918@ 163. com。 Ú& ¬®¯°、±€²³´µ¶·¸ 土木工程·11· ð1 ã 。  ,, ­€‚,ƒ„ ,† [1 - 2] , ‹‹ŒŽ€‚‘ ‡ˆ‰Š ’。 “ ”•–—‘’, ˜™š›, Š œ —,ž‰Š,  —Ÿ¡¢£Š 。 1  1 1  GM(1,1)  20 ¤ 80 ¥, ¦§¨Œ©ª [3] «¬ ,«¬ž®、  ­ ƒ¯€«¬,‚ƒ„ °¢,±²† ‡ˆ‚ƒ ‰, Šƒ GM( n,h) , ³´ n ƒ„ °¢‹,h ƒµŒŽ。 ¶®·€ ‚§¨š¢´,GM(1,1) €‚ ‘’“ [4]  , ” ¸ Ž µ Œ、 ¸ ‹ „ , ™ š Œ •  ­  ¹ º,–—»¼,Š²½˜™Žª¾µš¿›œ –žŸ,©À‡€‚。 §¨¡¢,Á·ª¸ ¤¥”•, ÄÅÆæŠ §Ç–¨Œ©ªÈɪ, ³«¬®Ê˹º ¯Ì°±, ², ³Á·ÍÎς, ™š½˜Á·µÐ€‚—«。 Ž£Â 61 ò¤ó,:¯é‰ŠÁ·Í΀‚ –à —´µ¶·¸Š Ñ [5] ,ž ®‡ˆ¹ º‚˜ Ì, » [6] ¹ ¼½, µ¶·¸µª ¾«, ғ ‡ˆ ¿ À   ‚ ƒ Á Â, à º ‚ Ó   ,   GM(1,1) ‚¯«¬ÄÔ[7] 。 1 2  (0) (1) ÅƇˆƒ p , Çȏˆƒ p ,u、v ƒ (1) ,P ƒ•£É。 Ê A = p (0) (1) - v / u, B = v / u, ÙØ(2) ÚÛÜÝÐ؃ P (1) = J ³´, A () B , (3) 1 1 - u e 1 J=  。      e - u( n - 1) 1  ÙÍޜßÚÉØ(3) ˜Ö A = ( J T J) - 1 J T y n , B [] (4) (0) (0) (0) T ³´,y n = [ p (2) ,p (3) ,…,p ( n) ] 。 1 3  GM(1,1)  GM(1,1) ‚ƒÛ½ÌςŠ àá—,±²€‚׸Ž˜¨ÜÝÍεÐ,Þ ²½ß¡¢´,Á·ªâã̐ÜàÄÆà §Ç©ª, áâä。¼Ñ。  “åæ ”•,ƒŒ€‚‘’,Õª¨ ¦Š ½˜´ä。, ° [8]  。 ‰› ¯«¬™šç½ßς¸ p (0) ´Í菐 p (1) éê,ëªÛ͛ς (0) p (0) ( n + 1) ,±²ÙˆŠ ¸Ž›äˆ [ p (2) ,p p (0) ( n + 1) ] ,웊 €‚,Û (0) (0) Ž¸ ϛ, ¸Û (3) ,p (0) (4) ,…, íå,ғîۀ ‚æï。 1 4  ¸ð’¹ 、 çó¹ °Ú, ³´ ò €‚‘’¹ ¶½ß¡¢´£†, Ù ò c –Þôò õ w ¤¥žŸ, òÚÓÔÕö¹ ï ñò¹ ¹ – ò¹ ÑÄÔ[9] 。 2  ÷èø®·Íéùúûüýþÿ~}, ž| {êž[,÷è\]^, _ëìêŸ, [`ì Ë̐•£ P (1) ( t) = Ae - u( t - 1) + B。 (1) ²¾, ƒŒ€‚‘’, ˜™š A、B Ê ¸ —,ÕÖÍ΀‚ÏÈÐÑÒ @, í   ò ? 110 m, Å Ð > =, · ’ < ; ¶ 15° ~ 20°,ς:/.ë-,+î*)(', †& ½×Ø。 Ÿ½ÓÔÕÖ×。 ÙØ(1) ˜Ö: P (1) (1) = Ae0 + B, ð9ªÊ¡Añ( Q4 ) 、BÇCñ( Q4   P (1) (2) = Ae - u + B,    P (1) ( n) = Ae - u( n - 1) + B 。  ·12·土木工程 %,†$, ¥;#%Œƒ 1 148. 6 mm, Å¡"!0 1,®·:ƳÃ234Ü56,Å7±ï8׃ ml (2) al + pl ) 、DEFB ) 、 G)HI、 0)HIžö´) ÇCñ( Q HI,®ŸÙÊ¡Añ7–BÇCñ7ºÛ,®· al + pl 4 Jö]K©˜†LM, Å×NÙ`、 _°ìO 62 Á Â Ã Ä 、, 2008  11  ,    , ,   ,。     1 。 Å £ Æ 2 2   5  ’‚­, ª«¬ƒ® # # 6、7 —  GM(1,1) ‰Š•„ 4 、14   2 。 ˜, 4 # 、14 #  Table 2 GM(1,1)  Displacement prediction of improved GM (1,1) model of 4 # and 14 # monitoring points   È 27 É Ç GM(1,1)  2  Æ 4#     1 Fig. 1  Dingjiafen slide 2 1 # ­€‚ƒ [10] 。  GM(1,1)  †‡ GM(1,1) ˆ‰Š‹Œ matlab Ž “ ­€’‚­,€‘ 6、7 — ”•ˆ– ˜„ , 1 ™  1 。 š, ƒ 4 # 、14 #  GM(1,1)  Table 1 Displacement prediction of traditional GM(1,1) model of 4 and 14 monitoring points # # 4#  mm 14 #  14 #  1 „ 2010 - 01 0. 36 0. 36 2010 - 02 1. 34 1. 58 2010 - 04 2. 72 2010 - 05 2. 61 2010 - 06 2. 78 2010 - 07 3. 61 , 5  ‘  „ 2010 - 03 2. 27  4 、14   „ ,  # mm   2. 07 2. 46 2. 92 3. 45 2  1. 34 2. 37 2. 54 2. 68 2. 82 2. 98  „ 1 „ 2. 48 2. 48 7. 26 6. 58 8. 50 14. 86 22. 35 26. 03 30. 00 9. 63 14. 57 22. 05 33. 36 2 7. 26 9. 61 14. 66 20. 14 27. 67 38. 01 ¬ƒ® GM(1,1) ‰Š‚ƒ„ ¯ †œ †‡,„ œˆ ‚ “ ” 。 Ÿ 2 ˆ # # ¡‰,4 、14  Š¢–„ —­˜°™š # # 6 „ ¤š‘Œ  ,±,4 、14  •¦ - 24. 1%  - 28. 16% ,‹Œ•‚ - 0. 67  - 8. 01 mm,„ œ¥¦。 ‹Œ 1、2 •›¡‰, ²³‰Š„ ­€œ œ£,š‘“¨Ž´§ž, ¬ƒ GM(1,1) ‰ 2010 - 01 0. 36 0. 36 2. 48 2. 48 Š¤š†‡ GM(1,1) ‰ŠµŠ¢ Ÿ ,¡­ ¤š‘Œ¶¥¢,ž¬ƒ‰Š£Ž· ­€ 2010 - 02 1. 34 1. 69 7. 26 6. 13 ¥£,¤„ 2010 - 03 2. 27 2. 02 8. 50 9. 27 2010 - 04 2. 72 2. 40 14. 86 14. 03 2010 - 05 2. 61 2. 85 22. 35 21. 23 2010 - 06 2. 78 3. 39 26. 03 32. 12 2010 - 07 3. 61 4. 02 30. 00 48. 61    „    „  –¸°¥, ´©¹º»¦§¨ ,©,š —˜„ Ÿ˜¢¼,„ 2 3 GM(1,1)  Š¢‹ŒŽ£‚ - 0. 35 mm,6  ¤š‘Œ¥¦‚ - 21. 94% , ‹Œ‚ - 0. 61  ,4  „ mm;14 #  Š¢‹ŒŽ£‚ - 18. 61 mm,7 ¤š‘Œ¦ - 62. 43% , ‹Œ‚ - 18. 61 „ mm,’§¨Ž“©”。  ƒ® GM(1,1) ‰Š™·«¬® GM(1,1) ‰Š „  ,  2 。 ­€­€‚ƒ›„  †‡, ž„ œˆ ‚ “ ” 。 # Ÿ’“©”。  7 —˜ ­€’‚­€,  6 ª„ ­€‚, š†‡ GM(1,1) ‰Š、 ¬ GM(1,1) ‰Š †œ Ÿ 1 ˆ¡‰,†‡ GM(1,1) ‰ŠŠ¢  Ÿ 2 ¡,†‡ GM(1,1) ‰Š„ ¤Œ¥£,·«¬® GM(1,1) ‰Š ™  GM(1,1) ‰Š„ ¤š¥ ,¬ƒ®‰Š # # 9 „ ­€‹ŒŽ£• ½ 4 、14  0. 098  - 2. 52 mm,·«¬®‰Š 4 # 、14 #  ¬ƒ £‹Œ• 0. 106  2. 770 mm,ž–„ ¾ ¯, ¿ „ Œ  ° ¥ 。  ,  ¬ ƒ  GM(1,1) ‰Š„ ™‘ Ž À‹ŒŸ¢, Ÿ 土木工程·13· É1 à ¸¹·,€:¡š‰Š ,。   GM(1,1)   , ,, ,,  ­ 。 €‚ƒ„  63  ŒŽ, ‘’„ €‚。 (2)  GM(1,1)  ‰“ ”,•”, ,–—  ˜™,•š› œžŸ。            :  [1]    . ¡š¢‰Š  [2]    [3]  a 4 #    [5]      [6]                     Fig. 2 3 , ¸¹·,  .  º­ €‚»ƒ„¼½[ M] . « ¾œ®³, 2011: 65 - 66. †‡.  ¼½‰Š°ˆ†    §¨ © ª [7] Š‹Œ, À Ž, Š‘’. Á‰Â­Š§ ‹œÃ“Œ –—˜, Å , ‰™š, €. ‰Š GM(1,1)  ‰Š[ J] . ”•Ä¦¦´, 2016(01) : 88 - 92. b 14 #   14 、14  # ­, , €. œž‚ƒ´¤µ [ D] . ‡ˆ: ˆ¿‰¥¦, 2016.  2 ¯. ‰Š°ˆ¡±§¨[ M] . : †œ¦²³, ¬:    ”§¨©ª[ D] . «¬: «§œ® ¶Ÿ[ M] . «¬:†·„„³, 2008: 207 - 210.    [ D] .  1987: 104 - 108. [4]               . ¥¦, 2016.                               ¡ £: £¤œ¥¦, 2015.      # [8] Displacement prediction curves of Dingjiafen slope for 4 # and 14 # monitoring points ÆÇ     †  –  [ J] . „  Ȝž (02) : 108 - 111. [9] È, 2009 – Ž, › œ, žŸ, €. ¡š¡¢‘’‰ŠÆ ¤ . Ç    ´ © ª [ D ] . ¥ “: ¥ “ ¤ œ ¥ “Œ†–[J]. £œž, 2017(03): 69 - 71, 76.  [10]  ¦, 2015. (1) †‡ˆ‰Š, ‹  , ·14·土木工程 、  (  )  27  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  9   Vol. 27 No. 5 Sep. 2017   (1.   1,2  , 3  , 1  ­, €‚ƒ 150050; 2. „ 3. €‚ƒ‰Š  ! ": ,  ­€、‚ƒ„  † , ‡ˆ 430074; ­, €‚ƒ 150076) 。   †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘, ’“”•–—˜ ™š˜Ž‘›œ。 žŸŒ¡¢£,¤¥¦§¨©ª«¬®‘¯ 200 d °˜ Ž‘›œ。 ¨±²³:™´š˜µ¶, ­·µ¶¸¹º, •–—˜»·¼½¸µ¶¾ ¿,‘ÀÁÂÃÄÅÆÇÈÉÊ,•–—˜Ëº;ÅÆÌͧ¨š˜¸,¦Á©ªÎ †®‘,«Ïʘ ÑÒ。 ӓ”Ô±Õ Ö×ØÙÚ ÛÜÝÞß。 #$%:; § ; àÐá; Œ¡¢£ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 05. 012 &'()*:U416. 13 +,-*:2095- 7262(2017)05- 0503- 05 +./01:A Mechanism behind shallow landslide in freezingthawing siol slope in seasonal frozen region and its numerical simulation Wu He1,2 , Liu Yingying3 , Ge Qi1 (1. College of Civil & Architectural Engineering, Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150050, China; 2. Faculty of Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; 3. College of Civil & Architectural Engineering, Harbin Far East Institute of Technology, Harbin 150076, China) Abstract:This paper is aimed at addressing the shallow collapse in the soil slope in Harbin Tongjiang highway in spring thawing period by experimenting on the cutting slope. The study involves in vestigating the soil samples near the slide body, and measuring the water ratio, cohesion, internal friction angle, and other parameters, determining the law behind the changing shear strength of the soil with depth, and using the numerical simulation to identify the law underlying the temperature variation in soil slopes over 200 days ranging from freezing to all melting in the spring thawing period. The results demon strate that the depth increase leads to an initial increase and a subsequent decrease in water content first; there is an initial decrease and a subsequent increase in the soil shear strength, and a basic saturation state in the soil at the melting interface of soil, suggesting a very low shear strength; and the the maxi mum slope frozen depth is followed by the melting from soil slope to the inside, until a failure in a certain depth. The research could provide a reference for the slope collapse control of soil cutting slope during spring thaw period. Key words:soil slope; freezingthawing sliding collapse; slope stability; numerical simulation 2345: 2017 - 04 - 17 6789: ‹ŒŽ‘’“”( E201117) :;<=>?: ‡ •(1963 - ) ,–,‹•—˜,™š,›œ,žŸ¡¢:£¤ ¥¦§,Email:hgcwuhe@ 163. com。 土木工程·15· 504 0 ­  € ‚ 7 8  * * A 27 B 9 –†žŸ â¬êëìí, †¦¤°£ ®、 ¯°±î†¦²½¡³´‚= Žµ,  ¶–¤†¦{ð ,  ,, ¼½ ²½ , †¸¹¤º» ¢„·¤Àž •–™šžŸ。 ¸¹ [7] É ìíÒ†ˆ‰¡“”•– ,¬†ˆ‰Æ§†ˆ‰Šº»°¼½ , ­€‚ƒ„ , †‡†ˆ‰Š‹Œ Ž,‘†‡,’“”•–—˜™š†›œžŸ ° Š‹。 ¡¢£¤,†‡•–¥†¦,  §¨ ¤†¦©ª«¬, ®¯°±‘£œ ì톈‰¡Ä•– ,²³£œ ´µ¶·¸¹,º»¼½¾¿À Á,‘ÂÃÄÅÆÇÈÄÅÉÊËÀ, Ì͙šž Î。 žŸÏÐÁÑÒӓÔÕ°Ö×, ØÙÚÛÜ Ý“Þ°ßËàá。 âã, Âäå¡æ牄èé À’•–†‡™š›œžŸêëìí,  ŠïšžŸ°ðñòó, ô¡ãõ·®ö÷°ø ùúû。 üýîþÿӓ~}|{[\]^´µ“”• –_,`@•–™š›œžŸ°?â,>Ë=< ;:é GEO - studio ;“”•–°½/¦ .-,,¬ ðñ°žÈòó。 1 ¡¢’•–›œžŸ°Š‹,  +*)¡ [1] ãêëҐ(°ìí。 '&É ¡• –ÎÝïš%÷êëìí, ¬¤— †ˆ‰²³¼½¦,—†ˆ‰ 10  ¢ 。 ¤ ,–¤ µ;¤†¦ ,¯°© [2] ‘†µ,:¦¤¼½。 É ¡ ©$ ° â¬, ŒŽ。 ÉÊÉ [9] ¡†ˆ‰ÊËÀ“Þ•– /¦êëìí,§¢†ˆ‰ÊËË/“Þ •–°¤*’,ÌØ , •–³´‚=͙džˆ‰=°‹ŒØÁÑ, /¦ “Þ•–° Î2£®°/¦ÏÐ。 î„ìí, ‰¾ Ñý‘¡†ˆ‰èéÀ3Æ=<4" Ò 5,ÓÂÔՊÖèéÀ•–žŸ°º»¼½/ ¦½Ì×{†•–½Ö.-。 âã, æ ØÙ°ìí¡êðڝÛ†‡•–žŸøùú ûÌÛåÙϨÆÜ。  þÿӓ[~^ K523—K524 µ§¢Ó“ÝªÞ å,ß6Ґ(°“”•–, •–°à½ðñ 2 ~ 5 m,æ“^†‡™š•–›œžŸ°£áà,â ýð¦ÐžŸ°•–ìí¡‹,žŸ •–æç 1 Šè。 •–钣,–àê 4 m,–á Ùãäå  1∶ 1. 5(33. 7°) 。 £ë4ìæç 2 Šè。 ““Þ #ý°©òóêë ìí, ™š©Û。 ‘­€ ‚ƒÀ, ¤„±©(, À ; Ø ‘†‡‚ƒý,ˆ „、À±©(‰ÂŠ‹ Œ。 Ž‘É [3] ¡£•–†°º»¼½ =’“êëìí, ˔ •–—"ö¬—˜ n °£º»¼½= c n ¹ φ n ™ †ˆ‰= n °š=›‚: †ˆ‰ c n = c0 × (0. 345 × e0. 28 + 0. 64) , (1) Fig. 1 1  Cutting slope sliding diagram 0. 214n + 0. 60) , (2) φ n = φ0 × (0. 412 × e œý:c0 、 φ0 ———ž — ˜  † ˆ ‰ °  ¤ º » ¼  ½<。  ­€‚†‡Ÿ¡, †‡¢£ ¤¥¦Ÿ¡‰™š†ˆ‰, §œ (1) 、(2) ¨©ª n ˆ‰ °¼½=。 !0É ·16·土木工程 [4 - 6] ¡«’• [8] †ˆ‰ •–1 #Šïš°ÅŒŽ ¢†Æ,ÙÅ(™Ç¤¼Û½°‹ŒØÈ 2  ,¤°*= ˆ‰¾²³¼½¿À°Áå?â。 ÂÃÉ  Fig. 2 2  Slope collapse geometry model diagram 5 2 1 ¤,¤˜™、¥š›œ¥¦¤§¨©ªª«,  ,, , 2. 2 m,   11 505 À,Á:‡ˆÂ‚‰Š‹ŒÃįÅÆÇÈ ¿ ,  «¡¢Œ 27% ®,¬® S r > 0. 97。  4 。   ­  €­‚ƒ„, †‡ˆ ‰Š‹ŒŽ‘ ’。 “”• 1 – 4 “( θ) ”• 3   30  212 d。 †  10 ‚  。         a        ¤˜™¯¡¢ŒŽ‘      2 2      3     Fig. 3  Average temperature change vs time diagram    —˜™   ‹ Œ  š › ,      ‹  œ­€‚ƒ „   ž Ÿ    †,  †      ‡ˆ‰Š 10 cm † 。 ‹†¡¢Œ w ” •Ž‘ ,   4  。 ‡†žŸ£’“” •–‹—‡†¤˜™ 、 ¥š›œ , •–ž 5 Fig. 5 。 2 3  5  b          ¥š›œ¯¡¢ŒŽ‘ 、  Cohesion, internal friction angle with water content changed diagram  °¯°†±±²³ ´‡ œ  ² ³ ª 。   ‹ ´  µ ² ³ ª  ‡   ©¶:       ¶   Fig. 4 4           Relation curves between change rate of water content of loess samples vs depth  4 Ÿ¦¡§,¡¢Œ¢£†¤, ¥¦¤§¨©ª«, † 40 cm ¨¡ ¢Œ© 32. 1% 。  5 †¬¨‡œ¤˜™、 ¥š›œ£’“”•–ž,Ÿ¦¡§,¢£¡¢Œ τ = c + γhtan φ, :τ———³·™; c———¤˜™; γ———‡µ; (3) φ———¥š›œ; h———¸。 ¹º¶(3) Ÿ¦—§²³ª¢ ”•Ž‘, 6  。  6 Ÿ¦—§,¢£‚•¤, ‡œ²³ª¦¨©¶§¤,  30 ~ 50 cm ¨,‡œ·»©¸¬®¼½, †²³ª¹©, µº ‡œ»¼½¾‰Š‹Œ。 土木工程·17· 506 ¿ À Á  à £ ‰ ‰ Å 27 Æ Ä                            ­ a     £¤   Fig. 6 3            6    Shear strength with depth diagram       b 21 d «€µ       GEO - studio  。  ,       ,   。 3 1     ,  temp            Soil slope physical and mechanical parameters h/ m l/ m c / kPa φ / ( °) γ / kN·m 4 6 5 9 15. 5 -3 α / ( °) 33. 7  †Š‹Œ„Ž †ƒ,  ‡ˆ‰ 10 ‘ 1 Š’‹“ 4 ‘ 30 Š, Œ  212 d,Ž‰‘’“†”•”  –•—–˜—。 ˜™, š›œžŸ™š¡¢£,‡ˆ¢‡,›œ  ,š¤ž¥, ƒ¦Ÿ–。 ˜–§¨‹¢£, ¡ˆ– ©ª« 7 。 ¢¢。  7 † 10 ‘ 1 Š’‹“ 4 ‘ 30 Š 7a †£¤, ¥¬¦ 。 ®,¯§‡ˆ¨žƒ†‘,°‚†± 7b † 21 d « (10 ‘ ž²ˆ³´ ©ª¢。 21) €µ,¥¬¦®,žƒ’“†” ·18·土木工程        ­€‚ƒ 1。 1   33. 7°) 。 ˆ† 10 m,‡† 30 m。  ˆ‰  d 145 d «€µ ,† 4. 0 m,  ‡  † 6. 0 m,   † 1 ∶ 1. 5 (    † 3 2     Table 1   c 50 d «€µ  ­­€‚ƒ ,„  。  3  Fig. 7 7      e 187 d «€µ Initial temperature field and temperature distribu tion at different time ,ˆ³¶£¤,¯˜³´ ¬®•¯°±²³´, ¡ˆ³´¶ 7c † 50 d « (11 ‘ 19 Š )  。 ,¥¬·¸ž¦®, žƒ¹¶”, žƒ¬ º 0. 5 m µ¹†‘”¶ 。 ˆ³´· 7d ¸¹£¤, ¢ 7b Ž º¥。 † 145 d «( ‹“ 2 ‘ 22 Š) °‚,¥¬ ¦®,ƒ¹¶º¯”,»£– µ¥» 2. 0 m, –š›œžŸ¼“»£– 7e † 187 d « ( ‹ “ 4 ‘ 5 µ¼½•½。 Š) , ¥¬¦®, ¾¿¾  À,žƒ’“†‘,ˆƒÁ ¤,¢ 7d ¥¬¦®,¾¿¾ À, »£–µÎ , Ä® Á¤’“²ˆ³´。 ž5  Ò Ó,º:ÇÙ­‹Œ  8  ,(  3)  ,  ,  ,   ,。 , ,  。   2. 0 m , 0 ℃ ,   ­ 2. 0 m,。  507 €Ž¨©‚®¯° –‘‚、’“”‘’„ †‰ ,•‡ˆ Š‹。 –—˜™š›, — ˜™˜™ †‡ˆ‰ ƒ 30 ~ 50 cm —˜™š  Š‹, † 。 (2) œ›œžžŸ, ¡Ÿ¡¢œ£, ¢ ¤¥­¦, ,­ £¤ , —˜™š, ‡ˆ‰Š‹Œ€Ž¥¦。 (3) §¨§€Ž    ƒ¨©ª« ,   ¦¬‚®¯ ° © ª ¦ « , ¬ ®    (  )  , ±      ‹ Œ € Ž   ´µ 。  ¯°– ²³   j+.:   Fig. 8 '8       [1] ¶·±, ¸, ¹, º. ­»¼½  9 €  ­‚, ,ƒ  ,€‚„ƒ‚ †, ­ 2012, 31(1) : 199 - 205. [2] ¸ ¹,  , Æ. º»¼ÇÇ [3] ¿ €,  ‚ 0. 95,‡ˆ‰Š‹Œ€Ž。   . Í­›­  ™ƒ‚  ‰ [ J] . Î Ï Æ Ã Ä „ Ð „ Å (  Ñ Ì „ —˜ [4] Ò [5] Ò Ó, Ï, ¿ [6]  '9       [7] ÁÂ[ J] . ’×¹ØÃĄÅ, 2015, 13(1) : 1 - 5. Ó, Ä Å, ÆÊ , º. œ›ÇÙÚÀŽÛ ֝¤¥ÜÝÁÂ[ J] . ÎÏÆÃĄЄÅ( Ñ̄ [9]  , º. œ›ÞÇÇÙ€ŽÛ Ó, Ä Æ Ç, Ä, ß, º. ­»¼§Íà­›´Ç ֝²³[ J] . Ñ Ù [8] Å, ÆÊ ), Ò BCD}~i€zk Slope slip surface and safety factor diagram ), À. œ›­€ŽÔÕÖà 2005, 19(2) : 1 - 4.   À, Á 2013, 27(3) : 28 - 32.   4 ­¦¨Ä’ª½ ­¾ÈÉ·ÁÂ[J]. ʼË̄, 2012, 33(5): 3 - 9.  Fig. 9  · Á  [ J] . €  ‚ „  Ã Ä „ Å, ¾¶¿À Š ¨  BCJKQRSLM#z{| Slope of temperature change with time curves ²³´µ ¿„Å, 2006, 15(3) : 66 - 70. ÔÕ[ J] . ÞÇȧÌÜ, 2011, 76(4) : 79 - 84. É Å, , , º. ­»¼§ºÊ´¤¥á ÔÕª«[J]. ̄ÜÝÃÄ, 2009, 23(9): 7214 -7221. Ë Ì, â [ J] . Ç . ­»¼±ãÇ ÃÄ, 2011, 35(5) : 26 - 32. ¤¥áÁ (1) ‘’„ ‡ˆ ‰ Š‹,‘’„ †“ ”•ŒŽ。 ( -‚  ƒ„ ) 土木工程·19·  24  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  9   Vol. 24 No. 5 Sep. 2014   ,  (   ,  210098) ! ": 。 , ­€ 30 cm、‚ƒ 0 150 mm „ ,­€ 15 cm、‚ƒ†‡ 0 075 mm „ˆ,­€ 30 cm、‚ƒ†‡ 0 075 mm „ˆ,‰Š‹ŒŽ‘’ŠŒŽ“”•„‹–、—–˜™š›,œžŸ¡¢ „›£¤¥¦§,¨©ª,«¬ž®: ‰¯­€Š° 30 cm, ™ŒŽ ±€Š° 150 cm ², ¯³° 0 193 mm,´µ²¶ 25 min,ˆ¯° 6 529 mm, ´µ²¶ 2 000 min,·¸, ¹º ™³‘»¼¢½„²¶, ¾¾†‡ˆ¹; Š‹¹,­€¿À,³¿À;Š‹Á“,—–³†‡‹–³。 #$%:; ; ˆ; ˜Ã;  doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 05 019 &'()*:TU411 +,-*:2095- 7262(2014)05- 0524- 05 +./01:A Deformation characteristics study of water releasing from saturated soils CHEN Yang, ZHOU Zhifang ( School of Earth Science & Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China) Abstract:This paper is based on the recognition that the study of soil settlement is of practical sig nificance for the project and introduces the use of three groups of indoor experiments which produce seep age deformation parameters which occur once and twice when the same pressure and different pressures are applied on sand with the thickness 30 cm and particle diameter of 0. 150 mm, clay with the thickness 15 cm and particle diameter of less than 0. 075 mm, and clay with the thickness 30 cm and particle diam eter of less than 0. 075 mm. The paper goes further into the reflection of the law underlying the deforma tion of the soil by observing the settlement from dial indicator and the contrast of the deformation of the three groups. Results show that the occurrence of soil thickness of 30 cm and fluid pressure altitude of 150 cm mean the settlement of sand layer of 0. 193 mm, the settlement stability time of 25 min, the clay layer settlement of 6. 529 mm, and the settlement stability time of 2 000 min, suggesting much less time for sandy soil subsidence and deformation process than for clay one; the thicker soil means the larger de formation; and with the same condition, settlement amount is less for secondary than for the first one. Key words:settlement; sand; clay; deformation 2345: 2014 - 06 - 27 6789: ­€‚ƒ„ :;<=>?: Œ ·20·土木工程 †‡ˆ‰ŠŠ‹(201301083) Ž(1990 - ) ,‘,’“”•–—,˜™,ˆš›œ:­žŸ,Email:chenyangyang. net@ 163. com。 05 1 0  2 Ñ|{û‹º»ŒŽª«, •‚ ¤œ¥ ¦¬ž  = 200 mm,H = 1 000 mm   ,  , , 。  ­€‚ƒ„ †‡ ,ˆ€„ ‰Š。 ‡‹ŒŽ‘’ “”•– 525 3,ì:º»´Û}ØŸ¡ŒŽ)( —˜™,š›œ ž€Ÿ¡¢£;¤Š ª«¬®¯, ° ¥¦§¨© ±‹²³、ŒŽ, •‚´€‚µ¶·, ¸ ’¶¹。 º»¼½ŒŽ, ¾¿ŒŽ ÀŸ¡,Ÿ¡‘ƒÁÂÃÄÅÆ。 ÇÈ ÉÊË̃ÍÎËÏÐÉÊ,Terzaghi ÑÏÐÉ [1] Ê ÒÓÔÕˌŽÖ×ØÙÚÛ‹Ü©Ý ,’ßàáâãä ¦åæçè。 Þ [2] í, Õ´Û, Ÿ¡ŒŽ [3] ïðñƒòóœ´。 ô†ì ÇÈõ éêëì ö,‰÷ŒŽøù£§ÕŒŽø 50% ‚ [4] ñòÝ。 Zhou ì úÕõ‚ûüý ®¯¨©°§; ”Œ²¯ ¦±²³´[ ²¯,ÇȯŒˆº»ø、Ÿ¡ —¶·; º»øÚø ¦± º»øªœ,¸¹ŒŽøªœ,º¤çè øµŸ¡“” š¶。 ÷Ÿ¡Úø ¦¤Þ¬»¼üõØ Ÿ¡½,ú¼üõ!Ÿ¡½¾,€‚Úø¾¿ ŒŽø。 ¬ç¿À 1。 À 1a œž CAD,b ïÁÂÃ, ¤œ¥ ¦ÄŐ¼üõ, ¦Ÿ¡Úø,ƧǞ 10 cm ¸ È÷,¸È÷ñ§ï§ü,}ØŠ 。 ïɀʖ%œ¥, • Ë<ÌÍË< Û}ØÎ<Ï; ”Œ²¯ ¦¥ÐÌï , ï  Ñ Ò ” Ó Ô Õ  ø Ì, Ì Ö × Ø  YZ1518X,ÐÌُ 0 ~ 100 r / min。 ±¬” ÐÌُ,€‚ÒՔøÚ ÛÜÝ Þ。 º»øÚø ¦¥ßà·á、 ۜâÝ¡ ½,ÛãâÝܞßà·áñä。 þýÿ,ï~}غ|{ûýÿþ‹ þŒŽ[ , ýÿ\]^_ú`@?  ¥¦ýÿþ³œ¤>=<—, ýÿ ŒŽ;©^_:/.á-,?õî, Ž½ Õ。 +ì  [5]  », *î, ïÐï, Š„  Darcy ”。  », ƒ , ƒ ˜œÛ ˆ  [6]   »„)(,²¯,  '。 ¦Š„, Ø¯    ­€¯, [7] ×,ƒ–„ ÇÈ 。  ¦­€¯‚ , ºŒŽïÉÊ ƒ†'”‡ñ,¤;©Œˆ,º  »Éʉ'çè, ïÇÈ &Š‹‡Œ‹,‰÷ŒŽïÇȍ ‰÷ŒŽŽƒ‘ü’Þ。 “”•  –%‰÷ï, —˜ïÇÈÐ €‚ï~$´#"™š›。 1  1 1   ¥Ÿ§ü¡½, ¢£¤œ¥ ¦、 ” / Œ²¯ ¦、 º»øÚø ¦、 ÷Ÿ¡Úø ¦( ¢§¦¤œ¥ ¦ ) 。 ¥¦ï¨© Fig. 1 1  Experimental design and physical structure œå¥êž 3 ~ 5 d,Ë“”æç,ƒ,è 土木工程·21· 526 Î Ï Ð Ñ Ò ¹ ± ± Ô 24 Õ Ó ,、 ,, ¶·Ú€Û¸,˜š› ¥¡¼½¯Ü¾,¥¡  、   ; , ,。 µÙÝÞ¹,ß •ƒ ,µ¢œ±¨ àÂá°, â σ = u + σ′, ¦œžã ,, 、 ,  ­€‚ ƒ, †‡ˆ‰,Š ‹ŒŽ‘‡’“”ƒ , • ­€„ ;˜™, š›‹ŒŽ, œ­€ž Ÿ¡ ­€  ¢£, ‚ 0、5、10、60 600 s,¤¥¦,ƒ §¨©ª«¬®, „ –— ›— ¢£†‡¯,°¡±ˆ²Ÿ¡, ³‰ 1 h Š‹€´ 10 ~ 60 min Œ, µ¢Ž¶ ·Ÿ¡®£¶·。 1 2 @AJKDE ‡¹,•º» ¿‡À;¦œ¯Á´ ,•,´µŸÃÀ,¨àÂĹ,¨à ÂÅœÆ,ä圶·º»ÇÈ,É» ¥¡¼ s,梦œž›—ÊË, ƒççÌ ’½è­€。 «ž ¦œž¥¡£‚é 2 ê。 é 2 «ž ¦œžëÙ δ ì 30 cm,” íÙ h ˜¥¡¶·。 æé 2 ‹î,  150 cm ­,«œž¥¡ 0 193 mm,¦œ ž¥¡ 6 529 mm。 ‹Ô”œžëÙ,” –—˜,¦œž¥¡¼ ïï¹ «œž。 é 2a íÙ 150 cm ”«œžëÙ, ðíÙñ 80 0 175 mm, ­,ò;¥¡¼ ñ 0 092 ‘¸¹º»†, ¼’“” •–—˜,½™š›œž ¾Ÿ¿¡À,¢Á 150 é 2b ”  ë Ù ¦ œ ž,   í Ù  ñ 250 cm­, ¥¡¼ ñ 6 529 9 765 mm, £¤¥¡ÃÄ。 ¦œ•ÅÆÇÈɧ¨ÊË© ÌÌÍ,»•¦œŠ³‰ÎÏ, Ð, ‘ªœÑ ‹Ô”–—˜, ó¹, ¥¡¼ ó¹。 é 2a ,òô x ‹,25 min , «œž¥¡ Š® «。 ¬‘‚ÒŠ®¯Ó° Ô 1  2。 ±Ñ Table 1 L1 @AJK Experimental program δ ¦œž Õ֞ 30 0 10 15 0 ’2 000 min。 cm  h «ž 0 ¯,‹Ô 30 cm ëÙ«œÜ¾¥¡Ì õ , é 2b ¦ œ ž, ¥ ¡   ­ € ö Ì   80 10 30   ;«Š 10  150  150  250        150  250      œŠ×²     Table 2 L2 MNGOPQRS Physical and mechanical parameters of samples ρ / ( g·cm - 3 ) d / mm ÏØÙ ³   n CV    ØÙ «œ 0 150 1 602 1 988 0 317 ¦œ ≤0 075 0 865 1 682 0 561   0 340             2  2 1 TUVWUXYZ[ «ž•ƒ ·22·土木工程 Fig. 2 2 2 ,´µÙ,«œ '2 T\FWU\XYZ[ Comparison of sand and clay layers settlement WU\]^_` é 3 ”ëÙ¦œž•º»¥¡ 5¡ ± ²,³:ž•Ÿ´µ , 3a、b  15  30 cm。   3 ,  250 cm ,    15  30 cm ,  5 781  9 765 mm, 150 cm ,      3 016  6 529 mm。  , , ,      250 cm,  3a 1 800 min  750 min  , 3b  ; 150 cm,  3a   。   527 ¶•·¸            2 100 min    , 3b  1 900 min, ,      ,    ,              ­。                           4 Fig. 4                Secondary settlement comparison of same thickness of clay layers   3       Table 3 Comparison of settlement and sedimentation rate                                                        3 Fig. 3  Settlement comparison of different   thickness of clay layers    4       30 cm,   €     150 cm‚ ƒ „,  4a    , 4b  ,†,‡  ˆ‰ Š ,  ƒ 。  4b  150  250 cm ,   2 124  4 213 mm;  750 min ‹, Œ 1 500 min, ‰, , ,    Ž  。 ‘’ƒ “”,• –—˜,,‰™• Œ € 。 “ š,›œ„Š 3。 3   (1) €ž•Ÿ ¡,œ “¢­ , 20 min ‰£,¤Ž€¥¦‚„ œ˜,, §ƒ,ƒ ˜¨©ª, ‘’ “” ƒ;«„ , ,  ˜。  (2) ,“¬œ“ ¨©š , †œ‡® 1% ‰,  30% ,¯„†ˆ°; °, 土木工程·23· 528 Û Ü Ý ¤ ,;, 。 ¥  [4] [1] mental Earth Sciences, 2014, 71(9) : 4235 - 4245. [5] 10%  , € . ‚[ M] . 2 . ƒ„: 1 - 151. ¦, , , Œ. ­ª «¬® 62 - 68. . §Ÿ [6] †‚‡, 2005: š ”•–— [J]. , † ¢£[ D] . š : [8] ††‡, ˆ [ J] . ‰. Š ‹©ŒŽ”³ ´‘  ˜—‚ ‚™:  ¤‚ , 2013, 30 (4 ) : ˜—‚™, 2014, 36(6): 1 -4. œ, Œ. žŸ¡‘ ‚, 2010 , 31 ( S1 ) : ‹€‚, ƒ„ . ”­¡²‚[M]. „: ¤‚‡, 2013.  [3] Darcy §¨© [7] 30 - 34. ˆ‰Š, ‹, , Œ. Ž‘’“ [ J] .  ¯§¨° ­±¤¥‚, 2007. [2] ›, ZHOU ZHIFANG, WANG JINGUO, HUANG YONG, et al. Con formation and water release from saturated soft soil [ J] . Environ  ,  ,  :  24 Þ ™ ceptual data model and method of settlement calculation for de  ­ ,   。 ‚ „¤¥‚‚™, 2006, 28(3) : 207 - 210. (3)     ,            ;  ,         ,  ,   ,  ;  ‚ ¢£[ J] . (  )  檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  519 ) ’“µ”± ‡¶ 0 ~ 4 1 MPa •·。 –— ·˜,  2 0 ~ ¸¹ µ”º 3 0 MPa;± · 3 0 ~ 4 0 MPa。 (2) ™’“š›‡¶™’, µ”± ³[ J] . ± [6] ·Òƒ, ÁÓÔ. £¥¸¹Ñô‘ [7] ƒªÕ, †ÖÒ, †×Ø, Œ. ‡ÙÈɸ¹º¢ ²°Ó ­Áµ”±Â , 0 006 m。 (3) Á£¤–—±, ֗¸¹, ÄÅ  ¤ Æǵ”™’,¾­£¥ ¸¹È,œÉ£ ‡€,ÊË“ ­” £ ¦Ì。 [8] [10] [11] : [1] §¨‚, ©ª«, ¬®¯. £¥°±¥² [ J] . ´ƒ¥²“„‘, 2004(4) : 1 - 4. [2] µ ¶, · ¸. £, 2013, 22(6) : 24 - 27. [3] » ¼. ½¸¹“¾¿˜ÎÏÀ£†”³ ¤¥², 2011, 30(4) : 70 - 72. [4] [ J] . [ J] . £ ÁÂÐ, ‡Ã, Á¯Ä, Œ. ¡­ÅÆÇ£µ”ÈÉ ¸¹š›ÆÇ[ J] . £¤‚™, 2010, 35(9) : 1419 - 1424. [5] ÊË, Ì ·24·土木工程 Í, ÎÏÐ, Œ. ѽ¸¹¡­£¥²Í ›, ÚÛÜ, ÝÞß, Œ. àŒÈɸ¹ÆÇ¢ ‚  ‘ ¢ £ [ J] . ± » çŽ[ J] . ¶‘¥Î, 2010(1) : 20 - 22. Á½Ô, ’è, éê, Œ. £Èɸ¹¹ëåæ쓥 íîÐ, ¦ï, ƒ”, Œ. ‚¡åæµ”¸¹×“ ¢£[ J] . £¤‚™, 2010, 35(12) : 1963 - 1968. , íîÐ, ƒ”. [13] ¦ ñ, »½ï, † [15] ·Ã‰ ²[ J] . £¥ÕÖ, 2013, 44(4) : 99 - 102. ð [14]  ¥ Î  ‚ ‚ ™, 2008, 37 ( 6 ) : á, âÏ. ã¥ä¸¹¥“±¸¹åæ [12] ¢£“ͳ ‹­£¹®¸¹º Á ¼ ˆÍ‹[ J] . £¤‚™, 2012, 37(8) : 1256 - 1262. 745 - 750. [9] ˆ¢£‰Š‘ [ J] . £¤¤‚¥², 2010, 38(4) : 13 - 16. » ¼,½œŠžŸ¾,µ”›‡¶¡¶ ¿。 –—¸¹µ”º¢  »¼À,  ¥Î, 2013, 22(7) : 80 - 82. ‚¡¸¹åæØÈ´•‹¢ £[ J] . £¤‚™, 2011, 36(7) : 1087 - 1092. ò. ½¸¹¹® —[ J] . £¤‚™, 2013, 38(6) : 994 - 1000. ©ª«, ó –Ȏ ô, õö÷, Œ. º¸¹Æǐø Ù¢£[ J] . £¤‚™, 2007, 32(2) : 119 - 122. ‘ ùÚú. FLAC3D Í Ã û — [ M] .  „:  ü ˜ Î ‡  , 2007: 116 - 190. (  ) 第 28 卷 第2 期 Vol. 28 No. 2 黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018 年 3 月 Mar. 2018 地下水开采引起的平原灌区地面沉降的数值模拟 韩 雪, 史秀文 ( 黑龙江科技大学 建筑工程学院, 哈尔滨 150022) 摘 要:针对地下水开采引起地面沉降的问题,以达西渗透定律和太沙基的一维固结理论为 基础,设置两种布井方案,采用 Processing Modflow 软件模拟分析绥滨县 290 农场平原灌区的地面 土体 - 水位变化。 结果表明,模拟区域北部及东北部地下水位变化明显,中心区域水力坡度变化较 大,地下水漏斗形状较为明显。 整个应力期内,地下水位变化与地面沉降变化呈正相关性,单井出 水量对地面沉降影响较大。 开采总量相同、布井中心位置设 9 眼井且以 240 m 间距向四周均匀分 布 30 眼井,地下水位线下降量与地面沉降量均较小,且趋势发展缓慢。 该研究为地下水开采科学 布井提供了参考依据。 关键词:地面沉降; 地下水开采; 数值模拟 doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 02. 009 中图分类号:P642. 26 文章编号:2095- 7262(2018)02- 0168- 06 文献标志码:A Numerical simulation of groundwater exploitation on land subsidence in plain irrigated area Han Xue, Shi Xiuwen ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper discusses the effort to address the land subsidence due to groundwater exploita tion. The study drawing on Darcy , s penetration law and TaiSky , s onedimensional consolidation theory is focused on the coupling calculation of the soilwater level changes in plain irrigated of Suibin County 290 farm using Processing Modflow software to calculate, and set up two types of well arrangement for simula tion analysis. The simulation results show that there is a significant groundwater level change in the north and northeast of the simulated area; a greater change in the hydraulic gradient in the center area; the more obvious occurrence of the underground water funnel; the presence of a positive correlation between groundwater level change and land subsidence change during the entire stress period, and a great influ ence the single well output has on land subsidence; and the occurrence of a smaller change both in groundwater level subsidence and the surface subsidence, as in the case where there are the same total a mount of mining and large density, along with a slower developing trend. The research may provide a ref erence for the scientific development of groundwater mining. Key words:land subsidence; groundwater exploitation; numerical simulation 收稿日期: 2017 - 11 - 12 基金项目: 黑龙江省自然科学基金项目( E201462) 第一作者简介: 韩 雪(1969 - ) ,男,吉林省榆树人,教授,博士,研究方向:岩土工程,Email:hanxue69@ yahoo. cn。 土木工程·25· 第2 期 韩 雪,等:地下水开采引起的平原灌区地面沉降的数值模拟 169 S———骨架储水率,压缩为正,回弹为负,m - 1 。 0 引 言 Se = ρw g 地面沉降是由多种因素引起的地面高程缓慢降 低的地质现象,地下水过量开采是导致地面沉降的 主要原因之一[1 - 2] 。 绥滨县 290 农场平原灌区属 于重要的粮食基地,农业灌溉用水量较大,地下水开 0. 434 C c ρ w , σ 0 ( 1 + e0 ) 式中:S e 、 S v ———含 水 层 弹 性 储 水 率 和 非 弹 性 储 水 Sv = 率,m - 1 ; ρ w ———水的密度,kg / m ; G———土体的剪切模量,kPa; 采不合理,出现严重的超采现象,从而形成地下水位 降落漏斗进而引发地面沉降。 针对地面沉降地质灾 3 μ———泊松比; C c ———土体的压缩系数,MPa - 1 ; 害现象,建立地下水开采与地面沉降模拟模型[3 - 5] , 可以对研究区域地下水开采引起的地面沉降作出预 g———重力加速度,m / s2 ; 测 [6 - 7] ,为合理开采地下水提供有利的参考依据。 σ0 ———初始有效应力,Pa; e0 ———初始孔隙比。 为此,笔者以绥滨县 290 农场平原灌区为研究对象, 采用 Processing Modflow 软件设置两种不同的布井 方式,模拟分析地下水开采引起的地面沉降特征,以 3 ( 1 - 2μ ) , [ 2G ( 1 + μ) ] 根据模型中给定的边界条件和初始条件,利用 期为该区域地下水资源的合理开发及地质灾害防控 式(1) 、(2) 计算,就可得到地下水 - 地面沉降耦合 提供依据。 模型,其表达式为  k h  k h  k h + + +w = x x y y z z h + q i , ( x,y,z ) ∈Ω。 Ss t ( ) 1 理论模型 1. 1 地下水三维渗流模型 向异性的主方向规定为坐标轴的方向,并采用地下 h t = 0 = h0 ( x,y,z) ,( x,y,z) ∈Ω; 边界条件: h t > 0 = h1 ( x,y,z) ,( x,y,z) ∈Ω1 , 水流连续性方程及其定解条件方程式表述 [3,8] ,相 关计算式为  k h h  k h  k h + + + w = Ss , xx yy zz x y z x t y z (1) ) ( ) ( K ) 式中:k xx 、 k yy 、 k zz ———坐 标 轴 方 向 的 含 水 层 渗 透 系 数,m / d; K h h Γ h h Γ Ω2 = q ( x,y,t ) ,( x,y,z) ∈Ω2 ,t > 0, Ω2 = -Q 式中:Ω———渗流区域; h cos θ, t Ω1 、Ω2 ———定水头边界、定流量边界; h0 ( x,y,z) ———渗流区域边界上的初始水头; h———水头值,m; w———汇源项,d - 1 ; h1 ( x,y,z) ———渗流区定水头边界函数; S s ———储水率,m ; Γ———边界; Q———饱和差( 自由面上升) 或给水度( 自由面 -1 1. 2 ( ) 初始条件: 对于非均质、空间三维非稳定流系统,可以将各 ( ( ) t———时间,d。 太沙基一维固结沉降模型 下降) ,表示在自由面改变单位高度下,从含水层单 为简化地面沉降模型,便于计算,假设土层中的 位截面积吸收或排出的水量; θ———自由面外法线方向与垂线的交角; q———渗流区域流量边界上的单位面积流量, 渗流基本遵守达西定律,且仅考虑土体在垂直方向 的压缩变形,即一维土体变形。 根据土力学应力原 理,计算含水层沉降量的沉降模型为 Δs = - qΔtd A , h ; t Δs———土层沉降量,m; 式中:q = S Δt———土层压缩经历的时间,s; d A ———土层的厚度,m; ·26·土木工程 (2) 其中隔水边界流量为 0 [9 ] 。 2 地层划分与模拟参数设置 2. 1 地层划分 研究区为绥滨县 290 农场平原灌区,占地面积 为 8. 01 × 10 6 m2 ,北部濒临黑龙江、乌苏里江,东部 170 黑 龙 江 科 靠近地势相对低洼的三江平原,南部为山区,西部靠 近地势较高的小兴安岭 [ 10 - 1 1 ] ,具体位置见图 1。 技 大 学 学 第 28 卷 报 度不同的黏性土层,并且该冲积平原大气降水补给 量较少。 将研究区域的垂直深度设定为 50 m,在平面方 向上,进行网格划分,网格为边长 50 m 的正方形。 在竖直方向上,根据地层划分设定的概念模型,按照 底面界线的埋深将研究区划分为 5. 0 ~ 7. 6 m( 弱透 水层) 、7. 6 ~ 45. 0 m( 承压含水层) 、45. 0 ~ 50. 0 m ( 隔水层) 三层。 2. 3 图1 Fig. 1 研究区位置 Study area location 根据第四系含水层组的水力特征,可将研究区 地层划分为三层,如图 2 所示,从上到下依次为第 I 含水层组、第 II 含水层组、第 III 含水层组。 深度在 5. 0 ~ 7. 6 m分布着粉质黏土和淤泥质粉质黏土,透 水性和富水性差,概化为弱透水层,为第 I 含水层 组;深度在 7. 6 ~ 45. 0 m 分布着细砂和砂砾石,透水 性和富水性良好,含水饱和,概化为承压水层,为第 II 含水层组;深度在 45. 0 ~ 50. 0 m 分布着致密的淤 泥质粉质黏土,透水性差,概化为弱透水层,为第 III 含水层组。 源汇项概化与计算参数 2. 3. 1 源汇项概化 地下水的渗入补给以垂直方向的降水补给量为 主,其次是侧向的径流补给;而潜水的蒸发、地下水 人工开采和侧向径流排泄是主要的排泄项。 另外, 流经研究区域的松花江和乌苏里江,除了汛期能够 补给系统输入物质和能量,其他时期却是主要的排 泄通道。 2. 3. 2 计算参数 此次模拟利用经验数值,第 I 含水层至第 III 含 水层的水文地质参数见表 1。 Table 1 含水层 表1 含水层水文地质参数 Aquifer hydrogeological parameters k xx / m·d - 1 k zz / m·d - 1 Q S e / 10 - 5 m - 1 I 0. 25 ~ 0. 50 0. 025 ~ 0. 050 0. 05 ~ 0. 15 0. 8 ~ 4. 0 II 0. 55 ~ 0. 75 0. 055 ~ 0. 075 0. 05 ~ 0. 15 0. 8 ~ 4. 0 III 0. 45 ~ 0. 65 0. 045 ~ 0. 065 0. 05 ~ 0. 15 0. 9 ~ 3. 0 为了验证模型的可靠性及准确性,通过收集、调 研资料,获取研究区的水文地质参数,并结合 2014 年 1 月 1 日—2014 年 12 月 31 日时间段的地下水位 线观测资料进行调试验证,得到地下水流场拟合结 果,如图 3 所示。 由图 3 可以看出,拟合水流场与初 Fig. 2 2. 2 图2 研究区地层分层 Strata hierarchical figure in study area 始水流场基本一致,即模拟参数设置下的地下水位 变化与观测水位值基本一致,表明该模型参数设置 基本合理。 边界概化与网格划分 根据地质条件将地下水系统边界概化。 含水层 隔水边界或者是弱透水层边界,西起小兴安岭东南 缘的低山丘陵,存在大量的岩浆岩体阻水断层,此类 岩体透水性较弱;流量边界是由南部山区基岩裂隙 水侧向渗入补给构成的;定水头边界是由北部及东 北部的中俄界河黑龙江和乌苏里江构成;隔水边界 由第四系土层下部构成,东部为冲积平原覆盖着厚 图3 Fig. 3 拟合地下水流场 Fit groundwater flow field 土木工程·27· 第2 期 2. 4 韩 雪,等:地下水开采引起的平原灌区地面沉降的数值模拟 布井方案 基于 数 值 模 拟 软 件 Processing Modflow, 建 立 数采用试估法( 依次校正法) 进行确定。 3 结果与分析 域的钻井区,并将人工开采地下水概化为开采井,通 3. 1 含水层水位线下降量 盘式喷灌和移动管道式喷灌两种,该模拟区域钻井 值线如图 6 所示,单位为 m。 290 农场平原灌区的地下水开采 - 地面沉降数值模 型。 该模型利用人工插补法虚拟定义该平原灌溉区 过 well 模块进行处理。 灌溉井的类型一般包括绞 171 地下含水层水位线等值线如图 5 所示,三维等 设置为绞盘式喷灌水源井( 钢管井) ,井深统一设定 为 50. 0 m。 在保证总出水量均为 5 850 m3 / d 的前提下,根 据布井数量和布井密度,设置两种不同的布井方案: 方案一,设置 39 眼井,单井开采量为 150 m3 / d,中心 处设置 9 眼井,以此处为中心向四周布井,布置方式 均匀,间距设定为 240 m,布置方式及初始等值水位 线如图 4a 所示。 方案二,设置 29 眼井,单井开采量 为 201. 7 m3 / d,中心位置布井相对密集,四周布井 偏向于均匀,间距设定为 300 m,布置方式及初始等 值水位线如图 4b 所示。 Fig. 5 图4 Fig. 4 图5 地下含水层水位线平面等值线 图6 地下含水层水位线三维等值线 Underground aquifer water level line contour 布井方案 Well plan 此次选取 2014 年 1 月 1 日—2015 年 12 月 31 日的地下水流动态监测资料进行模拟分析,该模拟 期共包括 24 个应力期,设定一个应力期是一个月, 每天为一个步长,共为 720 个计算时间步长。 在该 时间段内将会历经枯水期和丰水期,含水层的水流 特征可以通过模拟的地下水流场反映出来。 将其初 始沉降量大小设置为 0,含水层导水系数和储水系 ·28·土木工程 Fig. 6 Underground aquifer water level line contour 3D 172 黑 龙 江 科 由图 5a 可见方案一地下水含水层的水位线变 化,中心处水位线由 27. 48 m 下降至 26. 42 m,经过 布 井 设 置 模 拟 开 采 后, 中 心 处 水 位 下 降 量 差 为 1. 06 m。 北部及东北部与黑龙江、 乌苏里江相邻, 技 大 学 学 第 28 卷 报 一大,中间部位布井密度较小,沉降量较大,四周布 井密度较合理,沉降量较小,整体沉降幅度变化不 大,呈现凹陷状。 沉降量在模拟计算期内发展较缓 慢,范围为 4. 4 ~ 22. 6 mm,最大值为 22. 6 mm。 地下水位变化明显,整个研究区域水位下降范围为 0. 80 ~ 1. 06 m。 由图 6a 可以看出,地下水位等值线 以布井密度相对较大处为中心区域,逐渐向四周扩 散,呈漏斗状。 由图 5b 可见方案二地下水含水层水位线变化, 中心处水位线由 25. 61 m 下降至 24. 40 m,经过布 井 设 置 模 拟 开 采 后, 中 心 处 水 位 下 降 量 差 为 1. 21 m,整个研究区域下降范围为 0. 68 ~ 1. 21 m, 水位线下降量差比方案一大。 由图 6b 可以看出,方 案二与方案一大致相同,地下水位等值线也以布井 密度相对较大处为中心区域逐渐向四周扩散,呈漏 斗状。 3. 2 地面沉降量 根据地下水位线变化,可以进一步模拟计算相 应的地面沉降。 图 7 ~ 9 分别给出了地面沉降等值 线平面、三维及剖面。 由图 7a、8a、9a 可以看出,方 案一的模拟区域地面沉降量较小,中间部位由于布 井密度较小,沉降量较大;四周布井密度较合理,沉 降量较小,整体沉降幅度变化不大,呈现凹陷状。 沉 降量 在 模 拟 计 算 期 内 发 展 较 缓 慢, 范 围 为 5. 0 ~ 17. 6 mm,最大值为 17. 6 mm。 图8 地面沉降三维等值线 图9 地面沉降等值线剖面 Fig. 8 Fig. 9 Land subsidence contour 3D Land subsidence contour sectional 选取位于中心位置的点为对象,分析每两个月 为一个时间点所对应的地面沉降量,如图 10 所示。 图7 Fig. 7 由图 10 可见,方案一比方案二的沉降量小,在应力 地面沉降平面等值线 Land subsidence contour 期前期,沉降量与时间成正相关性,在应力期后期沉 降量较小,变化范围不大,地面沉降趋于稳定。 综上所述,布井的数量、密度及方式均会对地面 由图 7b、8b、9b 可以看出,布井数量虽然较少, 沉降产生不同的影响。 整体来看,方案一沉降量比 但由于单井出水量大,模拟区域地面沉降量比方案 方案二略小,布井密度大会导致局部地下水开采过 土木工程·29· 第2 期 韩 173 雪,等:地下水开采引起的平原灌区地面沉降的数值模拟 下水位线的变化幅度和地面沉降量。 参考文献: [1] 骆祖江, 曾 峰, 李 颖. 地下水开采与地面沉降控制三维 耦合模型研究[ J] . 吉林大学学报 ( 地球科学版) , 2009, 39 (6) : 1080 - 1085. [2] 金玮泽, 骆祖江, 陈兴贤, 等. 地下水渗流与地面沉降耦合模 拟[ J] . 地 球 科 学 ( 中 国 地 质 大 学 学 报 ) , 2014, 39 ( 5 ) : 611 - 619. [3] 图 10 Fig. 10 研究区中心位置的地面沉降量 Ground settlement at center of study area 于集中引起地下水位线大幅度下降,从而引发严重 [4] [5] [6] 结 论 (1)290 农场平原灌区,北部及东北部地下水位 [8] [9] (2) 方案一地下水位变化范围幅度不大,形成 的地下水漏斗形状不明显,地面沉降量小;方案二地 下水位变化范围较大,地下水漏斗形状明显,引起的 地面沉降现象突出。 李 英, 何钟泽, 严桂华, 等. 武汉二元结构地层基坑降水及 其沉降研究[ J] . 岩土工程学报, 2012, 34( S) : 767 - 772. 路瑞利, 方树星, 王红雨. 基于 Modflow 的某水源区地下水开 采三维数值模拟[ J] . 武汉大学学报( 工学版) , 2011, 44(5) : Wen H C, Wolfgang K. 3Dground water Modeling with PMWIN: A Simulation System forModeling Groundwater Flow and Transport Processes [ M] . America: Springer, 2001. 变化明显,中心区域水力坡度变化较大,沉降漏斗形 关性。 模拟 与 沉 降 控 制 [ J ] . 岩 土 工 程 学 报, 2011, 33 ( 12 ) : 618 - 623. [7] 状较为明显,地下水位变化与地面沉降变化呈正相 周念清, 唐益群, 娄荣祥, 等. 徐家汇地铁站深基坑降水数值 1950 - 1956. 的地面沉降。 4 阚京梁, 罗立红. Processing Modflow 模型在预测地面沉降中 的应用[ J] . 铁道工程学报, 2010, 2(2) : 27 - 31. 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The model is developed by identifying the water content vertical distribution func tion and the coefficient of active earth pressure and deducing overlying soil heavy and cohesion vertical distribution function, using the Rankine active earth pressure strength formula, coupled with the relation ship model between soil gravity density, water content and total shear strength parameters in unsaturated soil layer. The paper is focused on the calculation and analysis of the law underlying the vertical distribu tion of active earth pressure strength, together with active earth pressure coefficient in unsaturated silty clay layer, when flow directions vary from infiltration to static water to evaporation. The results demon strate that active earth pressure coefficient behaving in different flow direction exhibits a nonlinear de crease with an increasing depth; the minimum coefficient occurs in the active earth pressure when the flow direction is infiltration, followed by hydrostatic condition and the evaporation condition is maximum; the decreasing differences in active earth pressure coefficient depends on the increasing depth; the active earth pressure strength is governed by a nonlinear increase due to an increasing depth, and the flow direc tion exerts a smaller effect on active earth pressure strength. Key words:active earth pressure strength; coefficient of active earth pressure; unsaturated soil; wa ter content; vertical distribution 2345: 2016 - 10 - 01 6789: †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”•–”—(310829151076) :;<=>?: ˜ ·36·土木工程 ™(1984 - ) ,š,›œžŸ,¡¢,£¤,Œ¥¦§: ¨,Email:616137105@ qq. com。 '6 & 0  $ , : % *)Ø,+‚ ö:p a ———Ï-Ë®; K a ———Ï-¯;  σ———½® z ¬; γ———½® z ¬®; 、  [1 - 2]  。  - ,  z——— ,ˆ‰Š‹ŒŽ [5 - 7] 。 ‚ ‘’“ ‘”•–—˜™š›œžŸ¡¢£。 ¤ –—­¥¦§¨©‚ ‘ª«—¬ ®、¯ °±²¯,ƒ› œžŸ¡³´¢£。 µ¶, ·¸¹º»‚ ®、 ¯¼œžŸ¡½®  ¾ φ———ªÜÝÞ。 c w¼ φø À, ùЮ γ、 ôË®ÌÍ c ÛÆÏ-¯ K a  σ øí ѽ® z ¬˜™š w z ¿¯, µ¶, .‚ Ï-Ë®,ö(1) ù: êèëì, ©Ç Èз¸Ë®ÌÍí ¼˜™šîÀ² ¯,ïðñ¤ÌÍ; ò óŸÎôË®ÌÍ Î,¤ŸÎÉÊ‚ Äú‚ Ë®õö÷Æ [9 - 11] ,ç øùí ˜™š¿¯ ‘ª˜™š›œžŸ¡Ùû¿¯, 1 1 ïÙÚ°,-Ÿ¡+Ï- ¯ Ë®œžÙû。 1  Ï-Ë®ôË®Ìͧæ: φ p a = K a σ - 2c 槡K a = γztan 45° - - 2 2 ( 2ctan 45° - φ , 2 ) ( ) (1) z 0 z z (2) ¹§½® z ¬。  ®¼‹à˜™š©+À: ρw ρw - θr θz - θr ρd ρd wz - wr = = , S ez = θs - θr ρw ρw ws - wr - θr θs ρd ρd ö:S ez ——— ¹§½® z ¬·¸ ®; θz θ z ——— (3) ¹§½® z ¬˜™š; θ r ———˜™š; ˜™š; θ s ——— w r ———‹à˜™š; w s ——— =€¶,<;:/­ø‹‚ ®、ôË®ÌÍ ¼˜™š ¾ÀÇÈ ,çĂ Ï-Ë®ÇÈ,  z z ·¸ [\ ‘,€ôË ®ÌÍ.Ï-Ë®õö, ۂ ∫ ( , 0 γ( w z ) dz §æ ïФ¿¯Ù“üÔôË®ÌÍ ¼˜™š ¾À¿¯,º»ôË®ÌÍ œžÙû ¿¯,áƒýþ¯ Ë®§ÿö,¼ ·¸Ë®ÌÍÎ~, ôË®ÌÍÎ}|{ ]^_`@?>。 ) ∫ γ( w ) dz - φ( w ) 2c( w ) tan ( 45° - , 2 ) φ( w z ) tan 45° - 2 2 ŸÎÏ–—з¸Ñ҉ÓԂ Õ Ö×ØÙÚ,º»Û·¸ªÜÝÞ ßà Ë®çèé φ p a = K a ( w z ) σ( w z ) - 2c( w z ) 槡K a ( w z ) = ÄŏÆ¯¼œžŸ¡½® ¾ ÀÇÈÉÊ·: ·¸Ë®Ì͟Î,¤ ¯,ჺ»â˜·¸訂 [8]  È ;¤ŸÎÄÅÇÈãä·¸¹åæ‚ ‘ƒ„,® γ、ôË®ÌÍ ‹à˜™š w ¢£ƒ¢£, ˜™š ­€‚ ÀÃ。 ¿¯ÀÁ‚ ¹§½®; — c———;                   [3 - 4] 。 ­€‚ ƒ„,  -  - †‡ ôË®ÌÍ 701 Ï-Ë®ÇÈ wz ‹à˜™š。 ¹§½® z ¬‹à˜™š ö(3 ) ù º ý w z = S ez ( w s - w r ) + w r 。  Van Genuchten ÇÈ ( u a - u w ) ‹ Se = { [8] (4) ® Se ¼ , ·¸ ¾©À: 1 -1/ n 1 , 1 + [ α( u a - u w ) ] n } (5) ö: α ———­ € Š ¿ ¯  Gardner Ç È  : ‚ ߯; n———™–ƒ„ :‚߯。 ­€½® H ‚ ‘, *)Ø,+© ¹+™ Û(® H - z ¬‚ ‹ ù§ [8] æ 土木工程·37· 702 Î Ï Ð Ñ q q 1 1n - + ( + 1) e - αγ w( H - z) , ks ks α (6) [ ( ua - uw ) = - ] :q———; γ w ———。 ,(5) 、(6)   H - z ( { [ ƒ z ( q q +1 e -αγw(H -z) + ks ks ( )   n 1/ n -1 ]} ) 。 w z = w r + ( w s - w r ) (1 + { - 1n[ - q ( + 1) e - αγ w( H - z) ] } n ) 1 / n - 1 。 ks q + ks (14) (12) º€,  ­ [11 - 13] — [16] –— ª  †‡ˆ ‰ Š    ‹  – — ™  ¡ – —, (9) ª«: c( w) = a1 w z + b1 , φ( w) = a2 w z + b2 , }  ­€‚ (9) c( w z ) = a1 ( w r + ( w s - w r ) S ez ) + b1 , φ( w z ) = a2 ( w r + ( w s - w r ) S ez ) + b2 , ,°±²¦ K a  «™ ( K a ( w z ) = tan2 45° - } (10) ­€‚ a2 ( w s - w r ) S ez + a2 w r + b2 。 2 ) (11)  ³´µŸ¶·, ‘ €  ¸™ dσ( w) = γ( w z ) dz 。 ›¹ «™ ·38·土木工程  d s r 0 ( tan 45° - 2 ez a2 w r + ( w s - w r ) S ez + b2 。 (16) 2 )  2 1  €‚。 ­€‚¤  ·ƒ 3  H ™ 10 m, γ d ™ 12. 8 kN / m ,  w s ™ 41. 6% , „  w r ™ 4. 16% 。 ¤¥¦ c  ¬    a1 、 b1 € À ™ - 141. 20  †‡ˆ‰ «™ z r ¼½€¾›¿®¯ ± ­€À™ 、Á ,°±²¦°±²¦‡ a2 、b2 ———’“”• φ ¬。 (4) (9) ,®¯ )  :a1 、b1 ———¤¥¦ c ¬; 1 3 d 2( a1 w r + ( w s - w r ) S ez + b1 ) · 、€¡–— [14] 、 §–— [15] ˆ 。 a2 w r + ( w s - w r ) S ez + b2 · 2 ( γ z(1 + w ) + γ ( w - w ) ∫ S dz ) - (8) 。 £¤ ¥ ¦ Š    ‹  – —   ¡ – © ( p a = tan2 45° - †‡ˆ‰Š ,‘¡–—¨ z (10) (15)  (2) , °±²¦‡  [11 - 16] ‹ ∫ «™ σ = γ d z(1 + w r ) + γ d ( w s - w r ) 0 S ez dz。 (15) »™ ‹ŒŽ,‘’“”•Š‹–— Œ Ž ˜   ™ š ›,   ™ œ „ ž Ÿ  ¡ ¢ q + ks (14)  (7) (4) , w   ­€‚: ƒ„ Ô 26 Õ Ó q + 1) e αγ w( H - z) ] } n ) 1 / n - 1 ) ] 。 ks (7) 1 2 ƒ (13) γ z = γ d (1 + w z ) 。 (8)  (13) ,  ­ €‚: ( ) : Sez =Se(H -z) = 1 + -1n - Æ γ z = γ d [1 + w r + ( w s - w r ) (1 + { - 1n[ - k s ———;  Ò (12)  γ d 71. 26 kPa,’“ ” • φ  ¬    a2 、 b2 € À ™ 16. 10°  16. 72°,       k s ™ 2. 5 × 10 - 7 m / s,¡Â¬Ã α ™ 0. 008 kPa - 1 , Ƈ¬Ã n ™ 3,  q ± ­™、 Á €À™ - 3. 14 × 10 - 8 、0、1. 15 × 10 - 8 m / s。 2 2  ¢‹ˆ (11) , ¼½Å‰± ­ ‚¤·’°±²¦€‚, Š ‹ 1 ª«。 ‹ 1 Œ,ʼn± , ³ ‚¤·’°±²¦ K a Ž ¹ z ‘Æ’ÇÈ¡“”•–, —“”˜Ž   ­ ¹‘Æ£”™。 š˜›Éǜ°ÊË Ì°±²¦ K a ƙŠ’“”• φ ž ¢‹, Ì£Í, ’“”• φ Ž w Û6 Ü Þ,‹:¢ÀÁ„’ Ý  703 ª§¨½¾ , 。   w       (   ) , ,   K a   ­ φ  。              1 Fig. 1       different flow direction conditions     Coefficient of active earth pressure in silty clay un der different flow direction conditions €‚ 1 ƒ„  7 m ‹,Œ、  †‡ˆ‰Š,  ‰Ž‘ ’,    K a “”; 0 ~ 7 m,K a Œ  ,• ‰ • ’ K a 。 –—,   w ,  w   K a ˜ ( ™š S e ) › z œžŸ [8]  ,¡’ ‹ƒ„ †’  w , •¢———  K a  z  Š£­€‚, ¡’ ‹ƒ ,, „ †’  K a 。 2 3   3  Active earth pressure strength in silty clay under     Fig. 2    2   ¤ƒ¥Œ¦ ( 16 ) , §¨ƒ„ † ’„©     ª , † ‡  2 « ¬ 。 ˆ 2 ‡‰ , ƒ  „  ©  †’„   ª  pa       z Š £    ­   € ‚。 œ ®   ¯ •   ª  p a    ° ± •      K a 、 Š ² σ ©³ c ‹´ 。 €•   µ ,   ´   ¶  w  · ¸, ¹ z   º  , – » ‡ ¦ ( 10 ) 、 ( 11 )  ( 15 ) «¬ ,  ,    ª  p a ˜      z  Š£ 。 €‚ƒ„ †‡ ‰ ,     ª  p a Œ   • , • †€ ’ p a , Œ Ž  ,   „  ª·¸Ž 。 (1) ‡¬™šº, ‘ ¼™š“’ Van Genuchten ½¾¿¢ÀÁ„’ “’ÃĖÅ ƗÆ,Çȓ ÃĖź。 (2)   ½¾¼, ‘   ­˜ ‡” ÃĖź,ÈÉ ­ÃĖź, ¤œ¥Œ ʦ, ÈÉ ÃĖ  ź。 (3)  ½¾¼,“• ©³˜ ‡” ÃĖź,ÈÉ ©³ÃĖź;¤ 、Š ²© ÃĖźËŒÌªÍμ •– ªϦ, ÇÈ  ª˜º。 (4) €¢ÀÁ„’ƒ„ †„ ©   ªЗ §¨–—。 ,   ­˜,„ †€ ·¸ Š,Œ  Ñ, ™Ò, Ñ,Œš‘; , ª ­˜, ‰ †€œ·¸Ž。 „ : [1] › œ. 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Š‹Œ ƒ ‚ Ž‘’€“”•‚–—˜†‡™š†Š ‹   ‘        ƒ“     ‹ 土木工程·41· ß 123½ 0  ŸžÀ«¡¢ƒ‡ˆ         ­€‚ƒ„ † ‡ˆ ‰Š‹ŒŽ‡ˆ­€‚‘’“”•– žŸ­€‚¡¢ƒ‡ˆ £¤¥¦§ ¨©ª”«¬®¯°  ¦§±        ™š ›œ          ­€‚—˜          ­€‚²³´ µ¶·¸¹º±–»¼±½  ¾¿ žŸÀ«­€‚¡¢ƒÁ²ÃÄŠƇˆ      Ç­ÈÉÊËÌÍÎÏÐљ ÄÒ ÓÔ    ±È   Քµ¶·¸ ¹ Ö×Ø×ُÚ µ¶·¸¹Û±   ¹º   »¼±È  ÜÝÞÖ×ØßàÞáâ   äßåÞáâµÒ㶠 ä µÒ㶠  «àæçèéêë쭀‚ ­€‚      ¡¢ƒÚ í  î  Û±È  ƒïÈ   µ ‚ð ñòóôõ ö È             ÷øùú                 ?>ù# )(°«  ¬ù#Ò/ÃÄÅÆ èûü         ýþÿ       ~þý       Ò/ÅÆ }~       ýþÿ       œù#¡¢ƒµ¶·¸¹Ö×Ø㠖ƒ  [œ &%‹ ó> ± }~       ÛãՔ ~      ~|{     œ´­€‚  †"!       ¬ù#Ò   /ÅÆ   ¬µ¶·¸¹²Ö×ØÄ@œ     } "!    ­€‚ Ք   ó' ¶  È ± ¡¢ƒ‡  ˆ^_± È   睐@ùÇ [œÈ\ÄÒ ]­ù‹^_à` @ùÇ ?>=›<; ‹ ‡ˆ ­€‚²³´  ¡¢ƒ ‡ˆ_ È      :ÃÄ/  .-/  ȱ ¾, <­ù‹^_ ‡ @ùÇ   È ˆ:Èí   î   Û   ã+* ) (° ó'&%ë$‡ˆ &%ù#–"!    ·42·土木工程  È ·¸¹º±  ¡¢ƒ‡    ˆ^_  È  @ùÇ  È ·¸¹»¼±  ¡¢ƒ  ¦ § ¨ ©       ª  « « ®  ¯ ¬  ›œžŸ   ¡  ŒŠ‹›œžŸ ¢   ›œž      Ÿ£ >: /0   ‡Ž                                    ›œžŸ ›œžŸ Š‘‡’“     ›œžŸ”  ‡¤ ¥      ›œžŸ  ‡¤ ¥   ›œžŸ”‡  ‡¤ ¥  †•  ›œžŸ‘ƒ >: 90                  ‘’“                                                                 90 ;# <=90?8 8 , * '"5!# & 72 )* , 6, 5'"88 "@5!)' # "5%-    , A* )B)' # "5!, 7' 4       ­€‚ƒ„        †ƒ ‡ˆ  ‰ ­€  >0              ;# <=>0?8 8 , * '"5!# & 72 )* , 6, 5'"88 "@5!)' # "5%- & 7)* , ‚Š‹†    „    ŒŽ ¡  Š‹  ¢ ‡ ‡ˆ    ƒ ‡ ƒ           „        ƒ     †‡”•‘’“–—ˆ˜™‰Š‹š ˆ       –                ¤     ‘’“ 土木工程·43· ¬®¯°›¨©ŽŒ± ª «                   ‘’“   ƒ ” •–‚„ †‡ˆ‰— ­‘’ €˜‚ƒ„ >:C0                 ‚„ †‡™š       ›‰           †‡™š›‰          ­ €‚ ƒ    >: >0    †  œ‹‰ †‡™š›‰‚žŸ ‘’“‡– €ŒŽ      ƒ ‚„ †‡ˆ‰     Š    € †‡ˆ‰   ‡ˆ      †‡ˆ           ‰    ‡ˆ       †‡ˆ‰         ‹‰ †‡ˆ‰ ŒŽ‘’“                                                                  E0   0;# <=E0?8 8 , * '"5!# & 72 )* , 6, 5'"88 "@5!)' # "5% , 6%, !!, !!, 7' 4  ­ € †‡™š›‰  ˆŒ‘’   ‰Š¡¢£‰‹Œ ¤”Œ¥                   ‚‚„ †‡™š›‰ €ŒŽ ‘’ƒŽ  C0 ;# <=C0?8 8 , * '"5!# & 72 )* , 6, 5'"88 "@5!)' # "5%.)2 2' 4# * D5, & & ­ ·44·土木工程  †‡ˆ‰  ‘’   ›¦£§¦‹£Š ‘¨©› ¸¹º»¼        ¡¡®½  ¾  ˜ —          ™˜š œžŸ  €‚ €‚                   †  ­ › ¡     ¢ƒ„ †£¤ ¦    †   ¥¦ ¥ ¡     §‡ˆ˜  ‘’‰   ™˜‡†        ­€‚ƒ ­€‚ƒ    „­€‚ƒ  €Š¨š‘‹‡† œ  ŒŽ ŒŽ ­ ›  ‘©’ “”•ª£–«‡†—  ™š˜ ¬˜  ¡®      š›œ “”• žŸ¡  ™š˜   ˜  †‡ ˆ   ¡     ¡®       €Š ¢£¤  ™š˜ ¯°žŸ  †— †— ¥¦— ›œ ¡®      ­€‚‰Š   ž§¨ ©ª« ¬§® ±‡†— ­€‚‰Š †   † ‹Œ Ž‘‘’­€‚‰Š ‡ †   ™ ³ ´ ¡  ˜ ²¯°   ¬ ˜    ¡ ®         ±²³ ´µ Ÿ¶· ±¸¹—º›»¼ ´  ™ š ˜ ž µ ½ ¾ ¶ ·   ¡ ®           “ ­ ”‡†•–   土木工程·45· ø 28 ÿ ø4 ù 2018  7  Þ ­ ß à á W £ £ ¤ Journal of Heilongjiang University of Science & Technology Vol. 28 No. 4 July 2018 ;²;$  ( ^£ ,ƒ¢.£, Þ­ß ^ 152000) , Hill , 。 2: ­€、‚ƒ、„ †‡ˆ‰,Š‹ŒŽ‘’“”•–—,˜™š› 1 œžŸ¡¢ £ž ¤¥¦。 §¡ Matlab ¨©Š‹ ¤, ª«¬®¯°±‰² ³´。 µ¶¥·,¬¯¸¹º ¤»¼°±½,Hill ¾¿ÀÁ。 ÂÃÄ  ÅÆÇȏ。 345:; £ž; Hill ¾;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 04. 021  6!789:TU473 -:/9:2095- 7262(2018)04- 0467- 04 -.;<=:A Upper bound solution for uplift ultimate bearing capacity of suction caisson foundation Zhang Qinghai ( College of Agriculture & Water Conservancy Engineering, Suihua University, Suihua 152000, China) Abstract:This paper is aimed at identifying the ultimate bearing capacity of suction caisson founda tions under vertical uplift load. The study building on the Hill failure mode involves building the velocity field of maneuvering displacement; calculating energy dissipation rate of different interfaces by consider ing the factors of soil weight, cohesion, friction coefficient and earth pressure in the upperbound theo rem; thereby deriving upper bound solution of bearing capacity of suction caisson foundation; and calcu lating the upper bound solution using the Matlab program and comparing the results with the previous ex perimental data. The results show that the upper bound solution of the formula is close to the experimental value, and the Hill failure mode is more reasonable. This study may provide a reference for the ultimate analysis of suction caisson foundations. Key words:suction caisson foundation; ultimate bearing capacity; Hill failure mode; displacement velocity field >?@A:2018 - 03 - 24 BCDE: ^£à£á÷œ( K201702005) HIJK: ½(1988 - ) ,,Þ­ß,,,œt}:ÕÔ¢.,Email:zqh464354668@ 163. com。 ·46·土木工程 468 0 Á  Â Ã Ä Å   Æ 28 Ç ž   ,,     。  。      [1] 。 K. H. Andersen   [2 - 6] 。     ,、 、 ­ Hill €‚ 。 D. R. Maniar [7] ƒ„ †   ­ ‡ˆ。  Meyerhof ‰ ‹ †ŒŽ。 J. [8] Fig. 1  Š Clausen [9]  Hoek - Brown ‘ , † Š [ 10 ]   Prandtl ”•–         v = v0 e θtan φ = v p sec π + φ e θtan φ , 4 2 ( ,θ———v0  v £§¦,rad。 †žŸ  , ¦€§¨,  ‹©‰ˆ。 1 Š„ (3) FE ½  ( ­€†‡ª‰, ˆ‰ŒŠŽ‹ šœ¹ž,Ÿ¡º¢»¼—“¯。 —“¯ ½ž OCFE ¯£,EABD ®’¾ q。 ›š 1b ´¸ ¡² FE ½。 Š OC、CF ­ ) l0 ———½ OC ,m; r———¨©žž,m。 π l1 = l0 e 2 tan φ = π R sec π + φ e 2 tan φ , 2 4 2 ( ) π d = 2l1 cos π + φ = Rtan π + φ e 2 tan φ , 4 2 4 2 ( ‰,˜ ž R、Ÿ H ,¢ˆ‰ ‹²¥。 Hill ”†™·š 1 ´¸。 › ( :R———ž,m;  ,‘®“’–Œ”“ˆ¯,‰” °“ˆ“,•–±†—‰Ž, ²’˜。 ³ ´œ‰Ž‹“ˆµ¥± [1 0] , ¶œ。 ­€ † ‰ , „ ) ¦À R r = l0 e θtan φ = sec π + φ e θtan φ , 2 4 2 ¿¤¥†™²  ™š—›,­€‘²Š ) π π v1 = v0 e 2 tan φ = v p sec π + φ e 2 tan φ 。 4 2  ¥ˆ‰ŒŠ‰Ž‹¥, †‡‘ ’“ «ŒŽ‡‘。 Œ”¬ • ) φ———® ¤¥¦,rad。 (2) CF ½ ™š„  ’ †™,›œ†  ( :v p ———¢‰,m / s;  ‡­。 ¡,€  Hill ‚ƒ”, ¢ˆ‰£¤¥,  Hill ‚ƒƒ Hill mechanism and velocity field v0 = v p sec π + φ , 4 2  —,‚ƒ˜ † 。 Hill  (1) OC ½ ‰, ’ 。 “ ­€ 1 ) (  :l1 ———½ AF ,m; 2  2. 1  ) d———A、E ª—«§,m。  «¬Ž‘¨®½« ¬Ž‘、 µ¯« ¬Ž‘、¯« ¬Ž‘, ‡ 土木工程·47· ‡4 ˆ ‰:  。  v    c       。 2. 1. 1  AOC   1 , OC  COH f4 = 2. 1. 3 ∫ ( , S1 ——— COH ,m 。  ACO  W G1  1 W G1 = - γπR3 v p tan π + φ , 6 4 2 ( ) W4 = ( v1 cos φ ) cS2 = 1 v cπR2 cos φsec2 π + φ e πtan φ · 4 p 4 2 ∫ vc2πcos φ[ R - rcos( π4 + φ2 + θ) ] 1 -1 v cπR sec ( π + φ ) ( e - 2 4 2 2tan φ f + tan ( π + φ ) f ) , 4 2 0 2 p πtan φ 2 1  ∫e π 2 f1 = ∫e π 2 f2 = ∫ 3θtan φ 0 3θtan φ 0 sin θdθ =  FCHG r dθ = cos φ - 3tan φ e , 1 + ( 3tan φ ) 2 1 + 3tan φe 。 1 + ( 3tan φ ) 2 ( (4) ) ( ) 2πtan φ )[ cos 2( π + φ ) f - sin 2( π + φ ) f ] , 4 2 4 2 3 f3 = ∫ π 2 0 e4θ tan φ cos 2θdθ = - tan φ ·48·土木工程 ] +1 。 (   (7) AEBD AEBD  ) π 2 tan φ ] + 2 q。 (8)  W5 = 2 πRHμcv p , (9) ; ,m。 W G4 = - γv p πR2 H, (10) W F = v p F, (11) e2πtan φ + 1 , 1 + ( 2tan φ) 2 2. 2  ­, € ‚,ƒ„ W F + W q + W G1 + W G2 + W G3 + W G4 = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 。 (12) (1) ~ (12) †  , F = - f6 e πtan φ ( f7 + 2 ) q + 4 (5) , π 2 tan φ  W F   1 - 1+ sin π + φ f2 - sec π + φ · e 3 4 2 4 2 4tan φ ( )  q,  cos π + φ f1 - 4 2 ){ ( ( [ tan ( π4 + φ2 ) e  W G4   W G2  1 3 3 γvp πR sec π + φ 8 4 2 3 1 3 2 γπR v p tan π + φ e 2 πtan φ · 4 4 2 ,F———,kN。 2  FCHG 2 [ tan ( π4 + φ2 ) e πtan φ 2 (6) W q = v p πR2 tan2 π + φ e πtan φ · 4 2  W3  1 WG2 = -  W q  :μ——— H——— 3 2 πtan φ ( )] 1 -1 v cπR sec ( π + φ ) ( e - 2 4 2 2tan φ 1 1 f + tan ( π + φ ) f ) 。 2 2 4 2 p  W5  [ 2  (3) r 1 R dθ = W3 = vc2πcos φ - rcos π + φ + θ cos φ 2 2 4 2 0 π 2 ] +2 , AFBG  0。  3 2 πtan φ cos θdθ = π 2 tan φ  EFGD  W G3  W G3 = (2) 2 , ) , S2 ——— EFGD ,m 。 3 W2 = ( [ 3tan ( π4 + φ2 ) e ,γ———,kN / m 。 2. 1. 2  FCHG   FCHG  W2  π 2 1 1 + e2πtan φ 。 2 1 + ( 2tan φ) 2 e4θ tan φ sin 2θdθ =  AEF  BDG    EFGD  W4  ) (1) π 2 0  W1  1 W1 = ( v0 cos φ ) cS1 = vp πR2 ccos φ sec2 π + φ , 4 4 2 2 469  1 3 γπR tan π + φ - 6 4 2 1 γR f5 - f1 + tan π + φ f2 + 8 4 2 ( ) { ( ) 1 -1 e sec ( π + φ )·[ + cos 2( π + φ ) f - 3 4 tan φ 4 2 4 2 2 2πtan φ 3 470 ª « ¬ › ) ]} - 14 γRf e f + 1 + 1 1 e -1 γπR H + ccos φf + cf ( -f + 4 2 2tan φ 1 tan ( π + φ ) f ) + ccos φ f e 3 f +2 + 4 4 2 1 1 -1 1 cf e - f + tan ( π + φ ) f ) + 2 ( 2 tan φ 2 2 4 2 sin 2 π + φ f4 4 2 ( 2 5 ) 7 πtan φ 5 2 5 3 2 πtan φ ( 6 1 -πtan φ 5 ( πtan φ 2 2 πRHμc, @, (13) f5 = πR2 sec2 π + φ , 4 2 ( ) f = πR tan ( π + φ ) , 4 2 f = tan ( π + φ ) e 。 4 2 2 6 ™ Ò 。 4  €I,‚x , ,ƒ„Ók a­)˜‘ã†|‘ ˜|。 u“­E˜| u [3,11,12] õ 30% ,  õ 12% ,u¶  [1] π 2 tan φ ,   Ò 。 : Andersen K H, Dyvik R, Schrdr K, et al. 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Upper bound solution for uplift bearing capacity [6] calculated by different calculation methods D / mm H/ D c / kPa φ / ( °) F1 / kN F2 / kN õ / % 110 0. 75 2. 5 2 0. 15 0. 17 13 300 1. 00 4. 0 3 2. 00 2. 70 30 300 1. 33 4. 0 3 3. 00 3. 70 26 300 1. 67 4. 0 3 4. 00 4. 50 12 100 1. 00 0 38 0. 16 0. 20 30 100 0. 75 0 38 0. 13 0. 17 30 100 0. 50 0 38 0. 07 0. 08 14 u[3,11,12] Ö¬­) Ә|‘, u­ (13) E ˜|u [3,11,12 ]       õ  30% ,õ 12% , u¶  Hill  ,­)˜| Zhai H, Li D. Experimental studies on modified suction caissons in fine sand subject to uplift loading[ J] . Transactions of Tianjin University, 2017, 23(6) : 562 - 569. [7] Maniar D R. A computational procedure for simulation of suction caisson behavior under axial and inclined loads[ D] . Austin: Uni versity of Texas at Austin, 2004. [8] ­€€, ‚uƒ. ­ Meyerhof „ ‡ž —˜[ J] . ˆ™™š ( 23›™ (1) : 81 - 89. [9] †œ|‘ ) , 2015, 42 Clausen J. Bearing capacity of circular footings on a HoekBrown material[ J] . 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": -  , ABAQUS 、 、 •–—­  ­€‚ƒ „ †‡ˆ‰Š ‹ŒŽ‘、’“” ‹Œ。 ˜™š›:œžŸ‹ŒŽ‘¡¢ 2. 0H, £Ÿ‹ŒŽ‘¡¢ 3. 0H, ’“”¤¥ ¦ §‰Š¨©¤¥ª«¢ 1. 6 ~ 2. 0。 •–— œž ¬®¯°‚±°‚,² ³•–— œž °´µ¶·©¸¹;•¨©º–—、 ¨©œž¤¥»¶¼½¾¿À, Á¬®¯°‚±ÂÃÄ¥。 µ¶Å Š ÆÇ, ÈŠÉÊËÌ˜Í Î ¢ÏÐÑҝÓÔ̘Í,Õ©Öו–— œž¤¥。 #$%:®; ; •¤¥; •–— doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 03. 007 &'()*:TU473. 2 +,-*:2095- 7262(2016)03- 0268- 04 +./01:A Simulation analysis of deformation and inner force in deep foundation pit supported with pileanchor ZHAO Yanlin, HOU Chaoya, LI Peng ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is motivated by the need for addressing the stress and deformation occurring in deep foundation pits supported with pileanchors. The solution is accomplished by using the software ABAQUS to analyze the effects on the influence scope of the surrounding soil, bottom uplift deformation, moment,and deformation of piles by such factors as the excavation conditions, anchors, and preaxial force. The analysis shows that soil has the horizontal influence scope of about 2. 0H, and the vertical in fluence scope of about 3. 0H; the ratio between the bottom uplift deformation and the maximum displace ment of sidewall is about 1. 6—2. 0; the moment and horizontal deformation of piles tend to increase due to an increase in excavation depth, and the increasing extent of moment and horizontal deformation of piles vary greatly according to the excavation conditions; and the sections are found to be basically con sistent among the maximum positive bending moment and the maximum horizontal displacement of the piles and tend to move down along with the increasing excavation depth. The way the anchors work pro vides a change in the stress state of the piles, turning the piles from a cantilever beam into a continuous beam with elastic supports and thus contributing to a great reduction in the moment and horizontal deform ation of pile. Key words:deep foundation pit; retaining pile; displacement of pile; moment of pile 2345: 2016 - 04 - 16 6789: ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹„ ŒŽ‘ :;<=>?: ’“”(1971 - ) ,•,­ ·50·土木工程 „,–—,˜™,š›œž: ,Email:zhaoyanlin1971@ sina. com。 %$#,Ï: - ±'¹„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”。  [5 - 6] •– FLAC3D —˜ ‡™š› ˆœžŸ‚¡š¢。 [7 - 8] £¤¥¦§¨, ‚ ƒ ŒŽ¤©ª«†¬、 ®¯ˆ°± ‚ƒ。 ýþË©ÿ¨, ŒŽ~ } |¾¿ÒÓÙ 3H ~ 4H,H ÙŒŽ‘, 㠝„ [3 - 4] ,É{‚[\ 4H、 }|¾¿ÒÓÙ 2H ~ 4H 3H ÍÙ }ã}¾¿ÒÓ。 Ù]ü ÈÉ^_,`@„Ê 1 / 2 º»‚ƒ,ÈɄ Ê?>Ù 80 m × 60 m,=< 1 ;:。  ’²³。 [9] •– FLAC „ ‚ƒ ´ µ¶‘、·¶‘ˆ¸•¹º»«¼、  3D 1  1 1    Fig. 1 †‘Ù 8 m,Ü 800 mm,ŸÝÙ 1. 2 m;Þßà á°,°¶‘Ù 18 m,â×ãÜÙ 160 mm, ŸÝÙ 3 m,äåÙ 15°,æçá° 艊é 3 m ê。 ¦‰†‚¡ˆœëìíî,ïŠ 1。 Table 1 1  Physical and mechanical indexes of soils d/ m F / MPa φ / ( °) c / kPa ð† 0 ~3 32 19 18 ðñò† 3 ~ 15 12 15 11 ðñò† 15 ~ 25 30 15 14 ó† 25 ~ 60 60 30 10 † 1 2 ŒŽô‚Ùõö˔。 ˔ 1: ŒŽ÷‰ Šé - 3 m, øÞæçḕ°。 ˔ 2: ŒŽ  ÷‰Šé - 6 m, øÞæùḕ°。 ˔ 3: ŒŽ÷‰Šé - 9 m,øÞæúḕ°。 ˔ 4:ŒŽ÷‰Šé - 12 m, øÞæàḕ°。 ˔ 5:ŒŽ÷Ôû,îü - 15 m ê。 2  ¾¿。 ŒŽ×ØÙ 40 m × 40 m, ŒŽ‘ Ù 15 m,ږ - ‡™。 œª,¶ 23 m,Û  •–ÅÆÇÂà ABAQUS ŒŽ¤©   ÅÆÇÈɄÊ,‚ƒŒŽË”、°Ì͖ ˆ¸Î¼ÏÐц‡¾¿ÒÓ、 Ô 、«®¯ˆ   ½¹¾¿²³。 ÀÁ•–Âà ABAQUS Ä -  ÕÖ   、 、 ­€‚ƒ。 [3 - 4] „ ‚ƒ 、  269   - ,  [1 - 2]  、   æ3 & 1 Profile chart of foundation pit ÈɄÊ/.ÃÞ-Ù: „ÊÔ× x、y }  ,Î\+*Æ);|×Ù(×;†‡  x } +*。 וÇ( CPE4) „ , °›, ږÇ †‡Ú– ( B21) „ 3 ,°Ú–øÇ( T2D2) „ 。  3 1  ˔醇 ’<, =< 2 ;:。  ,‹ ŒŽ‘´ < 2 \ Î,†‡ ¾¿ÒÓ~´ Î。 ˔é, } ¾¿ÒÓýÙ 9、20、26、29、32 m, ã} ¾¿ÒÓýÙ 30、40、42、42、42 m, † ‡º ýÙ 1. 55、3. 51、5. 61、7. 85、8. 58 mm,  Ô  Õ Ö  ý  Ù 2. 70、 5. 85、 9. 33、 13. 02、17. 17 mm。   ' þ Š : ‹    Œ Ž, }¾¿ÒÓŒŽ‘¹ 3. 0  è 2. 1 ( @ 2. 0) , ã}¾¿ÒÓ ŒŽ‘¹ 10. 0 è 2. 8(  @ 3. 0) ;ÔÕÖ †‡º  ¹Ù 1. 65 ~ 2. 00。  ­, °†‡  ŀ‚ƒ)͖,„ ‹ ŒŽ‘ Î, ‡™†‡ƒ)^†‡ˆ ‡‰。 ŒŽ¤©ª, ¾¿ÒÓ+Ù 2. 0H,¾¿ÒÓ+Ù 3. 0H, ÔÕÖ  †‡º ¹Ù 1. 6 ~ 2. 0。 土木工程·51· 270 » ¼ ½ ¾ ­‡€ •€Š †” †Š ‚                            À À  26 à Á ,    ,, ­ 1, 2  3. 76 mm  4. 52 mm,€ 20. 2% ; 3  ­ ƒ†   2, 4. 52 mm  5. 64 mm, ­‡€ ˆ‰€Š ­‡ †Š‹Œ‚Ž ‡€Š€„ ‘€’ƒ “€Š ‘€ “€Š ­‰” •‰€‚   。 ,,     ­€ ‚ ­ ƒ„     ¿ a  - 3 m ­‡€ •€Š †” †Š‚                               24. 8% 。  4 ,    15. 05 mm, ­ 3,  168. 75% ; ­ 4, 5   18. 8 mm,€ 24. 92% 。        ­€ ‚  ­ ƒ„    ƒ†  ­‡€ ˆ‰€Š ­‡ †Š‹Œ‚Ž ‡€Š€„ ‘€’ƒ “€Š ‘€ “€Š ­‰” •‰€‚  b          - 6 m       ­‡€ •€Š †” †Š‚                                       3 Fig. 3     ­€ ‚ ­ ƒ„    ƒ†   ­‡€ ˆ‰€Š ­‡ †Š‹Œ‚Ž ‡€Š€„ ‘€’ƒ “€Š ‘€ “€Š ­‰” •‰€‚  Horizontal displacement of pile  c  - 9 m ‚‘ Ž  Œ  €‡‡‡‡‡‡  ­  ‡ ­ ’“ ‡ ­’” ‡ ­ ’€ ‡ ­‡‡ ‡ ­  ‡’ ­€ ’ ‡’ ­€”€ ‡’ ­  ‡  ‡’ ­‘ ” ‡’ ­ ”  ‡’ ­’” ‡’ ­‡‡‡‡ ‡‡ ‚ƒ„ , 4 ,  † 9. 41 mm, 。 ‡   ˆ‰,Š ‹ŒŽ,‘’“”  。 –€:  — • – ,˜™š›ŠœžŸ › ¡ œ, ˜˜™š, ‚—–¢  ­,€           ­€  ‚ ƒ„  ‚  †‡‡‡ ‚  ˆ‰ Š‹  ˆ Š‹  „Œ Ž„­‡‡‡­‡‡  d  - 12 m   ‹ ‚  Š ƒ‚ †Žˆ ƒ  ‘‘’ ‘ ’  “’ ’  ’ ’ “’“ ‘“’“ ‘’“  ”’“ ’“  “’“ ’  ­ € ‚   ƒ‚„  ƒ‚   †‡ˆ ƒ  ‰ ‚  † ‰ ‚ ƒ €Š ‹€  Œ Fig. 2 3 2 §¨€†,©€ 0,  4 ~ 5 ,  –©ª‡¨ˆ‰Š。 ‹ŒŽ:  1 ~ 3 , ‚‘“‡¨†’­—«œ‰, ’ ­—«œ““” •„–¬;  4 ~ 5 ,               £。 € 3 ‚‚ƒ –„¤„ ¥¦。  1 ~ 3 ,„¤ • 2 e  - 15 m  Displacement nephogram of soil ‚—‡¨†’­—«œ‰,  ®˜‡¨†’­—«œ‰, ’­—«œ” †• „–¬,‹ • ¯°± ™š›“–。 3. 2. 2  •²¬,³´„ † œžŸµ¶¦,· 4 。 €„ žŸ 3. 2. 1   3 。  3  ·52·土木工程 ž 4a ¯ 4b ,œžŸµ¶¦, ¸§¨€†¹,º,€ 152 mm, © ÓÔÕ,Ö: - ¡žŸ‰ˆÈ‚Âà ©3 Ò , 74 mm;, ,   , 19 mm, 12. 5% 。 271 š 5  , †‡œžŸ ¡¢† ¤‡†£,†‡¥ ˆ ¤ £ ‡,‰†‡¥ žŠˆ ¦‹。 Œ› 1 Ž, §‘„ ›Ž†‡¨‰†‡ˆ†‡, › 5 Ž,‰†‡ˆ†‡’“ 25% , ” ¥ ˆ ‹   ‹ Œ      Œ      Œ     €‚€‘。 3. 3. 2  ©¦ª«­ •–,•¬®‚—˜ ™,†‡š;©¯ª«­ •  –,               ­€ ‚   ƒ‚„ ‚ † ‡ˆ‡ ‰ ‚ † ‡ ‰ ‚ ƒ €  Š€    a †‡£¤¥¦;©¶ª«­ •–, - 9 m  †‡ - 295 kN·m œ·§†¸295 kN·m;© ¹ª « ­ • – , - 12 m   † ‡   - 10 kN·mœ·†£¸ 90 kN·m。                ­€  ƒ ­„­  ­€ „­ †††  ‚ „‡ ˆ ‰Š‰ ­‹ „­ ˆ ‰ ­‹ „  b œ¨©ªº‹, ­€‚ ©ªƒ«¬ 、³ 、¶ ƒ‡­ ƒ   †††­ ††   Horizontal displacement of piler ˆ¹ ,   ­ €‚,­ ƒ ,  „ ­ †‡ ‰。 Š ‹ŒŽ, ‘’ “”­ ‰。 •–— ˆ ’ 。 3 3 3. 3. 1 , ˜™ [10 ] ­ €‚ƒ  š 5 ­ „›†‡ M ’。        。 », «­ ¤‡—,¶·¢†‡ „›¸½¹ €—。 Ž, ¬£µ‚ˆº† ‡¹¦¾¿¢¥¦。 4   ·ÊËÌÍ 2. 0H, Î ·ÊËÌÍ 3. 0H,ŸÏЈžŸ¼½ (1) žŸ «­ 1. 6 ~ 2. 0。 (2) †‡ˆ ‰œžŸ   (3) ‰†‡¥ ¡¢† ‰†¾ žŠˆ ¿À¦‹, ÁœžŸ ¡  ¥ ¢†£, ¤‡。  (4)    ®¯ˆ „°¢±²«¼‚³ˆ´²«¼‚³ ¤ ‡—,µ‹•­«¼‚ˆ £†£,„›½†‡ˆ €“Ñ。  Fig. 5  ÀÁÂ͏»,˜Ž­¾›¿ÄÅÆ Ç,¡žŸ‰ˆÈ‚É 。    ¡ - 6 m ´,   † ‡   160    •– , 115 kN·m,”©¯±¬£µ‚¢ž´ ŒŽŒ­† Œ­† Ž­† Œ­† †Œ­† Œ­† †­† Ž­† †­† ­† Œ­† Œ­† ­† Fig. 4 ,  †‡,”©¦±¬®‚ ž›ŽŸ² ™, ­€‚;©³ª«­  Š 4 - 3 m °›œ† 5  Moment of pile under different working conditions  ­€‚,  ­ ƒ„ , ­ †‡ˆ ‰。 (  288 ) 土木工程·53· 288 Ô Ó Õ Ì © É  [6]    5 m  ­€‚ƒ„。  (3) Ž‘,’“”•–—˜’“™š›、 ‡œ•–žŸˆ‰。 : [1] , ™ 236 - 241. [3]  ¢ €, 2013(5) : 2554 - 2560. £‡¤¥[ J] .   “” A [8] [9] [11] .  [13] ‰, Š‹.  ¢£¤ ©[ J] .  ®¯‚ƒ° 163 ±¸²™ £‡¤¥[ J] . ’“†³, 2008 µ,  , Ÿ. ¤¥©ª ´ ž, ¶ °¹·¸[ J] . £«, 2015(11) : 62 - 65. ¹ºš, » ¼, ½¾¿, Ÿ. ¥ž©ª †¥ÀÁ[ J] . ’“†³, 2012(4) : 38 - 41.  Ã, ÄÅÆ, Ÿ, Ÿ.    »   [ J ]. ÈÉ, ʀ, ˼ ™ ††•–, 2015(2) : 62 - 66. ‡, ˆ ª«¬, ›³, ›®. ´µ¶· (2) : 328 - 332. £ ­€‚ƒ£‡¤¥[ J] . , 2015(6) : 1211 - 1216. £‡¤¥: ¥¦¥§’”¨   [12] ™ † ™šš, ›œ, žŸ, Ÿ. ¡— (1) : 53 - 55. ›©ª, 2015 (2 ) : ¬[ J] . £«, 2015(4) : 57 - 62. [ J] . ±², 2015(6) : 177 - 184. ™ , ¨, Ÿ.  ,  ’“„ [5] § ¡ «, . †ƒ ‡¤¥ [4] .  £‡¤¥[ J] . ¦ [2] [7] ’“”, 2015(5) : 5 65 - 569. ®, ‘’, “”•, Ÿ. ˆ¯› ‡–—™˜ [10] ,  Ž °™ † ‡ˆ‰Š,   , †‹Œˆ Ö 26 × Ê £‡¤¥[ J] . Œ (2) ,  ,  ,   [ J] .  † Ǻ­ , 2013 , Ÿ. ½¥ † , 2011(6) : 804 - 808. ‚ ÌÍ, ›¾, ›‹Î, Ÿ. ©ª¿À† ¤¥[ J] .  ›©ª, 2014(4) : 446 - 451. (  ™  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  271 ) (2) : 228 - 234. (5) ÁÏІÑÒ¬ˆÓÔ՝ƒÖ ‡„¥,ÃĈӕ ‡×Å,ÐÑÁϝ †¬ˆÓÔ՝Ƈ‡„ ǨLjØ。 : [1] Ù [3] [4] [6] [7] Ú, ŽÛ, ʉÜ. Õ ˆÓÐÑÁϝ†‡ í’î. ˆÓÐÑÁÏ‘ŠÍ‹¿À[ J] .  ÎÊ, 2014, 10(2) : 1941 - 1945. ïðñ,  À[ J] .  ò, ó Ò¿À[ J] . ú©ª, 2014, 41(12) : 4 - 7. ªûü, ý®è, þ € ˆ, àá. ˆÓÐ ÑÁ ÏƇ⠆ Š Í ‹ ¿ À [9] ˆÓ, {[. ˆÓÐÑÁϝ†ƒÖŠ[ J] .  [10] åæ, çè•.  ­†ÎÊ, 2014, 10(4) : 848 - 853. Ï é,  ê. ˆÓë - ÐюÁÏ‘‡â ÿ. ~}| ˆÓÐÑÁÏ‘” ݕҿÀ[ J] . °ÕÝ, 2014, 35(2) : 185 - 196. ‹¿À[ J] .   , Ž\. ˆÓÐÑÁϣДÝÆ ƒ„ŠÍ ­†ÎÊ, 2013, 9(3) : 576 - 584. ˆÓ–ÁÐÑÁÏ‘ѐƒ—‡˜ [ J] . ¬]§ÉÊ, 2015, 41(4) : 121 - 125. ­ Š Í ‹ [ J] . ì ’ Œ ä É   Ê: Þ Ë Ì  ß, 2015, 31 ·54·土木工程 ˆÓÐÑÁϝ†Æ‡“¿ ˆÓÐÑÁÏ‘Ðø”Ý­Õùݕ [8] [ J] . 㽆ŒäÎÊ, 2015, 13(6) : 25 - 29. Ð. ­† ­†ÎÊ, 2015, 11(3) : 739 - 745. ôõö, ÊÑ÷. È݆Ƈ[ J] . ®¡ÉÊ: ÞËÌß, 2015, 36(4) : 576 - 580. [2] [5] (   )  24  4  2014  7   1  Vol. 24 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology , 1  2.  July 2014  1 ,  ,  ­€ ‚ƒ„ 2  , 1  , (1.  ,  150022; 1   †‡ˆ‰, Š‹ 100083) ! ": , ­€ ‚ƒ„ 30、 50、70 ℃ † ‡ˆ‰‚,Š‡ˆ‹‚ƒ、ŒŽ‚ƒ、‘ˆ‚ƒ’“„ 45°、55°、65°  ” •–。 —˜™š:‚ƒ› ‡ˆœžŸ¡œ¢£, ¤¥¦§¨©ª«; ‡ˆ ¬®,‡ˆ¯¬°,‚ƒ±²¦§¨©ª«”³´¬µ;¶·‡ˆž”¸¹,‚ƒº»¼Ÿ½¾ ¿À¡,Á¢Â‚ƒ‘ˆ³º»¼;›ÃÄ ,‚ƒÅÆÇÈÉ«ÊËÌÍÇÈ  ÎÏÐÍÇÈ。 ÑÒÓ ÔÕÖ×Ø Ù‰ÚÛÜÝÞß。 ;  ; ‡ˆ; ;  #$%: doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 04 022 &'()*:TU458 3 +,-*:2095- 7262(2014)04- 0435- 05 +./01:A Test on sandstone variable angle shear exposed to temperature humidity environment ZHOU Li1 , CHEN Dong1 , ZHANG Qinghai1 , ZHANG Na2 , ZHANG Haobin1 , LIU Wei1 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. State Key Laboratory for Geomechanics & Deep Underground Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China) Abstract:This paper is focused specifically on uncovering the mechanism underlying softening of variable angle shear strength of the red sandstone exposed to temperature humidity environment. The study starts by the water absorption tests of the Shandong Laiwu red sandstone specimens under 30, 50, 70 ℃ humid environment, followed by variable angle shear strength experiments of the samples absorb ing water, the dry samples, and watersaturated specimens with an angle of 45°, 55°, 65° respective ly. The results suggest that when subjected to temperature humidity environment, the specimens have a water uptake rate tending to decrease to such a degree that there occurs a gas liquid equilibrium state; the higher temperature and consequently the greater water absorbing capacity mean the shorter time it takes rock samples to achieve gasliquid equilibrium state; an increase in rock samples water absorption rate yields a negative exponent attenuation in the cohesion of sandstone, with a resultant tendency to produce such cohesion as occurs with the watersaturated samples; and variable angle shear under dif ferent angles allows the sandstone macroscopic failure modes to change from a crushing destruction to a completely brittle failure. This research may provide a promising method for the measurement of sur rounding rock shearing strength in deep mine under temperature humidity environment. Key words:sandstone; temperature humidity environment; water absorption; angle shear; intensity soften 2345: 2014 - 06 - 03 6789: ŒŽ‘’“”•–—(12511480) ; ”¡–) ¢¦–—(2010QL07) :;<=>?: § ( Š‹)2014 ˜™š›œ” ¨(1958 - ) ,©,Œª«¬,Ž®,¯°,”•±²: žŸ¡–¢£( ¤Ž¥ ‚,Email:mengte5891@ 163. com。 土木工程·55· 436 : / . - , ¼ © © @ 24 * + , 、 、  、 , ÂɗŒô× § , ­> †‡ , ò˜ÂÙ š›[œž。 ëº, ¾Âà SHJ - 1 ~ SHJ - 12 š›œž–ŠŸ¡¢£,¤¥¦§¨‘©ª«、 ª¬®¯°¤±²。 ³™´µ ¶·, ¸ ª«。 (3) ñµÍ ¹º©»¼½¾¿ÀÁÂÃÄÀÁÂÃÅÆÇÈÉ [6 - 10] ,ÎÏÐÑÒÁÓÔÕÖ× ÊËƒÌµÍ 55°、65° ñ [1 - 3] 。 ‚ƒ„ † 、  ­€ [4 - 5] ,—˜™ ‡ˆ,‰Š‹ŒŽ ‘’“”•– ؚ,ÙÚÛÕ、ÆÇÈÉÊ ÜÙ¿ÝÞß, à± áâãäåæç‘èé。 êë, 컳±í ÉÊÆÇȑîïð, ŽÅ¬ÛñµÍÙÚòó [11] ƒÌñµÍ ,âãäôÂ󊡢£ð ‘èé,ꚛŠ¡¢£ð‘ µ äôö÷øùÒ。 1  1 1 @A õ—˜™´ Ÿ¡ 6 h,Å¡ ¢£¤ÂÃ¥, ­> †‡。   ä  ¥   ¤ °  à ¦ ‹ Å § ¨ © äÂ。 ¾¤°ÂÃÌñ µÍÐÑ, ‰ 12 ˆÂÃê, ’³ 45°、 2  2 1 DEFGHIJKLMN  GB / T 23561 2—2009《 ‚ © ªäôÒ》 @ 11 † 《 ‚ ´µ äô Ò 》 , ¬ˆÀÁÂõͮ¯–‘° σ Í τ ±’ê: Š¡¢ £ ð   ú û ê ü ý ô Š ( 30、50、 70 ℃ ) ‘þŠÿ; ñµÍ ~ê YEP - 2000 }|{[ ÐÑ~, ÐÑ\]^_ÛµÍ` éê 1 MPa / s。 45°、 55°、 65° µ Í Ù Ú ê GB / T σ = ( P / S) ·cos α, τ = ( P / S) ·sin α, ^:σ———°,MPa; τ———Í,MPa; P———Âò³®¯´µ,N; S———µÍ¶,S = D × h,mm2 ; 23561 2—2009《 ‚ @ 11 †《 ‚ äÅÙÚ。 1 2 ðƒÌµÍ。 α———µÍ<œ‘·ñ,( °) 。 ¸ž³•²‘¢£ð, ‰Âùº ©ªäôÒ 》 ´µ äôÒ 》 ^ÀÁ =;•²,‘¾‰ÂÜ€»±œ é。 ÐѤåéñµÍ ¼¥ 1。 BC 犡¢£ð‘? Ã,  ð‘ÂÃÌñµ 。 ÍÐÑ,å´µ ‹¢£‘ Ò O1 Table 1 ð: (1) Âà ÛÕ。 ? , GB / T 23561 5—2009 《 ‚ © ªäôÒ》 ,¾ÂÃÛÕ 50 mm × 50 mm ‘ , 60 ,  SHJ - 1 ~ SHJ - 60。 „ ýôŠ ê 107 ℃ ‘^,  24 h。  >,ä€ò‚ D、– h =ƒ„, †‡。 ­ (2) Š¡¢£äÂ。  GB / T 23561 2— 2009《 ‚ 《 ‚ ©ªäôÒ 》 @ 11 † ´µ  ä ô  Ò 》 ,  ˆ µ Í ñ , ‰ˆñ ðՊˆÀÁÂѵÍÐÑ , ‹Œ ñµÍÐѱŽž 12 ˆÂÃ。 ‘¾Âà SHJ - 13 ~ SHJ - 24、SHJ - 25 ~ SHJ - 36、SHJ - 37 ~ SHJ - 48 ’ž 30、50、70 ℃ þŠÿ^ , ÂÜ žŸ¡¢£^ , <±ó“ 。 ”Š¡äô , ‰ ˆÿ¹•ç¡ ³ 95% – 。 ×¾¤° ·56·土木工程 PQDEFGHRJKLSTUVWXYZ Variable angle shear strength of sandstone after water absorption under temperature humidity environment ’  Âà 30 ℃ õ¡ α / (°) σ / MPa τ / MPa SHJ - 5 ~ SHJ - 8 3 53 45 38 78 38 78 1 06 55 23 15 3 53 SHJ - 17 ~ SHJ - 20 1 05 SHJ - 21 ~ SHJ - 24 1 07 SHJ - 29 ~ SHJ - 32 2 13 Âà 2 13 SHJ - 41 ~ SHJ - 44 2 94 2 92 SHJ - 45 ~ SHJ - 48 2 98 SHJ - 53 ~ SHJ - 56 0 SHJ - 49 ~ SHJ - 52 Âà 2 12 SHJ - 33 ~ SHJ - 36 SHJ - 37 ~ SHJ - 40 õ¡ 3 58 SHJ - 9 ~ SHJ - 12 SHJ - 25 ~ SHJ - 28 õ¡ Âà 70 ℃ w/ % SHJ - 13 ~ SHJ - 16 Âà 50 ℃ Âà SHJ - 1 ~ SHJ - 4 SHJ - 57 ~ SHJ - 60 0 0 55 65 45 65 55 45 65 55 45 65 65 45 55 21 04 7 55 39 47 7 96 22 46 39 76 7 92 19 72 40 91 7 73 11 77 44 58 27 09 30 02 16 17 33 03 39 47 17 04 32 05 39 76 16 96 28 14 40 91 16 55 25 21 44 58 38 65 ¤4 ¥  1 ( V - t) 。  ,  ,  437 ¦,§:Ž‘’‡¨©  ¢ 31 5% ; £ ,  ,  ;       95% , ­€;30、50、70 ℃ ‚  2 48、5 00、7 01 mL ;­,       89 h。  ,30、50、70 ℃   ‚ 277、159、                                                 '1 2 2  Hydrophilic characteristic V - t curves of sandstone  Fig. 1 DEFGHIJKLM[( V - t) \] under temperature humidity environment      2 2 1 DEFGHIJUVWXYZR^M[   ƒ 12      „ † ‡ „ τ - σ, ­‰Š‹€‚ƒ„, Œ  ˆ  ‹Œ     Ž‘       DEFGHUVWXYZ_`ab Fitted attenuating relation between single  axial compressed strength  w/ % SHJ - 49 ~ SHJ - 60 0 30 ℃ — SHJ - 13 ~ SHJ - 24 50 ℃ — SHJ - 25 ~ SHJ - 36 70 ℃ — SHJ - 37 ~ SHJ - 48 Ž†   SHJ - 1 ~ SHJ - 12        ‡ˆ ‰Šˆ   τ = 18 387 + σtan (32 58°) 0 941  1 06 τ = 12 590 + σtan (36 09°) 0 964  2 12 τ = 12 512 + σtan (36 17°) 0 959  Table 2   ’‡“”•, †– 2。 Ž‘’‡ „“† 2。 O2  2 94 τ = 11 849 + σtan (36 20°) 0 983 3 55 τ = 11 708 + σtan (36 50°) 0 967      ‘ 2 ’– 2 ˜ Ž‘’‡“ƒ„”• ™š,“Ž‘’‡“”›œž• –,—‹Œ  Ž† Ÿ˜ — 18 387 kPa ¡ 11 708 kPa,¡™ 36 2% ; € 30 ℃   ­Ÿ˜ ¡ 12 590 kPa, ¡™          '2 DEFGHcdeIJfWYZ_`\] Fig. 2 Temperature humidity environment of Shandong red sandstone shear strength 土木工程·57· 438 ¾ ¿ À Á   ,。 30、50、70 ℃  、 2 12% 、2 94% 、 3 55% ;    31 5% 、32 0% 、35 6% 、36 2% ;  12 590、12 512、 11 849、 11 708 kPa,    36 09°、36 17°、36 20°、36 50°,   10 8% 、11 0% 、11 1% 、12 0% ;  2 2. 2  3   - b2 w , (2) φ0 ———­€,( °) ; a2 、b2 ———‚ƒ„。 (1)  ‡ τ w = ( c0 + a 1 e - b1 w (2) ˆ‰ - †‡Šˆ‹‰ ) + σ w ·tan( φ0 + a2 e - b2w ) , (3) †:τ w ———€‚,kPa;  σ w ———€‚Š ,kPa。 。 (3) ŒŽ‹ €‘  €‚­Œ, 。 •–—Ž˜™‘’“”•–—š›œ˜  ­€‚, ƒ ­;,„  ­。 žŸ SigmaPlot ›, œž (1) 、(2) €‚ ‚ƒ,€‘ŒŽ‹£Ÿ„¡¤ 3。 O3   ’“” ™š。 ,,  Å 24 Æ Ä †:φ w ———€‚,( °) ;     à φ w = φ0 + a 2 e 1 06% 、  à  ¡¢ UVWXk/_`lb Table 3 Fitted parameters of variable angle shear index „ c0 / kPa a1 b1 φ0 / ( °) a2 b2 ¢ 11 96 6 42 2 06 32 58 3 72 2 65        2 2 3    § , ¨  §  ŒŽ£¤   ¥  ¥ ¦ ¦   § ©  ‘  。 ª «  ›   ¬ ® ¯  ¨  © ,    € ‚ ¬®¯¥    , ‘  ¥ ¦ ° ± ² ³ ´ ¬ ® ¯  ¨ ª «  µ¶·¸ ˜ ¹ º , » ¬ ¼ Œ Ž   ¬ ® ¯  ¸ 45°、55°、65° §®‘ , ¡  ˜       4。 4a ‘  ” 45° ‘½¯¬ ® ¯  。 ” ¾  °±†‘²¾Š  ¦。 ¿ À £ © Á ³  à ,   † Ä Å ´  Ä   '3 Fig. 3 µ´”Š   ¶ Ÿ  Æ ³ Á Ç ƒ, È · ” Š ‘   ¦ ¦ ¶ Ÿ  ¨ ª ³  ¬ ®,   É cdeIJfWYZghLi#j\] Relation of Shandong red sandstone shear ²ÊËÆ “ ̸ ” , ¬®¹Í , δºÏÐі strength with variation of water content 4b ÒÓ , ©£ “ ÔÕÖÓ ”  。 ” 55° ‘    ½ ¯ ¬ ® ¯  。 ” ¾  ° ± † €‚ ‘²   ¾  Š c w = c0 + a 1 e - b1 w , †:c w ———€‚,kPa; c0 ———­€,kPa; a1 、b1 ———‚ƒ„。 ·58·土木工程 Ÿ³  ¶ Ÿ , × Ø Æ (1) º›Ü¾Š Í‘ , ‘  ¶ Ù Ú,  ‘ ² » Û, ¶ŸÝªÒÓ¼½ 。 4c ” 65° ‘½¯¬ ® ¯  。 ” ¾ °±†‘²¾‘  , іޙ¬®¯ 。 Š Ï4 Ð Ÿ 439 ª,¡:    (2)  ­€‚ƒ„,€,  。 †‡,  ƒ„, †,ˆ‰ †; Š ‹‰Œ­€ 。   (3)  45° †  , ‚ƒŽ„  ‘†,Œ’‡ˆ,‰“†” “†•Š‘‹–—;  , “†–—‹‰˜“†  55°  –—, Ž ™ ‹, Œ ’ š Œ  ‡ ˆ › œ;      65°  ,Ž‘’ž„ “。 : [1] Ÿ”•, –—˜, ™š›, ¡. œ†¢žžœ£ [2] Ÿ ª, Ÿ¡«, ¢š£, ¡. ¤Ž¬œ£ Ÿ ª, ¥ [3]   ¤¥”“—[J]. ¦†¢”§¨¢©, 2005, 24(1): 33 - 38. [ J] . ®«¯°±¢²¢©, 2012, 22(3) : 320 - 324. œ£¬ 268 - 271. [4] [5] [6] [7]   4 Fig. 4 3  ·¸, 2002: 20 - 35. Ÿ », ­. †¢¹ž , ,: , ¯ ,   ; , º.  ¤¥[ J] . ¦†¢” ¾ ¬”Š º¬[ J] . ¿§¨¢©, 2006, 39(1) : 98 - 102. , ¯ÀÁ,  . ³”³ [9]  2013.  , ,  . Š ».  20 - 23. [11] ¹ž ¤¥[ J] . ”À稢©, 2013, 11(1) : 47 - 50. ¤¥[ D] . :  ‹¢, ¹ž ¤ ¥ [ J] . ¼ ½ ¤ ¥ ” Ä Å, 2013, 33 ( 4 ) : ºÆ£¾³»»Çž¿ £Ê¹ (1)   §¨¢©, 2004, 23(3) : 391 - 394.  ¼½ , 、、 ¤¥[ D] . ·¸: º»¼½‹ ª. ´µœ¹¹ž ¢, 2008. [8] [10]  ®[ J] . ®«¯°±¢²¢©, 2013, 23(3) : ¯°¶, ±²³, ´µ¶. œ§¨†¢[ M] . ·¸: °¢  Typical failure form ¦, €§¨, ¡. ©³ª«´µœ , º»»ÇÈÉ ­€. GB / T 23561 5—2009 ˳¦Ì¹†¢ž žÍÎ[ S] . ·¸: º»À‚·¸, 2009. (  ) 土木工程·59·  26  4           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  7   1  , Vol. 26 No. 4 July 2016  2  , 1 , 1 (1.  ,  150022; 2.  ,  150022)   ! ": ,   、Maxwell  ­,€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’,“”•–— †˜™š。 ›  œžŸ¡,¢£¤¥Ž”¦§¨¤¥,©ª«£¤¥¬®Œ« £¤¥。 ¯°Ž±ª«²³£´’†。 µ¶·¸–—Œ«® ‰¹£ º»。 ¼½¾¿ª、µ«º»À»ÁÂà ÄŚ。 ƍ­¼½ÅšÇÈɐÊËÌÍξ。 #$%:; ª«; Œ«; † doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 04. 016 &'()*:TU452 +,-*:2095- 7262(2016)04- 0429- 04 +./01:A Study on coupled damage of defect of granite during continuous heating GAO Hongmei1 , LAN Yongwei2 , CHEN Yong1 , LI Changfeng1 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is an effort to enable a correct evaluation of the damage mechanism behind de fective granites. This paper is focused on the application of the theory of thermodynamics and Maxwell’ s stress to establish Nonlinear homogeneous differential equation about the concentrated stress and solution to the expression of concentrated stress near the defect of granite. The study building on using the strain equivalence principle involves decomposing thermal state of the defects of granite into two states, namely, the thermal state of granite with the macroscopic defects and the thermal state of granite with random mi crodefects; completely analyzing the coupled damage of macroscopic defects of granite and random de fects under the action of heat; and developing the calculation formula of the composite damage with con sidered the macro and micro coupled defects of granite. The theoretical derivation formula could provide a theoretical reference to the study of geothermal exploration. Key words:defect of granite; macrodamage; microdamage; concentrated stress 0  ±Ÿ²³´µ¶·¸¹º, «»¶  ¼¶ ½¾¿À, ÁÂÃÄÅÆÇÈÉʧ  £ˆ ¤¥¦§¨©ª«¬®¯Ÿ°、 。 ÌÍ£ˆ ¼Ë§ ÎÏÐÑÒÓÔÕ¶ ,Ö×Ø ÙÚÛ,Õ¶ Ù 2345: 2016 - 06 - 01 6789:  ­€‚ƒ„( QC2014C062) ; :;<=>?: ‰Š‹(1978 - ) ,Œ,Ž‘ ·60·土木工程 †‡ˆ€‚­€‚ƒ„(11402080) ’“”,•–—,˜™,š›œž:‰ Ÿ¡¢,Email:85289703@ qq. com。 430 ? >=< ;    @ 26 / : 。 ,  ,    Óñò´µ 。 Σ—˜Ý,}ª—˜Þßà½,¤¼  。  ­€‚ƒ„ †‡  ˆ‰‡Š,­€ƒ„ †‡‹ŒŽ‘,’ °Ë™|{œƒ„ºŽ‘‹Œ¼Û—˜áâã ä。 Óå[ƒ„¦™”š›œžŸ 、 “Ž‘’”。 •–, —˜™”š›œƒ„ žŸ 、ƒ„  ˆ‰¡¢£,¤¥  ƒ„¦™”š›œ§¨‹Œ, ©ª—˜™” š›œƒ„Ž«¬®¯°±²š›。 ³ž´ µ ¶  · © ¸ ¹   º  ‹ Œ ¥ » [ 1] Ž‘¼  ½ ¾ ¿ À Á “  à  — ˜ 。 Ä Å ½ © [ 2] ˆ‰,ƒ„‹Œ¡´µ½æç,èé[ê\ª ¿ëÃæç。 •–,—˜ƒ„ ˆ‰、 ƒ„‹Œ©Ž«æç[±²ÛÚ÷ì。 1  ™”š›  Æ  Ç È À Á ‹ Œ É Ê ; Ë ÌÍ ©È ¦ ™ ” Î Ï Ð ¬    Ñ Ò [ 3] ¢£œŽ‘ÓÔÀÁ — ˜ ; Õ Ö × Ø © Ù Û , © Ù  Ú « Ü Ý ”、 Ù  Ú Þ ß [ 4] ½ÀÁ“àáâã ; äåæ ½ ç › Ë è ” é ê Ú Çá¼ÀÁ“ ™ ” œ  Ù、 Ù ë ì í î  [ 5] ¡ ï à á ;   ð  ›   š  à á © Š , ×ØÉÊË ™    ž Ÿ  ¡    ží®î í]Éï« 、ï ï½ðñƒ„^_òó。 ¦ôØö‰, ­õöš›, ]Ú [19] š›÷[ 。 ¦ƒ„‰øƒ„ ܃„ù 1,ô `î ÀÁ—˜, « ÉÊú 2。  [ 6] ‹Œ  • 。    × Ø  ‚  © Ç È 、« ¤¥    Ó Ô À Á , É [ 7] ʙ” © ‹ Œ  ñ ò ¼ Û ;   ó ½ ô  ™ ” - §¨š›œ  º  ‹ Œ   , É Ê  º ëì‹ Œ     õ ì [ 8] ½     ¡  。 ª ›­—˜¦™”Ò š › œ   Á   Ž « Ø ö。  € ‚ ô“ ÷ ª   „ ø   Ú ‹ Œ  ¡  Fig. 1 ©‡ˆÒ€àáÀÁ“ [ 11] ‰­  Š 。  ‹ Œ ½  › CY ï Ž ‘ Û   [ 9] ƒõ 。 [ 10] 1  Sketch map of model crack stress †½  ” ,• – ’ “ š › œ ù ¼  [ 12] —º‘Û ’ “ - ú û ò  。 Ä ˜ ™ ½ ×Ø ° σ = Eε - αβΔT, e ë쒓 šË™‹Œû  „ ø › œ ž Ÿ ü    ‰ New ton „ ø  ¾ ¡ , î ô “  ¢ ã £ ™”ýø œ¤  ¥ Ø ö  þ î   。 ¦  ½ [ 13] § ¨ μ  σ ”©ª«¬®”©™” ­¯†ñò¢£ , ° É Ê  Ú ± -     ² ³ [ 14] ¡´ µ 。 ¶ · ¸ ½ ¤   ‹ Œ  ¹ º, Ð » ‹ Œ  Ã, ô     ú û - ‹ Œ § ¨  , Å(1) ‰:σ ƒ„ e  ; α =  û (1) ;β = 3[ λ + 3G ]α  3 2(1 + v) G  3(1 - 2v) H ;v üýþ;H  Biot @Ã;R  Biot @ ¿  Ã; λ , G  Lame′ ÿ ; ΔT  ™ ”  ¡Ã。 [ 15] ¸“¼½ „ ö ¾  ¿ À Á  。 Â Ã Ä ½ — ˜Ú‹ŒÅ , Æ ï ì — ˜ ™ ” š › œ  º [ 16] ǔ 、 ‹ Œ  ´ µ 。 Ä ç ½ ç›ï«ÜȔ - É É Ê É  š ï « Ü Ë Ì Í ¿ É  — ˜ 。 [ 17] ΩϽ ÐÑ “ Ò Ó õ ë ì ƒ „ § ¨  ÿ ¨ ‹ Œ  Ã, ° Ô † ² Ò Ó Ç ø È Õ、 « Ö × ~ Ù½ Óõ싌à [ 18] 2 Fig. 2   Stress analysis of granite defects under action of temperature  Ø Å。  –Ú“    Û ¥ ‘ Û ý  ©  Ú Ü žŸƒ„ ˆ‰ loc Í~ σ ,  土木工程·61· ·4 ¸  Δσ。  σ  loc σ loc = σ e + Δσ, ε′ = ε1 + ε2 - ε0 ,¬‘œ§、 ­€‚™¬® ¯°€‚– D′、D1 、D2 、D0 ,•–€‚ σ σ σ σ = + - , E′ E1 E2 E0  Maxwell , dΔσ Δσ = -η + KρC2s σ e , (2) dt l (2) , η ;K  ; ρC2s    ;ρ  ;C s  {  ,(2)  dΔσ Δσ +η = KρC2s σ e , dt l (3)  η Δσ = Ce ∫- l dx η + e ∫- l dx ( ∫η Δσ = Ce -η l t + KρC2e e ,dΔσ | t = 0 = 0, C = 0。 , η σ t, l = { Eε - a( ΔT) (3 λ + 2G) } KρC2s { Eε - aΔT(3 λ + 2G) } 。 a b c d η - ηl e + l  Equivalent strain state of granite [ ] [ 1 - aΔT(3Eλε+ 2G) ] = ( KρC ηl e + 1) - [ aΔT(3Eλε+ 2G) + 1 ] KρC ηl e , «´€‚,µ€‚Ÿ D1 = 1 - { ( KρC ηl e + 1 ) - - l η - l D1 η - l 2 s [ aΔT(3Eλε+ 2G) + 1 ] KρC ηl e }。 2 s †‡ˆ。 ˆ‰€‚Š‰ Š ‹,‹‰€‚Œ‚ †„‡ ŒŽ,‘Ž‰Œ‚’­, ’‰ƒ„€‚“”。 η 2 s 2 s  ­ ­,  ­­€€‚, ‚ƒ„€‚ƒ “‘” €‚•–—˜™šŽ›œž, •­€ ‚–€‚Ÿ¡¢£¤•–€‚ [15] Ÿ ,— Maxwell ¥˜, ™š 3 ›, ‘œš 3a ~ d –¦žŸ¡§­¢ 3 aΔT(3 λ + 2G) η η σ = 1- KρC2s e - l + Eε Eε l loc  ­¨、 ¢ Ÿ§­¨、 ¢Ÿ ­‰¢£¤ ©¥ªŸ€‚  ‰,  ¦    –  E′、 E1 、 E2 、E0 ,™§« σ ›œž¨©Ÿ–  ε′、 ε1 、 ε2 、 ε0 , ª «   € ‚ • –  — ˜,  ¡ ·62·土木工程  (4) ,±¥ (5) 2  (7) š 3b ™¦°±«²³™ (4) loc  Fig. 3 η 2 η - Δσ = { Eε - a( ΔT) (3 λ + 2G) } KρC s e l , l  E2 = E0 (1 - D2 ) ,  (3) e E1 = E0 (1 - D1 ) , (1 - D1 ) (1 - D2 ) 。 1 - D1 D2 ) -η l t E′ = E0 (1 - D′) , D′ = 1 - KρC2s σ e ∫ ηl dt e dt , l  (6) (6) ®¯(5) ,±¥ 。 σ 431 ¹º»,£:«²•–€‚ η - l š 3c  ‘ Ž  ‰ Š ‰ Š  Œ ‚ ² ³ Weibull ,´ p( ε) = µ (8)   m ε m - 1 - ( εε0) m ( ) e , ε0 ε0 (9) (9) ,    Š ­       ž  Š   p( ε) ;Š­žŸ ε;m, ε0 ³ 。 µž¶, ·‹ °§­µ€‚, €‚¶¸®Š ­€‚¹„º»,¼› D2 ,½ ε D 2 = 1 - e - ( ε0 ) , m (10) (8) ¢ (10) ®¯ (7) , ±¥«›œž €‚ 432 Ú Û Ü º » • ‘ ‘ Ý 26 Þ À aΔT(3λ + 2G) η e + 1) - [ + 1 ] KρC η e }·e KρC ( { (1 - D )(1 - D ) Eε l l D′ = 1 - =1 - 。 a T(3 + 2G) 1 -D D Δ λ η e + 1) - [ + 1 ] KρC η e } 1 - [1 -e ] 1 - { ( KρC Eε l l 1 2 s 2 1 η - l ε 0 2 s - (ε ) m 2 2 s η ε 0 - (ε ) m - l η - l 2 s η - l (11) (11) ,  ,  ,  ,  †‡ 3   ­€‚ƒ„ [6] [7] [8] 。 [9] [10] † ,  。  —§°®Í - µ¶„[J]. 2013, 38(12): 2133 - 2139. ³ œ Œ ª «  „ € ‚ [ J ].  €  ‘, 2014, 35 ´, ¤, ƒ, . È­ Morris µ ­ „ˆ † ´ —ˆ™§[ J] . ¶Ä’³°Œ ‘À, 2016, 33(1) : 153 - 159. [14] £¤¥, ƒ , ­, . ƒŒÒµ“µ¶ -  „’—§°[ J] . •‘‘À, 2016, 47(2) : 559 - 569. [15] ·¸¹, , ¡ . š› † ´   „ € ‚ [ J ] .  ¥  ‘ ’ ° Œ ‘ À, 2013, 32 (11) : 2308 - 2317. [16] : ¡ Ó, ­–, €¤, . È­›š‚º»¥› †Ô  ”    Ž “  „ [ J ]. ° Œ  ‘, 2013, 30 (8): 278 - 287. ¥, . ¦ƒ„’™§ [ J] . €‘, 2014, 35( ‚ 2) : 2133 - 2139. ƒ¨©.  - ƒª«„¬® š¯: š¯°•‘, 2014. ‘¸ ¾, . (9) : 2494 - 2502. 。 ± -  , ÎÏ, . „ˆÐѲ , žŸ [3] , . ¥ - ¦ ¡–±, œŒ,  [2] ¢, £¤¥, ƒ [12] ™š,  ,  ¡ Ê Ì«¥¬®¯ - µ¶ Š’ ›。  ’—. ´ª«„¬ €‚[ D] . ”–: —˜•‘, 2015. ª, ¡ (2) ,  , ­  - „¬[ J] . ¥‘’°Œ‘À, 2012, 31 (8) : 1098 - 1105. [13] ¢, £¤ † ‹©˜, Š —˜。 ¡ , Ç, . È­É«Ÿ¿¥ [11] „ˆ“、”ˆ、•– [1] ‚[ J] . ¥‘’°Œ‘À, 2010, 29(3) : 472 - 478. ­œž,  °Å•‘‘À, 2015, 38 „ ˆ‹ƒ,Œˆ‰Ž。 ‘  ’™Æ, . ’š›¥„€ ‘„¬®—§Ë¨[ J] .  ‰ ,‰Š, 、Maxwell  —˜•‘, 2015. ¬„€‚[ D] . ”–: (1) : 41 - 51.  (1) „ˆ, ‹”•. Ž“¸ ². ³ˆ‰Š³´† †‡€‚[ D] . ¼½¾, ­Õ, ­¹. È­փ׆  ´ ª «  „ [ J ]. (10) : 2805 - 2815.  €  ‘, 2015, 36 µ¶ - ¶ - · [18] ’¿, ؄Ù, ­Õ. ´À †œŒ - Œ† [19] ‰Š‹, ‰–, Œ š, . ¥ †œŒ™ €‚[ D] . ¹: ¹º»•‘, 2013. [4] ¼½¾, ‹‹. ³ [5] ’ÁÂ. ƒ„“Ž“¬ Ž“‘› CT ¸¿[ J] . ³‘À, 2015, 40(1) : 103 - 109. : ÃÄŕ‘, 2012. [17] † ª«„[ J] . †’‡ˆ, 2015, 35(3) : 428 - 436. §[J]. ¥‘’°Œ‘À, 2006, 10 (25): 2071 - 2079. €‚[ D] . (   ) 土木工程·63·  26  6           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  11   , , „ Nov. 2016  , , (  ,  150022) ": †„‡ˆ,‰Š ! Vol. 26 No. 6  ,  ‹ŒŽ„ ­€‚ƒ,  ‘’“†„‡”‘。 •ƒ–—˜™‡ ž†‡‹Œ,Ÿ¡˜„ ‘’¢£。 ’¤¥¦§¨©ª, ™‡«,   ¬«®。 ¥¦§¨“¯°±§¨²³´, µª˜‘’¢£¶·。 š›œ ¸‰Š¹™º»†¼½¾¿ÀÁÂ。 ; †„‡ #$%: ; ÃÄ·;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 06. 021 &'()*:TU45 +,-*:2095- 7262(2016)06- 0691- 04 +./01:A Seepage law behind fractured granite under thermal stress Gao Hongmei, Liang Xuebin, Lan Yongwei, Xu Xiaohong, Meng Liyan ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper seeks to investigate the effect of thermal stress on the seepage law underlying the joint surface of granite. The investigation starting from the analysis of rock deformation involves using the cracking of granite cracks as a bridge to probe into the relationship between the permeability coeffi cient and cracking degree of granite under thermal stress; identifying the effect of temperature on equiva lent hydraulic opening and thereby obtaining the formula behind fracture permeability coefficient. The nu merical simulation reveals that a higher temperature is associated with a greater effect of thermal stress on the permeability of granite joint surface. A better agreement between the simulation results and the theo retical ones proves the rationality of the permeability coefficient formula. The study may provide some ref erences for the development of high temperature rock. Key words:defect of granite; seepage characteristics; thermal stress; cracking degree 0  ¸¾  ¿ À Á 。  à  ° ¥ ‰  Ä Å Æ Ç Ÿ È É Ê   , Ë     Ì ¼ Í Î, Ï Ð Ñ ¼  ª «   ¬, ‰ Ÿ ® ¯  °  ±²³´µ¶ · ¸ ¹ º    , » ¼ š › ½ ¥¦§¨© °Ò Ó Ô Õ Ö × Ø Ù Ú  Û Ü Ý Þ ß à  ᬠ, âã°Âä  å à 、 æ ç , è à  ä Ç éàÂäêë»ì   à í î , â ã  °  Ä ï 2345: 2016 - 10 - 11 6789: ­€‚ƒ„ ƒ„†‡(11402080) ;ˆ ƒ„†‡( QC2014C062) :;<=>?: ‰Š‹(1978 - ) ,Œ,Ž‘ˆ’“”,•–—,˜™,š›œž:‰Ÿ¡¢£¤,Email:85289703@ qq. com。 ·64·土木工程 692 ò ó ô õ  。     。  [1]  ­€ ‚ ƒ „ † ‡ 。  [2]  ˆ‰ ­€‚  Š „ † ‡ 。  [3 - 4] ‹ Louis  ŒŽ‘’“† 。 ö    ø 26 ù ÷ µÝ:f———æç·­‚†‡ˆ‰, ¡¸ ¢® Œï‚,ŽºË 0. 5 ~ 1. 0; b m0 ———‘’·­‚; b h0 ———‘’¶·­‚; Δb———°±²。 ”Š„ “æç°±Æ σ n ›œæç”, •»–。 —˜²™ë„ï,  š‚‹›œ­£’¤¥ 。 ¦§¨ ©ª , « ¬   ’ ž ‹ ® ¯ ° ±  ² ³ ¥ ´ ­€‚Ë ƒ„ •–—’€˜™š‚‹ ›œ ,  [5 - 6] ž‹  Ÿ € ˜ ¡ ¢ ™ µ¶·­‚¡¸´µ 。  [7 - 9] Ž‘’¹ º» 、 ¹¶» ¼ ½ ¾ ¿ À Á € ˜   Ÿ     ¤¥   ,   ’ € ˜   à ‰ ´ µ 。   [10 - 12] ÄŒÆ ˆ‰ˆ 。   [13 - 14] ’Æ  Ÿ  Ç ‚ 、   ÈɈ 。 ÊÆ›ËÆÌÍ, ÎÏÐÑÒ¬Ó Ô。  [15] ’ ›œ‹ŸÆ Ղ ›œ。  [16] ֒¶Õ‹Ÿ ×ÒØٛœ。 ÚÛ, ªÜÝÊÆ‹ ¡¸Þ®ßà。 ˧, á¬âՂ ‹ã䶷­‚åˏ,  Ÿ ,Ù¿ÊƉ€˜ˆ‰´µ,Þ Ž‘‰¥。 1  Úæçè®éê¢ë 。 ˒ „,쀘 Ÿ€˜   Š‘,’€˜ Š‘´µ: kf = gb2m , 12 μ µÝ:k f ———€˜æ琈‰; g———Óǂ; ´µ­¦„€, Ñ Ÿ€˜ ™š·­‚†‡ˆ‰ f。 “†´µˆ¾: ¥îŒŠ„ƒ b h Š¡‹Ë b h = fb m0 - f( Δb) , K n ———°±š‚。 æ畲‰,ðñ¶·­‚Ë σn b h = f( b h0 - Δb) = b m0 fe - K n 。 ìµ(2) › µ(1) Š gb2h g 2 2 - 2σK nn = b f e , k′f = 12v 12v m0 (2) (3) ðÝ,g f b m0 / 12v = k0 ,¡‹‘’ˆ‰。 µ(3) Š¡œË 2 2 k′f = k0 e - d1εn , (4) µÝ:d1 ———°±²åˆ‰; ε n ———°±²。 2   æ琞,—˜Ÿ¡ƒ Š¢,ÊÆ ‹·­‚、£±²›œŠâ¡œË  ε x = 1 [ σ x - v( σ y + σ z ) ] - αΔT, E   1  ε y = E [ σ y - v( σ z + σ x ) ] - αΔT,   = 1 [ - v( + ) ] - T, σx σy αΔ εz E σz v———¦§‡; Úæ瀘¤ Š‘  ­¦€‚,í§,™šæ瀘¤ µÝ:k′f ———“†‰€˜æ琈‰; b h ———¶·­‚。 - µÝ:ε x ,ε y ———x、y „±²; E———¨¤¥; μ——— ˆ‰; b m ———€˜­‚。 gb2h , k′f = 12 μ σn Δb = b m0 (1 - e K n ) , µÝ:σ n ———°±Æ; (1) αΔT———ՂÑÒÊÆ。 —˜¨©Ÿ¡ƒ ,°±²Ë ε n = ε1 = σ x′ σ y + σ z - v′, Kn Ks (5) µ Ý: σ′———› œ    ñ   ä ° ± Æ , σ1′ = σ1 - βp; β———鈉; p———ª˜»; K s ———«±š‚; v′———ñ¬¤¦§‡。 土木工程·65· Å6 Æ ŽÇÈ,¬:ˆ‰Š€ÉÊ  v′≈0,(5)  σ′x σ n + βp = 。 εn = Kn Kn { εy = °³´‚¨。 ±¬‰Š®²¯ƒ¦ (6) ,  , 693 «™š 1 [ σ y - v( σ x + σ z ) ] - αΔT, E µ¶ 3. 6 × 10 38 MPa, - 16 m2 ,·± ² 6. 6 μm2 , ‚µ¶ ¸¹³ 0. 28, ƒ¦ˆº» α = 7. 12 × 10 - 4 ℃ - 1 ,¼£Š 6 MPa, £Š 3 MPa, ½¦ £Š 1 MPa,´° β = 0. 8,¾  K n = 71. 1 GPa / m,‚¿ 63. 43°。 1 ε z = [ σ z - v( σ y + σ x ) ] - αΔT, E , 1 [ σ y - v( σ x + E ε s = ( ε y + ε z ) cos θ = cos θ σ z ) ] - αΔTcos θ + cos θ v( σy + σx )] - αΔTcos θ。 ,  εs = ( εy + εz ) = 2 1 [σ - E z v σ cos θ - 2 αΔTcos θ。 E n (7) 、  。  1  :   。 (4) k′f = k0 e ( - εn - εs) , Fig. 1 (8) ƒ¦‚«µÀ²、 §ŠÁ ™š 2  3 Â。 ε s ———。 k′f = k0 e (9) σ n + βp 2v K n - ( E σ n - 2αΔT) cos θ] , 。 ¤ ¶Æ‰ (9) Ǥ,ÈÉʼš«µ ‚ 7. 14 μm 。 2 ƒ„‚ [17] ”• Å µ¶²º², »² ¹ 。 ‘’, ˆ‰Š  ,  ­€。 3 Ã,60 ℃ Ä Š·,, ¸ƒ,  ­†‡ˆ‰Š‹,Œˆ‰ŠŽ, “ š 2a ¶¯¶«µ, ­€ ‚ [- Calculation model  :ε n ———; (6) 、(7)  (8) ,  200 ℃ Ä, ¤ˆ‰Š, ¾¿ —˜½ š 2b Ã, ¶Æ、 Æ ËÀÌ, ¸ƒ², «µ³60 ℃ IJÍ, ‰ÎϏ,°±—˜  11. 82 μm 。 2 š 3a  Ã,­ 60 ℃ Ä, §ŠÁ¯ƒ¦ÁÎÏ, ¹к Ñ΃¦Á«µ。 ­ 200 ℃ Ä, §ŠÁŸÂÎÏ( š 3b) ,Ñβˆ‰  ‚ƒ„ †‡–—˜ˆ‰Š€ ‚™š。 ˆ‰ Š‹›œŒŽ‘ 50 mm × 100 mm ž‚œƒ„  208,—˜  ’, Ÿ“”•„– ’™š 1。 ‚ƒ„¡›•„¢œ žŸ¡¢£•„。 £Š¤¤¥• „¥¦“ §›” ,¨£Š¤ 0 ¡•„©ª。 ’“«¬®¦§£Š。 ˆ–¨©‚§ £Š。 ŠÒ «µÏӏ。 °± ƒ¦‚ ·66·土木工程 «‚。 ­ˆ‰Š° :Œ­, ³ ÔÃÁ«µ, «Õ§Š ÁÖ×Ø,©Îˆ‰Š ƒ¦ ÖÎÏ。  —˜Ä (9) , ­Ù。 (9) , ¯©‚ª ƒ¦Ì、¸ƒ,¾¿ƒ¦‚¨ ˜ ƒ„‚ ­、60、200 ℃ Ä, ÚÙÛ ƒ„ ‚”Ü 6. 450、7. 008 10. 180 μm 。 2 694 Ð « Ñ Ä Ò ¦ ± ± Ó 26 Ô ³ :  (2013 - KF04) 。  [1] : TSANG Y W, Tsang C F. 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":   ,  、   ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹,ŒŽ‘’“”•–—˜™š›œž Ÿ ¡¢£Ÿ¤¥。 ¦§¨©ª«¬ CuCl2 ®¯°±² ³­ž´µ¶› ·, †¸¹ƒº» ¨¼€½¾¿À,ÁÂö¯ĔÅ, ÆǗ˜™。 ÈɃº¿ À Ê,Ë­ÌÍÎÏ£—˜™ÐÑ¡¢£Ÿ¤¥Ò©›§ÓԆÕÖ - ×ØÙ¬ 2+ ÚÛ。 Êܖ:ÝÞ´ß Cu ª«¬àá, —˜™àâ,ã ½Ù¬äå,æçã½Ù¬èé êÕëìíîïäåðñ。 òÌÙ¬ÚÛóôæçõö÷ õÈøù, úûüõýþÿ~}|{[\æ]^_`。 #$%:@? ; Ù¬ÚÛ; —˜™; ¡¢£Ÿ¤¥; ƒº¿À doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 04. 015 &'()*:TU411 +,-*:2095- 7262(2016)04- 0422- 07 +./01:A Research on strength model of eroded clay based on osmotic suction GUO Huiying, ZHANG Zhihong, TAO Lianjin ( Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China) Abstract:This paper is concerned with the quantitative research on an important influence of the pore fluid chemistry on the mechanical properties of clay. The study consists of mechanical equilibrium a nalysis of soil clay, pore fluid and absorbed water that compose the representative element volume; the verification of osmotic suction performing as an independent stress variable by theoretical derivation; the investigation into the remolded samples prepared by mixing Guizhou clay with different concentrations of CuCl 2 solution for the triaxial consolidated undrained shear test; the measurement of the pore fluid con ductivity of the samples and thereby the calculation of the value of osmotic suction; and development of extend moore coulomb strength model by combing the normal stress and osmotic suction through the test results by fitting space plane. The results show that osmotic suction between pore fluid and clay soil in creases with increasing Cu 2 + concentration; while the shear strength and shear strength index of clays de crease as increase concentration of Cu2 + . The model may contribute to an effective evaluation of bearing capacity of foundation soil and solution to engineering problems due to site contamination. Key words:eroded clay; strength model; osmotic suction; independent stress variable; triaxial test 2345: 2016 - 05 - 25 6789: Ž‘’“”•–—˜(51378035) :;<=>?: ™š›(1988 - ) ,œ,ž‚Ÿ¡¢,£¤,¥¦§¨:©ª«,Email:guohuiyingtb@ 126. com。 ·68·土木工程 04 1 0  423 234,‚:(ÇÈê’ÎϦÒ½ïð 1  1 1  [1 - 2] 。 ,,  、 ­€‚ƒ„ †‡。  ˆ‰Š‹ŒŽ­‘,€Œˆ’“”‘,•– [3] —ƒ˜™š›œž 。  Ÿ¡¢ £¤¥¦§¨’“”©ª«™¬®¯ ,°±²«„³ [4] Œ´。 Arthur ‚  ‰´µ¶,·¸¤¥¹º»¼½‘,ˆ§¨ [5] ”¾¿À«­‘。 Shrihari ‚ ÁÂà ®¯ « ĦÅƽ‹ÇÈ [6 - 8] ɑ。 ÊË̂ ŽÍ©ª¤¥à ®¯,‰´µ¶,ÎϦ   ’”æ,óˆ‘.ÐÑÒ½,±¦(ˆ ’æ‰。 ˆ’执¨ˆ’扑¬É '©±¦(§ª«­É'。 ‘¬¬®‹§ ¨”¾¯°,±²„­ùúÖ”¾,ú¶³Ž´ !。 Áµˆóµµ”ˆÝë £,† éñ¶­ˆ’·ëí%ˆ’。 µµ”ˆ¹、 ‰ÿܝ ( º»ƒ] º») .ÚÛåˆ [9] ­¼Œ ,½¾ 1 §¿。 ÐÑÒ½·¤¥º»¼½Ó™–ÔÕ。 ·¸ Ö×ØÙ,ÚÛÜÝ£’“”    Þßàáâãä。 º»ÎÙ­‘«ÚÛåˆ “”,ÚÛåˆÝ£ˆ’”æÞßçè [9] «éÇÈê’ëìíîïð。 Barbour ‚ ñÚ ÛåˆÇÈòóÇÈê’Ý둬,ô Fig. 1 «Ú ÛåˆÜÝ£¦òõ‹’“”ö÷,‰ ´µ¶,ÇÈ꒣ˆ‘øùúÞß。 Ferrari [10] ‚ ñÇÈê’âÙûŠïð ÇÈ꒣@ ˆÆ;µ!’ÇÝÂ(ˆÈ ´µ!。 [12] Ó,ÇÈê’Ó™,@¦Ò½>=。<;:‚ ÇÈ꒣/¦òõ.ÇÈÞß-,,‰ ´¿è,/+.¦òõ*É·¸ÇÈê’Ó [13] –)*ÉÔ,ÇÈ É‘™。 Mokni ‚ « Â(”¾Ö¼½ NaNO3 ÝÂ~ÇÈê’.¾ê’ÞßÜ “、Ò½.‘ø“”。 ', Ÿ¡ Á Ѯ¯£Îψ , &«ÇÈ꒣ˆíî’“ ”Þß,íîè% «³”Ž,° —çùˆ³¬。 ¡ŠŒ 、ÚÛåˆ.‰ÿܝ ­ý’€‚$,¨ƒ „^° ¶«ÇÈꒆéÝë‡ýˆ’扑¬。 ÁÂÖ¾¬¼½ CuCl2 Š\‹‹ŒŽ‘‡¦ ’ÿ“”ÎÏ[•, ©ª Representative element volume ˆÀ’.µ!’Á†ÝÂ(µµ”,  üˆÀ’ë’«¶­ÃÄ­ÅÝ’, ÝÂ( ¦Ò½Þß,‰´µ¶,·¸ÚÛ\ü?¼½ ®¯  ü, ý«’ [11] þÿÝÂ~ˆ‘øûŠïð。 Pineda ‚ }| {[ÚÛ\]^_²`ÇÈê’, 1 –—‰Ö˜ÜÒ½® ¯,°{³ÚÛ\]^_,™šÇÈê’。 }|Ž 1 2  (1) ɲʭ¶Ê$#%ÁøŒ‡ý、 ”、Ë͈̄’‡。 (2) âوÀŽÉÎÏ, £(Á¾,ˆÀ’. µ!’†éˆÂ„ˆÀŽÉ, ¶­ˆÀŽÉà .‚( 1。 (3) ÚÛåˆÖ†òõ。 (4) ɳÇÈê’ ( π ) „ô¶Ê$#ÐÑ ,±™Ò­‚,πx = π y = π z 。 1 3  ӈ€‚ºÔÚÛåˆ、 ‰ÿܝ. ‰Š ­ Õʁ’€‚。 ÖüŽ y $#¶­’€‚。 •×¨ŸÂ( x . z $#  ­’€‚Ž。 1. 3. 1  Óˆ’€‚扽¾ 2 §¿。 Óˆ’€‚$ë –Ñ›®¯Éœ,ýÇÈê’.ž#ˆ’"Ý Â~ŸÂ(ÎϦ¡ª¢£ - ¤¥Ò½ïð。 ( τ xy σ y π y τ zy + + + + ρg) dxdydz = 0, x y y z (1) 土木工程·69· 424 — ˜ ™ š :π y ———y ; σ y ———y ; τ xy ———x  y ; τ zy ———z  y ; g———; ρ———  。 › œ ’ ’ Ÿ 26 ¡ ž :φ d ———; ρ d ——— ; ( R - A) ———; F d ———y   。                                              1. 3. 2  2  Fig. 2 Total force balance of REV   3 。                   3  Fig. 3 Force balance of pore fluid  p f + φ f ρ f g + F f ) dxdydz = 0, (2) ( φf y :φ f ——— ; ρ f ———  ; p f ——— ; F f ———y   。  1. 3. 3   4 。  ( R - A) + φ d ρ d g - F f + F d ) dxdydz = 0, ( φd y (3) ·70·土木工程 Fig. 4  4   Force balance of combined water film 1. 3. 4       ,,y  ­(  €­ )  ‚ƒ 、   。 „ p f τ xy σ y π y τ zy ( R - A) + + + + φf - φd + ( y y y y y y (4) φ s ρ s g - F d ) dxdydz = 0, :φ s ———  ; 。 ρ s ———  p f p f (4)   † ,‡ˆ: y y τ xy ( σ y - p f ) π y τ zy p f ( + + + + (1 - φ f ) - y y y y y ( R - A) + φ s ρ s g - F d ) = 0。 (5) φd y  ‰Š‹,p f ŒŽ , ­ (5) ƒ τ xy ( σ y - p f ) π y τ zy ( R - A) + + + - φd + ( y y y y y (6) φ s ρ s g - F d ) dxdydz = 0。 ‡,x  ­ τ yx ( σ x - p f ) π x τ zx ( R - A) + + + - φd + ( x x x x x (7) φ s ρ s g - F d ) dxdydz = 0; z  ­ τ yz ( σ z - p f ) π z τ xz ( R - A) + + + - φd + ( z z z z z (8) φ s ρ s g - F d ) dxdydz = 0。 €‚ ­‘Ž„€‚ ’“ ‘Ž。 ƒ,”•– ­ ¸4 ¹ :( σ - p f )、π、(R - A)。      2 2 1           Table 1  1  Physical properties of Guizhou clay ω/ % ρ / g·cm - 3 Wp / % WL / % Ip  18 2. 5 21. 4 40 18. 6        a 50 kPa      CuCl2 ·2H2 O ( )   CuCl2 ,   5、10、15、20 g / L,   。 2 2  2. 2. 1   , 50 mm,  100 mm, ­€: (1)  2 500 g     ‚ ƒ    „, 500 mL † CuCl2  ‚­€, ‚ƒ­„ „,† ‚ƒ‡ˆ‰ Š‹ŒŽ ‘  48 h,’‡ˆ ‰“”Š•, ˆ­Ž ,  – ‹Œ—ˆ。 (2)  ˜ , ™ š , š  š › œ ž Ÿ ¡, ¢ Š £ š     2. 5 cm,¤Š¥‚ƒ。 (3)  †Ž¦‘’“˜, ”‡§ ‚ ¨©’“ª,’«¬œ•–®—©˜,›¯¨© 2 h™„,°±±²‘³ˆš´¯¨©, Šµ–®— ©˜›,¶ˆ·œŽ¸¹¨©, ºž»¼, Ž ˆ½ 10 h ™„。 2. 2. 2  Ÿ¡¢— £¤¾¥¿ †ÀÁ ¦§ÃШ©。 Ž¦‘ÃćŠƌŽ B Ç,B ǖÈ 0. 7 ÉÊ, ËÌ, ŽÍ ÃÄ‘˜’“,ª‘˜›Îœ 300 kPa。   B ǔŠ 0. 95 ™„, ÏЫ’“。 ¬‡,  ª 50、100、200、300、400 kPa ј ( pw ) , ’ŽÒ ®。 Ӈ,¯Ò®Ð°ŽªÔ±Õ,’ ›Öˆ×؀²³´ÙÚÛ。 3 1      ,   1 。 3 425 º»¼,½:¾‚¿ÀÁ†µ¶©                      b 100 kPa                            c 200 kPa                   d 300 kPa                                       -  ›Üј€µ¶ÝÞñß·à áâ 5 。 5 Fig. 5      e 400 kPa       Stressstrain curves of eroded soil under consolidat ed undrained condition 土木工程·71· 426 » ¼ ½ ¾ ,, , 。  5  ,50、100 kPa      -   ,   ,  , 300、400 kPa  。  ,  。 ­ ,   ¿  ž ž ±µƒ“” - •–ˆ‰—˜。 3 3 }~zwl€‚zwƒ/i„ ™  €’‰”•–Ž‘›™ “”, ·    Š。  5  ‹ŒŽ‘’‰,        ,  š¶ ‹Œœ ¸‡ˆ‰ž 。 ˆ‰ž šœˆ‰¹Ÿ¶ Ž‘’‰ ‰ 7 Š‹。 € , ­‚ ƒ„ ,  †‡ˆ‰。 † ,€ Á 26  À “, ”•–Ž‘—‚ ˜™šƒ„, ›˜         œš,†™žŸ¡。 3 2 bctuvwgxyzwqde{#j     ‡  ˆ‰( Δσmax ) ,ˆ ‰ Cu a €£¤’ ž£,‰ 6 Š‹。 2+  ¢‹Œ    •–ˆ‰ž                                        bc`|vw Cu    2+   gxyzwqde#jkl Relationship curves between ultimate strength and confining pressure for different Cu2 + concentration  ,ˆ‰  6 ,€Ž‘’‰ , Ž 。 €Ž‘’‰  ‘‹Œ¥‰。  50、100、200、300、400 kPa  ,  —    ¦§‡ˆ‹Œ£¤’‰ 20 g / L ‚‡  ¨©¢ 20. 5、10. 2、18. 0、26. 5、17. 1 kPa,  ‰¨©¢ 32. 0% 、13. 3% 、13. 6% 、14. 6% 、 8. 0% 。 Œ™ , ™† Š, ‹ŒŽ‘—€ ª«ž ®¯Ÿ¡, › ‰ŸŽ。  6 , ¬ˆ‰ €’‰‹Œ  ˆ‰—  °±²‘。   “,ˆ‰³,’´ ° ·72·土木工程   Fig. 6 œ      '6 b      Fig. 7 '7 c œº“ }~zwl€zwƒ/i„kl Change curves of strength envelope and strength in dex  7 ,  Cu £¤’‰, •– ˆ‰ž , œ‡ˆ‰¹Ÿ „ º“¡,  c′cu2 +  14. 8 kPa ¸ 10. 9 kPa,º“ φ′cu2 +  11° ¸ 10°, ‡ˆ 2+ ‰‹Œ¥‰³ “。 , ‹ŒŽ‘ Ø4 Ù ,。  ,   ,, , [14]  ,  ,  ,。   ­ €‚ƒ„ †‡ˆ‰, Š‹ŒŽ ‘,Œ’“†‹Œ。 3 4  3. 4. 1  ”•– —˜   ™Œ,š›œ žŸ, 2 。 ¡¢£ [15]  ¤ 1. 074 , (9) π = 0. 0191 γ EC  :γ EC ——— ¦,¡¢£§–µ¶·†, † ,²”­©€ˆ‰¦§– ®¡¢£††ƒ‡。 ¸”¡¢£ ¦Ž‘†ˆ¤ˆ¹œ­©€ œ‰’,ºŠ‹”»¼ˆ‰¦ §–†。 3. 4. 3    Matlab ½Œ”­©€、 ¡¢£ˆ ‰¦§–—˜¾Ž‡¿, À‘ ’“”, 9 。 -1 ™ŒžŸ,S·m 。     2    Table 2 Osmotic suction of different concentra tions of pore fluid 0  π / kPa 0. 30 103. 0 10 g / L CuCl2 0. 45 160. 2 15 g / L CuCl2 0. 57 206. 5 20 g / L CuCl2 0. 73 269. 3 3. 4. 2  ”¥ˆ‰¦¡¢£­§–¨  8 。                         0 5 g / L CuCl2    γ EC / S·m - 1     Fig. 8 427 ÚÛÜ,Ý:µ¡¢£»¼ÆÇ  8  Relationship between shear strength and osmotic suc tion  8  , ­©€ˆ‰¦,¡¢£ ª« ƒ‹, Š‹Œ ‡‘¬。 §–®¯¡¢£°”± ,²¡¢£, ‚Œª«ƒ„,  “‹§–。 ³ ´, ”­©€ˆ‰         9  -  Fig. 9 Modified MohrCoulomb strength modelbased on osmotic suction • 9,Á¡¢£ˆ¤€Öœ, Ä ¹€œŠ‹ŗ˜ - ™šÆÇ: (10) τ = c′ + σtan φ′p - πtan φ′c ,  :c′———È ; φ′p———­­©€€ª—; φ′c———­¡¢£€ª—; tan φ′p、tan φ′c———¿É, ¿ ʛ¤ 0. 996。 •—˜¾,§–œ¤ (11) τ = 16 + σtan 10. 5° - πtan 2°。 (11)  ,Œ§–®¯­©€ °,®¯,²¡¢£Ë ­。  (11) µ—˜É•œ†‹¡¢£ ŒŽ‘ˆ‰žÌÍ,Ÿ€±Îϗ ‚ ÐÑÒÓŒ†Ôˆ‰,ÐÑÒÓ ’¡ÄƒÄĄ„ †Õ¢‡£。 4    、  ™Œ¿•¤ÖŃ „€¥,¦ž§×¡¢£³ˆ¤Œ‡ Ž‘ˆ¹€Öœ。 ¨© »¼ª« 土木工程·73· 428 Ä £ Å Æ Ç  [7] 。 ,  ,   ­€ 。 [8] †‡ ˆ,  ‘ ’。 ‰,Š‹ŒŽ (3) “, ”•– —˜、   ™ -  。 [9] [10]  1989(3) : 6 - 10. žŸ¤¥¦™[ J] . œ [3] ,  [4] ARTHUR E, MOLDRUP P, HOLMSTRUP M, et al. 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School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Key Laboratory of Earthquake Engineering & Engineering Vibration, Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China) Abstract:This paper is an attempt to investigate the law underlying the change in the temperature field of railway subgrade in season frozen area. The investigation involves developing the typical railway crosssectional model of BeijingHarbin Railway line using the numerical simulation software ABAQUS; calculating the initial ground temperature field based on the meteorological data of Heilongjiang province; constructing transient temperature field boundary condition using the annual temperature change function; simulating the subgrade temperature fields of following 10 years in different period of seasonal permafrost and seasonal melting and thereby analyzing the temperature curve. The results show that frozen state ran ges from surface to 2. 5 meters depth in subgrade and subgrade temperature rises gradually with depth; the subgrade soil melts in seasonal melting period and the temperature decrease gradually with depth. The results may provide a reference for the dynamic response under train load. Key words:railway subgrade; temperature field; seasonal frozen zone; numerical simulation 2345: 2017 - 06 - 27 6789: ‘’“”•–—(2015BAK17B01) ;˜™š ›–—( E201227;E2015068) :;<=>?: œžŸ(1973 - ) ,¡,¢£˜¤¥¦,§¨,©ª,ƒ„«¬:®¯ ­,Email:dongliancheng@ 163. com。 土木工程·79· '6 É 637 !/’,í:<ÕÕ֊‹Œ½[¿Î ªà镋™š,›Ž‘ª S2 ˆË 0  qh = - λ  、   500 km ,   ­、 €‚ƒ­ „ 2 q h ———³ŽÜÝà镋,W / m2 ; λ ———àž½,W / ( m·K) ; θ s ———Ü݈ŸŠ‹,℃ ; †‡, ˆ‰, q b ———ˆÜÝà镋,W / m2 。 Š‹ŒŽ‘’“”•–—˜。 £¤¥¦§、¨§¤©§‹¡¢,Ž‘ª«¥¬® 、¯、°±²Ž‘¤³´µ¶´·¸¹º¡¢, [4] »“©Œ´¼¹º½¾¿ÀÁÂÃÄÅÆÇ ÕÖ¡ÜÝ Š 50 a و¨ 2 ℃ ©ª。 ?-,+*›°ª«¬½?, [9] ò ÖÙÚ、ÛÚÜÝÞßàáâã䊋厑 æ璓èé 。 êëìí 。 ¸&ÿŠ‹ θ1 ~}{“ θ1 = 6. 2 + [7] îïÅ ¯、à、ð¶Œñò½¾¿À, 󃩌ñòô í ÁÂŌÿŠ‹~}|{, “Ž‘½[¿À Š‹ÜÝÆǞäÕ֊‹\]ß、 „‹å^ θ2 = 6. 5 + θ3 = 5. 2 + <ÕÕ֊‹å , º ABAQUS ¿ÎÐÇ 2π 2 π t+ t + 22sin 。 365 2 18 250 ) (4) 2π 2 π t+ t + 25sin 。 365 2 18 250 (5) ( “ ( ) Ðǹº。 1 2 , ó?>=;ÕÖ® Ž‘Š‹Œ (3) žˆŠ‹‰½º ABAQUS ËÌͽ[¿Î >=<Õ;:/ÿëÿè ÿôõ。 “Å„Ž‘ ) ( ´ÖµŠ‹ θ3 å ˜_`Å@?。 â;,¥†‡,<Õ 2π 2 π t+ 。 t + 21sin 365 2 18 250 ÕÖ³Ž²³Š‹ θ2 ~}{“ õ ö ÷ ø  “ ù  £ ú û ö  ô õ。 ü ý þ [8] º®¯¨° œ± ÿ 、 Õ Ö ² ³  ´ Ö µ  Š ‹ ¶ · Î Ò,ÓÔÕ֊‹ŒŽ‘ËÅ×Ø¡¢,Õ [5 - 6] º'¦ÜÝÆÇ, ¡Ü݊‹ ¢ 10 ℃ ,.£„¤ÿŠ´¸, ÕÖ¥Š‹¦§ 。 20 ™š 90 ›œÈÉ, ÊÀËÌÍ¿ÎÏÐÇÑ (2) :n———ÜÝۜ;£¤; { 53. 5% [1 - 3] 。 ,  20 ™š 80 ›œžŸ, Š‹ŒŽ‘¡¢ θ s = q b ( x,y,t) , n  Õ֊‹ÜÝÆǙš ¡, Ž‘ ÿŠŒï 10 a žŸÉ.ÉÕ֊ <ÕÕ֊‹Œ, »¼£à𾠋Œ,žÉ_<ÕÓº,ŸÉ§º。 ½½¶·¢[ 。 ¾¿ˆŠ‹À¸àð¾ ½½«Ë%À¸,Á„ 1  1 1  ~}Š‹Œ],“ÅÂà ¯ÕÖ†‡, ļ£àð¾½½± ÿ  0 ℃ žˆ. 0 ℃ ž¡¢‡[。 ?˜ŒÅ¬ä´•„ ­ÜÝÆÇ, ?-,+*= º )(ÿ°€‚ƒžä´•„ Š‹‰½。  ­ÜÝÆÇ †‡Õֈ ‘ª Š‹[µŠ‹‰½Š‹ŒÜ݊‹, Ž‘ª S1 ˆË { [10] θ = f( x,y,t) , :θ———Š‹,℃ ; (1) º‘@’ÜÝÆÇ, îﳎ “”ÜÝà镋。 ‘@’ÜÝÆÇîïÅù £ú½µ–½, Š‹ŒÙ—˜“Ž‘ ·80·土木工程 2  2 1  ÕÖɣʈ¡@˓̋ 5. 5 m  ÕÖÍ,̋ 1 m ÎÏ£,̋“ 4 m У žä̋ 19. 5 m Ñ$£。 Œÿÿ£ t———]ß,h。 ÕÖ³ŽÜÝ ð¾½½,Ǐ 1 %È。 ÆÔÕÖ¼£à ÇÒ 1 %È。 ?˜Œ#¬#"ÓÔ¼£Ծ𾽠½,Տ 2。 638 ¼ Table 1 θ/ ℃ ½ ¾ J1 ¿ À  Á Á à 27 Ä Â K6LHIDMEFG Thermodynamic parameters of subgrade soil     λ/ ·(m·K) - 1 c/ kJ·(kg·K) - 1 λ/ ·(m·K) - 1 c/ kJ·(kg·K) - 1 λ/ ·(m·K) - 1 c/ kJ·(kg·K) - 1 - 20 190. 08 0. 780 157. 60 0. 80 124 0. 423 116. 7 1. 044 -1 190. 08 0. 780 157. 60 0. 80 124 0. 423 116. 7 1. 044 - 0. 01 190. 08 0. 780 157. 60 0. 80 124 0. 423 116. 7 1. 044 0. 01 155. 52 1. 006 127. 35 0. 91 124 0. 423 97. 2 1. 309 1 155. 52 1. 006 127. 35 0. 91 124 0. 423 97. 2 1. 309 20 155. 52 1. 006 127. 35 0. 91 124 0. 423 97. 2 1. 309   ¥³´,–ˆµ    30 m, º»¼ ¸¹˜¡ m,½»¼    、 µ›Ÿ¡¢±´。  76. 4 m,š· ¶ˆ  λ/ ·(m·K) - 1 c/ kJ·(kg·K) - 1 19. 6 26 m。 £¾¹¿, šÀ­ 30 m ,›°±¤¥¤¥¦§   '1 Fig. 1 Table 2 ŽÁ。 K6HI(N Scattergram of subgrade soil profile J2 LHIOPMEFG Physical and mechanical parameters of subgrade soil ρ / kg·m - 3 E / MPa μ φ / ( °)    2 050 61 0. 35 15   2 400 34 0. 45 30  1 800 28 0. 40 12  2 300 500 0. 25 28  Fig. 2 2 3 [11] 。 , ,     。  , ­€, ‚ ƒ„ †‡。 ˆ ­€‚ K1229 + 165 ƒ K1229 + 234 ‚‰Š„ Model of subgrade è‚„ĩêū¬ DC2D4 †‡ ÆÇ®¯ 。 È° , ±É± , ÆÇ®¯ QRST ,        ,         K6UVQRST WXY(  2 2 '2  , «¬ 1 m, ²¬ÆÇ®¯ ³´µ‡¨ 2 596 Ê 、 «¬ 2 478 Ê 。  ÆÇ®¯–— 3 ‹˜ 。 ‡ ABAQUS ¶· load Ë ̈ˆ ¸( 3 ) ~ ( 5 ) ‹ ˜   Í ¹ Î ¯    ªº»· 。 Ž‘,‡ ABAQUS ˆ’“ 1∶ 1 ”•‰Š ,–— 2 ‹˜。 †‹ Œ ‡Œ™šŽ‘›œ’žŸ“ ¡ ¢Š£”•–¤¥, ”•¤¥—¦‹ §¨›œžŸ˜©ª–«¬—, ™® š¯š,›™œ°±,²³ž–”•¤ Fig. 3 '3 K6Z[\WXY( Subgrade grid division diagram 土木工程·81· ²6  3  3 1 †œƒ„ž†,、Ÿ ¡¢„ †£(3) , ¡Ÿ„ ž†£ (4) ,  , 。  8 ℃ ,   10 m  10 ℃   , ,    4 。  £¤¥¦, 10 ℃  , §¨ ©ª «¬,®¯°­†,  2014  1 ¤ 1 ±¥。 ¦ §¨© ‡ª«,”œ Œ¬”,  ²³´œ¦  10 a „ º»。 ¼ « ² 10  1 ¤ 25 ±、4 ¤ 25 ±、7 ¤ 25 ±      4 Œ±,³´šœŒ½¢¾µ™ š©¦Š、™š©¦¶‡™š©¶ 。  Temperature nephogram of initial temperature field 3. 3. 1  6a、6b Œ½ 10 a  1 ¤ 25 ±¿ ­、、 4 , „ Š‘。 ,  8 ℃  10 ℃ ,,、   ­€‚。 3 2   ®§¯µœ,¶˜«·°œ¸ Œ±, ¹,    10 m ¡¢‚。 ¡¢‡¢ ,  ž ž†£ (5) , Ž ¡¡¢„ Fig. 4 639 ¸¹º,»:™¦¼†‹      ƒ   „ ˆ­† †‡ 5 。 ‰€,Š‚ a ¿                                     Fig. 5 5  Theoretical temperature and simulated temperature along depth of subgrade  6 Fig. 6 5 , †‹Š‚‡ƒ 10 a 1 b  „ Š‘ 25   Temperature nephogram and temperature curves of subgrade in January 25th after 10 years Ž“”,‘•’‹“€”–— 0. 5 ℃ ,ŒŽ•–  6b À,1 ¤ 25 ±, Á­Â  18 ℃ , Á­à “Ä‹,  —˜˜, ­ „Š‚ 3 3 Œ†‡, ˆ Ž‰Š‘’‹Œ ™。  ”™š ™š¦ , ƒŽ›Œ 365 šœž›, — 0. 01 ℃ , œž ·82·土木工程  2. 5 m ,Ä 0 ℃ ,  0 ℃ ¢¦ŠÅ, Æ©“€, ǜ§Á­à “€‹, ‰¦©“ ªÈ;€ 2. 5 m ,·É 640 µ ¶ · ¸ , 0 ℃ , ; 6 m , ,  7. 5 ℃   3. 3. 2 。 ¹ ­ º º à 27 Ä Â  0 ℃ ,–‡†, † !。 ™–Ž,—š“’ƒ,˜™› (,š。  7a、7b 10 a  4  25 、   、  。         a         a                                     8  Fig. 8    7 Fig. 7 b  Temperature nephogram and temperature curves „€‚ƒ ,† ‰ †Š‹ !" 0 ℃ Š 。 ‹‹#ŒŽ  ‘ % ‘ & Œ Ž , ’ '   $  5 ℃  。   Š 2. 5 m ,„ 0 ℃ ,2. 5 m Š ),ŒŽ ›œ¡*„ ‰!,–Ž‰ ŒŽ*„。  8a、8b ’“”•– 10 a  7   、 、  +,,¡¢£™Š †—š-‰,™ ˜™›¡‹£’­—。 œžš‰Ÿ, ’ 22 ℃ ,  5 ℃ , 、  、  ,Ÿ¥¦§ ,˜™ ˜™›(Œ¦Ÿ。  [1] ’„ƒ“” • ‰ ›¥(¨Š–Žš¢©Š.。 œžš‰ ŸŽ/—,Ž—š“ƒ, 。 8b , ’­—, ˜ , (2) œžšŸŽŠŸ ¤¤    ŒŽ*„ 。 œžš‰ Ÿ˜、 ž­ 0 ℃ ,† ‡­! , Œˆ‰Ž 0 ℃ ,   25   , ­­ ,  „0 ℃ ‡ˆ ; 3. 3. 3 of subgrade in July 25th after 10 years 。 œžš‰Ÿ˜ 0 ℃ , ­ "‚¢Ž,† ‰!,   ; € 0 ℃   ;        ‚ ƒ    Temperature nephogram and temperature curves   ­,     (1) œžšŸ˜˜ 9  ,  ,   10 ℃   ,          $ 4 of subgrade in April 25th after 10 years   10 a  7  25   10 a  4  25   b [2] : 011. 23§45¨ª£™«¬Š®š6¯ °±[ D] . ²³´: µ¶·¸¹­º, 2014. ­7. »¼„)8½9:[ M] . §¾: ¿;À©Á< 土木工程·83· ¾6 ¨ ÍÎÏ,’:“¢„ , 2001. 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Key Laboratory of Earthquake Engineering & Engineering Vibration, Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China) Abstract:This paper is aimed at reducing the impact of train load on the permafrost subgrade. The research building on the subgrade silty clay in the Beiluhe section of Qinghaitibet railway involves mak ing the remolded soil samples; performing the low temperature dynamic triaxial experiment indoors; and thereby analyzing the effects of temperature, confining pressure and velocity influence of fracture curves and frozen soil strength on permafrost. The results show that the permafrost has the shape of the backbone curve close to that of the hyperbola; there is the standard error of less than 0. 12 in the fitting result be tween the backbone curve and the Hardin hyperbolic curve under different experimental conditions; the dynamic strength of the frozen soil increases with the decrease of the temperature and increases with the rise of confining pressure and frequency; and relative to confining pressure and frequency, temperature exerts the greatest effect on the backbone curve and dynamic strength. This research can provide a scien tific basis for engineering design and construction. Key words:permafrost; roadbed; backbone curve; dynamic strength 6789: 2017 - 12 - 24 :;<=: (2015BAK17B01) ; #>?@AB: (1973 - ) ,­,€,‚ƒ,„ , ( E2015068) †‡:,Email:dongliancheng@ 163. com。 土木工程·85· 92 0 â  ã ä ·   0 ℃ , [1] 、  。  、  、   [2 - 3] 。     6 2  2. 068 × 10 km ,           10% ,    [4] 21. 5% 。   [5]  , 。 ,。  [6] ­€,     ‚ €ƒ­€ [ 7 -8 ] ‡ „ 。 † 、  ˆ‰  ,Š‹Œ€、  Ž [9] ­€、‘’„ 。 ­€ [10] “”­€。 ‚­ ‡ •ƒ„ „€  [ 11 - 12 ]  ˆ‰‡–• 。 † —‚˜–‰ˆ ™š ˜ ‚。 ,Š ›,  ƒ„ˆ ‰  ‹œž†、Œ‡Žˆ‘,Ÿ ¡ ¢£。 ¤,   ¥¦,‡‰§ ’ŠŠ“¨ ©ª«¬。 ‹ˆ®,  ¯ŒŽ¦°‘” ¥¦, ¤,±²’¦ • ‰, ³«¬“´«µ¶ ·–¸”。 1  1. 1  1. 1. 1  – æ 28 ç  ,’¦Ÿ¡Æ—ÇÆœ€, È«ª¢ˆ ,„É€—‚‰, žŸ 1。 • š€、  ’¼“†¡‡¿Ž¢ˆ’, ÊǑ。 ¿Ž ‰Š 61. 8 mm, 125 ~ 127 mm。 Ë㘣 ̤ˆ,‹ - 30 ℃ ¤ 48 h ¥‘。 ¦¦Œ¥ š›¿€,€¤ 24 h Í 。 Table 1 ‰ ‰ 1  Physical parameters of soil samples §Î / % ¢Î / % 24. 17 13. 80 d / μm μ ρ / g·cm - 3 0. 275 ~ 630. 957 0. 35 1. 77 1. 2  1. 2. 1  Ž”Ϧ•ЙšÀÁ‰£”  1. 0 ~ 2. 0 Hz › 。 ¸” ‰ ‡ ¢´  ‘, ‰£ , В¨©, ¨¦ ÑÒ,’§¨™š , ¦Àª¦,©¡¦ ¨ª 6. 0 kN。 ‹°‰ ‡ ¥¦ÐÓ, Ô «¬ÕÓ¦®Ö, ¯ Ž° ±ˆ‹¯。 1. 2. 2  ²«¬ ,˧¨™šӘ¥¦, ӘׇÓÅӄØÕ¿Ž³€ 15% « 20% ¥´µ¶¬。 Ù Æ 20% Å ӄ«Ú 30 ¦ ¤´µ¶¬。 Ž”Ï¥¦, “³‘”³ ”‡ˆÛ— Ÿ¡Ž , ®´  Ü·‘” 1. 0、1. 5、2. 0 Hz。 ø Ž€ - 1、 - 3、 - 5 ℃ ,  0. 3、0. 5、1. 0、1. 5 MPa,¿€’ 12% 。  2. 1 ’¦ ·¹«¬ ªº»• ¼–– MTS - 810 ½。 ¾ —‹™šƒ˜­、™š›¿€——、À ­˜’œÀ”Á‚,ÃÄ Ş  250 kN,Ä řš ± 85 mm, › 0. 5 ~ 20. 0 MPa,ƒ€ - 0. 01 ~ 0. 03 ℃ , „’ƒ€ - 0. 01 ~ 0. 03,”› 0 ~ 50 Hz。 1. 1. 2  ·86·土木工程 – 2  € å •‰   Ә - ӄÁ©¯¹、 °Í ӄ“‡。 Ý º¹Þ Ó ˜ - ӄÁ¯¹。 »‚À”, Ž” ¦Ä ”Ó˜ӄ±¶ ( ± τ, ± ε ) ²ƒÝ º ¹。 Ý º¹€ß¼½º¹,¯—¾”¿, –²•µÀ Ramberg - Osgood、Hardin - Drnevich • Davidenkov ŸØÒ,Á: ε = Ò R -1 τ τ 1 +α , G max C1 τ max [ ] (1) : α 、C1 、R———ࣺ¹€œ•™°ŠáÀ; °1 ± •–,²: ³ τ max ———,MPa; G max ———,MPa。 ( σ 1 - σ 3 ) G0 ε ε = , 1 + ε / εr 1 / G0 + ε / τ max (2) : G0 ———; ε r ———, ε r = τ max / G max 。 [ τ = G ε = G max ε 1 - ( ε / ε ) 2B A [ 1 + ε / ε ] ], 0 ( 0 ) 2B (3) :A、B——— Davidenkov  ; G———; ε0 ———。 Hardin - Drnevich    93 ˜œž :φ———™。 (6) £, ¤¥¢­ τ ———; ε———; τ = —  , Hardin    ( (2) )  1 / G0 1 / τ max € σ 3 ¡‚ƒ。 Š„ ¦†¢§ ¨¤ ¥,©‚ƒ ƒ, t f = c( t) + σtan φ( t) 。 3  3. 1  3. 1. 1  ‡ 1 ˆ‰ ‡ 1 £, € ƒ‹†¨ŒŽ‘’, “”‘Š¯¦。 (7) Šƒª«¬。 1 MPa ¢,  Š  10% ¢®   ε / τ = 1 / G0 + ε / τ max  , 。   ,    。 ­, €  。 2. 2 Hardin - Drnevich    ‚ƒ„ †‡  τ f = f( e,φ,C,σ,c,H,t,ε,ε ,S) , (4) :e———ˆ; C———; H———; σ———; t———ƒ; ε ———; c———;  S———‰。 Š†‡, ‹Œ†‡, ­,  Ž‘’  ,  , “”;  • –,  –。 —˜ ™, š˜ •。 €„ •ƒ›‚ƒœž。 Ÿ‚ƒ τ f = f( σ f ) , (5) (5) ,¡Œ¢,  ¡。  -  2 ( ccos φ + σ sin φ ) , (6) σ1 - σ3 = 3 1 - sin φ Fig. 1 1  Effect of temperature on backbone curves of frozen soil 土木工程·87· 94 ± ² ³ ´ µ  ¶ ¶ ¸ 28 ¹ · 3. 1. 2   2 ñ¹。  2 I, - 3 ℃ 、1. 5 Hz , ñ¹ E, J ,,š          ,  š 。 ñ  š  10% ,  ¹ 。  , ¹ñ­€  ‚。 ñ·I, rƒ Har din - Drnevich «, 0. 12。 Fig. 2 2  Effect of confining pressure on backbone curves of frozen soil 3. 1. 3   3 ñ。  3 I,–„ ¹ 1 MPa , ñ· , š  10% 。 ‚†­­€,  Fig. 3 ñ­€€‚, r· 。 ƒ‡,š , ˆ‰ - ./oŠ‹„Dš ,팎ñ ‚  。 J,,‘„’ 。 “  †”•?S­€I,   ñ­€–, rñ·。 ƒ ,r Š ˜,  ‡ˆ— ˆ‰š — ˆƒ  ‡,,ˆŠ™‹ š。 3. 2  3. 2. 1  š—  ·88·土木工程 Effect of loading frequency on backbone curves of frozen soil ·I‚  1. 5 MPa ƒ , - 3 ℃ š— ƒ ‘¡ˆ ¢ ,r - 1 ~ - 5 ℃ š—  š£‚  。 II¤‡ — ’“œ¥¦§vw¥¢ œ¥‰­€‚, ’ ,š— ©–„  ( -1 ℃ ) ,ˆ“””©•Š,vw¥ ‚,ˆ㨂©,,œ¥‚,‚ - 3 、«š¥  ‡ ‘¡;‚¹,› 1. 0、 š— ‹。 š –ª—B,˜I › 4 ŠŒ。 š—  。  0. 3、0. 5 MPa ¹–„ ,š— ℃ƒ -5 ℃  4 Ž , œžŸ–„    œ,žš— ,  ‡, 3 ›5œ、 ¬。  ¯°­€。 š— Ù ®™š ”1 • Fig. 4 3. 2. 2 4  Effect of temperature on dynamic strength of frozen soil   5 。  5 ,  , - 1 ℃  - 5 ℃ ,   1. 0、1. 5 Hz  , 。     。   (6) 。 ,   ,  , ­, ­。 3. 2. 3 95 –—,‘:–˜”—˜   6 。   6 €,­ ­。 Fig. 5 5  Effect of confining pressure on dynamic strength of frozen soil  1. 0 Hz  1. 5 Hz ‚ ­, 1. 5 Hz  2. 0 Hz ‚ ­。 ,  ƒ ­„ ,  ,    ­ †‡ˆ, ‰€ ‚ Šƒ„, ˆ , „ †‡, ˆ‹‡ˆ Œ­, Ž。  , - 3 ℃ ‚­­ 。 , - 3 ℃ ­ ‰„, Š‹‡ˆ ‹,  †‡‡ - 1 ℃ 、‡ - 5 ℃ ‚,  - 3 ℃ ‚ ­­Œ‡。 Ž,  Ž, ”•‘’“。 ‘Ž,’“ 土木工程·89· 96 µ ¶ · — ¸  4 Ž Ž  • 28 ¹ £  (1)  ,  。  , 10%   ,   。 (2) ,  Hardin    ,  0. 12。 (3) ­€‚ ,  ƒ„ƒ †;­€‚ , ƒ„‡; ­€‚  ,ˆ‰ƒ„ ƒ †。 : [1] [2] [3] ,  , , Š.  , 2014, 36(1) : 131 - 136. ,   ‹Œ[ J] . ‘. €‚‚’†‹Œƒ“”[ C] / / • :  —Ž†˜, Ž–‰„‘( Ž) .  1990: 191 - 199. ­Ž Zhang T, Barry R G, Knowles K, et al. 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[11] Fig. 6 6 [12]  Effect of loading frequency on dynamic strength of frozen soil ·90·土木工程 ˆŽ¦ ‹Œ[ J] . «Ž (7) : 1489 - 1496. ” •, Œ¬®,  Ž, Š.  ¡¢Ž£, 2015, 34 ¦ –Ž ¯ Œ—‰. ˜ ™š’“° [ D] . ™š›: ™š›¡´Ž, 2015. ™š±²³ ( ) µ 28 ¶ µ6  Vol. 28 No. 6 ¯ ° ± ² % _ ³ ³ ´ Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  11  Nov. 2018 *45:ƒíNw3ÍhÔÕ ,   ( ¯°±²%_³ V8p³,  150022) P:  ­€,‚ƒ„ EL - Centro  , ABAQUS  O ‰Š‹, ˆŒŽ‘ œžŸ¡¢£¤¥¦§žš¨ ©ª«¬。 ®¯°,Œ± †‡ˆ ”•–—˜™,š› ²Ž‘§ž,³ œž´µ,PGA ¶µ·´¸, ¹º»€ ’“ PGA ¶µ·¼Ãħ¾“‰»。 ÅÆLj » ˆ ”•–—¼½¾ˆ¿À, Á‰ ÈÉÀ£, Ê˒“ ”•–—ÌÍÎÏÐÑÒ。 QRS: ÊË; ˆ; ”•–—;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 06. 007 T!@UV:U211. 9 KWMV:2095- 7262(2018)06- 0638- 05 KLXYZ:A Numerical simulation of dynamic response of railway roadbed under seismic action Dong Liancheng, Xu Zhen ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper aims to investigate the seismic behavior underlying the northeast railway line structure. The study involves developing the typical railway crosssectional model of HarbinKamikaze Railway line using numerical simulation software ABAQUS; constructing the subgrade boundary condi tions by applying the ELCentro seismic wave ; simulating the dynamic response of the subgrade under horizontal seismic action; and thereby analyzing the variation law governing seismic acceleration and final displacement distribution along the height. Results show that at the same level, the greater peak accelera tion is associated with the smaller PGA amplification coefficient; both sides of the slope have a stronger dynamic response than the interior of the roadbed. , and upper slope typically has a higher PGA amplifi cation coefficient than lower slope. The study revealing the weak seismic parts of the subgrade could pro vide a reference for identifying the dynamic response of railway subgrade under seismic load. Key words:seismic load; railway subgrade; dynamic response; numerical simulation [\]^: 2018 - 08 - 24 cdefgh: š(1973 - ) ,,,,,ƒ}:l*8p,Email:dongliancheng@ 163. com。 土木工程·91· å6 œ 0 ¨³æ,€:  ­   —, 23  ,,  7%   33%   ,          ,。   ,    [1 - 3 ]   ˆ,  ¢¦。 ­€ ›  ‚§ˆ¦, ¨‡ ˆž©ª,«¬ˆ ‰、 ¦ „ƒ,  Table 1 ›“ ˆ ‘’, « Š‰ ”† ‡ ‹Œ–·, —˜™ ˆ“µ ABAQUS † 1. 1 c / kPa •ÎË 2 400 34 30 25 •„Ë 2 300 50 14 23 „ 1 830 40 15 28 „Ë 2 050 28 22 25 1. 2  ‰ÙƉšÚ™, ‘ž ‰   ›  ’ š, ®   Æ ‰ × “   „    ¨º•,Ÿ‹ Œ。 [7]  1 φ / ( °) † ž®¯, ‹¹ š–›´™,œž subgrade soil E / MPa ‹Œ 。 ¶•  Physical and mechanical parameters of Œ 。 ¨ª 1 ρ / kg·m - 3 ™‡±²³Žˆ´, ±²³Ž †‰©¸Šª Scattergram of subgrade soil profile €Ë ‹Œ。 „ ˆ©ª, †‡  ӼԚ½ÕŠ«»½Ö×£¤Ëƒ Ê¢,ØÎ 1,¬,φ »‹ŒŽ,c »ƒ。 ‹Œ žŽ、  ANSYS ††‰¨‡‹°  ¥¡ ‹Œ   œ ¦ Š‰®¯­ 1 „ †ˆ†‰ Adina [5] Fig. 1 “”•– , £¤ ¢€‚ [6] ‡ [4] ­™šŠš, žŸ¡ ­€ ƒ‰Š‹ŒŽ —†‹˜‚ƒ, ‘Ð》 ¦§。 šË®¯ÑÒ 1 ė。  † ‘’。 ­€  ¿  , ‚ƒ,„ ‘’ 6. 6 m Š 10. 86 m。 É ʓ¦ §,©ª„Ë̟†­®¯:‡¨”© €ÍŠ‰ 0. 6 m •ÎË, ™ ˆ–— A、B ‰„ ªÍŠ‰ 1. 9 m •„Ë, ™ A、B、C ‰„ ªÍŠ‰ 3. 1 m  „ËŠ‰ 8. 73 m ρ„Ë, €À ˜ŠÊ“ 《  。 、   639 ¦¢ç©¸ 。 Ÿ‹ÛÜ“Ýޛ‰ß, ™  ž  € © ª, «   ”  ž  à ˆ • ,  ABAQUS ¯“ 1∶ 1 ¬œ¨‡©ª。  ½¾ , à„Š„°¢ –—,ž¬žºá±˜ª, ©¸ ²·,  ¡¢ ¼½¾¿ »´®¯, ­ Ž€,ÀÁ†‡ Šª‹Œž DIK15 + 940. 00—DIK16 + 140. 00 ‚ ©¸, £ m,ž 12. 8 m, Ç ‰。 ¨ Î 1 ė  š € Ê ¢, 㶞€· CPE4 µŠ, ©ªș „ ¦Å y ¦Å, © ¥¦¸ ©¸¸„»´§¹› ,„·ºª CINPE4,·Æ‰ 0. 5 m,  Äžƒ £Âà ©“¤¦Å x ¦Å, ©ª„ƉÁ 49. 38 ªŸ‹ 4. 25 m, ­‹ 6. 79 m,  ‰ 1. 0 ∶ 1. 5, Ȋ‰¥Á«„Å­ ·92·土木工程 ˜Ÿ³´µŠ, ™¶¡˜。 Ó¼ „Ë®¯«©ªâ¢µ, £¤„ËÑ © ª  Š µ  ä » ƒ  ¶  1 407 œ, ·  1 324 œ。 žŠµÑÒ 2 ė。 640 Â Ã Ä Å Æ 2 !2 ¨_Fw—˜Dk Fig. 2 1. 3 Model of subgrade ª«¬­ ,  , step  ,    。   , ‹ 10 ,  3, †  ‡ˆ, ‰Š m, ŒŽ‘, ‡’ “‚。  ” •, –  ,Ÿ¡ “ 30 s。 ¢„ !3 4,› , , † —˜™ X(  EL - Centro ›“, Fig. 3   , ƒ„ -9  ­, €‚  ,  ) š­ À Ç Ç ¾ 28 É È    ¥¦ §、、‰、›” ›,¥¦–,“ [7] 、§¨ , 。 ª«¬  ©€ ›–®¯, °‰¯¡±§¢«, †‡²³›、‰” ´ µ¶¯ , › ‰™·¸, ¹ º»¼。 2. 1 ±²³´Ÿ ½ EL - Centro ¢ ²³› ,  ³±­£¿À £³±¾ 2 s “€Á, €§¨»¼,¤¾ 2. 0、4. 8、12. 5 s “›·¸  , 5 ¯›‚ 。 ‡œž £¤ 0. 1 g,  ¨_®¯‰Š Initial displacement diagram of subgrade Fig. 5 !4 Fig. 4 0. 1 g EL - Centro ƒ£¤°/ 0. 1 g ELCentro time history curve ½ !5 µ¶£·¨_±²³´Ÿ¸! Roadbed acceleration response cloud diagram at different times 5 ‡²³, ‰› 土木工程·93· ½6 ‚ ƒŒ,„:‚ƒª­‹Æ ,, 。    ,   ­€‚ƒ ,  „‚ƒ †‡ˆ‰Š ,‹†,ŒŽ  ‘’“”。 •  –   — ˜    “ ,  ƒ      ( PGA)  ™,š› 6。 641 ™—Ç £  , , ¤¥ ¦, ¤¥  ™§ 1. 6 ¨, ©  ‚ƒª«¬£, ®¨ ¯ž。 –¢†ª° PGA  ™Ÿ¡, ££¦±‘’, Š  ²³†‡´« ¤,µ•  ¤¥,¶ 。 ·¸,  ² ™¹¦,  PGA  ¹,PGA  ª,º¯»。 ™ 2. 2  „ , ¼½ 2. 0、4. 8 † 12. 5 s ‰¾›‚¾ ˆ¿¯ž,  Š¾¤¥À‰Á  à ,¼½ 30 s ‰¾› ˆ¿Ä­¾Àŀ¤¥‘’,š› 7。  6  Fig. 6 Acceleration amplification factor of both slopes at different times PGA  Ÿ¡„ ·94·土木工程 ™: —˜ œž‰ ¢。 Fig. 7 7   Roadbed displacement diagram 642 ñ ò ó ô õ  7 ,  , 2. 0 s   0. 7 ~  3 1. 4 cm,,  5. 7 mm ,    1. 7cm,  。  ƒ„ †‡€ Š ­, €‚ ˆ‰,  , ‹ŒŽŠ „ ‘’“。 ˆ 4 ~ 5 cm ”‘, ƒ•– 3 cm, — ƒ•–。  ,˜™ š•,› ˆ œžŸ¡¢£—¤。 ¥¦ˆ §¨, ©ª«žŸ¡­  ,§¬® Š , ¯°、  ±Ÿ ¡²³´, 8 ²³µ ¶·¸。  ä ä  ö 28 ÷ æ  ÍΪÏА,  EL - Centro Ê̪ρ«эŸ ¡ÒÓ, žÍ„  È¢£,Ô§: (1)   ±ÌÕÖ× ±Ì »ŸØ‚ƒ’“,ˆ ,©Âê«žŸ¡­ ­  ,žŸ¡ƒ–, ÙڈžŸ¡ƒ–, Õ €Š ž Î ™。  ΞÛ,PGA Íە。 (2) —¿„ ÁÜ Š‚,Ùڐ¶Œ¿Å„ É。 ˆœ ‘Ý ƒ½– ”Ý , „ ƒ– , ,˜™ „ š•,Õ©ƒ­„,  ±Ì‡€。 (3) эŸ¡»Ÿ €©ÑÉÚ ‚, Œƒ ´©,–  ,†Þ –‡,„ ƒ­߈‰Š, †、、 àÖ׋¬ª«¯ €。 : 8 Fig. 8 [1] ‡  Settlementtime curve ´¹› €¶´„ „ [2] ¶·¸, ¼,ˆ、 º»Ÿ 5 cm ”‘,ˆ ­„  2 cm,  0. 2 cm, ˆ„ ½–, „   – ,¾ —¿,ª«À Á。  ³ ÂÐ ¶Œ,„ žÄÅ,ÆŠ Ç, ©•,ª« È® É, Ê, ˍ̏。 [3] á, ­¤€, ˆ‚‚, €. ƒ„‰ ŠÄ‹Œ›âã [ J] . ŒÖä›å¶äæ, 2017, 36(8) : 2070 - 2080. †‡. Ž„´ˆ  å¶  »Ÿ › ´‰ [ J] . çå¶äæ, 2008(12) : 14 - 17. Š‹Œ, Ž‘‘, ’ . “”„ ´ƒ¢è •é–ê[J]. ’“ëääæ, 2009, 44(3): 301 -311. [4] ­”ˆ, —•Ž, ”–¿. Ö‘¡эÅÈ  [ J] . 嶛嶒Ñ, 2001, 21(2) : 116 - 120. [5] ’ ˜. “§¬Ÿ¡ [6] [7] [8] ä, 2009. ™ . ¿±Ìž®šã ™”: ˜™”çä, 2015. š [ D] . ì—: ì—ë ›. Öí (7) : 16 - 27. [ D] . ˜ [ J] . å¶îï, 2016, 48 œ›ð, žäœ, •ž», €. Ÿ¡«í¢ÑŸ£ ³ [ J] . ¤¡å¶, 2015, 31(2) : 43 - 51. (  ) 土木工程·95·  28  1  Vol. 28 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  1   1  , (1.   2.  CLUMP  1  , Jan. 2018 2   ,   116024;   ­€,  110870) &: ,  ­€、 ‚ƒ„ †‡ CLUMP ˆ‰Š‹,ŒŽ‘Š‹’“”•–—˜™š›。 % œžŸ¡¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¢ ¨ © ª           « ’ “ ¬ ®, ¯ ° ± ²: ³ ´ CLUMP µ¶´· —‰¸¬®¯°¹ ¯°º»¼,½¾¿ÀÁÂÃÄÅÆÇÈÉ  6. 31% 。 †Ê—‰ CLUMP · ™Ë̃, ”•˜™ ÍÎÏЈÑÒÐ ÓÔ,‹ÕÖ×¹ØÕÖ×ÑنÑÚÛ̃,ÜÝÞߙà´á™。 âš›˜™Å 400 ã 600 kPa äå ¯°’“æç,èÈÄÅÆÇéê 8. 29% ã 10. 60% , ëÒ¹ î‘Š‹ÛïÐ。 Òì–í, '():; ”•˜™š›; ðñòó‹; CLUMP doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 017 *+,-.:TU431 /01.:2095- 7262(2018)01- 0085- 06 ë ;  /2345:A CLUMP particle model for microparameters inversion of rockfill Li Shouju1 , Wang Song1 , Yu He2 (1. State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2. School of Architecture & Civil Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China) Abstract:This paper highlights an effort to simulate the occlusal action between particles in three axis compression test of rockfill, introduces a method capable of generating CLUMP particles randomly without changing the model porosity and adding or deleting particles, and exemplifies the use of the meth od to inverse the microparameters of rockfill. The calculation building on the triaxial compression test of rockfill excavated in Pushi River pumpedstorage power station shows that calculated result agrees best with test result when each CLUMP particle consists of two spherical particles and deviatoric stress in each load step has the average relative error of 6. 31% ; and an increase in the number of spherical particles that make up CLUMP particles is accompanied by a linear decrease in the contact modulus, a slight in crease in the ratio of normal stiffness to shear stiffness, and a tendency of the friction coefficient to be a constant. The prediction of the test results under confining pressure 400 and 600 kPa using inversion pa rameters shows the average relative errors of 8. 29% and 10. 60% respectively; and a basic agreement between simulated curve and the tested curve, thus verifying the effectiveness of the method. Key words:rockfill; microparameters inversion; DEM; CLUMP particle; triaxial compression test 6789: 2017 - 10 - 16 :;<=: ‚ƒ„ †‡(2015CB057804) ;ˆ†‡(11572079) ; †‡( S14206)  #>?@AB: (1960 - ) ,‰,Š‹,ŒŽ,‘’,‚ƒ“”:•–,Email:lishouju@ dlut. edu. cn。 ·96·土木工程 86 0 Ù  Ú Û Ü , 。 , [1 - 3]  。  ­€‚ƒ, „  †‡  ˆ。 ‰ Š‹Œ „   †   Ž‘„ Ž‘ӎͪ。  , ‹‹ 。 PFC3D ™’Š“ Ž,‡Šµ«”•–—,™’˜“ { ,F ni △F si ¸ [9 - 12] , Á ,ξ ¸ [13 - 14] –†—­ PFC Ž‘ ± ®¯­€ „ ¯“,ªž s max ¸¬»。 Í,Á ¦Š CLUMP „ ®‰。  Ž‘¯“¹ 3D ƒœ„ ¯“‹½Æ Ž‘ ¾¿ˆ‰, »‡ Á [15] ¿¥‹ ‚¢£;´É¡­ Ì‚ ÊËƵžÌ¦‚ Ž¡ (1) ‚«¥Ž‘, ªžÎ‡º [16] Ïо¿°¨¼Ö 。 ‚«¥ Ñ L ×ØÒ A ª¸ L = R [ A] + R [ B] , A=L , (2) 2 “ •ª” 。  “ •ª ” ·›ªž± «,ªž k ξ [ A] k ξ [ B] , k ξ [ A] + k ξ [ B]  PFC ¬», § ¶ † ‰  ¨  ‹  © “    ° ¨  ®¨ s Î,ºÕ˂µ³。  PFC  ¢£ €Ç¸Œ,€‡¤¥·,³´É¥ n s °‹© ¡»Ÿ²ÇÈ¡‚¨ »¨Ï i ‚«º ¡ F max Î,ºÈ¡  ‚ © ˆ, ª ž   ¢   ‚ «  ‚ ¬ » 。 CLUMP š§©Æ s , μ »£¤¼“。 ´É Ž¼Ì ,X = { k n ,k s ,μ} 。 £¤›œ, Š CLUMP š§ªžÀ¨ s F smax = μ | F ni | , ž»‡ F 3D s ©É n ´É s »。 µ³Ž‘ª ¦˜Ù。 PFC ÄÅ¥¦ CLUMP š§ˆ •€ △F i = - k1 U i , k1ξ = Ž,­Ž¢†‘’£¤¼“Š©½Žˆ‹ ¥“¾¢¿,”À•–£¤¼“ F ni = k1n U n n i , ‚«ɐ´É¥°¨‚«º É¥ k n ´É¥ k s  : ž€Š‚,€Ÿ™¶œˆŽ‘, ¡»  s 1  »ºƵ±ɸ±´É¸±Ô±。 。 ˆ‰, š‹ƒŠ“‘ºŒ n 1 É¡´É¡Ô±,U n i △U i ¸ ‘™¶šˆ·, ›‡€ƒœˆŽ‘ ¸¹ ,Ž†¹‚«Ž‘, ‚«É¥ k ´É¥ k º¯“À É、´É¡Æµ±À¼©ˆ。 œ±ƒœŽ‘„ ‰Š†‹。 [6 - 8] Ʀ:‹†‚«¥Ž‘,„ ǜ‚¬‚«ÈÉÎɐ´ÉÊ¡; „  ¯“†²„³‰‹†‡ˆ˜™ ´ŒŽ‘ ¢³。 À¡¢³À¼©ˆŠ®Á«ÂÑÒ 3D Ž ŸÃ ÄÅÅ,¶†„  Ž‘。 PFC  ®¡¯“ƒœ, €‚ƒ°¤„ Ž‘¯“,š 3D º‹Î»,PFC ™’¼¯½¾Ï¿œ°ƒœ ¶±,ž­€²¸µÐ³Î» ‚«¥Ž‘ 。 ‚¨©­ ‚­¬  ¸«¡。 © ‚ ªžªž€®,ƒÌ Š‚«¥Ž‘µ³ Ÿ¡¢‹£,  €ª«­€ Ï 28 ß Þ  ‹Œ,š€›œ,ž [4 - 5]  ¿†µ³Ž‘,„ ǜŠ‚¬µÉ¶· Ρ‡;ƆœˆŽ‘,„ ǜË €”。 •–—˜™ ‡£¤¥¦§  Ž‘,  ’“Ž,  †  ­ 1  、 、 、   Ý R ,[ A] [ B] »°¨‚«º,R (3) [ A] À。 ¾¿¾Ž±‡ E c ( ‚ «¾Ž±) ,ÓÔ©¾¡£ªÁ [ B] ¸  ‡ k1n = AE c , L (4) 土木工程·97· ¬1 à ÀÂÃ,š: ††½Ä CLUMP  (1) ~ (4)  k n = 4E c R。 (5)  E c  k n ,  k n / k s 。 , X = { E c ,k n / k s ,μ } 。  (5) ,   。   87 ¦, › ¢   Š  £ ¤ ’    § Ÿ š –  CLUMP ,‰”œœ¨’ž ,—¥–—š。 ©™Œª  M,Ÿ CLUMP  M ˆ 。 ¦« M š 1 ¡ƒ¢ CLUMP  ,  M  š  1 , £  § ¤ œ –  CLUMP , : (1) ¥ˆ¬¦§; ­€。 (2) £¨©ª“«¬  ,   2  PFC  2. 1  Ÿ ® ,®¯¯°± CLUMP,²³©¦§; 3D ‚ƒ „  † (3) ®²³¦§°± M - 1 ,‘² M - 1 ¨®– CLUMP, ´¥ˆ ‡ˆ † †, †   1。  1 ,‰。 Š‹ ŒŽ ,‡ ­,‘ H = 700 mm, € D = 300 mm, Š‚ 1 200 kPa 。 , 2 000 ~ 10 000 ,PFC 3D ƒ„Ž †’ ‡“ ­。 ˆ€‚ƒ,„ †, ”•‡ 7. 5 mm,–—ˆ 1a ‰ 5 586 ˆ。 Table 1 2. 2 1 (4) ª”¶· (2) 、(3) , €±«¬©•¦ 。 £ª § ¤ œ,  M = 2 , « –  2 491  CLUMP ,¸¹ 604 ¬³´–µµº ¶®¯ˆ,  ·,—ˆ 1b 。 ’–—šƒ° ,  Particle composition of rockfill  / mm x/ % < 0. 075 5 0. 075 ~ < 5. 000 30 5. 000 ~ < 10. 000 13 10. 000 ~ < 20. 000 14 20. 000 ~ < 40. 000 18 40. 000 ~ < 60. 000 12 60. 000 ~ < 80. 000 8 1 Fig. 1 3D PFC3D model of rockfill 3  3. 1  º¶‰½” †Š‰ Š‹˜,  Šƒ– CLUMP 。 –  CLUMP ™Œ‹Œ–Ž‘  PFC  ± ¸± Š²³´ ¹ , ™Œ“µ‡»Œ “ hitandmiss” , ¼ CLUMP  [17] ’Ž [18] š。 ,’“™Œ‡” ’›œ“–žŸ• CLUMP , –“ ‘Œ —˜™”œ”•, –¡š›¢ –—š˜™ š£¤。 ‚ƒœ ž“Ÿš– CLUMP ™Œ, ¢–—š™ ·98·土木工程 ¦§; ®³´µµ‡ M - 1 ,‘€¥ˆ¦§; ¥¡  ¸± Š¸± €±¥ ·,–©™Œ ¸、 »¾¼½¿´¾¢。 „ ‚¿ [11] ’‡ ¸±, CLUMP ¹º ˆ» E c = 40 MPa,k n / k s = 1. 00, μ = 1. 00,   ¸± Š¸±¹—ˆ 2 。 ˆ 2 ¼,  CLUMP ,PFC  À ε ¹‡°±ž½»ÀÀÁ, Ÿ¦ÀÀÁ σ Áž¾, CLUMP ¦¿Â 88 ž Ÿ ¡ ¢  (  -  ) ,  。  2  CLUMP  , CLUMP   。 , k n / k s = 1. 00,μ = 1. 00,M   1 ,E c = 40 MPa,M 2、3 ,E c = 30 MPa。 £ ¤ ¥ ¥ 。 ‡  。 — Š PFC  7 ‡ 3D - ™   , •˜ 7 ‡Š PFC ‰, ˆ–€ˆ‰ 3D - - † ‰, ‡Š s11 ( X ) ,s1i ( X j ± △X j ) ”Š i = 2,3,…,7,j = 1,2,3。 3 š”。 Fig. 2 , ”•  ,–†—  2 — 28 § ¦ † - ˜ˆ™  Calculated values with experimental curves un der set of microparameters ,    。  M = 1 ,     2. 29 × 10 9 ~ 2. 13 × 10 10 N / m。 3. 2   -   PFC   。   ,    , ­­, €€ 。 , ‚‚ ƒ 。  „ƒ„ †, †‡  †‡ˆ‡ Š , n n i =1 i =1 ˆ‰‰ σ = a0 + ∑ b i X i + ∑ c i X i , 2 Š:X———  ; σ——— ††; a0 ,b i ,c i ———ˆ‰  ‘Ž “, 。  ­’“ -  €。 ­€‚ƒ„‘’ - - - Fig. 3  - Ec Ec = ~ , Ec ~ ~ - ~ - kn / ks = ~ ~ , kn / ks - - μ μ= ~, μ  stressaxial strain curves X = { E c , k n / k s , μ }  kn / ks  Influence of microparameters on deviatoric ˆ‰ - ~ 3  。 ‹ 7 ,‚Œ‹ 7 ŽŒ ”Š,E c 、 k n / k s 、 μ ” CLUMP  €š, Š››  ‹œœ“: min J = - 1 [ s ( X ) - s mn ] 2 , n N n -1 N 槡 Š:J———›› ; 土木工程·99· 1 ¯ ˜†‡,°: ¬¥™± - s n ( X ) ——— n  ; s mn ——— n              ; N———。 ,  ,  2。 Table 2 4  CLUMP 3 Table 3 test curve at each loading step ­/ %  M =1 M =2 M =3 1 - 33. 82 - 24. 91 - 23. 27 2 - 18. 72 - 14. 89 - 16. 33 3 - 0. 85 - 3. 53 - 3. 91 4 - 1. 59 - 5. 90 - 3. 73 kn / ks μ M =1 32. 5 0. 83 1. 12 5 4. 48 - 4. 78 - 1. 37 M =2 30. 1 0. 91 0. 48 6 7. 59 - 2. 76 1. 38 M =3 27. 1 0. 99 0. 49 7 5. 15 - 3. 31 2. 53 8 4. 09 - 1. 86 5. 44 9 0. 98 - 1. 07 7. 42 10 - 4. 11 - 0. 11 8. 23   2   PFC ,  R    , 2 0. 99   ,   ­€。  M =   1 ‚  CLUMP ƒ,  „ † 8% ;  M = 2 ƒ‡ˆ,‰ ƒ,   Š;  M = 3 ƒ,  „  6% ‰,  ‹ŒŠ Ž,‘†‰’“  Relative error between simulated curve and E c / MPa  4 。      4. 1  ε/ %  2  Inversion values of microparameters 89 ² 。    ­“ 3, M = 2 ƒ   PFC  ˆ€ † 6. 31% ,”•。  5 –— 。 M ’ƒ ™ 。 † M ‹’,  „ ‡ˆ ·100·土木工程 Results calculated with inversion parameters and tested ‡š,  €¡ƒ, ‘ k n / k s  M  ‹’‘‘¢‹š。  M ˜ 2、3 ƒ, μ ’ „ £ ¤ “ 0. 48,“”•¥­€‚ 。   ­‚ 5  M  Variation of values of microparameter versus M ­€ †ƒ¦§–¢”€, Fig. 4  ŒŽžŸ ,E c  M ‹’ 4. 2  „ ˆ›‡š‰Š,‹‘œŠƒ E c ˜ Fig. 5 4  M ˜‚  2 ª   600 kPa M = 2 ¨©,    , « —  „  400 Ÿ ¬¥         ® , PFC  6 。 90 ½ ¾ ¦ » ¿ ™ † ˆ [3] [4] [5] † À 28 Á ¹ $Œ“¬[ J] . ¥“Ž¦, 2015, 45( S1) : 148 - 152. •"®. ¯°%&'±( ‰±•²® “Ž¦, 2014, 45( S1) : 86 - 88. )*+, –,-, .³´, œ. –——® ™[ J] . ˜© “¬[ J] . ¥ £¤µ¶ˆ˜ †, 2007, 28( S1) : 408 - 416. 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Vol. 29 No. 2          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology †‡ 2   ­, €‚  116023; ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“, €‚  116024) ": ,  ­€‚, •–—˜™š›。 œž ƒ„ †‡ˆ‰Š‹Œ Ž‘’Š“” Ÿ¡Š‹,ƒ„¢Š, £¤¥¦§ €‚¨©Ž‘ ’Š。 ª«¬ ¥¦§€‚°±¨©Ž‘’Š,²³´µ’Š¯¶ · - ˆ¸–ŒŸ¡Š ¹œŽº»,¼®½€‚¾¿。 œž‡Ÿ¡Š‹  Ž‘’Š¥À,Á  ®,¯ ­©—ÃÄÅƨ©ÇÈÉÊ©œË。 #$%:’Š¥À; Ž‘; €‚; ‡Ÿ¡Š‹; ÌÍځ  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 02. 019 &'()*:TU528 +,-*:2095- 7262(2019)02- 0225- 05 +./01:A Parameter estimation procedure for meso constitutive model of concrete materials Wang Zhiyun1 , Li Shouju2 , Wang Song2 (1. Institute of Marine & Civil Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 2. State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China) Abstract:This paper describes mesolevel investigation into the mechanism responsible for the dam age and fracture of concrete material by bridging the nonlinear mapping relation between micro deforma tion data of concrete specimen and parameters of meso constitutive model of concrete materials using re sponse surface function. The work building on macro experimental data and response surface function is focused on determining the parameters of meso constitutive model of concrete materials by applying opti mized inversion method. The investigation validates that the proposed inverse method could determine constitutive parameters of concrete and work better thanks to a better agreement between the stressstrain curves obtained from the predicted parameters and the experimental values. The research on parameter inversion of mesoconstitutive model of concrete drawing on macroexperimental data could lay foundations for discrete element simulation in everything ranging from qualitative analysis to precise numerical calcu lation. Key words:parameter inversion; meso constitutive model; response surface methodology; macro ex perimental data; parallel bond model 2345: 2018 - 12 - 05 6789: Š‹ŒŽ”•–—˜™š 973 ›œ(2015CB057804) ;€‚žŸ¡¢£¤¥¦›œ(2017 - 94) :;<=>?: §¨©(1980 - ) ,ª,€‚ž£,«¬®,¯°,–—±:²³´µ¶·,Email:dlutwzhy@ 163. com。 ·102·土木工程 226 ; : / . - à ? ? ˜。 X. H. Ding  0  + 29 * , [13] ã™ì‡­ ‚€¨­“©ª«Œ­„ðñ。  ¬, ‡ˆß  。    ­,€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ, ‘’“”•–—˜™š›œžŸ¡¢ £¤­。 ¥¦,§¨©ª‰«”¬® ®›œ¯° žå。 ±²Þ«ñ‰œк ,[\æ糜ŒŽ´‹ ›œ=ÐÑ í¦­µ¶·。 ¸Î²Í@>β›œÐÑ, ë ®²­³´¹¸Î²Í †º›œ ¯°±²­³´,µ¶·¸¹¬±²­º—˜™š ÐÑ。 €‚,»½¬®ºÏ­› ,»¼½、 —˜‹¾¿™š³ ´,ÀžÁ—¬™š³´ºÃÄÅ’Æ œ=ÐÑ@>, ƒÔꬮŠ?‹È Ǘ˜žŸ¬®ÈšÉÊ。 Ë̲Íβº¬®ÏÐ ›œÑŸÒÓÔ ÕÖ×ºÈšØ 。 A. Ghazvinian [1] Þ«‡ ى«ÚÛÜÝ ˆßšàáâãä嬮Ïæçè éêë,ìäåíêëðñ。 V. Mechtcherine  [2] «òßó ÉÊô½,õöÑ÷ øùúûü‹æýþ Ôêìÿ~, }|öò{Š。 J. W. Pan [3] [\]^›œÐ, _`@‰“ [4] Š?­„ðñ。 T. Kazerani  ö  š—˜žå¼½¾。 1  1. 1   ù€‚、­,’¿À Á³áЭºÅβ­,¢Æ“„«¶, øÇÈȳÉÊËÌÃ, Í΢‰ ŠÏº‰ŒÏ³ÃÐŀ¨。 ¢›œ½,  ÑᇇˆºÒÓÔÕŠ?­‚  ÊË~Ã,¡Ö}€¨­,á              Ð。 A. Lisjak øùº×œ。 ‡ˆˆ‰ÉЁ [5] –ì«“¬®™š Ôê , ì -   ¬®ô‹¼½ÜÝ, Å [6] µ¶·¸¹¬>™š。 E. Heok  ì ¦­ˆ‰к Herz - Mindlin ¦­ˆ‰Ѝ。 ËØ 1 Ñ|,‡ˆˆ‰ÉÐÙ@>ÚÛÑ <É( kn ) 、é<É( k s ) ºÜÝ·( f)  ÅÞߍ。 ¬®    º ¼ ½    , ³   ì Griffith ­åº Hoek - Brown  «­。 D. O. Potyondy  ö ù¬® Ð,ü¢ PFC Ôê쬮—˜ [7] ™š›œ,¬®æ­ ­、 ­、 ô  ­ º   ­ ­ 。 S. G. Psakhie [8]  Ɣ€‚ŒŽº ™š‡ˆ í^ƒ„« å, ¬®— ˜™šè† ­。 N. M. Azevedo  [9] ì —˜™š‡ 툉„« [10] ­。 S. Sinaie  Š«“‹Œ 掑’“Ôê, Š”•–º¼ ½ÜÝ,ü“Š?­ [11] „ —­Ôêý˜。 R. X. Zhou  ö™ 1 PFC  Fig. 1 Unbonded contact model between two particles in PFC ›œÐ,Þ«šŠºˆ‰›œ àêÐ ( Parallel bond model) «” ¬®º ( ¡ ) »ÜÝ,Aze —˜™š,€‚Š« X ¦§•“ØÙþÔêý ãä@>›œÐÑå쇈ˆ‰ÉÐ <É ( k n ) 、 é<É ( k s ) ºÜÝ· ( f) `‹žŸÆ¡›œ¢»£¤>。 M. Nitka [12] Š«]¥æç vedo º Lemos ö’áâ [9] , ËØ 2 Ñ|。 ’ 土木工程·103· °2 ± ²³´,: †‡ˆ , ( k sb ) 、  ( τ s )  ( R b ) ;  ( k nb )  ( σ t ) 。  , ( τ s )  ( σ t )    ,   , (  2)   2 。  †‡ˆ 1. 2 3  : (7)  †‡¤¥Šª¦§¨ «¬ © ®«¬® 150 mm × 150 mm × ª, †‡ 300 mm, †‡¯°ƒ©š±²’­ 1 ‡ ‹,”ƒ,d ,w ³。 †‡¤¥Š ª¦§¨ ˆ ¯´ 4。 Parallelbond model with cylindrical bond of cemen titious material between two balls in PFC ­€‚ƒ„ , †‡ ‰Š­‹€Œ x Ž‚: ˆ ‚ƒ„ x = { k n ,k s ,f,σ t ,τ s ,k nb ,R b ,k sb } T , (1) ’†‡“。 ”ƒ, ˆ ‰ ‰Š‘ Fig. 3 ­‹: ‚ƒ L  k n = AE c / L, ‹Œ‰ ,L = R A + R B ,A ’”•–—。 ˜™, ˆ  1  ­ Gradation composition of concrete aggregate d / mm (2) ’“, –—ˆ 3 Uniaxial compressive test for concrete specimen Table 1       ‚ • € ‰ Š  ‹ Œ Ž ‘  Œ Ec œž‰ŠŸ 8 ¡¢£ 5 x = { E c ,n,f,σ t ,τ s } T 。 PFC  Fig. 2 [7] 227 œž‰ŠŸ¡µ¶· w/ % d / mm w/ % > 40 0 > 10 ~ 20 17. 0 > 35 ~ 40 3. 4 > 5 ~ 10 6. 8 > 20 ~ 35 40. 8 >3 ~5 32. 0 ‰‚ •€Ž‘Œ E cb ­‹: k nb = E cb / L。 [7] (3) ‹Œ‰Š ( k n )  ( k s ) › n: š n = kn / ks 。  ˆ †‡ˆ (4) œž‰ŠŸ¡, ˜™ ‰Ž‘Œ— ‰Š‹ŒŽ‘Œ。 ˜¢š˜™ ›£—ˆ ‰ ›£,› n = k n / k s = k nb / k sb , (5) ¤¥˜™,œ’¦ [7] Ž‚ : R b = min( R A ,R B ) 。 §,­€‚˜™¨ž ·104·土木工程 4 (6) ,Ÿ¡©š Fig. 4 €‚ƒ PFC „ † Numerical model in micro scale for simulating uniaxial compressive test of concrete material 228 ¿ À Á  à  Ä Ä ­ 29 Æ Å –†¶¦,±Ÿ¨©²ª³´£ž«¬·¸ 2 2. 1 Š¹º»Š;   ª¼¥² ³´· Š¹™Š。 ¸±Ÿ¨©²ª³´  ,  ,  。  PFC ,     。   x  PFC    5 5 i =1 i =1  ε k ( x) = a + ∑ b i x i + ∑ c i x i , ε k  PFC  ­ k ­€‚€ 5 Fig. 5    material on macrodeformation characteristics of concrete speciments 。 ƒ†  (9) ‰。 ε ( x) = ε( E c ,n,f,σ t ,τ s ) , N min J = ∑ [ ε k ( x) - ε mk ] 2 ,  2 ε1 ( x) = ε( E c + ΔE c ,n,f,σ t ,τ s ) ,   3 ε1 ( x) = ε( E c - ΔE c ,n,f,σ t ,τ s ) ,   4 ε1 ( x) = ε( E c ,n + Δn,f,σ t ,τ s ) ,   5 ε1 ( x) = ε( E c ,n - Δn,f,σ t ,τ s ) ,   6 ε1 ( x) = ε( E c ,n,f + Δf,σ t ,τ s ) ,   7 ε1 ( x) = ε( E c ,n,f - Δf,σ t ,τ s ) ,  8 ε1 ( x) = ε( E c ,n,f,σ t + Δσ t ,τ s ) ,   9 ε1 ( x) = ε( E c ,n,f,σ t - Δσ t ,τ s ) ,   10 ε1 ( x) = ε( E c ,n,f,σ t ,τ s + Δτ s ) ,   11 ε1 ( x) = ε( E c ,n,f,σ t ,τ s - Δτ s ) ,  Δx Œ  k =1 –­ k ­€‚€‡„ ¿¾ 14,§® 6。 (9) ­ 1 ­€‚€ 11 ‘‘ Ž  —,˜— 11 ­‰,™‰(8) š ,¸Ä ‰ œ€‚€¦žŽ , „ PFC Ÿ¡, †„ ª¤Œ 5 ¥¦§Œ ª³´£ «¬。 ® ¯­°±Ÿ¨©² ªž« °±Âà — DFP( Davidon - Fletcher - ¬。 µ® 5 §¨ ¹ © [15] 。 ¤ŒŸ¡§ 2。  Table 2 (9) – •–§¨ ©[14]。 •¢£ (10) ‡Á– ³Ã›œ 2 ˜™(a、b、c) –‰‘›œ,šž€‚€Ÿ ¡™ ¢›。 ˜£¤—¥,œŒ‘ †¾¯ Shanno) ”,· BFGS ”¸— ”••– 11 ­ m Powell) ”¯ BFGS( Broyden - Fletcher - Goldfarb - PFC  30. 0 GPa、1. 0、1. 0、30. 0 MPa、30. 0 MPa。 ’ ®Œ,ε k 、ε k ( x) • ,N ƒÀ€‚€,ˆ N = ,µ¡¶ š , ’ PFC “’ “”。 Œ Ec 、n、f、 σt 、 τ s (10) ²³Ã°±,´›œ²³Ã°±, Š。 Ž  J  (10) ‹Œ 1 ­ 1 ­‚€€,ε (i = 1,2,…,11),ŽŒ i i 1 ®Œ: ½ ¤Œ 1 1 (9)  Effect of shear strength of intergranular bonding †­ 1 ­€‚€ˆ, ‡‰ (8) Šˆ, ‡„ ‹ (8) , ‚ƒ ,a、b i „ c i  x 2  Estimated microproperty parameters of concrete materials  E c / GPa n f σ t / MPa τ s / MPa C60 21. 83 1. 11 0. 99 37. 12 25. 27 C70 23. 10 1. 15 1. 11 39. 25 26. 07 C80 24. 89 1. 11 1. 15 40. 62 26. 39 2. 2  ­€‚ƒ„ ® 6 ¥¦§‡„ †¿¾ „º » - ¾ £¼。 ’® 6 –†¶¦,½  ‰¿¾ » - Ÿ¡ —¶ ·Å,Æ¾ ƒ—µ 。 土木工程·105· ¾2 ¼ 229 µ¿À,ª:ˆ‰Š‹Œ†‡“”¡ A+.: [1] Ghazvinian A, Sarfarazi V, Schubert W, et al. 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":  , ­€‚ƒ 3D , „ †‡ˆ‰ Š‹ FLAC ŒŽ‘’“,­”•–—˜™š›œ。 žŸ¡¢£¤¥ (Kobe) ¦§“ ,‘¨©ª„ †‡ž « €‚ƒ¬。 ™š® ¯:Ÿ¡°±²³¦, «€‚ƒ†‡´µ - ¬¶·¸¹º - ¬¶»¼½¾ ¿ÀÁÂ,ÃÄźƸÇÈÉ,ÊËÌÍÎÁϋи¦。 †‡ÑÒ·ÓÒ¸¹ºÔ ¬¶»¼·ŠÕŸ¡¦Ö׊£ÁØ,†‡ÑÒ°±¸¹ºÙ˜¿‹ÓÒ°±¸¹ ºÙ˜。 ·Úۆ‡´µ - ¬¶Ü¸¹º - ¬¶»¼ÁÝ, €‚ƒˆ†‡ Þ߁ Èàá®。 €‚ƒˆ©ª†‡Þ߸¹º ⶺÈàá,Ê ãä؂ƒÈàåºã¿, ª‚ƒÈæçè‰éž‹Ûêªëìí。 3D #$%:„ †‡; ; €‚ƒ; ; FLAC ŒŽ‘î doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 03 017 &'()*:U452. 28 +,-*:2095- 7262(2014)03- 0301- 05 +./01:A Analysis on seismic response of longdistance and closelyattached subway station to existing tunnel structure TAO Lianjin, YAN Dongmei, LI Jidong, GUO Fei, ZHOU Mingke ( Institute of Geotechnical & Underground Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China) Abstract:This paper introduces a model of tunnel structures designed specifically to investigate the seismic response characteristics of the longdistance and closelyattached underground space. This model follows from a targeted analysis of what occurs with a newlybuilt subway station structure and the upper tight stick of an existing tunnel structure using finite difference software FLAC3D . The paper goes further by analyzing the seismic response of the tunnel with or without a subway station passing through a tunnel, as is conditioned by inputting Kobe earthquake waves. The calculation shows that inputting the horizontal direction earthquake waves yields roughly the same law underlying curves of relationship between dis placement time history and acceleration time history related to a tunnel structure with or without Metro stations, as is illustrated by the curves which tend to decrease with an increasing depth and show a chan ging trend similar to the earthquake waves applied; the roof slab and bottom slab of a tunnel have a hori zontal acceleration with timehistory curves basically similar to the seismic wave of the bedrock, and the roof slab of a tunnel structure produces a horizontal acceleration with a peak greater than that of the bot tom slab; compared with the curve between the displacement time history and acceleration time history of a single tunnel structure, a closelyattached subway station structure exerts a weakening effect on the dy namic response of the tunnel structures; and a subway station passing through the tunnel has a weakening effect of varying degrees on dynamic acceleration response of the upper structure tunnel and yields an in creasingly greater reduction, the closer it is to a station structure, suggesting the occurrence of damping energy dissipation, as in the case of lower part of the station structure. Key words: existing tunnel structure; seismic response; subway station; closelyattached; finite difference procedure FLAC 3D 2345: 2014 - 04 - 01 6789: ‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“(51038009) ;”‰Š‹ŒŽ‘’“(8111001) :;<=>?: •–Œ(1964 - ),—,˜™š›,œž,Ÿ¡,Ÿ¡¢£¤,„ ¥¦:­€ƒ‚ ƒ,Email:ljtao@ bjut. edu. cn。 土木工程·107·  4 5 6  ,  , ­€€‚ƒ„ ,†‡ˆ 、X  ‰Š‹ŒŽ‘’“。 ”•–—˜™,š›    Ô õ õ 1¢£¤¥¦_`Á$§, 0#¨ Mohr - Coulomb Á$,²0#ê©õª]„« 1。 | ¬®_`+*¯,Á$—˜°˜ 240. 00 m × 50. 00 m × 70. 00 m。 ˆ‰0¨±êÁ$Á&, 3 ® * ˜ 2 600 kg / m , ² ³  ˜ 0 2, ± ê Á Û ˜ 4 83 GPa,Á$† 2 2´。 [1] œžŸ¡¢€€,ž£¤¥˜ 0 m 。 †  10 ¦’§¨—©ª— «¬®¯°œ ž 1 ¦’、±²’³´µ®¯°œž [2]  13 ¦’¶·’“ 。  ¸§¹º»‰¼½¾¿ÀÁÂ, ÃÄ ®¯°€¢Å€€„,   ÆljŠ°€, ÈÉÆÇÊ, ÆÇËÌ。 Í 20 ÎÏ 80 Ð ” , Æ Ñ  Ò  Ó £ Ô  Õ, † Fig. 1 1995 Ö Kobe Õ、2012 §×ØÕ,Ù ÚÔÛÜÝÞߋ›àáâãäå。  Ê˜‰¼æç, èéÕêëìí îï ð。 ñò,§óôÓ£õÉö÷øù  [3 - 7] , ÿ~}| ÕÌúûüÊÚÓ£ýþ 1  1  Positional relationship Table 1 Parameters for soils 0# ρ / ( kg·m - 3 ) 1 740 ƒµ0 Ó£ûü,†{[\]^_`@?>=,„<;: ûü/˜.:ûü,Ã- ,ËÌ+*,¢)(' ¶0 ‘‚ƒ]^Á&;›%Á$ ­、#ê [8 - 9] , ù["Ÿ¡®¯ý ¢˜Ó ¶0 þ。 ]Û , ®¯°€ <€€,,ýþ"Ÿ¡® 7 24 8 1  0 3  302 ¶·0 ¶·0 φ / ( °) 0 348 0 20 28 2 000 7 0 344 20 25 5 1 900 12 1 900 10 6 22 0 352 0 349 0 308 0 349 0 285 29 19 30 17 0 40 27 20 0 40 ¯°ÕÌúžã。 3D É![ FLAC ž> ?, ” š› ÕÌúËÌÀ。 1  "Ÿ¡®¯°œž˜$, › %;:Á$。 |ŽÖ ( Kobe) Õ !Œ,ùœžÕÌú *'‘ ,ýþŽ®¯ ­ùœž         š›"Ÿ¡®¯°œž ­ ,Æù€‚ƒ„ 1。 Œ#œž˜È†   #‡ ˆ‰0, Š 10. 00 m, ‹ 34 40 m, Œ、Ž‘’* 1 30 m, “”’* 0 90 m, ”’* 0 80 m。 # ­˜È#;†ŽŒ´ –—˜˜ 26 20 m × 15 86 m, Œ‘’ ”,• * 1 50 m,‘’* 0 40 m,Ž‘’* 1 20 m,“” ’* 1. 00 m,™´š˜ 0 90 m, Œ‘Œ# Ž‘#›#0’*˜ 0 m。 œžŸ¡ ·108·土木工程 8 0 348 2 100 º» c / kPa 4 2 200 ¸¹ 3 μ 2 100 1 900 ¶·0 d/ m   Fig. 2 2  Schematic diagram of model Ê3 Ë 303 ÌÍÎ,Ï:˜µ¶·¸¹º»¼½¾¿‡ÀÁ¨˜´ ( Æ× 1) 、 ˜µ¶·•»¼½¾ÀÁ¨ ( Æ× 2 2) Æ×。  ,  。  ,   ,       2 1     。  FLAC3D              , ­€€‚ ƒ ­,€‚ƒ„„ 30° ƒ, †‡ˆ‡‰。 ˆŠ, ‹Œƒ „‰Ž‘, Š’‡‹“€‚Œ, Ž”‘    †­  •。  , –—’˜™ ’˜ ­š“, –—’˜‚” 3D ¤¥›œ。  FLAC , ¦ §¨,™‘©¨,ª§ ž   ,  (  ) 。 ( )  Lysmer  Kuhlemeyer(1969 ) ›’˜‘•œ。   –—˜™ž,Ÿ¡,‘‚¢           3 Fig. 3   -   Fourier spectrum and timehistory curves of input ground motion £‘š Ÿ, «,¬®¯ƒ¡¨›°‰¢, [10] ‘±²£ 。 2 2  FLAC3D ³¤ µ ¦œ§。  、 ´§ ¶³¤ 3 2  ˜µ¶·¸¹º»¼½¾¿‡ÀÁ¨ ˜´,ÀÁ¨ØÙÇڏÈÑ 4 Û。  ґ ÀÁ¨܀Éґ A—A Ý。 ¥ , ³¤ ·¸¨¥¹—, º »¼½¾。 †¢ ¿À ( C)     Á ©   © ¿ À ( M) ¥ « ‰ ¿ À ( K) ª à « , §(1)  α C = αM + βK,  (1) Â©ªÃ« Ĭ,⠐«‰ -1 [11 - 12] 。 ªÃ« Ĭ,’‡ s ¥ s ©Å      3  3 1  ¶®¯°’‡±Æ²³ÇÈ ( Kobe) ˜    ´›°‰ÉÊË ˜µ¶·¸¹º»¼½ ¾¿‡ÀÁ¨˜´Â¯ƒ˜´, ˜´›°‰ - ¢¥ÃÌÍÎÏÐÑ 3。 Ò Ó‡Ô찉˜´ Kobe Å 25 s ¢。 ˜´ ¯ ƒ Õ • † €,            ֋ÀÁ¨ Fig. 4 3 2 1 4  ­ Layout of observation point  ”›Õ•†€˜´, Æ×½ÀÁÒ ‘ A—A ݦސªÞՕßà( s) - ¢ ( t) ¥ 土木工程·109· 304 ¤ ¥ ¦ § ¨  © © « 24 ¬ ª  5 。 : (1)      。 , (2)    -     ­ 2 88 cm,  2           ‹ ‰Ž‘ 。 ,     ,, 1  , †‡ ˆŒ, ­ 2 64 cm。                                                                                6 Fig. 6 3 2 2   Fig. 5  -  Timehistory curves of horizontal displacement of roof slab and bottom slab of tunnel structure  : (1)  ­  ƒ„ † Kobe ·110·土木工程  sidewall of tunnel structure Ž ­ Kobe 。    ­ 2 06 cm。 ­ ­ 2 19 cm;  ­ 2 32 cm,    ‹  ŒƒŽ 。 , £。      ˆ¡˜š›,  Œƒ( a1 ) Ž  (2)     Œ ƒ -       „。 €  Relative horizontal displacement of / ‘’ ˜™‘’ Šƒ    (1) Œƒ‹’  6 。 „ (2)  1 €      € €  2 €  —˜™–Œƒ”•“š› 2。 —œ‹ ’ŒƒžŸ,„ :  2 44 cm,   , 2  Œƒ‹’ 7 。 ”• €‡ˆ‚‰ˆ, †   ­  ƒ  Š‹’ŒƒŽ ‘’ Ž “ ­Œƒ”•“, –Œƒ”•“ = ‹’ ŒƒŽ €‚ƒ  ( Δs) 。    †‘’     5     ‹ ­¢œ’ ž†, ‘Ÿ Œƒœ’ £’­‡,  ¤­ 17 44% 。  € Œƒœ’ £’¡¥­‡,  ¤ž¦­ 15 43% ¢ 14 20% ,§›  ‰¨ƒ¥。 £›‡,  ‘   ‹ ­¢Œƒœ’‚ƒ  ¿3 À 305 ’“”,•:Á–ˆ‰ŒÃ‹ ,, 。 †,ˆ‰Š‡ˆ‹ ‰。 ŒŠŽ‡       „†‚€ „†。 (3)   - ‡ - ˆ‹‘,  ,    。   F€+.:     [1]          |} 2 noqrstrS\] - ^_`a Fig. 7 [2] roof slab and bottom slab of tunnel in condition 2 [3] , •. —˜œžˆ‰  ¡ ¢, 2012 ( 3 ) : CHEN G X, ZHUANG H Y. Analysis on the earthquake response [ C] / / Proceedings of the Third International Conference on Earth Acceleration amplification coefficient  / % 1 2 1 2 01 1 79 10 95 2 1 72 1 42 17 44 3 1 97 1 76 10 66 4 1 93 1 71 11 40 5 1 89 1 67 11 64 6 1 84 1 62 11 96 7 1 75 1 48 15 43 8 1 98 1 77 10 61 9 1 91 1 73 9 42 10 1 86 1 66 10 75 11 1 81 1 63 9 94 12 1 76 1 51 14 20  quake Engineering. Nanjing: [ s. n. ] , 2004: 195 - 199. [4] ™š›, œ£ž, Ÿ¡¢. ¤¥¦£¤§ ¥¨   ¦  ’ “ [ J] . ƒ § ˆ ¡  ( S1) : 3074 - 3079. [5] LEE V W, TRIFUNAC M D. Response of tunnel stoincident SH 105(4) : 643 - 659. [6] BALENDRA T, THAMBIRATNAM D P, KOH C G, et al. Dy namic response of twin circular tunnels due to incident SH waves [ J] . Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1983, 12 (2) : 181 - 201. [7] ¨š•, Š ©, VINCENT W. ªP ‡ˆ° © ª « ! “ ! [ J ] . ƒ Ÿ 815 - 819. 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( -  ) 土木工程·111·                                                             !"     ­€‚ƒ  „ †€‡ˆ‰Š‰‹Œ Ž‘’“”•–—˜™š€›œž”Ÿ•¡ ¢ Š‰˜™£¤Ÿ ­ ¥•¦§¨” ¥•©“ª¦¢“«¬®•¯“” ° •±²£³´µ¶·¸Œ¹º»¼›  €€½©“”¾° •¿ÀÁ·Ã¯“ª¦ ¢“ÄŦ§¨”·Æ ÇÈÉ ÊËÌ ¥ÍŸ •¦§¨ ¥•¦“ª©“ͬ ®ªÎ¬¯“ύ„ €±²»¼ÐÑÒÓ •¦§¨ªŸ •¦¢“Š‰ÌÔÕÖ ×ØÙ»¼±²ÚۛÜݕ¦¢“«Þßàƕ¯¢“Ÿ „ à‡ÔáâãØÕ±² äåæ›çè”Ÿé #$% †‡ „ êë ±²»¼  ‚ ƒ„ƒ  ƒ­†„‚ ‚ ‚ &'()*    ƒ +,-*ƒ­†„­‡­ +./01ˆ                                                     ˆ     ‰        Š             Š            ‹ ‹   € Œ  Ž ‹        ‘  ‹‹       ‹’ ‘    Œ  ’   ’             ‹      ‹      Ž ‹          €‹  Œ ‘  Œ    € Œ    €    ‘  ‹‹         ’    Œ Œ Œ “’                 Ž           ”  •       Š   ‘“        •        €       €  “         ‹      ‹’ ‘    Œ  ’            Œ     ‹   €       Œ “’   ‘ €     Œ €      Ž      Œ  Ž ‹        “    €   Œ    Œ    €    –   ‘– ‹ “   €€      € Œ €Œ    Œ   Œ      Œ     Œ    Œ   Œ ‹         Ž        ‘   Œ                 €    Œ                        Œ  Œ       Œ   “ €  €€        “   ‹’ ‘             ‹ ‘     ’ ‘  Œ €            “    Œ    “Œ     Œ             Œ € ’ Œ €Œ   Œ   Œ     Œ     Œ    Œ   Œ ‹                 €‘  Œ “   Œ          €   ‘  ‘    €            Œ   Œ    Œ € Œ ’ €Œ   Œ     Œ             €€ Œ Œ         Œ    Œ      “ €  ‘      ‹    €     ‘    €‹         Œ €          ’    Œ           ‹’ ‘               €       2345  ­ ­ 6789  ­€‚ƒ †† „ •­ †‡ˆ‰Š‹Œ‚ƒ• :;<=>? 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": FLAC , ‚ƒ„ †‡ˆ‰Š†‹ŒŽ‘,’“”†‹ŒŽ‘•–—。 ˜™š›: “”’†œžŸ¡¢£¤¥,¦§¨ ©ª«›¬®¯ˆ‰° ±²³†‹Œ´µ;¶·¸¹ºŠ»¼‚ƒ,Š½†Œ¾¿µÀÁ ÃÄÅ¡›¬µº½,ÆÇǵ®ŒÈÉ“”, Š½ÊËÌÍ; ‚ƒ œž、ÎŒ¾ÁÃÄÅ¡ÏÈÉÐїµ,†œž¹ÃÄÅ¡ÒÓÈÉÔ ¦´Ã, Î Œ¾ÒÓÈɴæ´Ã。 ÕÖ †ÑŒ’× ÁØÙÚ†‡ Ž‘ÛÜ。 ; ; †ˆ‰ #$%:; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 02. 020 &'()*:TU452. 28 +,-*:2095- 7262(2016)02- 0207- 07 +./01:A Seismic characteristic of small spacing and long parallel subway tunnel BAO Yan1,2 , LI Wenhui1,2 , AN Junhai1,2 , LI Xiaolin1,2 (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Center of Cooperative Innovation for Beijing Metropolitan Transportation, Beijing 100124, China) Abstract:This paper proposes a threedimensional numerical model designed for long distance paral lel subway tunnels of small spacing, based on FLAC 3D software computing platform. The study investi gates the reaction characteristics of double line tunnels exposed to strong earthquakes, and compares the characteristics with that of the single tunnels. The results show that both single tunnels and parallel tun nels are subjected to ovalshaped deformations, and a significant interaction between two parallel tunnels is responsible for an obvious increase in the seismic response for them; seismic stress magnification and peak acceleration are obviously greater for lower tunnels than for the upper layers in oblique parallel tun nels and overlapped parallel ones and they are often greater than single tunnel of corresponding buried depth, suggesting a greater danger for the lower tunnels; double parallel tunnels are subjected to the de formation, horizontal stress and acceleration more greatly affected by buried depth, to seismic deformation and acceleration increasing with the depth decreasing, and to the horizontal stress increasing with the depth increasing; long distance parallel subway tunnels have the seismic response related to the tunnel clear distance and seismic characteristic input to the bedrock. Key words:subway tunnel; small spacing; long distance parallel; earthquake action 2345: 2016 - 02 - 19 2345: š › œ ž   Ÿ ¡ ¢ £ ( 90715035 ) ; š › œ ž   Ÿ ¡ ¤ ¥ ¢ £ ( 41272337 ) ; š › œ ž   Ÿ ¡ – — ¦ § ¨ © ¢ £ (51421005) 6789:;: ª « (1976 - ) , ¬, ® ¯„° ±², ³ ˆ´,µ¶, ¦§· ¸: 152859757@ qq. com。 ¹ º 、 ¹ »¼½¾、 ¿ ÀÁ  Ã,Email: 土木工程·127· 208 , + ó * Í Í ) 26 ( ã Ì R ® 3 m,  r ® 2. 7 m, ²® 0. 3 m,ˆ‰¦‡ 14 m。 @ ­  ,                [1] , ,  ­€‚ƒ„ ƒ„†‡ˆ‰Š‹Œ ŽŒ ‡‹‘’“”•–—。 ˜™š›œž Ÿ¡¢—£¤¡¢¥¦ˆ‰§¨©ª«“¬® 1. 7 m,ª¯“°‘±²³ 80. 1 m; ´œµ¶·¸ ¢—¹º ¢  ¯ ‡ » ‘ ˆ ‰ ¼ ½ ‹ ‘  ± ² ® 124 m,¾¿À¯“¬® 2. 1 m。 GB50157—2013 《  [2] ÁÂÃ》 Â,“”°‘•ˆ‰,ÄÅ ¯ ÆÇÈÉÊË。 ,ÌÍÀÎÏÐ [3 - 5] ,Û ˆ‰ÑÒÄÅÓÔÕÖ͑®×ØÙÚ Üݪ¯“、±“”°‘¯ˆ‰Þßàáâ ã‰ä å æ, È Ý Ù Ú ç è ä  é † ê ë Å ì  [6 - 7] 。 íî,ÙÚϱ“”°‘ˆ‰Þ Á ßàáâ°ï€ðñòóôõÄö܂÷øù,ú çèÜûüýþ¿ÀÿÞâ~ÈÉÊË}|。 3D {À[üÜ\]^ FLAC Á‹_,  ÞÞÑ`ÅÞ, ÙÚ Þ»ϱ“”°‘¯ˆ‰ÑÖ Ëà,úÞñòâ‘ , ® Åì Áï Ü 。 €»,Ј‰‚¯«“æƒ 1。        a b ˆ‰„ c Fig. 1 1 2 †‹°‘       -  0 .      ‡»¼½ '1 d ‡?°‘ <=>?DEFGHI Size and spacing for double orifice tunnel JKLM ˆ‰ŠÅ싌ãŽ,‘’“”•–, â—˜Ö͒ȏ‘ 1 1 1  Davidenkov ™šâћ¦“”“ [8]  áâ <=>?@ABC †Š™š¥¦ˆ‰®ÙÚ,ú N1 Table 1 [8] ÷> è, =’æŸ 1, úÓ, γ0 ® ¡à¢。 £¤Á’æŸ 2。 OPQRJKST Physical parameters of soils d/ m γ / kN·m - 3 μ G max / MPa ’ A ’ B γ0 / 10 - 4 §¨① 2. 4 17. 0 0. 30 4. 47 1. 00 0. 375 2. 5 §—™③1 6. 0 21. 0 0. 35 8. 93 1. 00 0. 360 4. 1 §—™④ 4. 0 19. 5 0. 33 9. 36 1. 00 0. 360 4. 1 §—™⑥ 10. 4 19. 0 0. 34 9. 85 1. 00 0. 360 4. 1 Ó©ª⑦1 5. 0 20. 5 0. 20 18. 18 1. 10 0. 350 3. 8 ™⑧1 10. 0 21. 0 0. 26 13. 40 1. 20 0. 375 2. 5 Table 2 UVST =<ˆ‰¦ϳŒ´²Ï³Œµ Ÿ,ϳŒ›¦“”¶·¡¸“”,¹‘ Structure parameters «â γ / kN·m - 3 E / GPa μ ¬®¯°= 24. 0 25. 5 0. 25 ˆ‰¿±² 25. 0 30. 0 0. 20 ·128·土木工程 ÑÖ ,   ˆ ‰  ¦   š ⠓ ”。 ˆ ‰ œ ž ¥¦ N2 °, =<¦‚¯È^”‚。 ÑÖÁ, Š’ “”º;»¼:?į²½¾, ¿Àį/Á ½¾,ÞÑ•ŠÃÖÁÄçÅàÖ ‚Æ:‘。 ’Á“”˜ƒ 2 Çþ。 ™2 š œ,¨:žŸ¡ › ¢ 209        a       a          b          b     c        c          d 2 Fig. 2 1 3     Numerical calculation model for different combina  tions  3 Fig. 3   (    3。 3 €‚  )  (  , )  1 4   ƒ ,­ ,        bedrock ground motion  ƒ ,   d   Acceleration timehistories and Fourier spectra of ,   „  ­,€‚ƒ†‡„ ,‡ˆ‰Š„ ˆ‰Œ’“,”Ž ,ˆ†‰ Š‹ŒŽ‘‹‰ 4。  š’  ,“ ­‘›šœžŒŽ,”š€Ÿ¡•–¢ M s •‘–—˜™ € „ 。  ƒ ­ƒ —£¤¥˜ 。 ˆ¦¢€‚§ 土木工程·129· 210 ™  M s = y0 + š › œ ž a 。 1 + exp( - ( L - x0 ) / b) † Ÿ Ÿ ¢ 26 £ ¡     5 。   ,  3。      Free field boundary diagram of FLAC3D 3 Table 3    FLAC  3D Fig. 5  Parameters for rayleigh damping  a b x0 y0  0. 976 2 - 0. 439 3 - 1. 285 0. 031 54  0. 922 0 - 0. 481 0 - 0. 705 0. 082 30  4   Fig. 4              5  Cross section form and monitoring point for shield tunnel  4  m €  2 m、 ­ 14 ­€‚, ‚ƒ„ ƒ‚ 1. 0 „ † ‡†ˆ。 2  4 ‡‰, „ƒˆŠ‹  2 1  ‘’Œ‹  -     Table 4 4 ,    • –—– –—— – / Š ˜– ˜— –˜– , “Ž‘’“ €‚ƒ„ ” †‡ ’Œ‹ σ / MPa ‡†ˆ 2. 37 0. 83 1. 71 2. 46 3. 56 2. 73 2. 69 0. 71 0. 87 1. 11 0. 84 0. 92 Š”• σ / MPa ‡†ˆ 1. 97 0. 69 1. 63 2. 25 2. 75 2. 73 2. 67 0. 67 0. 80 0. 85 0. 84 0. 91 σ / MPa ‡†ˆ 2. 76 0. 97 2. 38 2. 77 2. 85 2. 84 2. 90 0. 98 0. 98 0. 89 0. 87 0. 99 „ƒ σ / MPa ‡†ˆ 2. 86 1. 00 2. 42 2. 83 3. 22 3. 25 2. 92 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 0. 93 2. 53 0. 86 2. 91 0. 99 2. 95 1. 00 • 1. 84 0. 74 2. 27 0. 92 3. 32 1. 34 2. 48 1. 00 –—– 2. 48 0. 76 2. 93 0. 89 3. 96 1. 21 3. 28 1. 00 –—— 2. 35 0. 73 2. 95 0. 91 3. 96 1. 23 3. 23 1. 00 ™ ·130·土木工程 †Ž‘€‰„ƒ 2. 74 –˜— — /  ­ ,ŽƒŠ,‹ Minimum principal stress response ranges of metro tunnels under artificial wave ‹  €‰Œ‹ 2. 05 0. 83 2. 05 0. 83 2. 32 0. 94 2. 47 1. 00 ˜– 2. 73 0. 69 3. 87 0. 98 4. 15 1. 05 3. 95 1. 00 ˜— 2. 70 0. 67 3. 98 0. 99 4. 14 1. 03 4. 02 1. 00 –˜– 2. 55 0. 69 3. 69 1. 00 4. 03 1. 10 3. 68 1. 00 –˜— 2. 71 0. 74 3. 60 0. 99 4. 04 1. 11 3. 65 1. 00 ™ 1. 98 0. 60 2. 62 0. 79 3. 29 0. 99 3. 31 1. 00 ·2 ¸ º ,½ : ¹ ;   ,    1,   。    1,   ±±²‡,Ÿ—² ˆ‰‹† •–—² ˆ‰‹†。 ³,˜¡ °‹†´³–’—, ˆ‰µ °“€®´µ°¶·¸。  45°   ,   。    ,  ,­  †‡;  ŒŽ  ˆ ,‰Š‹       ,­Œ€‚ƒ‘‰„Š„   †Ž’‡“。      1 €, ‚ƒ,  ƒ„ 2 2     。     a  ˆ‰—˜Œ† †™š  Ž‘’“”œ  。 ƒ 2. 1 €Œ›,  Šž‰‹ †,‘•–—Ÿ—˜¡¢ •–›œ¢ ,›œž   ,h ¡•  ˆ‰Œ。 ,‘ ˆ,™¤¥•–  ƒŸ 6 ¦§¢¨,Ž“”œ,£©ª  ˆ‰‹†€¦§¨«¨ S ¦©,  ª¦›¦¨«ª©“¬。  – , ¯¦® ˆ‰‹†  Fig. 6 ‡¯。 ˆ 2 3 , ,   。 ˆ‰‹˜¡°° Table 5 5  •–—(0. 1g) Ÿ—(0. 1g)      b    Ÿ—  Horizontal relative displacement curve under dif ferent combinations   ³ 5 ¹¨¶”œºŽ’¯¦ ‘Ÿ—»Š´³–  †。  Peak accelerations on top and bottom of shield tunnel ˆ ˜¡° 6 ˆ‰‹† ®,©ª¬›¦†§¨«Ž’˜   ,™£š¤ –,Δs   •–—  ¥Ÿ 6, ”œ   ˆ‰Œ ‹† [9]   ˆ‰—˜Š  ”Ž’•–ˆ 211 »ª¼½‹±² m / s2    ”œ ‰ Š ‰ Š   » 1. 36 1. 36 1. 24 1. 93 1. 39 2. 86 1. 28 Š 1. 13 1. 03 1. 58 1. 64 2. 12 2. 23 1. 07 » 1. 42 1. 41 1. 34 1. 97 1. 56 2. 87 1. 32 Š 1. 26 1. 18 1. 61 1. 68 2. 20 2. 31 1. 15 ¼³ 5 ¦§¢¨, º »Š‹†´³– »Š‹ 土木工程·131· 212 ¸ ¹ º » ; 。   ,    。    ,   ,  ­,€‚,  ƒ„ ,  。  †‡­€‚ ¼  ½ ½ ¿ 26 À ¾ †° ¯, °«¬, ‚¥ 6 ~ 10 m Ÿ 15 m ¢‘†°, ±²³±。 ƒ„ —˜²›•–¥¦« Œ¦œ¯ ,²´µ³´„‹œ¨, ,œ¶Œ。 ›– 3 2  £ 8 ¤¨©  ›– ·( σxx ) ‘•–œ¨¬©®。 ˆ,ˆ  ƒ€‚„ 。           †‰Š‹ŒŽ, ˆ ‘† ‡ ˆ‰,ˆŠ’“”‹‚。                         3              a  Œ­‡Ž‘、­‡•–ƒ„—˜  ,’“”•™‘š ›–œž( –Ÿ [10] ›– ¡—) ,˜¢£¤ : Ž‘ 5 m ,•– 1 、2 、3 、6 、9 、12 m  ™  1 ~ 6;‡š,Ž‘ 10 m ,›•– ™ 7 ~ 12;Ž‘ 15 m ,›•– ™ 13 ~ 18;Ž ,›•– ™ 19 ~ 24;Ž‘ 25 m ‘ 20 m ,›•– ™ 25 ~ 30;Ž‘ 30 m – ™31 ~ 36。 3 1                                  · ,›•              b ·    ƒ„¥ œž Ÿœ¡¢¦, €‚£ 7 §¤¨©ª„ ¥¦« ( Δs) §­‡‘ ( H) • –( d) œ¨¬œ¨©®。          7  ,ƒ„—˜ ¥¦«Ž‘¯ «¬, Ž ·132·土木工程              Fig. 7 Horizontal relative displacement for tunnel structure ‘‚¬®                                          £ 7 ª¨, , ¥Ž‘ 0 ~ 6 m Ÿ 10 ~ 15 m ‘ µ¶·                 c                                            Fig. 8 8 d š·  Horizontal seismic stress for monitoring point £ 8 ¢ ¨,¥ ,ƒ„ ,  ,   。    ,                                。       ,   , ­。                                           a         b                         Fig. 9 9                                           c                                  d   Horizontal acceleration for monitoring point 3 3  €‚ƒ„  † ‡ˆ‰ 9 Š。  9 ‹,  †‚ Œ,,   。  †  ,  Ž 。   ­† ,  ‘’ 3 m “”, †€ 。      4     20 m  213 Ê,µ:Ž—ˍ̃„•˜™ É   Ç2 È  ‚Œ•ƒ, „– † Ž —ƒ„•˜™‰ : (1) ‡ˆ‚Œ,‰ˆƒ„,Š‹ ‹ŒŽ‘š’Š“。 ‚Œƒ, ›”•‹Ž ƒ„œ‘ž ›–。 Ÿ¡œ—˜¢„™š£ ¤¥”,›œž Ÿ¡‹–¦¢。 (2) ­¡£§ƒ„ ¨©€‚, ¡–¤¡¡, ª ¡‚Œ。 «¬, ¡ˆ™ š£¤¥¥¦§。 (3)  ¨©¨£§ƒ„ ¡  †œ¡¡ †œ , ¨©®¯ ¡  †œš„©。 š €‚† ,›ªƒ„‹Ž。 (4) €‚ƒ„°‹、 ¨ †‘, ‹†‘     ,             。 (5) «±–¬®˜™ ž,¯¬²³ƒ´µ– ¶°± –œ²„©。 : [1] [2] ·. ¸ ¹ º » 2004, 2(1) : 33 - 38.  ¼ ½ ‚ ³  ´ ¾ ¿ [ J] . º » ¼ ½, ¸¹ºÀ¤¥ÁžÃ, Ä•®žÃ . GB50157—2013 •¤¥¾Å[ S] . ¸¹: ÄÀ ®Æ, 2013. (  218 ) 土木工程·133· 218 [11] ° ± ˜  , , , .   [J].  [12] Ž  .  , 2014, 39(12): 2369 -2373.  · 26 ¸ ­ [13] [ J] .   ,  ­ , , .  [ M] . : (  ) , 1994. , 2002, 27(4) : 352 - 356. 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  213 ) [3] [4] , , . €‚ƒ„ ˆ‰Š[ J] .  Œ, Ž,  †‡ , 2008, 41(3) : 91 - 98. ‹ . €‘ƒ’“€­”€ •–—[ J] . ˜ , 2009, 30(6) : 54 - 60. [5]  ‚ [6] Ÿ, , „ [7] . ™„ , 2006. , ¢‡, Ž ­  ¤ [8]  ‹ ,‹ Š¡[ J] .  ·134·土木工程 ˆ †’ ¥Š–— [ J] .  ‚ ¢‡.  Ÿ, „  [ M] . : ˜ ­ , € ‚, ”ª, . ˆ¦ƒ’ 381 - 385. ² , „ , ƒ„ † ‰¡£ , 2010, 31 , 2007. , 2015. ’“­¨©œž[ D] . «¬“€®¯[ J] . °Ž±˜ , 2015, 36(3) : 66 - 72. .  (12) : 3971 - 3976. [9] [11] [12]  . £Ž§ƒ€‘ :  š›œž[ D] . †: ƒ­ , .  Š¡–—[ J] . ˜ ¢ [10] “€ (3) : 301 - 305. [13] ˆ‰, • , . ³† Š¡[ J] . °Ž±˜­ ‡ƒ’ , 2014, 24 Š. ´’¦‹“€ ¡–—[ J] . µ 18 - 22. , 2011, 21 (5 ) : ‹­ : ¶–˜ Š , 2012, 29(3) : . ­Œ„¦­ ­ , 2015, 41(1) : 76 - 82. (  )  26  3  Vol. 26 No. 3          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  5   1,2  , May 2016  1,2  ,  1,2 (1.   ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰ Š‹ŒŽ‘,  100124; 2. ’“”•–—˜™,  100124)  ! ": , ,   3D  ­€‚ƒ,„ FLAC †‡ˆ‰Š‹,‰ŒŽ‘’“” •–—„˜™。 š›œ:žŸ­€‚ƒ” †¡¢£¤š。 ¥¦§Ÿ¨,©ª‚ , ƒ«¬®¯°± £²–³±œ´。 #$%: ; £µ¶; ; •–—„ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 03. 005 &'()*:TU352. 1; TU354 +,-*:2095- 7262(2016)03- 0256- 06 +./01:A Antiliquefaction treatment method for underground structure based on principle of antifiltration TAO Lianjin1, 2 , SUO Xin’ ai1, 2 , LIU Chunxiao1, 2 (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Center of Cooperative Innovation for Beijing Metropolitan Transportation, Beijing 100124, China) Abstract:This paper proposes a method aimed at oil liquefaction responsible for the great destruction to which underground structures are subjected, as in the case of strong earthquakes. This method involves arranging a gravel drainage layer between the structure and the liquefied sand using the principle of the antifilter layer; and analyzing the dynamic response characteristics of underground structures in the liq uefaction site using FLAC 3D finite difference software as calculating dynamic time history analysis tool. The results show that the solution affords a good antiliquefaction effect on the underground structure of the liquefied ground, especially when gravel layers are of an increasing thickness and more layers. Key words:underground structure; antiliquefaction method; invertedfilter principle; dynamic re sponse 0   ËÌÍϐ Í Ñ。 ¸ ¹ , »¼ , ¬½¾¼¿À , Â Ã Ä Å   ’ “ Š Æ Ç È, É  Ê ¸¹º Á Á ÊÎ󂃣¤ ŠÆÐ ÒÓÔÕÖ×ØÙ ÚÛÜ  [1] ‡ÝÞßÚàáâ å 。 šæç îï ÊÂ×  èéê ðñ ãäà Ê ë ì, í ¶ ò, ó ô ¶   õ 2345: 2016 - 04 - 18 6789: š› œ ž    Ÿ ¡ ¢ ( 41272337 ) ;    œ ž    Ÿ Š ‹ ¡ ¢ ( 8111001 ) ; š › œ ž    Ÿ – — £ ¤ ¥ ¦ ¡ ¢ (51421005) :;<=>?: §¨Ÿ(1964 - ) ,©,„ª«¬,ˆ®,¯°,¯°±²³,£¤´:µ¶·  ,Email:ljtao@ bjut. edu. cn。 土木工程·135· Þ3 ì íîï,³:ºðŠ‹’“´”•ñ“  ,     ,  ,  ­€‚ ƒ 。 „ , †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“ , ”•–—˜ ­Ž™š  ›œŒ , žŸ¡¢£¤¥¦š§¨ 、 šŒ¡› 257 ò 20 MPa,—àš¨ 1 000 kg / m3 [5] 。 ¡¢¥¦—˜£™ 윞•, Ÿ¡Û à„Å聾、¢£“»¤¥¾à,Åی¢¦£ –Œ§¥‹, £™¨©ÒŒ 2 ÓÔ。 ž•ÌŠی§¨éª“¬ê«¡Ò€ 1 ÓÔ, «¬¥¦Ó —à«¡Ò€ 2 ÓÔ。 1   œŒ©ª ” • –      « ¬ ® ¯ ° • , ± ²³´”•µ¶ 。  1992 ·,¸¹º“»¼½¾¿À ( ÁÂà ) ÄÅÆÇÈÉÊ Ë“Ì, ÍÎϊ‹ŒŽ‘Ð Ñ,Ò (1) 、(2) ÓÔ。 D15 / d85 ≤4 ~ 5,    (1) D15 / d15 ≥4 ~ 5,   (2) a ³Õ ,D、d ¥Ö× € Š ‹ Ø 、 Ù Ú  Û  ¿  ,  ¡€Ô   ¿  ¥¡ 。 £™¨© ÛØÜÝÛØ ÞŒŠ‹ØÐÑ, Þ ßŒŠ‹Ø„ÙÚÛà,³Ë。 (1) 、(2) , ”• ª ™Ž™ŒŒ›œŒ,Š‹Œ,›œŒ b '2 , «Ÿâ՛ œŒã¬„,   ­Ì€‚Ù á¡ ƒ„,  ­Ûà Fig. 2 É ä©å ›œŒ݆掙ƒ [2 - 4] , ƒ‡, ˆ “ ‹Ûƒ ” ‰Š Š‹Œ‹™ T1 Table 1 ªÒŒ 1 ÓÔ。  Finite element model UNVWNFXY Parameters of sandy soil ρ / kg·m - 3 μ ¯°Û Finn 3. 70 1 750 0. 30 5. 15 13. 43 10. 0 ±Û Finn 5. 90 2 100 0. 30 13. 52 22. 61 21. 2 ëÛ Finn 7. 77 2 100 0. 28 13. 52 22. 61 33. 6 ²Û Finn 46. 26 2 200 0. 26 17. 80 28. 02 33. 0      QRSIJ ¬¾ ®£™ h / m   —˜ G / MPa K / MPa φ / ( °)  Fig. 1 2 2 1 '1 Table 2 @ABCDEFGH Layout of inverted layer around underground structure Parameters of fluid and liquid used in dynamic analysis ®£™ k / cm·s - 1 n ζ ”•£™ ¯°Û fl_iso 0. 080 0. 50 0. 157 Finn ±Û fl_iso 0. 069 0. 48 0. 157 Finn ëÛ fl_iso 0. 069 0. 48 0. 157 Finn ²Û fl_iso 0. 058 0. 48 0. 157 Finn IJKLMNFOP ·136·土木工程 Z[M\]XY ¬¾  Ž—˜„±²‘’, “ ç”Ý •–,«¬—‘˜£™ Finn £™, —࣠T2 258 ¼ ½ ¾ ¿ À ° š š ,  -   3 ,  š•  20 s   0. 1g。 3 Table 3   €、„  Parameters of structure  Elastic  ,  ¦ 26  Á γ / kN·m - 3 E / GPa 25. 0 34. 5 24. 0 Elastic Ž μ 32. 5 0. 2 0. 2 2 2 2. 2. 1  ˆ›‘–—˜œ™š• ›žœ, Ÿ ž–—˜Œ (1、2、3、4 m) ,  Ÿ     ¡¢£¤,¥œŸ¥œ 1、2、 3、4,–—˜š™“ ” 4( ¦§˜) 。   4    Fig. 3 3     Table 4  š• K / MPa k / cm·s - 1 72. 5 123. 0 0. 686 40. 6 ¦§˜ curve Physical parameters of gravel G / MPa  Input ground motion acceleration time history  ¦¡˜ 87. 8 0. 686 n φ / ( °) 0. 52 29 0. 50 31 2. 2. 2   ›‘–—˜¢˜Œ 2 m žœ,£¤“   , ­€ Midas - GTS ‚ 1 ∶ 1 ƒ „  [6]   ,­€† FLAC3D  0. 1g  ¨™”,Ÿž–—˜š™“( ” 4),¥©ª ›–—˜˜“(1 ˜、2 ˜) Ÿ¡  。  ‡ ˆ ‰  „  Š ‹    22. 10 m × 13. 67 m, ¢£¤,¥œ«Ÿ¥œ 5、6。 2 3   1. 0 m。 ­€Œ 0. 8 m,Ž€Œ  0. 4 m,‚€Œ 0. 9 m,ƒ„Œ 0. 7 m, Ž 2. 3. 1 Œ 0. 8 m,­€†‡Œ 3. 7 m。 ˆ ‰  Š ‹ ‘ Œ  Ž  , ˆ¦ƒ„§ ¨¬©ª¥©«¬’, ,ˆ®¯,°®¥œ¯ 2 ‘ «¬’±°±“ N ²³´² A( ³ ±°±“ Nc ) ´” 5。 154. 1 m × 63. 6 m × 1. 0 m,’“” 7 768 •–’, 16 926 •—˜,™“ ”3 。 Table 5 «¬’ Nc A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 ¥œ 1 5   Amplification coefficient of acceleration ¥œ 2 ¥œ 3 ¥œ 4 ¥œ 5 ¥œ 6 N A/ % N A/ % N A/ % N A/ % N A/ % N A/ % 2. 02 2. 01 0. 50 1. 89 6. 44 1. 72 14. 85 1. 59 21. 29 1. 87 7. 43 1. 57 22. 28 2. 04 2. 02 0. 98 1. 77 13. 24 1. 68 17. 65 1. 54 24. 51 1. 75 14. 22 1. 51 25. 98 1. 99 1. 97 1. 00 1. 81 9. 04 1. 52 1. 44 27. 64 1. 80 9. 55 1. 42 28. 64 2. 01 2. 02 1. 76 1. 42 1. 98 1. 98 1. 73 1. 38 0. 15 1. 98 1. 70 2. 81 1. 86 7. 46 1. 72 14. 85 1. 28 9. 86 1. 64 6. 82 µ” 5 µ¶,³ -  1. 56 22. 39 1. 48 1. 63 19. 30 1. 52 1. 48 1. 23 , ˆ¶·©–—˜Ÿ³·¢ 23. 62 15. 91 13. 38 1. 35 1. 06 26. 37 24. 75 23. 30 25. 35 1. 84 8. 46 1. 56 22. 39 1. 71 15. 34 1. 45 28. 22 1. 24 12. 67 1. 02 28. 17 1. 61 8. 52 1. 31 25. 57 £。 ¸¹–—˜Œ²˜“º,  ³·¢£¸¹»º。 土木工程·137· ¥3 ¦ 2. 3. 2 §¨©,:ªˆ«¬®¯ ’ 259 °±¯²   ,、   σ u    [7]  19. 1 MPa 。   σ max  4 。   C40,             a                    a               b  '5  Fig. 5   vw~€ Horizontal relative displacement   2. 3. 4        6 ›œ¤žŸ、 ¡   '4 › b  - † £¢£。  vwxoyzt{xo|} Fig. 4 Horizontal stress and maximum principal stress amplitude      4 ,    ƒ, ƒ„   ­,€‚   ­ 4 m †,       ‰Š‹Œ, ‚,  Ž‘’­€“” ’•ƒ–„— „—‰ [8]     €‚  ›   † ‡。 , ™š £ 。 ·138·土木工程              ˜ žŸƒ„   ¡ ž        › ¢  ‡  Ž‘’  Ÿ  ƒ „,       †‡•    › –  —     5  , †‡ s “”‡ 。 •œ   †‡, ˆ˜ 。    Š‹Œ, Ž‘“” Ž‘’„—Œ’™š 5 a    ˆ    ‡。 2. 3. 3   † ‡,ˆ ˜ ™  š '6 Fig. 6 b ‚ƒIJBC„ ¡ 、† Q‡xo - efgh Effective stress history of near and far points from structure of initial model 260    ­ S 7、8 €、 Ðy  - z{。 ®S 7  8 ¯,  ÑÒ € € ƒ 26 „ ‚ 1y=; 5€,  ÀŽ ,  y ;  ,€ ÓÔ,@AC ,y σ e ±²;- Ð,€yÕÖ=×,´ØÙ   ÐyÕ֍ª, Ú´ØÙ1 y 。                                      a  1 b        2           c   3                                     d          4 7 Fig. 7 e  5 f  -     6 Effective stress history of near points from structure with gravel                                            a  1 b      2 c  3                            d      4 Fig. 8 8      e         5  -   f    6 Effective stress history of far points from structure with gravel 土木工程·139· à3 á 3 1815 - 1822. [2]   [3] ,, , 。 : (1)   [4] ­€‚, [5]  [6] ­€‚,  ƒ„。   †  ‡ˆ‰,­ Š‹ƒ Œ。 (3) ‡ˆ ­ ‹Œ  ,Ž‘’,“” €‚¤, ƒ„ , † ‡. ¥ž™¦§ˆ‰Š¨© ­Š’ª[J]. ˜«™¬¢, 2009, 30(3): 45 - 50. ‹ŒŽ. ‘’“®¯ ²³´†¢, 2005. °±[ D] . –²: – YOSHIMI Y, TOKIMATSU K T. Settlement of buildings on satu rated sand during earthquakes[ J] . Soil and Foundations, 1977, 17(1) : 23 - 38. ƒ„。 (2)   ”•, †–—. ˜®µ¶ [ J] . œž  ¢, 2011, 32(10) : 3177 - 3184. ·¸¹, ™š›, œºž, Ÿ. ™¦§¡¢£¤»‹  ­Š [ J] . ¼½ ¾¬¿ †¢ ¢£, 2014, 24 (3) : 301 - 305. [7] ‘•。 ˜ÀÁ « ÂÇÄ,˜ÀÁ ««Å¥ ¦§  . GB 50011—2010 à  ®  ‡ Æ Ç ¨ [ S] . –²: ˜«ÃŸÈÉ, 2010. [8] : [1] 261 ·¸¹,Ÿ:­®‘Ï  . —ž˜¦§­ , Ã,  ’ª[ J] . œžŸ¡¢£, 2011, 33(10) : 1623 - 1627. , , –. —˜™Š š› ­[ J] . œžŸ¡¢£, 2007, 29 ( 12 ) : (   ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  255 ) [4]  « [5] [6] [7] [8] [9] ©. †¢(  œ,  [ J] . ʏ Ð ªÊËÌÍ[ D] . : ˜ ) , 2011: 56 - 58. Î,   , Ÿ. ʏˁ­Ã , 2014, 21(4) : 409 - 412. . ÑÒ­€Í‚œ­ƒ«[ J] . „ ¯, 1990(2) : 55 - 57. Ï  ͬ® „ÍÓԟ¡¢£, 2014, 31(3) : 354 - 358. . ŒŽ Õ ‘’˜­[ J] . ™² ևÆ, 1963(5) : 13 - 16, 37. ×. ŒŽÀؓٔ•˜­[ J] . Ÿ¡Ã‡Í ·140·土木工程 ˜™¤, š›œ, žÚŒ. žŸ³€­ÛÜ´µ[ J] . œ [11] ‹†‡, ˆ–. ‚œ‰°­Š±Ñƒ­€[ J] . ¨‹ –—, 2002(2) : 36 - 39. [10] ¢ÍŸ¡¢£, 2002, 21(5) : 745 - 748. ¡Ó¢, ¡–£,  §¨ ¢Þ¯š ©ª ,« 34(1) : 58 - 64. [12] ­ ¤, Ÿ.  ¢· ¤, ¬ ®, Ÿ. ¯¬®Ëœ  ° ± [ J ]. œ  (1) : 18 - 26. ¥¶¦­†ªÝºÕ °± [ J] . œžŸ¡ ¢ £, 2012, Þß ¢ Í Ÿ ¡ ¢ £, 2012, 31 (  )  26  3           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  5  Vol. 26 No. 3 May 2016 -  -   (1.  1,2  , 1,2  , 1,2  ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š ‹Œ‰Ž‘’“”,  100124; 2. ­€•–—˜™š›œ,  100124)   3D ! ": 17   ,  FLAC ,   - ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰,Š‹ŒŽ„‘、 ’“”•­€–—˜™š›。 ­œžŸ:¡¢—‚ƒ£,Ž„‘¤“”•­€¥¦,§¨¨©¥ª«¬®Ÿ¯°±。 “”•²,³­€´µ¶–·¸¹™º¸Ž„‘–™º‡, »¼½¾¿‡ÀÁ;  §¨¨©¥ª«¬ÁŽ„ ¨©«¬,¼½¾¿‡¥¦Ž„ Á。 ®Â΄ ‘、 ,ÄӔ•,ÅÆÇÈɲ–§¨¨©«¬’ÊË·¸¹™ºÌ¸ÅÆ ÍÎɲ–†‡。 ϊ‹Ð¥ÑÈҖӗÔÕÖ×Ø。 #$%:‘; ¥Ù‚ƒ„ ; —˜™; žÚ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 03. 006 &'()*:U231. 4; U452. 28 +,-*:2095- 7262(2016)03- 0262- 06 +./01:A Seismic response analysis of interaction system of subway stationsoilsurface building BAO Yan1,2 , LI Wenhui1,2 , AN Junhai1,2 (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Center of Cooperative Innovation for Beijing Metropolitan Transportation, Beijing 100124, China) Abstract:This paper is concerned with the simulation of the seismic response of interaction system of subway stationsoilsurface building. The simulation builds on the Beijing subway line 17 Wangjingxi sta tion closelyattached the transit hub above used as engineering background, combined with the finite difference procedure FLAC3D . Results show that, when exposed to the action of horizontal earthquake, the single subway has a greater storey drift than a transit hub above; the single subway station has the smaller maximum compressive stress, for the reason that the transit hub has a larger the deadweight than that the original soil; single transit hub has a smaller storey drift than the transit hub which has a subway station below; and the singe transit hub has a greater acceleration peak. A wider main frequency distribu tion range of imported vibration occurs with a greater maximum compressive stress of the transit hub and subway station is. This study could provide a reference for similar projects. Key words:subway station; interaction system; seismic response; surface building 2345: 2016 - 03 - 10 6789: ž Ÿ ¡ ¢   £ ¤ ¥ ¦ ( 90715035 ) ; ž Ÿ ¡ ¢   £ ¤ § ¨ ¥ ¦ ( 41272337 ) ; ž Ÿ ¡ ¢   £ ¤ ™ š © ª « ¥¦ (51421005) :;<=>?: ¬ ®(1976 - ) ,¯,°±ˆ²³´,µ‹¶,·¸,©ª¹º:ƒ»、¼½¾¿,Email:152859757@ qq. com。 土木工程·141· /3 ï . -,Ì:’ - ±° - Ðœº»°,“¦Ÿ³î§ 263  ,  ,   (  )  。     ,  ­€‚ƒ„ ˆ‰Š     †、 ‡ † ˆ ‰,  [1 - 3] ‹ˆ‰ , ŠŒŽ‘’“”• 。 –— a ˜ (  ) “™š›œž  Ÿ , ¡¢£¤  ¥ ¦ § ¨ © ¨ª«¬®¯° ±™“² ³ , ´ ³ µ ¬ ® ¶ · [4 - 6] ¹º»  - ŠŒŽ‘’ ±™“œ¸ 。 ¼½ ,  ¾ ¿ À —     ¥ ¦ £ ¤“ÁÂÃÄ , ÅƁÇ 、 ÈÂ’É [7 - 9] ÊË   Ì Í Î Ï • ,´À— b  c ŠŒŽ     Ð Š  Œ Ž  ¦ Ÿ ³ £ ¤ “ Á  [6,10] ÃÑ 。 Ò·¢ÓÔ 17 ՆÖÔ× ‘ ŠŒŽØÙ, ڗËÛܣݛ FLAC , Þ 3D »ßàáâ¦ãäÓÔåÏãºØæÚçèé“ ¦ã,ê룤ŠŒŽ˜ìí ±°“¦Ÿ³î§, ¢ïØðÏñ“¥¦ò  1  Fig. 1 Computational model óôËõö“÷¬。 1  1 1   1  Table 1 Soil calculated parameters ¤¥ ¢ÓÔ 17 ՆÖÔׁ åϦ± ­ëŠ ŒŽØÙ,£øù、ŠŒŽ˜  ŠŒŽ‘’‡¯êú, ûü 1 ¡ý。  Øþ™,ÿ~} 70 cm,€~} 40 cm,| ~} 90 cm, { [ \ Ø 0. 8 m × 0. 8 m, ÿ ~ ] ^ 13 m,_`} 0. 8 m, °[\ ×  × Ø 20 m × 22 m × 200 m。 ‘@ 30 m × 80 m。 ŠŒŽä» C30 ¬®’“žŸ。 òêú‘Ð䊝ŒŽ? » ú , ±™ ,»§êú, =«。 §‰¨± ª© §‰¨± ª© ­ç±€‚Áƒ˜„öòê †,‡ˆ§‰˜Š<÷„𓱙¹‹,Œ Ž“±™ò÷„‘Ð 1。 ’»êú“”•–—Š˜™ò, š•–›Š 1 800 7. 5 7. 5 8. 0 4. 0 6. 5 1 750 2 000 1 900 2 200 2 000 2 000 2 200 0. 30 0. 35 0. 33 0. 35 0. 20 0. 30 0. 20 0. 22 K / MPa φ / ( °) 6. 0 5. 4 7. 2 10. 9 70. 0 14. 5 50. 0 75. 0 15. 0 22. 0 12. 0 c / kPa 10 17 24 25. 0 26 27. 6 24 45. 0 0 35. 0 38. 0 0 0  Þ®’¯°, ±¯°²³´‰µ²³ä¶ ¢²³“·¹,¸ [ C] = α0 [ M] + α1 [ K] , (1) ¹ α0 ä α1 º »¼½¯°¾ ξmin 仼€: ¿À ωmin 。 ­Á(2)、(3) ò,°÷„‘Ð 2。 1/2 (2) ξ min = ( α0 × α1 ) , 1/2 (3) ω min = ( α0 / α1 ) 。  2   Table 2 Parameters for rayleigh damping ÃÁ 㞛@柡—¢@æ。 êúì ±™ ·142·土木工程 3. 0 3. 5 μ 1 2 ò。 êú|>èé˜æœ›“¦ã, ¦ »;–£。 γ / kN·m - 3 10. 0 «¬ ~Ø 4. 2 m, °[\ ×  × Ø 70 m × ,’ÌÚç?, êú|> ©‰¨± ­ë«Š ŒŽ,’«™, ?þ™, |~ÿ ±, §‰¨± d/ m ˜ŒŽ α0 0. 046 0. 067 α1 0. 026 7 0. 037 3 ξ min 0. 035 0. 050 ω min 1. 31 1. 34 264 1 3 ¼ ½ ¾ ¿ RSTUV 、,    , 2。 À ¬ Á Á · 26 à  ‹、’,“† ”• 3 –—。 ˜„ ™š、 ›œ­、 ›œ „ žŸ, ¡,  3、5;¡ , ¢ 2、4、6。 ¢ 1、                              a          a  ‚ƒ„                       b         b   Fig. 3         c   2  2 1 higj    ‚¥¢,ƒ„‡‘˜ˆ‘  ¦。 ˆ¨©‚ƒ„ „  d    bedrock ground motion ˆ ­ ¦。 Š‹Œ©ª, Ž‘’«“ ,• 4 –—。 ° 4 ±Œ–«, ²š‚ƒ„ ²‰‚ƒ„ ,­³´¦—˜™§, •®µ§¯ 0. 1 cm Œ¶。 ©­,‚ƒ„ €·ž¦µˆ‰­˜™š cdeO †‡ ‰‚ƒ„  ¦”¬•®–¯¦   WXRSYZ[\]^_Z[\`ab  ¦§†‡  Acceleration timehistories and Fourier spectra of  € ¦,ŒŽ©­‰­‚ƒ  1 4 Layout of monitoring points   Fig. 2 fcdgO ­£¡¤­‚ƒ„  '2 '3 ­ , ­€‚ƒ„ 、‰Š ‹ ‹,ŒŽ‡‘ ¬。 ›¸²,¹—’«œžº² Ÿ»¡。 土木工程·143· °3 ± ³,´: - µƒ - ¦“Ž¶ƒ· ²     265 €„¡¢                          a       a  1  b  2                                b Fig. 4 4        c  Horizontal displacement time history curves Fig. 6  5、6  ( cm) 。 5  6 d  6  Storey drift of structure of transit hub , 。 €‚。 ƒ„ „ (2)     ‡              ˆ‰Š‹。  Ž,  a  1 b                  c  5 3 d  2 ·144·土木工程 ,  ‚‚ƒ„ œž,–—›”‘ –—˜™” ‘。 Ÿ ” †‡ ’。 2 2 4 ¦ 3、4 § ‚£ “”¨ „ •‘。 ¦ 3、4 ©–— ,©ª ˜ ™„ ©ª ‘, £©ªš™„ • : ; , ›’›” ˜ •‘›’˜™”, Œ 2. 1 œ ‘š „ (1) , ,  , ” 。  ’ 。 ¡¢‚£,›” ˆ† ‰Š‹˜™”,‹Œ ¤ , €„¥Ž‘”ˆ†Š‹   4 ~6 Œ (3) –—˜™”š›”,  Storey drift of structure of subway station  ­•€ ­ † ‘ “ Fig. 5  ‘。 Ž£¤ žŽŸ。 «ƒŒ£ ,Œ£,¡“”¨™„ •‘«ƒ ¢,¬®£ 2. 1 œ ¤,Ÿ¯„ 266 ª « ¬ ® ¯ Table 3 Principle stress of structure of subway station 2 σ min σ max σ min σ max σ min σ max σ min x - z1 - 1. 91 - 15. 62 - 2. 62 - 13. 27 1. 92 - 11. 93 0. 63 - 11. 74 x - z2 - 2. 12 - 14. 26 - 2. 31 - 12. 61 1. 15 - 12. 36 0. 35 - 10. 86 x - z3 - 2. 14 - 14. 35 - 2. 09 - 12. 26 0. 65 - 13. 91 0. 47 - 11. 97 x - z4 - 2. 03 - 15. 63 - 1. 96 - 11. 93 0. 83 - 14. 67 0. 32 - 13. 88 x - z5 - 2. 23 - 16. 84 - 1. 96 - 12. 78 1. 75 - 15. 31 0. 64 - 10. 16 x - z6 - 2. 36 - 17. 39 - 2. 13 - 13. 26 0. 83 - 16. 21 0. 41 - 8. 91 x - z7 - 3. 28 - 17. 68 - 1. 53 - 14. 65 0. 81 - 16. 32 0. 35 - 11. 21 x - z8 - 1. 69 - 17. 63 - 0. 97 - 14. 98 0. 21 - 16. 78 0. 23 - 12. 67  Principle stress of structure of surface transit hub 1 2 5 6 σ max σ min σ max σ min σ max σ min σ max σ min s - z1 - 3. 31 - 11. 23 - 2. 61 - 10. 36 - 1. 86 - 9. 92 - 0. 85 - 8. 02 s - z2 - 2. 35 - 11. 68 - 1. 93 - 10. 56 1. 42 - 8. 59 0. 23 - 8. 21 s - z3 - 1. 36 - 9. 37 - 1. 85 - 8. 86 0. 94 - 5. 72 - 0. 32 - 5. 09 s - z4 - 1. 49 - 9. 24 - 1. 28 - 7. 76 - 1. 53 - 5. 63 - 0. 43 - 4. 78 s - z5 - 1. 56 - 8. 63 - 1. 67 - 7. 89 - 0. 87 - 6. 17 - 1. 15 - 5. 25 s - z6 - 0. 97 - 8. 24 - 1. 38 - 7. 52 0. 91 - 5. 64 0. 65 - 5. 78 s - z7 - 0. 85 - 7. 97 - 0. 88 - 7. 67 0. 61 - 5. 56 0. 36 - 5. 88 s - z8 - 0. 36 - 8. 58 - 0. 29 - 7. 21 0. 62 - 6. 17 0. 25 - 5. 31 s - z9 - 3. 31 - 8. 32 - 2. 61 - 7. 32 - 1. 86 - 5. 84 - 0. 85 - 5. 64 s - z10 - 2. 35 - 8. 87 - 1. 93 - 7. 64 1. 42 - 5. 69 0. 23 - 5. 21 ­ 7 € „。 ­ 7 † (1) ‡ ‚ƒ  €: , ˆ­‰Š‹ŒŽ€ Ž,  ’‚ „ƒ, „ †‡“ ’ˆ,ˆ” 2. 2  ’‰ˆ。  (2) ‡, ‰Š‹ŒŽ‘  MPa  2 3 ‚‚ƒ Ž, • „ƒ, „  4 3 σ max 4  MPa  Table 4  ± 26 ² °  1 ‘ ¦ 。 , 3 ¦ , 2. 1  , , ,, 。  ,  ‡“ƒ。 (3) Š– ,‰Š‹ŒŽ„ ‡‰Š‘ Ž,„‹ŒŽ‹Œ ‡“;‰Š‹ŒŽ—˜’ ‰Š‘ Žƒ,„Ž™š ‡“ƒ‘ ,œ’žŸ— ˆ’›“”‡ j, ¡•’¢,“”‡ - Ÿ’£。 –¤¥,—¦˜– ,‡§¨Ž™ „© n n i =1 i =1 aj = - Σu i K ji - Σu i C ji , (4) 土木工程·145· ×3 Ø Ú,¬:ƒ - –— - ˜™š›Š—œžŸ¡Ê Ù   ,  ª    ¡   § —        , ¢ « ­  ž › Š   § —   :K———; C———; u———;  。 (2) ¤¬®Œƒ, ¯°ž±€ž‚ƒ’„ n———。 (4) ,  , 。  ¤, ¥¦ˆŽ‘Ž  ,ª”•¨©;ˆ   ,Žª”•· Ž。 ª«­–  ª      ²†‡,ª¥¦ˆ¡‰† ,³Š´†。 ‹§—Œ‹µ¶ ‘’“¤。 (3) ˆ, ·  –¥€— , ª¥¦ˆ˜ ™šœ。 «­– ›¸¹¥,        «­–                         a [1]     [3] Ÿ¡’“[ J] . ÅÄÆÀ, 2015, 36(3) : 66 - 72. ® ¯, ®Å°, Ç ˳´µ‘¬ (12) : 3971 - 3976.  [4]   [5]                      7 b ±. ½ÃÄȲ¥žÉ¡Ê ·Ì¶’“[ J] . ¾–À, 2010, 31 ». ÍÎ ©¸¹™ºÄ Ë ³  ž Ÿ ¡ [ J ] .   ¿ Ï  À À Á, 2015, 41  [6] À§Á, ÂÃÄ, ®Å°. ÑÒÅ¡– - ƒ ª¬ Å、 Ó›Š”•[ J] . ¾ÆÀ Á, 2011( S1) : 3112 - 3119.  [7] ¿‘À CHEN GUOXING, ZHUANG HAIYANG, LIU WEIQING, et al. Analysis on the substructuring subtraction conference on earth quake engineering[ M] . Nanjing: China Waterpower Press, 2004:   17  ­€‚ƒ„ 3D †‡, ˆ‰ , Š FLAC ‹Œ Ž‘’“,”• - –— - ˜ ™š›Š—œžŸ¡,ƒ: (1)  ¥¥¦  ŸÅ±, »¼, ½¾¿. ‹–ªÐÃÄ˳ žŸ¡’“[ J] . ¾–À, 2009, 30(8) : 2523 - 2528.  Peak accelerations of monitoring points ¢£€‚¤Ž , ¢ § —          ¨ ©, ¢ª    ¡   § —      。     ¤Ž , ¢¥¥¦§— ·146·土木工程 ¦§, ¨©ª, · ž (1) : 76 - 82.   ¦§, œž», ¨©ª, ¬. «¥½ÃĬ     ±, ¬. ¤¼¥ž›Šƒ€‚ƒ ½ªŸ¡’“[ J] . ¾–¿‘ÀÁ, 2012, 34 ( 3 ) :   3 œž», Ÿ¡¢, £ 433 - 456.  [2]  ›¸º¥。 :   Fig. 7 267 195 - 199. [8] [9] ŸÅ±. ‹–ªË³žŸ¡‰ ”•[ D] . £§: ¤À, 2007. À§Á, Ç Ô ±, ®Å°. ÕÖƒª¬ ž É ¡ ’ “ [ J].  ž ¿ ‘ (2) : 192 - 199. [10] Ç ¿ ‘ È , 2013, 33 £ª, ŸÅ±, ½¾¿, ¬. ͼž¸ª ˳žŸ¡”•[ J] . ž”•, 2009, 32(1) : 46 - 50. (  )  27  1           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  1  (1.  Jan. 2017  AM    Vol. 27 No. 1 ,    , , ­€‚ƒ„   †‡ˆ„‰Š‹ŒŽ,  100124; 2. ‘’“”•–—˜,  100124) ! ":, , 。  AM ­€‚ƒ„ †‡ˆ, ‰Š‹ŒŽ MIDAS - GTS ‘†’  “,”•–‡ˆ“—˜™š AM ­“›œžŸ。 ¡Ÿ¢£:¤¥¦†’ 、§¨ ¡“Š©ª“‹«„œ。  ¬¥§¨®¯† “ °±²³´µ¶,·¸¹º»–‡ˆµ¼½¹º,› ¾¿†°±À¥“ÁšÃÄ –‡ÅÆ。 ÇÈ€,ɜ AM ­ÊËÌÍ­ÇÎ,  §¨®ÏÐÑ҈ÓÃÄ, Ô£ AM ­ÕÖ×ت,يžÚÛ¡ÒÜ。 ¸”•Ù»ÝއˆÚßàá。 ; ; AM ­ #$%:; ‚ƒ„ ; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 01. 014 &'()*:TU753; U231. 4 +,-*:2095- 7262(2017)01- 0064- 05 +./01:A Analysis on deformation and application effect of AM pile of underground project constructed by topdown method Bao Yan, Zhang Heng, Tao Lianjin, Bian Jin (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Center of Cooperative Innovation for Beijing Metropolitan Transportation, Beijing 100124, China) Abstract:This paper is an effort to address the foundation pit instability due to a great horizontal dis placement of the diaphragm wall and the differential settlement between the members, as can be seen in large scale excavation of foundation pit. The research building on AM pile large underground engineering project using the topdown method and employing the finite element software MIDASGTS is focused on the law behind the change in horizontal displacement of diaphragm wall, differential settlement between members as the construction process goes on, as well as the application effect of AM pile. The results demonstrate that the floor has a better limiting effect on the horizontal displacement and the bending mo ment of the diaphragm wall and the differential settlement between the structural members; the maximum value occurring in differential settlement and roof bending moment following the excavation of the third layer suggests the most unfavorable stage of the construction process, resulting in the necessity that third floor should be poured in time to reduce the construction risk; and an AM pile gives the model a smaller differential settlement and bending moment than does equal diameter pile, a proof that the AM pile fea tures a better bearing capacity and promises an improved structure stability. The research may provide a reference for similar projects. Key words:pit; topdown method; horizontal displacement; differential settlement; AM pile 2345: 2017 - 01 - 03 6789: ™š›œžŸ¡¢(51208016) ; ™£‘¤¥¡¢(51528801) :;<=>?: ¦ §(1976 - ) ,¨,©ªƒ«¬®,¯‡°,±²,³´µ¶: ·¸、 ¹º»¼,Email:152859757@ qq. com。 土木工程·147· (1 < ' & ,Ï : ’”èéç AM þ¾•°=Êã 65 ›Á¿À©,‘’ª«¬。 0  1 2   ’”ÅÆ( ݹÂÃÅÆùúÄ£¥†‡  [1 - 5] 。  , Êã) ÅÆ 1 ÇÈ。 †、‡ †ˆ‰Š‹ŒŽ;‘’“ š›œž,Ÿ¡¢£œž,˜™¤ ­€‚ƒ„   ”•–—˜™ ¥¦§,¨©‘’ª«,˜¬®¯°±。 š²³´µ     ¶, ·¸•¹º» ¼½¾•。 ¿ ‘’À§Á,’ÂÃÄ,‘    ’“”¹ÅƉÄÇÈÉ ÊË, ÅÆÌÍ Î †Ï ‰Ð¬ Ñ。 ҉ÓÔ ÕÖ×Ø   ÙÁÚÛÜ。 ÝÞ [6 - 7] “‰ßàáâ Ê ãÙä咔ÅÆæÉçèéêë, ì ÅÆÍÎ Fig. 1 †ىÖíî。 ÝÞ [8] “Êãïðñò, íîóôÅÆèé、 ÅÆõö 、 ÍÎ †êë, º 1    Engineering structure ’”‘’ÉÂ: ’ 1 øÊËÌÄ ( ÍÎ †øŒŽùú。 û £,üýþ·’”¹¾•ÿ~ÿ¼½,¿}| ÏÐё’、º»、AM þ、¹õ、 ª—‘’ ) ; ’ üýþÕÖ{[\]^_。 `¹, ÝÞ [9] •ñ Êã íîþ üýþÉ。 ÝÞ ø¥ý—çё’; ’ 5 øÔ [10] “‰ßà  £ ¥ »; ’  8 ø   £ ¥ ý — ç  Ñ ÷ ’”¾³ÍÎ ,º÷üýþÉ@üý 、üý¬§、 þÖ。 ÝÞ [11] “Êã þ,]ûüý÷É、É®? ‡。 ¿’”êá ± Á, > þšé  ’”~Ä], · {[@‘’“”Ä>×؏。 •Ï  Ô³­• AM þÁ ’”ø €‚, `‘’ƒ„ AM þ¾•°=†‡ˆÛ , Ü,³<é^ÕÖ{[,•²‰Š‹ŒŽ‘’”’ @‘’。 1 1 1  2 øÒÓº»;’ 3 ø¥»; ’ 4 ¥»;’ 6 øÔ¥ý—çё’;’ 7 ø ‘’。 2  Å,’ÝÕ,• Midas - GTS ‰ßàÖÕ× Øá â Å Æ ‘ ’ É Â。 Å Æ ’  Ù  Ú Û Ü ø 54. 3 m × 20. 7 m。 Ýށ߀ ק, á à 215 m × 82 m, ÅÆ 2 ÇÈ。   ݹ“”’”•–—’”、 ˜ 1 ™š  ›œ 3 ™šžŸ¡ç>‚¡|;¢’”£:ʤ^, ` Fig. 2 ¹–—’”£¥,´’¦§¨ÅÆ©ª, £¥«:Êø˜ 3 ™š¬¡¡/¥, ®ø ˜ 1 ™š¬¡¡¯¥ç:ʒ°•±, ²¥ø ˜ 1 ™š¡/¥。 ³’”ÅÆ´µ• †‡‘’, þ š• AM þ;š›Á, .®¥ 293. 00 m, «-¥¶Á·¸» 87. 00 m;š›¹§¹, ´º »¼§ 1. 23 m,    ½ ² ¥ ¬ § Ê ¾ ø 6. 95、 5. 75、8. 00 ·148·土木工程 7. 55 m;’”­€‚ƒ„ÃÄ,¿Àš ݹÂÃà 2  Numerical calculation model ُ, áâø㏾è×؆‡ 。 äþõ‘’ÌÄñòåæ, ç+ñòè ª—‘’Ëé。 êò뻒”ìí*î, 乧߀Ȼ ¥ïç„{ÉÓðñՑ뻵†‡,ì, ´ ¥ñò)´ó“ÇøôÓ»、 õïö»、 ö »、÷ø ùë。 »µúàŽ ø㏾èúà, 66 º » ¼ ½  - ,  1。  、、 、 ,  。   , 2 (  ,   Table 1  1. 2 1 ¾  ¿ ¿ Á 27  À –—ÆÌ。 ‚™“Í, ¬®”• –—•¯ÎÏÆ, —ŒŽ ¬®”• Ё¾Ñ 18. 57 mm ³ 884 kN·m。 ŒŽžƒ, ‚‚ŸŸ, Ё 8 m, , Â‚Ò  ‘ÆÌ, ‚Œ Ó¡ Ô¢™£¤¥¦Õ,  ¬®”• –—Æ ­€) 。   Physical parameters of soils ‚ d/ m γ / kN·m - 3 E / MPa c / kPa φ / ( °) ƒ„ 2. 7 16. 00 10. 00 16. 0 20 †‡ 14. 6 19. 31 36. 83 38. 9 14 ‡ 6. 5 19. 40 56. 00 65. 0 14 ˆ‰ 4. 4 20. 00 80. 00 0 35 Š‹ 23. 1 20. 10 200. 00 80. 0 20 Ì。 ‚™“Í,§¨Ö,–© ,™ª×•¯›œ, ÖϜ •,¢Ø ”••¯ÎÏÆ。          2 Table 2 、       Structure parameters   E / GPa μ γ / kN·m - 3 、 39 0. 2 23. 52  38 0. 2 23. 42  42 0. 2 23. 70 ŒŽ    Fig. 3   3          Horizontal displacement of diaphragm wall  3    3 1  ,  ’“”• ­˜™ ƒ £¤  „    ‘ –—。 ”• –— ­€ŒŽ。 ² ¬®”• s ³–— M ´µ‘ h ’¶ ·¸ŒŽ¹º 3 ³ 4 »¼。 ½º 3、4 Ÿ,“, ±  ®”•  ,     €š›œž Ÿ‚,  , †¡š›œž‡¢ˆ           ¥¦。 §¨,,©‰ª«Š‹ ¬®”• –—。 ¯°±   Fig. 4 3 2  4        Bending moment of diaphragm wall   , ٍš ƒÙ ,§«š¬, ®²¯“ÚÛ, ÜÝ ¾¬ ¾–—”¿”, À†‚ ,Þß° á±âã, ª×¯à  ² ³¦’“´µ¶”。 ´µ¶”äå× ¾¬®”• ¾–—•¯–† ‚,Á‚, ¾¬®”  ¾–—•¯•,•¯–Á‚, ‚,  ¾¬®”• ¾– Ž“³¦ž ©Œ·,å×ÊÇ ×ޕ¯æç, è ,´µ¶”äå ¸¹, §¨, ©‰Œ • —•¯–‚, —þ¬®”• –—ÄÅÆÇ,§ƒ‚˜‚™ ÈÉ ¾ , ˜‚™ÊË ¬®”•’¶š, –— •¯̛œ;–‚, ³¦ ² ´µ¶”。 ² ¸¹º 5 »¼( ƒ ² é´µ¶”· ¶”Ñ›ê é ¶”Ñ) 。 土木工程·149· ¾1 ¿ Á,¡:¶‚·µŠ© AM Ÿ°Â À  5  ,   。  ,  Δs    。        ,      。            ,    3 3 67 AM  ‰,œž‹ŒŸ AM ƒ¡Ž‘ ’ –œ“, ƒ ”•‚ 7 ƒ„。  、   、          ,     ,    ,   ,    ; ­ €‚  ,  、 ƒ„   20 mm,    ,  15. 8  17. 9 mm,  †‡ˆ 。                           Fig. 7   7   Differential settlement curves   ¢£ƒ –—¤¥Œ¦ §, ¨ ŒŸ AM ƒ¡Ž‘’     5 Fig. 5      , ­‰Š€˜“”•‚ 8 ƒ„。  Differential settlement curves  ‰  ,     ­ M 2 Š € ‚  6 ƒ „ 。  6  ,  ­ M 2   € ‚   ,    ,  ­      ;  ­   , † ,    € ‚    ,      , 437 kN·m。       ­ ,  €‚‹ ,  ‡  , ŒŽŒ‘’ ,  ­Š 。    ­„ Fig. 8  8       Roof bending moment curves  7  8 ,œ,ŒŸ AM ƒ    –œ“  ¡Ž‘,© ­Š€†ª™š,­«  ¬€‚,©  ,€‚,© ­  ­  ;œ, ƒŒŸ¡Ž‘,AM ›       Ÿ›© 6 Fig. 6 ,    Roof bending moment curve ˆ,‰Š,ƒ “”„, ˆ• ­ œ AM  4  ­   Œž®,¯°‘’ Ÿ。  (1) ±­£ „² ,ˆ,‰Š–—‰Š, ®³´µŸ,²¶‚·µ¸ŒŸ± ˜™, ¹º»•³´¼½Ÿ。 ·150·土木工程 š›。 68 Ò Ë Ó ° ±  (2)            ,, ,  20 mm,   。  ,   , ­,    ,€‚ƒ„,  † ,‡­,€‚ˆ‰。 Ž’‘,  “  ‘” , AM ‘•–—€‚。 [1] [2] —. ˜ AM ‘Š‹Œ™˜‡€‚ƒ„“š› œž[ D] . Ÿ¡: Ÿ¡¢£, 2010. . ˜‡‹Œš›¥¦[ D] . § ¤ ¨£, 2013 [3] : Ö 27 × ¹ ŒŽ¨¥¦œž[ D] . ­ [4] . ‹Œ™€‚ [5] ² ³. ‹Œ™˜‡š›”ª«¬“€´”œž  ,  [6] [7] ˆ: ­ˆ®¯°±£, 2014. [ D] . : §­£, 2015. . Š‹Œ™‚ƒ„€‚š›“ [ J] . ·‚°£, 2010, 31(1) : 59 - 65. ·, ­, €‚. ‚ƒ„Š‹Œ™€‚¸„ š›ª«¬[ J] . †®¯£¹, 2014, 12 (6) : [8] [9] [11] ƒ º, „ . †„‡ˆ»˜‡ 2 ¼Š‹  ‡, —§ˆ. ¿‘À“Á‰‘‰œž[ J] .   Š, ‹Œ. ¿‘ŽÃŠ‹„ŒŽ‘’œž — ’, “ Œ™”½¾œž[J]. †££¹, 2012, 45(10): 930 - 937. £¹, 2013, 9(1) : 48 - 54. [ J] . ƒ ££¹: £‘, 2012, 33(5) : 22 - 29. ”. •¿‘ “„ ę[ J] . –„£, 2013, 33(5) : 22 - 29. ”“„”•  . ‹Œ™ª«¬[ D] .  © µ¶ 193 - 198. [10] : £ : ¨£,2014. (3) Š‹ŒŽ AM ‘,  £ (   ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  54 ) [7] : [1] –—Å, —˜, ³ ÌÍ£™š———•™Î›œ˜žŸÏ ‰, ’. ™š˜›œ˜žŸ¡Ɓ [3] ³°,  ¥, Ä ‚, ’. ™š˜›œ˜žŸ–¥¦ ©, Ǫ«,  ¬, ’. ™š˜›œ˜žŸœ­® Ŧµ¶‘’[ J] . §¥£¹, 2015, 36(3) : 337 - 346. ¨ ¯›  È   ™ š [ J] . ¢ £  £ £ ¹:  ¤ ° £ ‘, [9] [10] ÇË. ™š˜›œ˜žŸœ 301 ®¸¯›ʞ¥ [11] ¦[ J] . ¸¹º§¥Ÿ, 2010, 05: 124 - 125. »¼½, ¾¿À, ÁœÂ, ’. ™š˜›œ˜žŸ¡¢ ÓÔÕ,  Ö, × Ø, ’. ÙڛºËžŸÛÜÝ¥ з¤, 2014, 35(4) : 517 - 525. ¥·Å¦«É¥¦[ J] . Ê£¹, 2009, 27 ( 2 ) : 306 - 311 [6] [8] Èß, Í à, “ á. ˜ ќâ±ã”½¦© ªäå[ J] . ÒËÓ°±££¹, 2015, 25(04) : 411 - 416. °, ±²³, ´Åœ, ’. œ˜žŸœ­µ¶¯›È ™š“ [5] 44(5) : 1419 - 1431. ¡¨¦ʞ¥¦“Ϧ޾[ J] . §¥ 2011, 41(3) : 629 - 638. [4] Ðѥɜ 301 ® ¸¯›§Ò[ J] . ¢£££¹: ¤°£‘, 2014, ™š“µ¶‘’[ J] . ¢£££¹: ¤°£‘, 2009, 39 (1) : 23 - 30. [2] ÅÆÇ, È§. Î¥¡¸¥É—œÊËÈ£“¦ “È—, “æ«, çèé, ’. ˜ Ñꁙš”½¦Þ ¾Ä™[J]. §¥¤Æ¨¬Ô, 2009, 44(3): 304 - 306. ëìí, ‰, îï, ’. ÑÊ£Õðñ›òó¦ Þ¾”Ž[J]. Ê£¹, 2009, 27(5): 915 -921. £“ Ì¥·ˆÃ”µ¶ŒŽ[J]. ¤ÍÄ, 2011, 57(1): 89 -100. (   ) 土木工程·151·  27  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  9     1,2  , 2. Sep. 2017  1  , (1.   Vol. 27 No. 5 ­€‚ƒ„ 1  €†‡ˆ‰Š,  100124; ‹‹ŒŽ‘’“†‡ˆ‰Š, ”• 510230) ! ":  ,  ,  ­€ 3D  Š‹ŒŽ‘’。 “­ ” ‚ƒ„ FLAC ,†‡ˆ‰ • ‘’–—˜Š™,ƒšŒŽ›œžŸ¡¢£¤ R1 ”¥¦§¨£¤ R2 £¤Š‹,© ª«¬,ƒ®¯ °±”²³´µ¶ª«。 ·¸¹º:» °±¼ 75° ´µ½ 30° ,ª«¾¿ÀÁÂóÄů 3. 7 Æ; » ²³¼6 m ÄŽ 12 m , ª «¾¿ÀÁÂóÄů 2 Æ。 ÇÈɵª«¾¿¶ÊË ÌÍÎ Œ” Ï­ÐÑҋ。 ; ª«¬; ;  ; ÓÔ£¤ #$%: doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 05. 013 &'()*:U455 +,-*:2095- 7262(2017)05- 0508- 07 +./01:A Stability study on super large section tunnels crossing fault zone Zhao Xu1,2 , Liu Hongxiu1 , Tao Lianjin1 (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Key Laboratory of Environmental Profection & Safty of Communication Foundation Engineering China Communications Construction Company, Guangzhou 510230, China) Abstract:The construction of super large section tunnels in fault fracture zones creates a stability problem of particular concern. This paper defines tunnel displacement indexes of super large section tun nel as R 1 , vault settlement and R2 , surrounding convergence. The research building on practical engi neering background and the finite difference software FLAC 3D involves developing numerical calculation models designed for a threelane super large section tunnel; extracting corresponding data from the models with and without a fault zone and calculating and comparing the values of R1 and R2 , and thereby deter mining the influence zone of the tunnel; and ultimately analyzing the influence of the inclination and thickness variation of the fault on the stability of the tunnel using the above analysis method and two inde xes: R1 and R2 . The results show that a change from 75° to 30° in the inclination of the faults means a 3. 7time sincrease in the influence length along the axial direction of the tunnel; and an increase from 6 m to 12 m in the fault thickness gives a twofold increase in the influence length along the axial direction of the tunnel. The abovementioned quantitative influence range may serve as a reference for the precise design and construction of super large cross section tunnels subjected to similar fault fracture zones. Key words:fault zone; influence range; super large section tunnel; construction; displacement index 2345: 2017 - 03 - 03 6789: –—˜™Žš›œ(41272337;41672289) ; :;<=>?: £ ·152·土木工程 ‹‹ŒŽ‘’“†‡ˆ‰ŠžŸ¡¢( S2013Z26) ¤(1976 - ) ,¥,¦,§¨,©ª,«¬®¯: °,Email:bjutzx@ 163. com。 .5 — 0  - ,,:ê“”@ 509 ˜™ ®¯­€ß§¨éê]^ É ’Ê。 °Ê]^ ®¯­€ËéÌ®¯ç  Í?,ƒ˜§¨Ëé̼¦®Î ƒ˜ ­ ,‘¾˜,®¯»¶•ƒ˜ < ,  , 。  、 ­€、‚ƒ„, †‡ˆ‰Š、‚ ƒ‹Œ,Ž‘’ “”•–—˜™š ›œžŸ。 ¡¢ 1 £ B ¤¥¦“”§ ¨©,ª«¬®¯¦°±²³„´µ‰ Š,¶·¸¹º‰ [1] ; »¼¦½ ÏÐÑ_Ò, ¬¿†Óÿ®¯ 登¶Ô •§¨, øÕ¤Öµ ̤©ª×,þˆØÙÚے®¯ßےƒ ˜§¨Ÿ;¬。 Üݒ­€àá‚²Þ „ ¬̤, ß®¯̤ R1 ߧ¨Ì¤ žŸ, ÀÁÂÃÄÅ ÆÇ [2] [3] , ËÌÍ ÎÏ º‰ 。 ÈÉ°Ê R2 。 ÿà ̤á¤â  ”å@,ø’¶·˜™ ÐÑ ²³ җÓÔ­€、 ;Ã×Ø[4] ÎÏ 30 ÐÑ ÕÖ、‰Š žŸãä,‡_¨à ̤øåæßç è­’žŸã»¶„é žŸ。 —ê³»¶ “”ÙÚ,Û܃ÝÞ߄­€àáâ ã 15 ä”åàáæç。 è,­€ß‰Šéê º™,†Ó̇ê ëìߓ”,ží žŸã »¶Ôë™Áݒ ”åî“。 ëì”åàáæç。 íî, „¬ß ²ð。 ñòóôõö¬÷ 1 ¾¿  ø¤ù, úûü¬¬ý > 100 m ©, þÿ~ ™}。 ꐄ, “” 2 |{„,¶·˜™[,  „­€, ‘š› ‰Š。 Éä€, ®¯•­ €„,Ð\’~­€Ïøß]^。   íî“”¨å@, °ï É ’Ê ÁªŒð、¶·Ô、 ®¯Œß§¨。 ªŒß¶·Ô ­ Ë龓”–Ç Ï·ñÔ±­€œˆ, òóôõ©†Óö÷ [5]  _¨ µ Õ› Šø  [6] „ 。  • [7]   “””`­ µ€, ̆, ]^@‚ƒÕ¨å@„ Š? [8] ‡ˆ]^¬„ 。 ‰Š‹ `­ ¶·˜™øù ­ ,‘úõ©,’ ¶·˜™øù ûüŽýþ。 ÿéô õ~éúõ,®¯Œß§¨}†Ó¥¦ö÷ |{ß:;øù, òóé[\¶·˜™øù É Ì¤。 ¾], ¶·˜™øù­ ž®¯Œ、 µ€,_¨ø®¯ŒŽ,]^ ‘’“_©¶· ­€´”。 °Êø •,  [^̤@É §¨]^’Ê。 êö–Ç„­€, ɗÁ ˜™ š,“” ¨å@›ö–Ç„­€, Á_˜@, φ;¬ ö÷®¯Œ,®¯@`@ß?>¼、¦à= œžú©Ÿ¡ë¢­ €àá。 ©, î>У ¤¥¦®¯ŒŽßƒ˜§¨©ª³~­€š, « ]^ ¬,®=¯ [9] _¨ø ©°±¬ ®¯ŒŽßƒ˜§¨, ²³”å “”@œ¤ ÓÔ´ 鵶 。 ·¸ [10] _¨ ø© ®¯ŒŽß ,º™²Ü­žŸ»¶ ¹ƒ˜§¨ 1. 5 m <;@±<,/‚ƒ 3 ŒŽ ¡.©’°±, ° ±£¤ 3 ±,±;@¬† 1 œ×。 ™}®¯ŒŽÌ¤ R1 : R1 = s1 L s -s 2 s -s 2 s1 - s2 2 + 1 3 + 3 2 , s s s 槡( ) ( ) ( ) (1) î 10 m ¼¦。 ½¾¿ „À  ”å@,£¤ÁÂÓ”,_¨‚ƒ s= ®¯ŒŽ•ƒ˜§¨ °± ò, Г”Š 。 ­€éŘ ÆøÇÈ, /@:s1 、s2 、s3 ———øÕ®¯°±<Œ s———®¯˜ËŒ ,m; [11] ,: ±<;@€/è† 1。 .-, É ˜,®¯ŒŽ†;¬ö÷­€,Œ :±< s1 + s2 + s3 , 3 ,m; 土木工程·153· 510 º » ¼ ½ L———,m。  ( 1 )  s1 / L           , s1 - s2 2 s -s 2 s -s 2 + 1 3 + 3 2  s s s 槡( ) ( ) ( ) 。  R1  。   (1)  s1 、s2 、s3  , ,   R1   。  ,    ‚ ‚。 , € ­ ­ƒ„  € ¾  ¿ š›  ­Œ’¥¦§ 。 2  2 1  ¨ © ­ ’  ª « œ ¬  , ® ¯ °   100 km / h,±²³ ´, ‘ 760 m, žµ ¶·Ÿ¸ 17. 6 m,Ÿ¹ 5 m,º›»¡¼ 19. 6 m,½¾¿,¢£•À ÁšÂÄ,¢£ÄÅÆ 1   ȗ¤¥ †ÉÊ˦§ ( QPdl) Ì Í、¨Î, †, š› III、IV Ϛ› , ›¨Ž、 Ž、 Ž, ²‰, ›± , ›س¨, ´Ùµ¶、 ¶。 ‰ 2     ÚÛ,‰ 3 ܐŒ¥Š 。  ‡·  Monitoring layout 1 Table 1 † ­, ƒ„‡ † ‡ 3 ˆ„ˆ ( ‰‰ 1) ,3 ˆ„ˆŠ‹Š ŒŽ‘‹ Ç。 ¥ÔÕ 24°, Ö 10 m。 Ó¥ ¨®› ¦,¯›¦ °±›, ±ƒ, ƒ×   Fig. 1 Á 27  À ,›Ð†ÑÒ© ZK119 + 845 ‹ªÒ© YK119 + 840 ¡«¬ŠŒ‡ˆ¥, ¤Ó   1 ¿ 。 Œ‡’,  ­ Ž ΔS BC R2 = L BC  R2 : Computation parameters ¸ E / GPa μ 0. 8 0. 30 2 000 0. 20 27 0. 1 0. 35 1 800 0. 05 23 IV Ϛ› °› / ›) (  V Ϛ› ( ¥³¨¹) ρ / kg·m - 3 c / MPa φ / ( °) 2 2 2 ΔS AC ΔS BC ΔS AB ΔS BC ΔS AC ΔS AB + + , - - - L AC L AB L AC L BC L AB L BC ) ( ) ( : ΔS AC 、 ΔS AB 、 ΔS BC ——— Š‹ ,m; LAC 、LAB 、 LBC ——— )    槡( (2) “  „ ˆ AC、 AB、 BC “  „ ˆ AC、 AB、 BC  ‘    BC BC AB BC Š‹’, R2                 。  R1 “”•–—˜,R2 ™š ›•–—, (1)、(2)  ­  R1 、 R2 œž•Ÿ 1 ¡¢,˜£•™¤ ·154·土木工程               Fig. 3   3        Longitudinal profile of tunnel     AC AB  AB BC  AC AC  Tunnel cross section profile  AB Fig. 2 2  AC 2  ΔS ΔS ΔS ΔS ΔS ΔS +( +( - - - ( ) ) L L L L ) 槡L L 2 2  (2)  ΔS BC / L BC Š‹”•,  ,m。 ¶5 · 2 2 ¸ ¹,:º 511 Œˆ‰§¤   3D  FLAC ,  ,, 24°, 10 m。 , 180 m,     93 m。    180  80 m,  , 40 m,   40 m ,           4。  5。   ,­ ,  。 € ‚  ,  。 ­ € ƒ‚,  3 m „     a         R1    „†。 €ƒ‡„ˆ 1。               6    4 Fig. 4 Fig. 6  b     R2 R1  R2  Variation curves of R1 and R2  Numerical simulation model ¡ 6 œ„, žŸ¢£š¤¥¦ ‹†¡¢§‰。  6a › 2 Œ A —š B — £¨©ª¤¡¢¨, ¥«¨©Œ     R1 ŽŠ­‰,¬‰œŸ› 1,‘’    “”,‰ 9. 6 。 ‚®,‘¯¤¥¦‹†。   6b Œ› 2 Œ C —š D —£¨©ª¤    Fig. 5 3 5 ¡¢¨,‡«¨©°,R2 ¬‰œŸ› 1,  Longitudinal profile of numerical model ‰ 21. 1 。 Œ•‹†¡¢±²‰ :–—‡¦„¡¢¨, ›±¥§; „¡¢¨,–—³ Œ´‹µ,› ‹‰,R1 ¬‰™¨‡ - 12 m ¶,R2 ¬‰  ™¨‡ - 6 m ¶;™¡¢¨,›±¥ ‰Š ŒŽ Œ ‹†‡ˆ‰Š‹ , 4 ‘Ž ’ “”„† 。 Ž’“”‘ Œ ‘       ’  ‘    IV “ •‡ 。 ” 31 •–—, 6 m – •–—, –—† y ‘˜ - 84、 - 78、 - 72…90、96 m, 1 ™š‘˜”–——, ›Œœ –—— ,Ž、’ ‡ž˜›™ –— R1 š  –—‹† R2 ‘˜„†Ÿ,Œ ›Ÿ 6 ™š。 §。 R1 ¬‰™¨´¥ R2 ,·©¡¥ žŸ„ª«¬。 ™¸, œŠˆ‰   ¹ • ® ‘ : ’ ¡ ¢ ¨ -   ¡ ¢ ¨ - ’¡¢¨。 ¡ R1 ›™¡¢¨ - 60 m 12 m,¡ R2 ›™ ¡¢¨ - 66 m   48 m。 ¡¥ R2 º‘ ¯ • °»,R1 ©žŸ­ ,™¸ R1 ›ˆ¨¡¢¨©¼¥ R2 › ¡¢¨。 ±žŸ© ² Œ°³ª ­ ´, ™¸€‚¨©žŸ–—½µœƒ。 ¾¿ , R 1 R2 ·Œ•‹†ª¤™¡¢¨ 土木工程·155· 512 µ ¶ · ¸ a, N  - 60 m  12 m, b。 , c   , Kdef ^_; g, 。    h­€ 4 ,   。 h  ¹  Š Š Ž 27 » º       ›   Ÿ j ¤: R2max ( 30°) > R2max (45°) > R2max (60°) > R2max (75°) > R2max ( ‡ ) ,k¥—X 6 m ¦ ( - 6 m § ) , 2、 Œ 3、 Œ 4、 Œ 5  R2 ‘£。 Œ ›Ž 7 ®“„• ,­ 3 €‚。 §¨ 75° ‚ 30° Ÿ, N¯©£U@­ 3. 7 V。      4 1     R 1 、R 2 ‚  †   。    8    ‡  cd  ƒ „  、  α 30°、45°、60° Œ­ 2 €‚ 。  ƒ„Ž 3 i , ‘  „      ’ †‡            a        R1   Œ•ˆ‰   R–Œ­    J2 Table 2     Refghcd_`[YiFI Numerical models with different  fault zone inclinations α / ( °) d/ m 2 30 10 3 45 10 4 60 10 5 75 10 Ž 4 ’ —‡˜Œ。 Œ             1 : Œ 1 ’ €™ Œ‘’“š”。 Œ 1 › ›Ž 7a ‹, 30° 45° Ÿ,  ¡¢œž –; 60° 75° Ÿ,¡¢œž –Ÿ,¡¢ £ R1 R––‡ R1 ‚; ¤¥ R1 £Œ–,›Ÿj¤: R1max ( 30°) > R1max ( 45°) > R1max ( 60°) ≈ R1max (75°) ≈R1max ( ‡ ) , k¥   — X 6 m b '7 Fig. 7 Table 3 Œ•Œ–,—˜T, ,™™–œžš†。 ‘    “ˆ‰ R 1 ” R 2 Š ‹Œ ,5 M Ž 7 €‚ 。   75°。 ˆ  ‰ Š   ‹ 1。 8        R2 jkRecdlm/ R1 ^ R2 [_`ab Variation curves of R1 and R2 under different fault zone inclinations J3 jkRecdlRe[nopq Affected area with different fault zone inclinations Œ R1 ® 2 - 36 ~ 12 m - 48 ~ 18 m - 36 ~ 12 m 3 - 24 ~ 12 m - 30 ~ 12 m - 24 ~ 12 m 4 –Ÿ - 18 ~ 6 m –Ÿ 5 –Ÿ - 12 ~ 6 m –Ÿ : Œ 1 ’ Ž 4 ’ R2 ®  —‡˜Œ。 ˆªn«‰™¬, ­Ž 8,  α < β,®¯°, •„4±, § ¡› ¦( - 6 m §) , Œ 2 ” Œ 3  R1 ‘£ 。 ›Ž 7b ‹, lm‚, ¨ ¦ŸŸ,¡¢¯°k¥¦Ÿ, ±> ˆ°£o¦Ÿ, §ƒ„±²ˆ £Œ–, °£Ÿ³€Ÿ, ±´±p‰¡ ©ª«¦¬¦Ÿ, ¤¥ R2 ·156·土木工程 ¶5 · ¸ ¹,º:»¯‘š³ ¨ 6 m ™ 12 m , Ÿ¡© ª 2 。 ,, ž , ,  。 513 €‚ƒ 5 。  ,   ,,   ­€‚ƒ 。 „  ,                           Fig. 8      Relative position of fault and tunnel a         R1     †‡ˆ R1 ‰ R2 €‚ƒ ‹ 12 m。  Œ    ­ 1。 ‘’ 4 。  Ž Š 6、8、10   4 2 8   。 ‹“, ”•  –—† ­€ R1 ‰ R2 ‚ ƒ„­ ,5 ‘’˜­€     4    Table 4 9  Fig. 9  Numerical models with different fault zone thickness α / ( °) d/ m 2 24 6 3 24 8 4 24 10 5 24 12 ‘’ ‡:‘’ 1 –Š† 4 –š›’。 œ  , Ž¡,  ‘’­¢£Š¤, ­¥ “‰”•–— ,  。 ¦§ R1 ˆ˜ ­¥“ Œ  R2  R1  R2  zone thickness 5   Affected area with different fault zone thickness ‘’ R1 ›‚ œ 2 - 30 ~ 6 m - 36 ~ 18 m - 30 ~ 6 m 3 - 30 ~ 6 m - 42 ~ 24 m - 30 ~ 6 m 4 - 60 ~ 12 m - 60 ~ 48 m - 60 ~ 12 m 5 - 60 ~ 12 m - 60 ~ 48 m - 60 ~ 12 m R2 ›‚ œ «“œž ‡:‘’ 1 –Š† 4 –š›’。 ‘’ˆ‰ŠžŸ‹。 Œ† 9 Ž,  b    Variation curves of R1 and R2 under different fault Table 5 1    † 9 。 ˆ™­  ‚ ™ š:R1max ( 12 m ) > R1max ( 10 m ) > R1max ( 8 m ) > R1max (6 m) > R1max ( ) 。  ­”• –—   Œ ™   š: R2max ( 12 m ) > R2max (10 m) > R2max (8 m) > R2max (6 m) > R2max (  ,  ,  ,  ,­  „  。    ,†‡ ˆ›‚ ,—¬ ®¯‘­ œƒ„¬,¡¬¯œ°ž ¢¯,±£°ž²†‡。 5   ) 。 Œ† 9 ›‚• ˜ œ —­³ ƒ„  ´µ , 土木工程·157· 514 Ü Ý Þ Í  R1  R2 ,  ²  [1] (1)   [2] ‚。   - ‰, ­   - ˆ 。 Š‹ Œ †‡:ˆ [4] [5] µ¶·. ¸œ¢£¤[ J] . ¼½¾. ¡ §¨©. „ď™ºª ÅÆ [6] ›«¬.  ÇÈ[ D] . ­Ë: ­ [7]  ÇÈ[ D] . ­Ë: ­ËͲº, 2015. [8] °±², ³€Î, ´ ”‡, † [9] ˆ,  ‰Š• [11] 。 R1 • R2 ŸŒŒŽ 1 , ‘ ¡’¢ “‘。 ”£‘¡•– —˜, Œ¤™ ´Ò¶. ¨©ªÓ·ÔÕ² ¸ —˜ ”ÉµÏ ¹¯º», 2011, 07(2) : 361 - 365. [10] ‹Œž ·158·土木工程 “ 2013, 30(5) : 82 - 111. •Š‘­€ š。 ‚, §.  ÇÈ   ¯ Ð Ñ  ƒ „ Ç È [ J] . Ÿ ¡ ° ± Í ²,  ”•。 œ€ ”ÉÊ ®. ¤¯É˜ ”É , ¿ÀÁ——— 30 ÂÍ¥ [ D] . Š: Š°±º, 2009. ‚„。  , 2007(2) : 142 - 147. ®œ[ J] . Ÿ Œ¦[ J] . ¦‰, 2016, 36(6) : 636 - 665.  ”•。 ’‚ƒ– 60° “,  (3) †œ 6 ~ 12 m . ³´Ÿ¡¬˜ Ë̺, 2016. (2) ’‚ƒ‚“, ‚ƒ„,  ›„, , 2010(3) : 112 - 115. ®¯œ ¹¯º», 2013, 9( S1) : 1713 - 1716. Š‘。 ŽŒ­€ —˜™š‡ [3]  ‚, R2 ƒ„  ‡,  ¡°±²  ¦, §. ¨©ª 1 «¬˜ , [ J] . Ÿ¡°±²   ß 27 à » ¥, › ž˜ 。 ­€, R1 €  , : ,  º :  , º ¹, ¼ Ö, † [ J] . ‡, §. º¯ˆ× ؂ÇÈ[ J] . ÙÚغ», 2013(4) : 195 - 202. » ¼ ½.  ¾ ª       ‰    Û Š ¿   ² [ J] . ‹ÀŒŽ, 2006, 9(5) : 69 - 72.  (     )  27  3  Vol. 27 No. 5          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  5     , 1  2,3  , (1.  ­ €‚ƒ„ ‘’“ Mar. 2017  2,3  , 4  , ,  100124; 2.  † ‡ˆ ”•’–—˜™š,  100124; 3. ‡›œžŸ 4. ¢£¤¥¦§‚ƒ„ 4  ,  100124)  ‰Š‹ŒŽ ¡,  100124; ! ": ,   8  ­€ ‚—ƒ„ ‚†‡ˆ‰Š‹Œ 10 Ž‘†‡,’“”• –—˜ ™š› 3D œ,žŸ¡¢£ž¤¥¦§,¨©¦ª«œ¬®¯°± FLAC ²³´µ¶«·¸¹,º» ¼½¾ ¿¢À š› ÁÂ。 ÃÄÅÆ,¢À ¯Ç ”–— È;¼½¾ ¿¢ÀÉÊËÌÍÎÏÐÑÒÓ ¯Ç• ;©¢ÀÉÊËÌ͘±‰ , žŸÒÓ  ÎÏԋŒÃ‘ –—š›ÕÖ©×ØÙÚÛ。 º»ÃÄÜÝÞ ‰ ¢ÀÉÊËÌÍßà、’áâã。 ; ¢À;  ; ™š›ÕÖ; «·¸ä #$%:¼½¾ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 05. 014 &'()*: U455. 43 +,-*:2095- 7262(2017)05- 0515- 05 +./01:A Simulation of formation disturbance in construction of sand and gravel stratum Liu Xinjian1 , Zhang Bei2,3 , Bian Jin2,3 , Luo Wenjiang4 , Zhao Hui4 (1. Beijing Rail Transit Construction Management Co. Ltd. , Beijing 100124, China; 2. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 3. Center of Cooperative Innovation for Beijing Metropolitan Transportation, Beijing 100124, China; 4. China Railway 19 Bureau Group Co. Ltd. , Beijing 100124, China) Abstract:This paper is aimed at identifying the degree to which projects disturb strata. The research involves establishing the new route of the Muxiyuanqiao South Station and Daxingmen Station using the mine method; based on the measured data, developing the threedimensional numerical model using the FLAC3D software; and thereby investigating the influence of the pipe construction on the perturbation de formation in the sand and gravel stratum. The results show that the disturbances of the upper strata by the curtain construction are dominated by sediment; the presupport system in the sand and gravel strata could reduce the disturbance of the upper soil layer by the tunnel construction; and the construction of the new tunnel under the action of the pipe presupport system allows the existing structure of the settle ment deformation to be controlled within the allowable range. The study could provide references for the design and construction of the presupport system for the underground engineering. Key words:sand and gravel stratum; pipe curtain method; construction disturbance; microdeforma tion control; numerical simulation 2345: 2017 - 03 - 15; ¨©ª: 2017 - 07 - 28 6789: «¬®¯°±²³(41572276) :;<=>?: ´Ÿ (1978 - ) ,µ,¶·‘¸¹º,»¼ ‰½,¾¿,ÀÁÂÃ:¢ Š‹ÄÅ,Email:346427165@ qq. com。 土木工程·159· 516 ` @ ? > ,   ,   , †‡ˆ‰Š‹Œ,Ž ‘’“”•–‡—˜ , ™š›œžƒ ­€‚ƒ„ [1] „–、Ÿ¡¢( ) £¤¥•¦§‡¨© 。 ˜ ª«¬®¯°‡±²³´µ¶·µ,  ¸¡ž•¦§¨©œ、´µ®¹º»、ž¼½¦ [2] §¾¿ÀÁÂÃÄ , ÅƝǴµ®Èœ, •É¦§¼½‡«¬®´µÊ, Ë ˜ªŠ ‹,Ÿ­ÌÍ´µ‡ÎÏ,Э›Ñž• ¦§‡ÒÓ。 ԉ, žÕÖ×Ø«ÙÊ´µÚ ۬ܟ¡ÝÞߏງáâãÑ, ÃäÖ× = ø ^ ^ < 27 ; ] µù “  + ϔ ¡¢£¤ ” û¥ ´µ,¦ç胧¨Û‡© 0. 5 m ‰ 27 ª 299 mm , £¤«¬, ´µ ®¯ž¯³ 臯³。 žƒ„–±Ž‘’²³‡Š‹˜ ,´Ö×ص¶,[·±ŽÌ̓„–£¤ ·¸€‚¹Ÿ‘, º»\„ž¼½ß。 ¾Êáâ ‡´µ­ž«Ù‡¨©。 ˜ ª¿µùÀÁÂÃ]Ä, î¢çè¬ÜŸ¡çèÜ å–ÙÖ×Ø«Ù。 ´µû¥ëŽ 2。         Ø«ÙÊ´µÜ埡Ë«æç臨©á âéêë。 ìíî¢ïð«æ 8 ñÝòóôõ ö÷ ~ ø÷ݬܟ¡ 10 ñÝ®µ ù,î¢çè¬ÜŸ¡çèÜå–ÙÖ×Ø «Ù。      ‡´µù¼½, –Ùߏຠ,‡úûŽ ´µ 。  ¡ «ž üý Fig. 2 þ®¡¹ÿ~}| ‡û}| ´µž•–­Ÿ¡€‚ߏ‡ÒÓ。 1 ¡¢£¤, °¯ç ϔ 2  ìíî¢ 8 ñÝòø®Ý ( òóôõö ÷ ~ ø÷) ڬܟ¡ 10 ñÝ® ( ø ÷ ~ ؃„÷) ,¬Ü® † 43 m,ۇŸ¡ ®ˆÚ‰ 2. 5 m。 çèþƒû‡ç 聊‹ŒŒŽ 1 ‘’。 2  Pipe construction location  –‡¨©øÅÆÕÇÈɘ ʐ‡– ‡¿ËÌÍ,Î、 Ï ¹¢ÐËßÑ, Ãä [3] –¹Ò‡ÓÔ¥ßÑ 。 ´µœ‘‡ ¨©ž–ÀՇÒÓÈú¼½, ŒÖ×ص ù´µž¦§‡¨©ù†, Ù^ÚÇÛËá⠇ÜÝ。 –Ù¨© ×އû¡ßà¢Ð [3] [4] [5]  、 Î Ð á  、 ž â  }  、 ¨ © Å ã  ´µœ‘‡«æߏèéªê   、p - q - e ×Þ [7] 、 äå¿ß [8] 、 åÝ}    [6]  [9]  Â。 ¡áâæç, ´µœ‘‡«æߏþ [10 - 11]         1 Fig. 1                  Location of existing and new tunnels [12] ìí 。 ë îïðñ´µ¨©ïòÀ,  – ¿Ëó¥–¨©†ÂÅôõ”´µ¨©ö。 Ž ƒ÷±¨©×Þ¥¨©‡õ” ø¢ù– ¿Ë、¿ß、 ¢ó、 ¢ÐË、 Î} 、 ¿Ëú û ¹ü Åôƒ。 ÚۇÜ埡Ëçè´µÊ, žÕ «Ù€‚›ª。 æ 1 ýïþŸ¡ߏ ®ç臵ù。 Ÿ¡ 10 ñ݉Õ–Ë—˜™,ž ູ~,´µœ‘‡Ÿ¡Ý€‚¥Ÿ‘ ¼žÿˆ 1 mm,~Þߏàºö}。 ÞߏຠÕçèߏບ–, ›Üå´µœ‘‡Ÿ ʖف|ˆª_‡àºÅô,ü{´µÊ, “µùÏ{”•Úۇ¬ÜŸ¡Ë ¡Ý€‚žˆ 3 mm,Ÿ‘žˆ 2 mm。 ·160·土木工程 [\‡|]^±Žã « «Ù‡Þß ³5 ´ 517 µ¶²,·:¸¹º•• 。 , ,    ,   ,                    。       1 Table 1   Monitoring and control of deformation monitor Fig. 4 ing of existing structures construction s / mm    4   Monitoring point settlement curves with pipe jacking ­€ ‚  ƒ  „  0. 7 0. 8 1. 0  †‡ 2. 1 2. 4 3. 0  †     3         3 1   ˆ  ‰Š‹ ŒŽ‘ ’‚“。 ‰  , †‡ ‡” •­†Ž€‚–ƒ„— ˜ —, —™š 0. 5 m, Ž›‡ˆ‰œŠž A ~ F。 ‹ŒŽ’ 0. 5 m。 ˆ Fig. 5 — A š‘ 3       —Ÿ“ 3。 # ‚’ 5           Displacement curves of each measuring point Š±“ 5 ž²,³ ª¶ —Ž”´©µ, •·¸,, ¹º»¼½,¾» 10 m ¿•      —¬«ÀÁ。  •Œ , Œ  0. 12 mm。 š‘‡”¨°¬” 2 m µ,Œª ›Ã 0. 04 mm。   • —Œª † ĊŠ±Å ž²,,¹Æ¤š‘¼         — B  ½,®¯ÇÈÉʍ˰¬®。   Fig. 3 3 2 3 Hole and measuring point layout  ”   。 • 0. 5 m— — , ¡”„—  ¢ – Ÿ “ 4。 š ‘   ‡ ” — A  0. 014 mm,  4 1  ­€‚ƒ ̱ FLAC ²ÍÎÏЏ,Ÿ“ 6。 3D                       £¤, ¥¦— Ÿ›¡¢™—   ˜™—”£¤š›œ, ž¥¦–ƒ ” 4    §¨‘©——§。 ”   • «™’‹¬®ŠŸ“ 5, ‹,s  ¯;h  —š‘‡”¨°。 —Œª † ­ —Œª Fig. 6 6 „  Computing model 土木工程·161· 518 ¾ ¿ À Á  6 ,, 、、、、。   -  ,    。   ,    ,  。  ­€‚ ƒ„ †‡ˆ 7,  ‹ 2、3。 ‰Š à   ¨ 27 Å Ä ˆ—ˆ—ŒŽ‘— ©ª­§。 «‰Š –—¦ 0. 9, ®¯‹Œ‰Š ¬¢,«‰Š Ž°,‹Œˆ 0. 99。 4 2 4. 2. 1   ‘±² ‡–—§†¦³´ µ¶,·¨¸‡’˜¹“–—” 17 m  •–ºƒ—˜» (  8) , ™ ¼ a ~ f, ƒ¹½ 0. 5、1. 0、1. 5、             2. 0、3. 0、4. 0 m。                ­€ ‚ ƒ € ‚ ƒ Fig. 7 7    Spatial relationship between new structure and existing structure 2 Š d/ m E / MPa μ  2. 8 8 0. 30 16 5 12  4. 5 35 0. 30 20 0 30  5. 5 86 0. 28 21 0 35  4. 8 46 0. 30 20 25 12  29. 4 116 0. 30 21 0 45    0. 5 1 000 0. 25 22 300 45  0. 5 2 000 0. 25 22 600 45 1 500 0. 25 22 500 45  γ / kN·m - 3 c / kPa φ / ( °) 4. 2. 2  10 œ。                  γ / kN·m - 3 E / MPa μ d/ m  22 2. 00 × 10 4 0. 30 0. 299  78 2. 06 × 10 5 0. 25 0. 010 25 1. 50 × 10 4 0. 30 0. 500    Fig. 9 9 ­€‚ƒ„    ’, “” 47 m, • –—˜“ 37 m,–—˜“ 44 m。   ’, ­€‘™š›, œ‘­‚ ‘ƒ’,œ‘žŸ¡ ƒ¢,‚£žŸ“ §†: ¨ 1 ~ 27 ‡–——  Single steel pipe jacking process to monitor settlement  ƒ。 –—˜: ¤–—‰ ,¥„‰“œ¦–— 。      Š ·162·土木工程 Monitoring point layout ¨¸‡–—§†, —˜»“ƒ •š†› 9 œ, ˜»žŸƒš†› Lock and shell element material parameters     Table 3 3 8 Fig. 8 Soil and grouting material parameters ŒŽ‘   Table 2             10 Fig. 10       †‡ˆ‰Š„ Final displacement curves of single pipe jcuking Ì5 Í ÎŒŽ,Ï:³´µ   :    ;  ; ,  ,  。   , ­ €‚­ƒ€ €‚,  €‚ƒ„ 。  4 3  4. 3. 1  €‚­ €‚„ ‚ ,†‡ˆ †€‚‰Š‹ ŒŽ‘’“”•–—‡„。 ˆ‰ 8 „Š, ˜ ”•–—™‹Œ‹š,  Ž‘›’œ 0. 2、0. 5、1. 0、1. 5、2. 0 m,““ž”•–Ÿ 1 ~ 5。 4. 3. 2  ‹—¡˜‰™ ¢Œ£‰ 11、12。   ¢ •¥—  ;‡ ( ‡ 2 m) , ¢ ¦ —§¨‡ £—。 “‰ 12 ¤‚š, —¡˜,  ©¨ª¥«‹, ¦ §¨¨¬®–‰¯ƒ;  0. 833 mm (  ‡   • –  ‹    1 mm) ,©°±žª。 5   (1) ,  ,  。 (2) ›© ² œ,   ¦ ,©。  ¢ •¥— 。 (3) ³´µ ¶‰Š¬·‚²«•– ‹°±˜ ¬¸,©°±žª。 : [1]                  [2]  ­  ­ ­ ­ ­ ­ [3] ­€ ­ ­ ­ ­ ­ Fig. 11  11   [4] pipe construction “¹º»: »¼®[ J] .  . “”¿‘’¯°’°±À±[ J] . Ž ŽÁ, 2010(2) : 113 - 115. Hvorslev M J. Subsurface exploration and sampling of soils for civil engineering purposes[ M] . New York: American Society of Civil [5]       from laboratory test results [ M]. New York: American Society of [6]  .  [8] . ¬      12   Fig. 12 Vertical displacement curves of monitoring point in pipe construction  ‰ 11 ‰ 12 ‚š, › œž  ,  Ÿ、¤¡“ ;  , , ¢ Desai C S, Toth J. Disturbed state constitutive modeling based on stressstrain and nondestructive behavior[ J] . International Journal [7]     mined from undrained tests[ M] . ASTM: Laboratory Shear Testing of Solids and Structures, 1996, 33(11) : 1619 - 1650.     Ladd C C, Lambe T W. The strength of “ undisturbed” clay deter of Soils, 1964.    Schmertmann J H. Estimating the true consolidation behaviorof clay Civil Engineers, 1955.   . Œ ½¾„, 1997(2) : 45 - 46. Engineers, 1949.  Displacement cloud of soil after completion of  519 €‚ Å, 1999. ¬„ ²ÂÃ[ D] . : ď ÆDŽ’³¢´ ‚, 2000, 24(2) : 8 - 10. ¡§¢´µ[ D] . [9] ƒ [10] ¶ˆ‰, ŠŽ·. ‡„ [11] ‹, ŒŽ‘, ’“›. „. †: ‡ÈÅ, 2006. ·¸–ɹ€ ‚[ J] . ʆŽÁ, 2006, 34(2) : 14 - 17. ¿‘’º‹»‡„  ·¸–ɹ€‚[ J] . ”µ»Å„Å Ë, 2005, 24(5) : 755 - 760. [12] œ[ J] . ­€ ¼½¾, •¾–. º‹‘’¬ »Å, 2016, 37(3) : 759 - 766. ¬ÂÃ[ J] . ” (  ) 土木工程·163· ö 28 ø ö1 ÷ Vol. 28 No. 1 û Ü ü ý þ G À À Á Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018 ù 1 ú Jan. 2018 < LiDAR —17uX  ,  ( ËîGÀ ÏËêÀ,  100124) B , C: ( LiDAR)  ­€‚ƒ、­€„ –—˜:­€„™ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘  ’“, ‹”。 • šŠ™›;œž†‡šŠŸ›,¡¢£„¤;¥ £§¨、šŠ›。 ©šŠª«¬®¯°±,²³´µ¶ˆ¥ ­€。 ·¸¹º ­€¦ »¼ ½¾¿。 DEF: ; ; šŠ; ­€; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 021 G-HIJ:U456. 3 ä ä ù Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 9 Vol. 28 No. 4 July 2018 ( ‰+ ,  , ,  ( ì>ä Îì[ŽÁŽ,  100124) M N: , , 、 、  ­€ ‚ƒ, 、†‡ˆ‰ „ ­   Š‹、ŒŒ 。 Ž‘’, ­ “ ”’•–—,­ 。 ˜,­ ­€ ;€‰™,­ ­€•š›ˆ 。 ‚ œƒ„ †‡‹ˆ‰, †‡ˆŠ™ ‹ŒŽ‘’。 “” Š‹ž Ÿˆ¡†¢¡™。 ™, “”•–—£, €˜€–、•–—£™š›œ。 ¤¥ žŸ¦§¡¨©¢£ª。 ; ; ;  OPQ: ­; ‚ƒ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 04. 018 R!STU:U231. 4; TU311. 3 IVKU:2095- 7262(2018)04- 0449- 05 IJWXY:A Seismic response characteristics behind boxframe type subway station in liquefiable ground Tao Lianjin, Wang Zhong, An Junhai, Wang Huanjie ( Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China) Abstract:This paper seeks an insight into the seismic response and destruction mechanism underly ing the boxframe subway station structures. The targeted research involves using a oneway shaking table to perform seismic response experiments on the boxframe subway station structure in the liquefiable foun dation, when subjected to the action of the three horizontal seismic waves, such as Mingshan, Shifang and Fengxiang; and subsequent analysis of the horizontal displacement and acceleration of the soil foun dation, the dynamic earth pressure of the side wall, and the strains of structure of subway station. The re sults demonstrate that an obvious displacement peak asymmetry occurs as a result of the soil foundation swinging left and right and this is particularly so in the case of Fengxiang wave which produces a more in tense reaction in foundation soils; a small earthquake does not induce a liquefaction of ground soils; a moderate or strong earthquake leaves ground soils subjected to different degrees of liquefaction, followed by a weakened ability of soil to propagate shear wave and a gradually disappearing acceleration amplifica tion effect, along with a consequent increase in the dynamic earth pressure of the side wall due to the in creased structure height; and a strong earthquake comes with a destruction in the connections between the side wall and the roof, and between the middle column and the roof, and the middle plate. The study could provide a theoretical basis for the seismic design of boxframe subway stations. Key words:subway station; boxframe type; seismic response; liquefiable ground; shaking table ex periments Z[\A: 2018 - 01 - 25;F:2018 - 04 - 08 †‡ˆ‰: ¦‚(2017YFC0805403) ;øä(41572276) Š‹]^_`: (1964 - ), ,õö÷ ,, , ƒÆ ,¦§î : ìÎCì,Email:ljtao@ bjut. edu. cn。 土木工程·177· 450 0 É  Ê Ë Ì Í ¬   Ï 28 Ð Î  ,, ,, 。    。   [1 - 3]    ,   。    ­€ DYNA Swandyne - Ⅱ‚ƒ   [4 - 5] 1  Structure of model box „ 。  [6]  FLAC3D   -   ˆ‰Š。   Fig. 1   , †‡ [7]  ‹Œ ·  Œ、Ž‘· †¹、 ‡ˆ、 ‰Š‹ “”•ž˜”¹Œ†。 ›‘¸ 、’“  0. 1 m –,  1. 1 m –—˜,›°Œ†™­、š›¬  Ž   , ‘€ [8 - 9] 、”•。 “    ,     ­€ ‡  [10 - 11]   。   ‹Œ–  , —     [1 2 - 1 3 ]    ˜™‘€  „ ­€。 ‚    , ƒš  ­›。 œž†Ÿ—  , ‡ˆ“‰  ¡Š。  ¢£ Œ,¥    ®’ €º。 ª€˜œ»,¼Ÿœ,Œ†¡¢˜¨£ ¨。 ¤œ½¾•™, ž¿‚À¥¥Á 。  ¦Š£Ÿ(1. 1 m) ¾, Ÿ¡ 0. 1 m –,¢ ˜ƒ„†•™¨。  §¨£ 7 d。 à ,©šÁŸ £, †‡ˆ‰« 3  1 650 kg / m , ª˜Ä 29. 8% , 37. 2% ,¤  19. 2% , —˜ÁŸ 1 750 kg / m , š¬«ˆ Š 1. 12,šÅ«ˆŠ 0. 65, ¬® 0, ¯° 3 ± 25°, Æ  Á Ÿ  0. 43, ‰ Š –   5. 6 × 10 - 5 m / s。 1. 2 Dz³È§´´µ 2 ¶—。  €¤‹ ­›¦,¥ ©,Žª€«‘¬«†¡‡ ,  , ­€  ‡ ’‚ §¨。    ’‚ ­›,“¯¡Š“”‚•。 1  1. 1  „–€«‘¬«†¡‡ ®’ ‘  °,¥—: 4 ¨˜™ 3 m × 3 m,  10 kg, š¬ƒ 10 kg, š ¬±›²Ÿ ± 1g, „³ 4 ¨š¬ ± 127 mm, «‘ „ 0. 1 ~ 50. 0 Hz。  [13] œ ,´µ 1 ¶—。 ·178·土木工程 ª€®’ 2 Fig. 2  Sensor arrangement ¨4 © 451 ­,€:“‚ªƒ›œ  、、 , A、  1. 3   P、 S。  D、 ­ÉÊËÌuÍÎÀd     、    3、4 。 、  , Fig. 4 !4 ­ÉÊ.ÑÒÓF Seismic frequency spectrum diagram 2  2. 1 ­†Ô.stwÕuËÏ,֚ 2. 1. 1 „Š‹ 5 ,, FX、MS、SF Œ 、 、  ,1、3、5  Œ‚ 0. 1g( Ž ) 、0. 3g(  ) 、0. 5g( ‘) ,h1 ,s Š‹’ 。 Fig. 3 !3 † 5 “ „–, Š‹—˜­€™, š†  ­ÉÊ.ËÏ,Ы Seismic acceleration time history ›œž。 ‡Ÿ„, Š  ­€, ‚ 0. 2g ƒ, „  ‚ 0. 10g、0. 30g、0. 50g   0. 10g、0. 30g  ˆ 、  ,†‡ 0. 5g  ,‰。 ”•, ‚  ‹¡¢‚£ ,¤£‘¥。 ’¦‚–,  Š‹ Ž。 2. 1. 2   § ‘,   §, § 土木工程·179· 452 ¸ 5 Fig. 5 ¹ º »  Soil horizontal displacement under different õ¬xL6– 6  ,H ¬r。 6 ,  ,õ–¾,  ,¾。 ' 6,'q¬ ,'歀。 ,¬‚ƒ „v, †~‡。 ˆ,‰q– ¬, Š£i ¬†~‡,~‡‹‰ŒŽ‚ ,–‘’“”•。 –—˜7™, š  ½ Fig. 6 seismic –™– K。  , ¼ ƒ‰†J~‡,  ž,™˜7 †£‘’。 ·180·土木工程 ›Ÿ¡¢n 2. 2 2. 2. 1 ½ 6     Acceleration amplification coefficient at differ ent depth of soil layer   £i¤¥  ¿ 28 À ¾ , e¦‚ p m ™‡ 7 ,h2 ¤¥'。 7 ,  e¦‚§¨2e– 。 ž ©ª©  «¬, £i¤ ¥ e¦‚¾, , ¾ 。 £i¤¥ ˜e¦‚€’¾®, ˜,˜¾, 。 2. 2. 2 e¦‚€’¤¥'  ›œ ”•L¯°±²‰À³¦®´µ 1. 31 MPa,„£¶ 0. 76 GPa, , °£i¤ û , ·N’™ ¥·N¦’™ εlc  1. 723 7 × 10 -3 ε lt ·N¦’™ 1 / 10, 1. 723 7 × 10 -4 。  Á4  ’,€:ž    Fig. 8 3 8 453 Š‹   Peak tensile strain of station structure in differ ent parts   (1)  7 Fig. 7  Maximum value dynamic pressure of station structure in different parts   8 。  8 ,  ,  ,  。  10 - 4 ,    1. 430 0 × ,   0. 109 MPa。   , ­ 10 cm   1. 092 7 × 10  -3 , 。   €,€‚ƒ„   ,  0. 830 MPa。     , †€‡ˆ  Š‹, ,“”,•€‡–— € ˜  , ™š’ ,›œ。 : [1] ·ƒ„§„ [2] †. ž ·Œž [3] ‰Š—. žŒ‡¿»¼[ D] . ‹Œ:  [4]  .  [ J] . ž„ 。 ‰ ­Ž,‘’ Œ ™šž    –—˜Ÿ¡ ¢£¤„。   , ¥ ‡,。 (2) Ž , ¦ž, §  ,  ’¤¨­ž。 ž›© ª«,¬­® œ“”¯。 (3)  °­±¬²± ,¥‡     。 (4) ’ , ž   ,、 ³´ 。 µ’ ­ , ¶€  , ‚ µ¬。 º, 2014, 31(2) : 115 - 118. »¼[ J] . ‡ ˆ½¾, 2015, 10(1) : 95 - 107. ¹, 2012: 1 - 177. ­Ž , À‘. ž ¸·¹ [ J] .  (  477 )  土木工程·181· Ó4 Ô –—˜,: ™ [ J] . ( ) , 2012, 46(3) : 448 - 453. [6]     [ J]. 65 - 68. [7] ,  , 2012, 42 ( 8 ) : [10]  , „,  .   [11] , ,  , .   [ J] . , 2008, 25(1) : 179 - 185. ‚ƒ, ‡„ [ J] . ,ˆ . Š . ­€ , 2012, 31(9): 1 - 8.  40 - 43. ,  [ J] . , 2014, 32 ( 3 ) :  , , .  ­  €      [ J] .   352 - 359. [8]  477  ‚ƒ[J].  , , , .   [9] ‚Õ  †  ­  , 2008, 27 (5 ) : ‰ , 2004, 22(4) : 529 - 532.  (  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  453 ) , 2005, 26(3) : 381 - 391. [5] [ J] . Ÿ‘ [10] ‹ ‹¢£, ¤¥,  ¨ , . “”•¡¦§€¡ - – –›© ƒ  [ J] .       (   ª  ) , 2017, 44(5) : 143 - 156. [7] ‹ †, ŒŽ‘, ‹’Š, . ‡«¡–—™š  ˆœ[ J] . Ÿ¡, 2008, 29(8) : 2070 - 2076. [8] ‰¬®. –¨ –›¯[ D] . Š‹: —°–›± ², 2011: 1 - 218. [9] ‰¬®, Œ, ˆŽ, . –¨ ·182·土木工程 –› ’, . ·¸–›¹¨”•– ¼½’[ J] . ¡“ [11] ³°´, ³ ¾, ¿À, . Á–¨ [12] Éʬ, ‡£Ë, ÌÍÎ, . ”•¸––˜ÏЙšÃ›Ñ œž­      [ J ] . Ÿ ¡    , 2007, 29 ( 12 ) : [6] ¶, ˆ –˜º» †, ŒŽ‘, ‹’Š. “”•–—–˜™š–› 1815 - 1822 ³°´, µ , 2013( S2) : 3627 - 3635. , 2010(12) : 120 - 126. [13] [ J] . ÆÇÈǐ, 2016(1) : 1 - 23. [ J] . ˜š ÛÄÅ , 2015(8) : 80 - 84. Éʬ, ¤¥, ˆ”, . “”•¸–¨Ò –›’[ J] . Ÿ‘ •–˜º » , (  ) 2017, 36(8) : 2018 - 2030. n 28 ú n4 F Vol. 28 No. 4 õ ö ÷ ø ¤ > ä ä ù Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  7  п9 July 2018 (‰+  ( ¿«¾‚œ,  300459) 3D N:,   FLAC ,,  ­€ M ƒ„ƒ  。  †‡, ‡  ˆ,  ‰ 。 Š‹ ‚ ­,„‹ŒŽ‘’。 Š ­€ , Š•‚• ­€, ƒ“‚ ƒ “ƒ”€ 。 –„ —†˜™。 OPQ:; ; ;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 04. 019 R!STU:U452. 28 IVKU:2095- 7262(2018)04- 0454- 06 IJWXY:A Seismic response characteristics behind subway interval tunnels traversing liquefiable soil He Shanjian ( Tianjin Binhai New Area Rail Transportation Investment Development Co. Ltd. , Tianjin 300459, China) Abstract:This paper attempts to investigate the law underlying the seismic response of underground structures in the liquefiable stratum. The study consists of building a numerical analysis model for the subway interval tunnel structure in the liquefiable stratum using the finite difference software FLAC3D computing platform; analyzing the seismic responses under the action of earthquakes; and analyzing the internal force computation derived from time history analysis and displacement response method. The re search results show that there is an obvious hysteresis in the seismic displacement response of the subway tunnel structure in the liquefiable stratum, and the horizontal displacement lags behind the vertical dis placement in terms of the rate at which the peak value is reached; the most dangerous parts liable to oc cur in the tunnel structure under stress are observed in arch and vault and this coincides with the location where structure is subjected to the maximum deformation; and the internal force dominated by bending structural member could be calculated by employing response displacement method while internal forces of underground structures dominated by compression members or compression bending members could be calculated preferably by applying time history analysis method. The study could provide a reference for seismic design of underground subway structures. Key words:tunnel; subway; liquefiable soil; seismic response Z[\A:2018 - 03 - 05 †‡ˆ‰: øä(51308182) ;øä( E2014208143) ]^_`: R(1979 - ) ,,c,ì , ,¦§î :dCì ,Email:heshanjian@ 126. com。 土木工程·183· ×4  0 ¡¢:‚     455 ‡Ø² Á 1 û。 ›„®À   ,, 。  ,  ,     。  , ­€‚   , ƒ„, † ‡,ˆ [1] ‰ 。  ,  Š  ‡‹Œ  Ž  ‚ †。   [2] ­ †Œ ‘‡, 。 €  ”•‰‚, –—Œ ’ Œ [3] “ ˜™, šƒ’›‡ [4] œž。  ­ †Œ‚Ÿ ” ‘‡,  • 。  Ž›„ ƒ’ Œ   £¤¥† ‚  ¢‡, ‡§¦ ¦ ¨  。 ˆ [6] ­ † Œ  © ‰™Šª ‘‡,–—Œ‹Œ  、、«¬®。 Š ŽŽ ‡,   ¯  ±­² °Ÿ [7 - 8] † Fig. 1 †Œ‚ , ‚    ‡ €, ‘‡ [9] ³´  2. 1 ·¸k 3D  ž±–Œ FLAC ÄŤ¥†Ÿ, †Ÿ ‹¡ 120 m,¡Æ, ¡ 45 m  ,– 3 744 Ç©、5 724 Ç¢£。  ‚È©† ,¤ Mohr - Coulomb Ž¥ ; ‚‘©† , ¤’²†Ÿ。 ¦ §¢,¤“£É ‚ʝȼË̦”• ­²–Ͳ, †Ÿ‹¡€Î„§‚Ï— 3D €Î,·Ð¨†Ÿ€ÎÑ‘˜。 FLAC Œƒ “Œ ·§ Byrne †Ÿ, †Ÿ¼ Mohr - Coulomb †ŸƒŒ©Ò„†ª, † È¼¦™© «Ò«š¬ È °Ӑ。 ¤¥§ ,   Byrne †Ÿ† , ® - Ô †Ÿ”¤ C1 、C2 Æ 1。 ¤¥–—†Ÿ®§› ¯£„ 2、3。 Š”¤®  §,†‚‘‡,·§ ƒ“”。 1 tion layer and tunnel cross section 2 ‘±–— †µ # ¶。 §„,’ ·• 2 ‚‚‰  âã“uänåæ£ç.è„×dOŸ Relative position relationship between liquefac ¡¢ [5]  !1 é1 Table 1 ÕÖ § 8 m。 ¹–†¶‡º», ¦– ¼ —ˆ§ 8 ¢½§‰¾ - ­, š–¿, ­ - 。  ˜™Š § 2 ~ 6 m, 6 ~ 10 m,   ›œ ‹Šª。 ‚‚‹ŠªŸ ·184·土木工程 parameters γ/ kN·m -3 E / MPa μ c / kPa φ / ( °) C1 C2 1 600 31 0. 35 5 10. 0 †¹ž 1 800 35 0. 28 10 30. 0 0. 65 0. 50 žŸ† 2 150 50 0. 23 18 30. 0 0. 82 0. 49 ž¹± 2 000 51 0. 37 16 23. 8 0. 75 0. 53 Ÿ† 2 500 55 0. 32 20 25. 0 0. 80 0. 51 2 500 28 400 0. 17 — — ‚ 9 ¢½§ Properties of soilstructure and Byrne model °œ  # • 2 ‚‚§  ,  ƒ „¸•§ 6 m,•§ 5. 4 m,ƒ„ § 0. 3 m, ԓ - ÃêëG}u Byrne kG} ²Š 456 ’ “ ” • – Œ — — ™ 28 š ˜   。 ,  ,   ,,    。 Fig. 2 2 ­。     Numerical calculation model 5 Fig. 5 Fig. 3 2. 2 3 €    ‚ ,   5  Tunnel crosssection form and layout of control point 3  3. 1 ‚ƒ„  ­€ Free field boundary ƒ、„  50 a  10%   ­ s x †‡ 6、7 ­ sy  。 ,   4 。 Fig. 6 Fig. 4 4  Historytime acceleration curve and Fourier spectra curve of input seismic wave 6 †‡ˆ„‰Š‹„  Vertical displacement of different parts of tunnel € 6 ˆ ‰ Š ‹,    Œ   ­  3 . 95 mm,Ž Œ ­7. 06 mm,‘ 土木工程·185· ¨4 © ž :ª†  457 «“ 。 7 ­€‚,ƒ„   , †  „    ‡  †    ˆ  ‰ ,   Š ‹ 13. 8 mm,      †   ,   8. 5 s。  ŒŽ‘Š ‹ ,  ’“, , ”。 •–  6、7 , —†ƒ  Š ‡„˜ –,™“。 3. 2  ‹”š›†ƒ„ , œž , ŒŸ¡‚ ¢˜   „  ž    £   , ¤ 8、9 ¥¦。 Fig. 7 7 Fig. 8  Relative horizontal displacement  Horizontal displacement of different parts of tunnel ,  。   ,  8. 0 s ,  ,,  , ·186·土木工程 8 § 8、9 ­€‚, „£ž £ŠŸ¡‹ 3. 6 ž 3. 3 mm,„ £ž£ŠŸ¡‹ 3. 4 ž 2. 8 mm。  ,‡‰,  —, 。 † ƒ 458 ½ Fig. 9 3. 3 9 ¾ ¿ À Á  Â Â Ä 28 Å Ã  Relative vertical displacement  ,   10 。  10 ,  ,      ,  ,   。 ,   ,   3. 4 。 3. 4. 1   - †‡ , ‚ ˆ‰。 Š‰­€ Œ,Ž ‚‹ ˆ‰ ‘€、’“  ”Š‰­€‚•–‹ —, 2014《 ™š‹ Œ,›œ Ÿ, 1。 。 ˜•–‹  。  GB 50909—  》 ,  ‹ž•– Ÿ›œ 2 / 3;¡¢›œ £ 11 。  20 s   Stress cloud map of tunnel under earthquake action of 20 s  ­€‚ƒ„­   10 Fig. 10  ¤ 11 ¥¦§, ¨ ‘ , ©   ª     ¢  ,      1 401 kN,«¡。  ¬ ¨ ‘, 。 3. 4. 2  155 kN, «¡®  Œ ”‚¯°±²¨ ³’´ Œ, ­ €‚µ¶, š»Œ ”‚ ‚·¸,­‰’¹º。 € £¼ ,‚ƒ„­ 土木工程·187· N4 O 459 PQ:›´{[µ¶RSƒ™š-œ›ª@T ˆ‰Š‹Œ, Ž † ˆ‘’“”•。 –—, ˜” ƒ™š›œž„Ÿ ¡¢£›¤ ¥ƒ„, ¦¥„Ÿ§ ‡ ¡¨§ ¡ ©ª,«¬‡, ¢£›¤ ®¯‡¨°±©ª²³。 4   (1) ƒ™š›œž›´µ¶ ›ª ·¸‘’¹º, Ž»¼½¾¿ˆÀ Á¹º”Âý¾¿ˆÀ。 (2) µ¶ , ÉÊēËÌÇ‹ÍÎ。 (3) „Ÿ  Structure crosssection internal force [1]   , 2 。 Table 2  Structural crosssectional internal force   M / kN·m F N / kN M / kN·m F N / kN 37 824 45 380  65 1 130 55 885  48 1 097 53 692  113 1 332 109 960 ­ 34 1 386 50 1 180 € 95 1 320 95 877 € 33 1 188 28 791 € 155 957 132 485 ·188·土木工程 ¡¨§ ¡¢£ ©ª,¬‡。 Õ, Ö×, Ø. Ùڛ¤ ©ªÛÜÏÝ [2] äåæ, çèé, êëì, Ø. íîïœð µ¶›ñ›ª [3] ôõö. “÷ø›ª™šù¡¤›¤ [4] úûü, ýþÿ, ~°}, Ø. ™š|››´{[µ¶©ª²   ‚ 2 ƒ„ ›¤ ƒ„‡ : 。 2 ¡¢£›¤ ÏЌÑ, „Ÿ§  11 Fig. 11 ŸÄÅÆÇ¢È †,‡ [5] ÒÓÔ, Ò [ J] . Þßàßáâã, 2016, 36(1) : 1 - 23. ™šòó[ J] . ´¶âã, 2000, 22( S1) : 47 - 52. áâã, 2014, 31(10) : 49 - 53. ²ÛÜ[ J] . ´¶ ÛÜ[ J] . ´¶\], 2015(8) : 80 - 84. Ö^_. `Ǚš{˜›´{[›ª@?@[ J] . ´¶ >=², 2017, 61(1) : 81 - 85. ›ª@[ J] . ,- [6] <é;, :/.. ƒ™š-ž›´ [7] +*), ~°}, <(þ. ñ”'&%›¤ â, 2005, 26(3) : 381 - 386. ©™š $%³  [ J ] . # ì " ! 0 “ â â ã, 2016, 26 ( 3 ) : 256 - 261. [8] [9] 123. `Ǚš-œž4›´56789Aá ©ª BCˆDE[J]. \]Fá, 2017, 39(6): 883 - 885.  G, êHH. IJ™š| ›K  ›¤  L¼ËÌ (  ) [ J] . !â0Má, 2017, 17(30) : 274 - 279.  28  6  Vol. 28 No. 6          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  11  Nov. 2018  1  , (1.  2 1  ,  2.   ,   2   ,  1  , 1  ,  100124;  ,  100037) O P:  ,  ­€  ‚ƒ„ ,†‡ˆ - ‰Š‹Œ, Ž‘ ABAQUS ’“”• –—˜™š ›。 œž Ÿ ¡¢£¤ ( VHR) ¥¦, §¤¨£©¢ª ‹Œ, «¬  ®¯©°±²³。 ´µ¶,¢ª ‹Œ·¨£ ‹Œ,¸­¹º»¼½¾¿ 1. 89 mm ( VHR 45. 38% ) , À ¸ ­ Á  à ­ 0. 008° ( VHR 126. 67% ) , ¸ ­   ° Ã Ä 0. 21 MPa( VHR 102. 23% ) ,§Å°、ÆÇ、È°¡( VHR 112. 02% 、102. 12% 、93. 74% ) É ÊËÌ,ˆÍβ®Ïˆ¹ÐÑËÌÒíÓÔ。 ÕÖ §¢ª ‹Œ·×Ø, 。 ÙÒÚÛܲ³ ; ; ÒÝÞ«¬ QRS: ;  ­€;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 06. 006 T!@UV:U231. 4; TU311. 3 KWMV:2095- 7262(2018)06- 0630- 08 KLXYZ:A Horizontal and vertical seismic response of singlearch and largespan prefabricated subway stations Ding Peng1 , Yang Xiuren2 , Gao Xiangyu1 , Zhao Ji2 , Shi Cheng1 , Wu Shang1 (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Beijing Urban Construction Design & Development Group Co. Ltd., Beijing 100037, China) Abstract:This paper is an effort to explore the seismic response of prefabricated subway station structure. The research building on a singlearch and largespan prefabricated subway station in Chang chun as the engineering background involves developing a threedimensional numerical model of assem bled subway station structure by considering soilstructure interaction and applying ABAQUS software; producing the concept of verticaltohorizontal ratio( VHR) of seismic effects on underground structures; and analyzing the structural deformation and mechanical properties of assembled subway station by compa ring the horizontal and vertical seismic effects. The results demonstrate that compared with horizontal earthquake, vertical one shows a reduction in the maximum interlayer displacement difference by 1. 89 mm( VHR 45. 38% ) ; an increase in the maximum angle of the vault by 0. 008°( VHR 126. 67% ) ; an increase in the maximum seismic stress by 0. 21 MPa ( VHR 102. 23% ) ; a progressive decrease by ( VHR 112. 02% , 102. 12% , 93. 74% ) in the effects of shear force, bending moment, and axial force on the structure; and a greater tendency of the plastic strain in soil depending on the decrease of soil depth. It follows that this type of assembled station structure exhibits a greater sensitivity to vertical seis mic action and could provide an excellent seismic performance. Key words:subway station; singlearch and largespan; prefabricated; seismic response; finite ele ment analysis [\]^: 2018 - 11 - 04 _`ab: ­€‚ƒ„(2017YFC0805403) ; cdefgh: ˆ ­ †‡ƒ„(41572276) ‰(1986 - ) ,Š,‹ŒŒŽ‘,’“€”•,€”: –,Email:shengpeng86@ 163. com。 土木工程·189· ×6 Þ ß à,:™‘’š¿©«¬À 、  、,  、 、  631 ¡¢¤½¾¡¢¬ª , Ø®¯Ϫ µˆ¿Ã 。 ,  。   、 ­  †‡  €‚。 ƒ„  , ˆ‰Š‹Œ, Ž‹Œ ­€, ‚ƒ„‘’‹Œ ˆ‡ [1 - 10] † , ‡“ ‹Œ”‰Š‹Œ•–, — ˜Ž“™‘’š“”‡ ‹Œ。 ›œ, ž•–Ÿ’—¡¢‹Œ ˜™£ ¤  ¥   ˆ ¦ § š         ­Ÿ。 ¨Ž™›©ª™‘’š œž«¬,®¯Ÿ - ¡¢°±˜,¡Š’š² ³´µ£ ABAQUS ¶ ·¸³´š。 “™‘š、’š¹、 “”、¤¥º»¼’–¦¡¢½§,¾¨¿© ª«¬ÀªÁ ,  ¡¢ ˜, ‹Œ œ« ÃÄÅÆ。 1  ›©ªŽ®ÇÈ 。 ¯°–°¡ É,±Ê˲Ì,³²¡¢™‘’š¡¢´ µÍÎ。 ¡¢ÏªÐ 2 m ¶ я,™ ¡¢·Ò§Ó¢£ÎÔ , ΘÕ֜: Ç A , ¸Î ¹º»¼ B  ( ¹œ BL、 ºœ BR) , ι º»¼ C  ( ¹œ CL、 ºœ CR) , ½¾ ˜‘ D µ E 。 ¿、¿»µ¡¢  1  Fig. 1 Prefabricated subway station ¶¥ - в - ¡¢·¸³´ š,ÑÉ 2 ÒÓ。 ´¡¢Á。 Ϫ‘ D、E  Î,˜¢£Àœ²Î,¦¢£ ¦ ׂ ÎÁÁ 。 Øà ¡¢³ÄÅƈ, ¦¢£®— Ø Ù ™Ú¡¢ÛÇ。  ¡¢ÈÉ 1。 1. 1 -    2  - Fig. 2 Threedimensional FEM of stratigraphicsolid  Ê˽,¡Š¨¡ ¢ÌͲ‹Œ,Ü¿±ƒÎͶ  ¡¢ 。 ®¯Ìݧ™‘š、’š¹、 “”Ï‘º»¼¡¢½§, ·190·土木工程 fabricated structure ‹Œ¿© ¡¢、 ÔÕ¡¢ÏŸ²。 ¡¢ÐÐց¶, ÔÕ¡¢À š™ 632 Ã Ä Å Æ  1 m  1 m  (  1c) 。  ,    ,       ,  (   ) × ( ) ×  (  ) = 150 m × 2 m × 60 m。   C3D8R ,  30 154 。 Ç ¹ 1. 2 È È É 28 Ê   ƒ€ƒ„ ­—˜Ž†‡ ˆ€€, ‰§˜‡ƒ SV € ¨™© ( PGA)0. 13g,  Š   ƒ P € PGA ‰§ PGA  2 / 3, 0. 086g,ƒ€ˆ¡ªŒ¤ 3。  [11 - 12] ,   ­€, ‚,ƒ „   0. 25 m   ­€ , 。 †‡ˆ, ‰Š† ‹­Œ­。   Ž‘’“”  ­• ­•–。  €‚ƒ„, Š ABAQUS Ž—˜™  š›, ˜†, „˜‡ ˆ,‡ˆœžšŸ€¡‰Ÿ“ 0. 1 [8 - 9] , ­•¢“›  0. 4 Š。  ­, ‡ ‹ - €‚ 1、2。 Table 1 Œ­,  1 ‡£œ¤  Physical and mechanical parameters of site soil  d/ m E / MPa μ ρ / kg·m - 3 Ž‘ 3 70 0. 37 1 900 ¥­ 1 5 130 0. 32 1 950 ¥­ 2 15 200 0. 27 1 980 ’“ 37 500 v / m·s - 1 0. 25 1 990 φ / ( °) c / kPa Fig. 3 3  Input seismic wave 2  2. 1  2. 1. 1   ƒ«¬‚ š›œ SV € P€ Ž‘ 115 171 8 10. 0  - Ž«š›œ ¥­ 1 158 237 13 40. 0 ’Œ²³,•´¤µ¬¥¶ƒ² ¥­ 2 199 299 15 50. 0 ³·’£¦“。 ¸¹”•–— ’“ 517 575 12 74. 3 ˜º,§  ®ž‹ŒŸ¡ƒ¢†, ¢†£— – Table 2 2 Material parameters of station structure ”• E / GPa μ ρ / kg·m - 3 ” C50 34. 5 0. 20 2 400 Ž– C40 32. 5 0. 20 2 400 Ž‚ C50 34. 5 0. 20 2 400 C30 30. 0 0. 20 2 400 C15 22. 0 0. 20 2 400    ¦»º´™¢¼ ¦´™Šƒˆ¡Ž»¹´¤µ»¹ •´¤µ。 ™Ž, ‰§ƒ«  ¦  ¸ , ¯‘°± ‰§ »¹•´¤µ,‰§»¹•´¤µ  ½©‰§•´¤¨, Šƒ«  ©¾¶—˜Šƒ«¢ ¿ª Š»¹•´¤µ,•´¤µªŒ¤ 4。 ÀÁ¡, Ž†ƒ«ÀÁ§½ ( «§½,VHR) ¬®, §š ¿ª ¯ÂŠƒ«¯Â‰§ƒ« ÀÁ¶­½¿ªÂƒ«ÀÁ 土木工程·191· Í6  ‹ , : Š Ÿ„ ŒÎŽ‘’—  633 °ŠŸ±ƒ², ³œ› ƒ  ABAQUS ­, € ‚,  ´ µ ¶ ƒ „。  · COPEN ’ ·¡º  » / ¼½ ,­¾™¿,¡,€Ÿ  D -E À‰» / ¼‚Á,  ƒ „ ¸¹ ­Š±Â¨ †Ã€ ‡ ,†‡ˆ‰» / ¼‚Á。 ˆŠÄ«™,  ƒ ¯Ÿ D -E ¡º ‚Áž¥¦Åƃ„。 € 5a、5b ŠÇȺ ¼½ ‹€,€ 5c  D -E ƒ„» / » / ¼‹€§” ‚Œ ”Ɏ。  D - E « ¯À‰¼,¯À‰»,§‘¤ O ¶, «¯‚Áʒ r1 ,‚Á“Ë l1 ,‚ θ1 ;¯‚Á ʒ r2 ,‚Á“Ë l2 ,‚ θ2 。 ­Š‚À‰,ˆ ‰«¯‚Áʒ ¨ MN, ‰‡‰Ì( (2)) ¨“ˉÌ( (3)) ”ǂ θ1 、θ2 。 Fig. 4 4 l1 / l2 = r1 / r2 , θ / 360 = l / 2 πr。  Interlayer displacement difference curves (2) (3) ,  × 100% = 。 (1)  、 、 、  ,  PGA  (  PGA  PGA 2 / 3) ,   ,   。 ­€ 4 ‚,, ƒ„ †‡ 3. 46 mm, † 1 / 5 057,ˆ‰Š‹Œ[13] 。 ,  †‡ 1. 57 mm, Ž‘’Ž‘“ 1. 89 mm,   (1) ” ƒ„ •– 45. 38% , —Ž‘ PGA ˜。 ™š›Ž‘ œž ‚, Ÿ„ £˜ ¤ ¡Ž‘¢  ž, Ÿ• „ž¥¦。 2. 1. 2 §˜ A - B ( š › ) 、 B - C  ( š›) 、C - D / E( š›) ¨ D - E( ©›) › 。  ›  C «¬ ¨ A、B ®,  D - E ¯ ,ª ·192·土木工程 5 Fig. 5 D - E  /  Maximum opening / closing distance nepho grams of DE joint and simplified calculation 634 Ü Ý Þ ß  3  D - E ,  ,l  / ,θ 。 3 Table 3  D - E   l / mm  0. 002  0. 948 0. 030  0. 011 0. 038  1. 179 0. 038    Å Å â 28 ã á £ 6 ,   ‡Š  ¨ 9. 40 MPa,  9. 61 MPa,    0. 21 MPa,  (1) ©ª ­ 102. 23% 。 «  PGA   Maximum angles of DE joint  à θ / ( °) 0. 030  PGA  2 / 3,€ ƒ‡ † ¬« ,–„® ¯° ‡”±•。 ²³‚ Š ¨ ´µ, ¦¬´µ¤„œ、 „ ¶œ· B - C ¶œ¸­,€¸­¹‡Š ƒ»  3 ,   D - E   0. 030°,    0. 038°,  。  PGA   PGA  2 / 3,     0. 008°, ­ 126. 67% , € ‚  ƒ„ †, ‡ ƒ ‚  , ˆ‰Š  ‚ƒ„ †。 ‹Œ Ž,  ‚ „‘’、“”•,€ –— ˜˜‡™š• ›–, œžŸ‡¡¢  。 ‡‹Œ , ‡ “” 2. 2  2. 2. 1  £ 6 ‡¤‰¥’¦ Š ( Š ,§、) £。 º , ˆ‰Š¼±½。 ¾Š £ ­Â, ‚¿À,‡Á˜ ‹Œ‡Š ´µƒ€´€、„ ‚†‡ˆ、ÃÄ ‰ƒŠ,Àƒ„‹Œ 2. 2. 2   ŋŒ 。 ´µÉÊ, Ž ‘Ã㊴µ,¤‡ ÌÍ 12 ³ ÆÇÈ Š ’ÎÏ, “ ABAQUS †™‡Œ”Ï• , «–—ˆ˜Ð Í 12 ³’ÎϤ 30 s ‡Ë ‰¥¶Ñ Ô,ÎÏ´µÕ£ 7。 Fig. 7 7 、™  ®š›¨ÒÓ¶ ´  Distribution of key crosssections of structure £ 8 ²³‚ ‡ 12 ³’Î϶ ¨,  4 ¶  ¨ƒ­。 £ 8 ® 4 ,Ñ Ï, ‡Ñ  2 653 kN,  2 487 kN,Ö¨ - 166 kN, ­ 93. 74% , × ¨À¤„œ (3  ’«  。 Ñ ) ,ˆÎÏ Ñ ¨´µØفÚÛ。 ™ Ï, ‡™  424 kN,   475 kN,Ö¨ 51 kN, ­ 112. 02% ,   6  Fig. 6 Minimum principal stress ׫ 。  Ñ ¨À¤ B - C (6 ) , „œ (3  ) 。 ¤ ÎÏ 3、8 À™ ¨‚žÀŸ,  土木工程·193· ¼6 ˆ ‰ Š,‹:  。 , 1 605 kN, 35 kN,         1 639 kN, 102. 12% ,  。   (3  ) ,   。 635 •Œ³˜©°  ƒ„ †‡­  ,   ‰,Š‹Œ, , ­Ž ‘、 ’、   ˆ “”、  、 •–—  ‘˜ 。 ™˜š– ›œ †‡žŸ š” ¡  ¢。 £ PGA ¤ ­ , ‚、¥¦˜ , †§‚˜¨© ª,«”Ž‚¨©,‚ ¨©,‚¨©¬。 3  ‡¢®¯” ©° Fig. 8 Table 4 01QR , ¯”, ­— †³ €。 ‚ƒ, ž ±®¯”˜° ­ €‚, ¯”†³‡°µƒ†ˆ‡。 !8 [14] † ‡˜©°。 „ 3. 1 †‡¯”˜ ±¯ - ¨©‡ ‡² †˜ ,  ´ƒ„  {w‰Š ¶ 9 ‰·´¸†²¹º»。 ¡2¢~@< Distribution of internal force key cross sections of structure (4 ¢~ŽCGH Comparison of maximum internal force values     ­   / kN 2 653 2 487 (3 )  / kN 424 475 B - C (6 ) (3 ) 112. 02 1 639 (3 ) / kN·m 1 605 €:­ ·194·土木工程 ‚  。  /%  93. 74 102. 12 Fig. 9 !9 '¡T;‰Š£¤ Time history curves of ground midpoint displacement 636 á â ã Û ä  9 ,   71. 69 mm, 6. 2 s ,  4 3. 22 mm;   49. 45 mm,  12. 2 s ,   ×  × – 28 å Ø   ”Å­¥¸€‚ƒÆ ABAQUS DŽ † ­ - Ȏ -  €¸€‚ÉÅ, ­Ê ,  [15] ,  。   ‘¦«Ë, ‡ €œ ‰Ì¦ ͌Ž›œ,Î¢Ï :    0. 04 mm。                 - 22. 24 mm,  68. 99% 。  ­ ,† ‡  PGA (2 / 3) 。 3. 2  €‚ƒ„ 30 s  ŒŽ ‰Š ’, “” 0, • Œ ˆ ‰Š‹ ‘ [16] Ž  。  10 ‘– 30 s  ‰Š。 ŒŽ (1) ˆ ˆ¤¥ Š«。 ­Ê ¦ †‡, €¤¥›œ ›œÐ‰›œÐ ‹ÑŒŽ˜ ͌Ž›œ‘。 €Ò ¤¥ (2) ¤¥Ó¤¥,  € ­ÔÕ‘ 1. 89 mm( VHR 45. 38% ) , ½’ “ ¹0. 008°( VHR 126. 67% ) ,‰ ¹‰0. 21 MPa( VHR 102. 23% ) , ¦ €” 、 • –、 Ö  › œ ( VHR 112. 02% 、 102. 12% 、 93. 74% ) —Š·。 ©ª†ŒŽ ‰Š«¬¡, ² ¬­ ³。 ‰Š« (3) ½¾ ¤¥ Á¸ ¿À ,ÂÝ Ⅰ¯Ä。 : [1] An X H, Shawky A A, Maekawa K. 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Šƒ (  )  29  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2019  09   ,   , (   ! , ­€‚ƒ„ Vol. 29 No. 5 Sep. 2019   ,  †‡ƒˆ‰Š‹Œ,  100124) ": ƒ „ ¢£¤¥,¦§ ¶·¸,ƒ ,  ­€‚ †‡,ˆ‰ Midas - GTX Š‹ŒŽ‘, ’“”•–—˜™š›, œžŸ¡ ¨ ¨ ©ª« ¬。 ®¯°:±žŸ²³´µ¥ ¹¨º»、²³¼½¾、 ¿±ÀÁ ¾ƒÂŠÃÄÅ Æ,ÇÈ ÃÄÅÆÇ°É, ¨¸ ¬ÅƱ€ÀÊËÌ。 ; ; MidasGTX #$%:; ƒ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 05. 009 &'()*:TU93 +,-*:2095- 7262(2019)05- 0569- 06 +./01:A Seismic response analysis of subway stations with aboveground highrise structures Tao Lianjin, Liu Shuo, Han Xuechuan, Zhang Yu, Wu Xiaowa ( Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China) Abstract:This paper aims to investigate the law controlling the seismic response of metro stations ad jacent to highrise structures. The research building on the engineering background of a subway station in Tongzhou District of Beijing and adjacent highrise ground structures involves developing a threedimen sional numerical calculation model using MidasGTX finite element software; and analyzing the influence of the highrise structure of on the seismic performance of the metro station structures by introducing the Hanshin seismic wave. The results show that, in the presence of seismic waves in the horizontal direc tion, the aboveground highrise structures have, to a certain extent, an amplification effect on the rela tive displacement, horizontal acceleration and stress of, suggesting that the closer the subway is to the highrise structures, the more obvious amplification effect it may sustain, and there exists the influence of the highrise structure on the underground structure in a certain range. Key words:subway station; infrastructure; seismic response; MidasGTX 2345: 2019 - 08 - 05 6789: Ž‘’“”•–—(41877218) :;<=>?: ˜™•(1964 - ) ,š,  ‚ ›œž, †Ÿ, ¡¢,¡¢£ ¤¥, ¦ §¨©: ª «  ¬ ,Email:ljtao @ bjut. edu. cn。 土木工程·197· 570 0 &  % $ #  ,   ,,  ­ €‚ƒ„ †‡ˆ‰,Š‹Œ Ž‘’“”•–—、˜™—š›œžŸ—, ¡¢£¤€¥¦§¨©¦ª«¦¬†。 ®¯,€ ¦ª°±²‰,³Š´µ¢¨ ¶¦¬·¸¹º,»¯¼ª ´‹Œ½¾ ½¾ÈÉ£。 ¿À½¾ÁÂÃÄÅÆÇ ÊË,ǽ¾ÌÍÎτ,£ÐÑÒÓÅÆ [1 - 5] ǽ¾ ͺ³ÔÕÖ×ØÙÎÏ, Ú [3] ¥ÛÜ Ó Ý ÞÕÍß³à×á â,ãä×åæǽ¾Íçèéê。 ëìí [4] Ü Ó Ý ÞÕÍß³à×Ð îïðáâ, ñ× Ý ÍòóÇç èôõö。 ÷¶øáÑÒÓ ùú、 [6 - 8] ‡û、üýÈɽ¾ ͺ³ÔÕÖ×ÎÏ, " Ñ Ñ ! 29 0 ' 1  1. 1  ­¦Ç ½¾´‘=½¾§ù \ۉ³,˜ó{[­¦áâ™, ­¦™¨© 1 ª«。  Ø 6. 4 m, `={¬®Á¯°(½¾, æ ±Æ==‘ 6. 0 m, ±–==‘ 8. 0 m,² 24. 0 m, ³´µ¶·¸ 1. 2 m, „µ¶ 0. 5 m,¹º¶· 1. 0 m, »¼ 1. 0 m × 0. 4 m, „ ù`½¾ù¿ 6. 4 m,¼ÀÁ 1. 2 m × 0. 8 m。 «½¾‘=ÂÀ½¾,à 51 m、² 32 m,‘= « 16 =,Ç 3 =,=‘ 4. 7 m,+Äŵ¶· 1 m。 ÆÇÈÉ'ÊËý­¦™ÌÃ, (=˜ó MohrCoulomb ™,» Í (ÎÏ  ,:‹áÈÉ,¦ÆÇ¿@½¾Ï ÐÈÑÒÓ(=àÓÔÕÖ׿, ׿„ (=ØÒÙÐ,ÚÛ 1。 [6] þÿ~Ü Ó‡ûú}€|ÍòóÇ{[ [7] \Ûº³à×áâ。 ]¦œÜ Ó^_‡û `@ǽ¾ͺ³à×Ðî?, áâ× ™}½¾€¶、> ½¾ͺ³, ãä½¾ÕÓ^_‡û½¾ͺ³ [8] ¹º。 ]Ü ÎÏ׀¢、 Í\òóÇ, =<;}Íß³ÔÕ, ´Å= }Íß³ÔÕà×Ä。 ²‰ Îύ‹«½¾´Óǽ¾ͺ³ ¹º,·Ä ǽ¾ Í\Û º³,ǽ¾ Šµ¢«½¾òÆ @Ààáâ,ð:ßǽ¾€ [9] /̈́\Ûº³ÔÕ 。 ®¯, .¢ ‘=«½¾´ǽ¾ò¿ÀàÎ Ï,  ͺ³ ,>ÓêÎ Ï Fig. 1 ­­€¶Ø‚ƒ,  †‡ˆ。 -ö:ÌÍ 1  1  Computational model ½¾ SSSI ‰³ Š /½¾\Û·¸òó‹áŒŽ, «½¾‘€ ÜÝ Þß h/ m γ / kN·m - 2 μ φ / (°) C / kPa Óǽ¾Š/¿À‰³’“”, •´ÅÆ 1 Éà( 2. 4 1 750 0. 32 8 0 2 á( 4. 6 1 830 0. 25 20 20 3 âá( 12. 6 2 020 0. 30 20 25 4 ãá( 18. 4 2 030 0. 31 22 18 5 äå 20. 5 2 000 0. 25 32 0 ;âá( 22. 5 1 980 0. 29 20 30 „:-ö » [10 - 12] Table 1 ‘=½¾´ ÍòóNJ/–[ÍÔÕ¶ŒŽ— —,®¯,˜ó–[™’š,á⊿À‰ ³。 ›Ò+ Midas - GTX ¶œžŸ¡, *)ƒ ¢£ -ö¤¥, ¦” ½¾ ‹Œ«‘=½¾¿À{[­¦™, ÎÏ. ¢«‘=½¾ ͺ³ 。 ·198·土木工程 6 Parameters for soils ²5 ³ ´µ¶,Ÿ:·¸ • , ,、。  2。 Table 2 2 ” 2   Š‹­ŒŽ‘ Parameters for structure calculation ,”§Œ“¨,©”š   γ / kN· m - 3 E / GPa 1 、 24. 0 32. 5 2  26. 0 34. 5 3  25. 0 33. 5 –¬€—’® §,Œ°˜   1. 3  3  ,   • ™š›œ± ²、 ž «§ 2。 ˜“¯ 、³、ž‰Ÿ›œ¡´¢µ„£, ¤Œ ”˜’€ ‡ “ ¥¡ ·§ª§。 ›œ±¡¢‰µ 3 ,     ,    ,  。   „ ,† ‡ˆ‰Š ­€‚ƒ  ‹ŒŽ‘ ( Kobe) ­’€ ”ƒ• ’€–— œ˜„–— Ž‘    ” ’ „£¡¢£¤ 3 ¥¦。  [11]   ” ª§ ¶、–—‰’¦   «§ 1, ” ª§ Ž 1. 2 571 ’ “‚, ˜„™ 0. 1 g,š› † 25 s ž‚­’€ Fig. 3 ‡。 “‚ˆ‰–—Ÿ¡¢£¤ 2 ¥¦。 3 2. 1  ­ Layout of monitoring points €‚ƒ„ † ”¸¨©¥¹¡  ºª ¡¶ ºª »„ «¬‘ ¶,£¤ 4 ¥¦。 ¤ 4 ¼,®½¾˜ ”    • /  ”,¿À ­¯ ¬‘¡¶¯ ¬‘ • ¾˜‘ ” ¦ ž ” °¬‘¡¶ 3 ³ • ¡¶ª ”    Œ ± k。 ºª¬‘¡¶, Δd2 ºª¬‘¡¶, Δd max ¦ ºª„。 ‡ˆ‰‰Š‹ŒŽ€‚ Table 3 ¡ Áª­。  3 ¹§ °ºª¬‘¡¶‰ Δd1 ¦ ¡¶« †‘’“”• Maximum relative displacement between under ground structural layers under different condi tions and factor of impact 2 Fig. 2  Acceleration timehistories and Fourier spectra of bedrock ground motion § ºª¬‘¡¶ Δd max / mm k/ % 1 Δd1 11. 93 — 2 Δd1 13. 07 9. 6 1 Δd2 8. 05 — 2 Δd2 8. 90 10. 6 土木工程·199· 572 ¡ ¢ £ ¤  ( dy - dw ) × 100% , k= dw :d y ———; d w ———。 ,     9. 6% ,  10. 6% 。   2    ,   ,   。  A - A ,     , 3% 。  B - B ,  ¥  ¦ ¦ ¨ 29 © §  ,€‚€  ƒ „ƒ€‚€ ­‚ 。 ­‚ƒ„ƒ ˆ­‰ -  „† ‡ Š,†‡‹ ˆ‰Œ‰Š,‹ ŽŒ‹ˆ‰ŒŽ‘ ‘’,’“”• ,“‹–” •。      , 10. 6% Fig. 5 2. 2 5 Column relative horizontal displacements  —•Š Ÿ Fig. 4 4 ˜™š– ˜¡˜, ¢ —›™œž ˜¡˜ = •Š ˜™ / š– —›™。 £ 4    、、¤¥‚€ ˜  Side wall relative horizontal displacements   5  ·200·土木工程  。 ­ ­ ¡˜,™•Š ¦: 1 Œ  ˜š›œ §,žŸ ˜™, ‚ƒ  ˜™ ¦5 § ¨œ©,ª: ’  , 2  Table 5  5 。  ,     。  1 ,  A - A       B - B  C - C  ,  。   ƒ„  ˆ。  4 Table 4 †‚, ‡ˆ‰  Acceleration amplification factor Š ƒ„  A - A  B - B  C - C 2. 3  A - A  ­­€€‚ƒ„,    / %  1  2 B7 1. 61 1. 63 1. 24 B8 1. 47 1. 49 1. 36 B9 1. 27 1. 29 1. 57 B7 2. 23 2. 39 7. 17 B8 1. 98 2. 09 5. 56 B9 1. 43 1. 62 13. 29 B7 2. 01 2. 09 3. 98 B8 1. 81 1. 90 4. 97 B9 1. 47 1. 61 9. 52   B - B  C - C  Š‹ Žˆ‹Œ, ‘Ž 3b ‘’,  B - B †‡ Œ ˆ‰ B1 ~ B 6  ’­““”• 5 ”•†–  B1 ’ ~ B6 ’ 。 ‰ Ž–—Œ—ˆ。 ˜  ™˜ ,   Mises Žˆ‹š™š。  2   Mises Ž›Ž 2 œ 。  ›  ,    Mises ŽžœŸ €ƒ,“”、žŸŸ–¡     1  2 ¨ B1 6. 70 6. 71 1. 00 B2 5. 55 5. 24 0. 94 B3 4. 38 4. 41 1. 00 B4 3. 95 3. 88 0. 98 B5 4. 66 4. 56 0. 97 B6 10. 27 10. 26 0. 99 Z1 8. 91 8. 91 1. 00 Z2 5. 96 5. 99 1. 01 Z3 5. 26 5. 34 1. 02 Z4 8. 49 8. 50 1. 00 B1 ( B1 ’ ) 3. 90(3. 79) 4. 36(4. 88) 1. 11(1. 28) B2 ( B2 ’ ) 3. 06(3. 12) 3. 45(3. 79) 1. 12(1. 21) B3 ( B3 ’ ) 5. 45(5. 25) 5. 90(6. 18) 1. 08(1. 17) B4 ( B4 ’ ) 4. 14(4. 23) 4. 50(5. 04) 1. 08(1. 19) B5 ( B5 ’ ) 4. 35(4. 22) 4. 46(4. 90) 1. 02(1. 16) B6 ( B6 ’ ) 11. 02(11. 23) 13. 10(13. 59) 1. 18(1. 21) Z1 7. 61 8. 27 1. 09 Z2 5. 48 6. 06 1. 10 Z3 6. 15 6. 88 1. 12 Z4 8. 00 9. 21 1. 14 B1 3. 98 4. 05 1. 02 B2 3. 49 3. 50 1. 00 B3 4. 74 4. 75 1. 00 B4 4. 11 4. 12 1. 00 B5 4. 53 4. 56 1. 00 B6 10. 81 10. 94 1. 01 Z1 4. 82 4. 91 1. 02 Z2 4. 56 4. 63 1. 01 Z3 4. 42 4. 69 1. 06 Z4 4. 84 5. 09 1. 05  ›  , ’  Mises Ž   , ‰ ­“,©Ž¤ “,‰  ’ ªƒ„«­ ­“ Mises Ž 、ž¢ž£†¤ Mises Ž。 ¡˜¢£,ž“”€Ž , 1. 28 ¨,“”œŸ €¥¦,§€Ž ® 。  under different conditions    Maximum stress values and amplification factor ,    13. 29% , B - B  。  C - C  ,   9. 52% 。 573 › ¬,—§“”œŸ   † † 1. 21 ¨, —  10% ~ 20% ¦¥。 ’ 土木工程·201· 574 ä å æ × Ï ¯ ¯ (1)   。 ç 29 è ° ,   ,  †‡ˆ‰ ­,‹Œ€‚, Š„ƒ „ „ƒƒ Ž†。 (2) ‘’ 。  ‡ˆ‰ ‡ˆ  †‡‚ Š,  ‚ ‹ˆ“ 13. 29% , ”ŠŒ € Ž‘’。  (3)  Š,  Š‰„ƒ“”••‰ Mises ”Š ,  –”–,—’ ˆš‚,  ‰˜™€‚‹ €‹›œ 28% , ”Šž‘ —Ÿ˜’。 : [1] ™š›, œžŸ, ¡¡¢, £. [2] ¢£, ™ .  ¤¥¦§¨˜ ¯¯°, 2014, 40(3): 361 - 367. ƒ©[J]. ª«¬® ± ©²¤³´ µ[ J] . ¶¬·¯°, 2006, 39(6) : 106 - 110. [3] ¸¹,  , º. ¥¦§¨ ³ » ¼½¾©[J]. ¿Ž¿¬·¯°, 2016, 36(2): 165 -171. [4] À¢Á, ·, ÂÃ. §¨ ³ »  ½ ÄÅÆÇ©[ J] . ȶ¯, 2008, 29(1) : 245 - 250. [5] Â, ­€[ J] . [6] . É, Ê   ƒËÌ ¯¯°, 2003, 43(3) : 344 - 348. ž¾¬ ™š›, œžŸ, Ê, £. ¤¥¦§ÍÎÉ   ‚ƒ©[J]. ©ªÍÎÏ, 2014, 51(1): 26 - 31. [7] ÂÐ, Ñ. Ò´ †‡¤ ¥    [ J] . ÍΤ, 2012, 32(4) : 506 - 513. [8] 6 Fig. 6  2  Mises  Mises stress of each section in working condi tion 2  «, ÂÃ, ™. ’¬Ó (1) : 79 - 86. [9]  [10] ², ف,  ž:  B - B ,A - A、C - C   ,  Mises   ,  3   , £. ڒ [12] · ‚ƒ„ƒ。 ·202·土木工程 ¯¯°( ÛÜׯ) , 2012, ݵ. ¶  Ö©³¶ÔÞ¬—· «, €ßÊ, ™‚ƒ. àáÚ„ƒ¶ - ‚ (2) : 32 - 38.   Midas - GTS ,  -  , ­€ ‚ „ƒ[J]. ´ ¯¯°(ÛÜׯ), 2003, 31(7): 757 - 761. ­€¸„[ J] .   ¯ ¯, 2011. 40(12) : 1773 - 1777. ف,  ­, ® ƒ²±Ø„ƒ­€[ D] . ƒ„ƒ³Ä[ J] . ´ [11]   , , 。  ž¾¬ ‚ ÖË[ J] . ³ÃÎׯ, 2010, 31 ÔÕ°ÍÎ .  ¬ ƒ© [13] ¬·¬·ƒ‚, 2010, 30 ™â , †‡¹, ˆ‰Š, £. ˆã  Ö„ƒ[J]. ³Ã , 2010, 26(2): 201 - 209. (  )  29  6           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2019  11   Vol. 29 No. 6 Nov. 2019  , (    , ­€‚ƒ„  ,   †‡ˆ‰Š‹ŒŽ,  100124) ! ": ,  ­€。 ‚ƒ ABAQUS „ †‡ˆ ‰ Š‹Œ - Ž - ‘†’ “”•–—˜™š›œž•, Ÿ¡¢£ˆ ‘ ¤•、 ‘†’¥¦、§¨Ž ¤•© ª«¬®¯ ‰‹Œ °±°。 ²‘³: ¯ “´µ® ±°¶·¸¹, “´µ®º»¼§¨Ž ®½˜¾; ‰‹Œ  ¿À®º»Áƒ§¨Ž ¤•© ª«¬®, ‘ ¤•©¥¦¯  ‰‹Œ ¿À®±°˜™; ‰‹Œ Á ‘  ±°ÃĈÅÆ,DZ°ÈɯÊËÅƜ±°ÌÍΔ。 ÏÐÑÒÓ ‰‹Œ ÔÕÖ¼¢£×ØÙÚÛÜ。 #$%:; ¿À®; °; ÈÉ¢£; ÝÞß doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 06. 009 &'()*:TU443; U231 +,-*:2095- 7262(2019)06- 0682- 09 +./01:A Influencing factors of seismic response of integrated transportation hub structure Han Xuechuan, An Shao, Zhang Yu, Liu Shuo ( Key Laboratory of Urban Security Disaster Engineering of Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China) Abstract:This paper seeks to address the absence of strict theoretical derivation for understanding the seismic response characteristics behind integrated structures of urban rail transit hubs. The study based on ABAQUS software involves developing a largescale three dimensional finite element numerical model of subway underground station soil surface building integrated structure; and quantitatively analy zing the effect of surface building type, surface building height, surrounding rock mass type and seismic wave spectrum characteristics on the seismic response of integrated subway station structure. The results show that the integrated structure of urban rail transit hub has no significant influence on the natural vi bration characteristics of the system, which are mainly related to the properties of surrounding rock and soil; the dynamic characteristics of the integrated subway structure of the urban rail transit hub are mainly controlled by the types of surrounding rock and the spectral characteristics of seismic waves; the type and height of surface buildings have a limited influence on the dynamic characteristics underlying the integrat ed subway station structure of the urban rail transit hub; there occur torques in the integrated subway structure of urban rail transit hub due to the influence of surface buildings; and the factors exert greatly varying influences on the torque value of the center pillar. The research could provide a reference basis for seismic design and analysis of integrated subway station structures of urban rail transit hubs. Key words:transportation hub; dynamic characteristics; earthquake response; factor analysis; spa tial effect 2345: 2019 - 09 - 20 6789: ‘’“”•–—˜(41877218) :;<=>?: ™š(1984 - ) , ›,œžŸ¡¢,€£,¤¥¦§¨,¦§©ª:« €¬,Email:tshanxuechuan@ 126. com。 土木工程·203· 06 ! 0 123,×:ƒ„ 683 †‡ˆ‰Žçñ\ðñò] ª¦§  †‡ˆ‰€ž&%:¨ª ©ª«£¬®。    ,、 [1] 1  , ­€‚ 。  ƒ„ †‡ˆ‰ ( Š‹ †‡ˆ‰ ) Œ ´ÿŠ‡, †‡Ž—ÚÛ¥¯°±Š² ˆ‰ - ³‚´ˆ‰, †‡Ž‘“” Ž‘Ž’“”•–Ž—ˆ‰˜™š›œžˆ‰ Ÿ¡,¢£¤¥¦、 ƒ„§  ˆ‰µážž¶·žˆ‰, Ž—ÚÛ¬Ž‘“” µá‰_¶Ž’§ †¸†¹Ûº»。 ŒŽ— ,¨©ª«¬®¯°£±²³ ,›´ µ¶、 ·¸ ¹‡º»¼½。 ÚÛ¬Ž‘“” †‡º», ˆ‰†{·¸\ âã,ܟž¼½¾¿Âˆ‰À&Žç¾\,Á ¾¿,ƒ„ †‡ˆ‰ÀÁÂÃ,ÄŠƎ‘ 10 ÇÈÉʔ、 ÅƎ‘ 17 ÇÈËÌÍÎ " ABAQUS › œ Ú  ÿ Ž ’ Ž ‘ “ ” ˆ ‰ - þ - Ž—ÚÛ †‡ˆ‰žŸ±¡¢ž,  Å ž ÏÐÑÒÓ、 Ô 6 ÇȜÕÀ֔×。 ¥ÆÄÅÄÆ 1 ÇÈ。 Œ †‡ˆ‰Øَ—Úۈ‰Ž’“”ˆ ‰,ÜÝÞßàáâã, äåæŽçèé, êëì ²£íîïºðñ。 òó, ôõö÷   ƒ „ º»。 †‡ˆ‰øçù£âú´ Ž‘Ž’“”û–Ž—ÚÛ ýþ†‰›ÿ †‡ˆ‰¬ü ~}|Þßàá†{, ðñ[† {Žçñ\ò]^_, Œ`@ †‡ˆ‰†{ ?–>=<ÂÃ,òó,¾¿;[:/ö÷. 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Mroueh ×[8] ¥ ÿ’ˆ‰ˆ‰Š ¬Ž—ˆ‰¸Žçñ\Þßðñ; ‹Œ ö÷ÿŽ—ˆ‰ - þ† - Ž’ˆ 。 ‘’ö÷“*-Ž’ˆ‰ - ‰Žçñ\ [9] Ž× þ† - Ž—ˆ‰†{Þßàᐁ, ”†Ž— ˆ‰¬Ž’ˆ‰•‰@–ˆ‰Ÿ¡。 — ƒ„ †‡ˆ‰ @ˆ‰Ÿ¡Øَ’ ˆ‰Ž—ˆ‰‰$¥, \꘴ @œžˆ ‰Ÿ¡。 ±™ó, šÝ" ABAQUS ›œÚŽ’Ž ‘“” - þ - Ž—ÚÛ †‡ˆ‰ÀžžŸ±¡ ¢ž,§ £¤ƒ„ †‡ˆ ‰†{®:/ðñò], !´Þ¥)'øç ·204·土木工程 Fig. 1 1. 1 1  Regional distribution and dimension diagram of integrated structures  *-Æ 1,É»£¤’Êðñò]。 (1) Ž—ˆ‰Ëž: °±ˆ‰ - ³ ‚´ˆ‰‰@Ÿ¡。 Ž’ˆ‰#‡ ùÌÍ-ˆ 684 Á Â Ã Ä Å  ° ° Ç 29 È Æ ,  [7] , ,    ,  。  ,,  。 (2)  ­ :  € 10 19  , ­ ‚  ƒ„ † [7] ‡ˆ ,  ­  。   (3) ‰Š: 《 ‹ 》 [10] ŒŽŠ €, ŒŠ ŒŠŠ。 ’“Ž”, •”  ‘Š ,” ­’“Ž‘Š ,€–Š–—‚ƒ。   Š™š,  „˜‰Š [11] ›œ ˜‰  。 †ŒŠ, Š  。 (4)  ‡ˆ: ƒ‰Šž‹ Kobe  ŒŒ‹ Taft ‡ˆ 。 Ž‘‘ ’Ÿ ‚“”Ÿ• SV ,Ÿ•‡¡¢ –¡—£“”, ¤˜£™š›ˆ˜£¥œ 2 žŸ。 Œ,Kobe ‚¡¢£¤¥¦§¨©¦ª« ž‹¬® ,‡¯§°, ‡±²‰ ƒ€³ 0. 7 ~ 3. 0 Hz,´‡¨€µ¶;Taft ‚‚· ¸¹º© KERN »¨©¦ª«ŒŒ‹ , ‡±²‰ƒ€³ 0. 5 ~ 6. 0 Hz,‡¯§¼。 1. 2    - Š -  ½¾ ¿ÀÁ‚ 310 m × 80 m × 120 m,‚ªÃÄ «¬ ‹Š ÅÆ“Ç Å Mohr - Coulomb ƒ ® , Š Š,Ȋ‚¯ÉÊË,ÌÍ ÎÏ, ‹Š ,ÑÒ 1。 Ɠ£ÊÓ±ÀÔ°  ™°Ð Ղ,֯РÑÒ 2。 Ɠ×ئ²Ùڀ ³ÇÛ ( C3D8R) ÀԊÜ , Ý ÞƓ ²Ùڀßئ˜ˆàÇÛ ( S4R) ´Õáâ, ã äƓئµ¶£ãÇÛ B31 ´Õáâ, å æ€çè R. L. Kuhlemeyer · é¸ê  [13 - 14] ,¼’“ ë¹。 •Ÿìʺ»íîÇÛ [12] Fig. 2 ィº»íîئ’““±³„ÀÔ。 𶧾’“Æ“ñò‡ó ´ÕÀÔ,ó¡ñòƓ “ ñò ” , ô¡ñòˆÆ input seismic waves Table 1 Š¢ ““ ¿õö ” , ÌÍ Coulomb ÷ø‘, ÷ø®  0. 4,çèùúûüýþÏ。  2   Time history curves and Fourier spectrum of ÿÀ ŒŠ ŒŠ 1  Calculated parameters of soil layers h / m γ/ kN·m -3 80 80 μ 2 000 0. 37 1 880 0. 36 E d / MPa C / kPa φ / ( °) vs / m·s - 1 vp / m·s - 1 183 411 30 36 16 8 185 278 407 593 土木工程·205· ´6 µ ¶·¸,:œžŸ¡¢£ 2 Table 2  Calculation parameters of concrete dynamic constitutive model   ρ / kg·m - 3 E / MPa 、 C40 2 400 32 500  C50 2 420 34 500 2  2. 1   - ,  , 3     。  3 ,  f = vs / 4H,      0. 869  0. 578 Hz,    –­’ˆ•‡ˆ¹º 685 – - Œ— ˜©™ ˜™ƒ •–。 ’ 3 ª«¬Ž„ , –­—˜ ™ ƒ•– Œš®›ˆ¯ƒ •–œ 。 ‡’ 3 ž«, 1  4 Ÿ ,˜™  ƒ•– Œš®°ƒ, ˜ ©ƒ•–¡«¥€ ; ˆ¯ƒ •–¡¥§­ ©。  ±­—˜™ ¤ˆ­ ²¢£ , €•‹©,¤¥­—˜™¦¨ ƒ•–‹†; ‹Œ - ­—˜™ ˆˆ¯ ƒ•–‹©, ¯ˆ ˆˆ¯ƒ•– ‹†,˜©ƒ  4. 2% , ­Ž„ ­ ­—˜™•–ˆ•‡ˆ‹†。   , v s ,H  ,  。  ­€ , ­ ‚­;  ­,  €ƒ。 ‚†ƒ„‡ˆ‰Š,   ­„ ‚†‡ˆ‹†, ‡Œ € ­„  。 3 Table 3   Calculate natural vibration frequency of working condition and system  2. 2  Hz „ Žˆ‰ ‘Š„  1 — —  0. 573 2 — —  0. 886 1 ‹ 19  0. 585 2 ‹ 19  0. 903 3 ‹Œ 10  0. 586 4 ‹Œ 19  0. 585 3 Fig. 3 ‚,­’Ž“ Taft ,‘Š „Ž“,‘’ 1 ” 1 - 1   –­—˜™。 • 2. 2. 1  –­ “ƒ¤‹Œ‹Œ -  ”,  š›œžŸ¡¢£ • 4  1。 ¥¦­—˜™§ ƒ•– - Œ ¨ƒ• ·206·土木工程   ­€‚ƒ„ †‡ˆ ­€‚‰Š Time history curves of relative horizontal dis placement and envelope diagram of relative horizontal displacement between floors for dif ferent building types ’ 4 „ –­—˜™  ­ Œš®, 4  –­—˜™ˆ §­。 ‡’ 4  4 ž«, ƒ ­’³“ ­—˜™ˆ§­ Œš® €ƒ,­¡«¥€ ;­ 686 • – — ˜ , 4% ,  ,   。 5  。 ™  š š 5 œ 29 ž › ,  ,, F Z 、  F J 、 M W  M N   1% 、4% 、5%  6% ; , ,   。 , , 、 , 6% ,  -  ­ 2. 2. 2  ‹„ 4。 Fig. 4 Time history curve of station roof acceleration 4 ­ 。 †‡ˆ ‚ƒ 10  19     €‚ƒ„ 4 。  5 ‰Š ,  ‰Š€ ‹„ 3   Œ†Ž‡‘ ˆ 。  Table 4 Peak acceleration of subway station structural floor  / m·s - 2  / %       1. 50 1. 53 2  1 0. 95 0. 99 4  2 1. 03 1. 02 1  1. 23 1. 19 3 Table 5 5   Maximum internal force of center pillar in station   F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m  6 100 476 802 16  7 050 375 903 35  8 110 513 1 882 30     F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m  6 020 456 762 15  6 950 382 913 35  7 990 518 1 904 30   e/ % F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m  1 4 5 6  1 -2 -1 0  1 -1 -1 0   5 Fig. 5   ­€‚ ƒ„ Time history curves of relative horizontal dis placement and envelope diagram of relative horizontal displacement between floors at dif ferent building heights 5 ,‹„ 3 ‹„ 4 ‰’, Œ†Ž“,   ”; ‘ 土木工程·207· «6 Œ 687 ¬®¯,°:±²³´µ¶‘’“ƒœ‰· ,10   - ,   8% ,19  -  , 26% 。   „” •–。 ] 7 }~&ˆj‰Š‹c‡ Table 7 Maximum internal force of center pillar in station   19   F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m ‘ 6 100 476 802 16 — 7 050 375 903 35  8 110 513 1 882 30  。  6 。  6  。 10  ]6  S„}~BC €‚ƒ†‡ F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m Table 6 Peak acceleration of subway station structural floor ‘ 6 350 471 743 12  / m·s - 2 — 7 320 407 959 32  8 440 575 2 114 26  / % 19  10   1. 50 1. 50 0  1 0. 95 1. 10 15. 8  2 1. 03 0. 93 - 9. 7  1. 23  1. 21 e/ % F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m ‘ 4 1 8 33 — 4 8 6 9  4 11 11 15  - 1. 6 ˜ ,­€, , ,  ™;‡ , ‡, ‡™。 2. 2. 3  Fig. 6 '6 š‚›’ƒ ˆ„ †› ‡›, ˆ œžˆ 1 žˆ 2。  7 š‚›’ƒ  }~€‚ƒUVWX Time history curve of station roof acceleration ‘’“ ‰Š  6 6 ­,  €  ‚ƒ„ 。 7 ­, €žˆ 2 ‹, žˆ 1  , 60% ;  , †›Œ , , 16% 。 Ÿ ‡。  7 ”’¡( ¢£“) , ƒ¤¥Ÿ›’¦§  7 †­ ,Ÿ¨‹š‚›”•© ,  ¤¥,ƒ–œ—˜‹š›’™ , ‰ ª, †Œ ˆ 11% 、11% 33% ,   。 ‰, Š‹ Œ€ƒ  ‹Œ,  ,Ž ·208·土木工程 †›‘ ­:  ‡ 4% ,  ;‡、 Œ,Ž 75% 。  ‡›  ,‘’“ ¦•–。  8 š‚›’ƒ  , 8  。 688 – — ˜ ™ š  › › 8 ž 29 Ÿ œ   Table 8 Peak acceleration of subway station structural floor D / m·s - 2 C4 / %    6 1. 53 1. 83 20 1 0. 99 1. 55 57 2 1. 02 1. 13 11 3 1. 19 1. 16 2. 5  9   Fƒ €‚ ­ €‚ 。  9 -,  Fƒ„ ­ , ƒ、 ,  ƒ、 I J  K J     C 4 †   15% 、 30% 、42%  38% , I J  „ ; ‡  1 8  ˆ, ,) KJ ­ ‡ 2。 +Fƒ   ‰Š4, W。  7 Fig. 7  9  Time history curve of relative horizontal dis placement and envelope diagram of relative horizontal displacement between layers Table 9  *     Maximum internal force of center pillar in station  F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m G‹ 3 260 349 434 15 GŒ 3 800 195 413 34 G‚ 4 360 392 1 190 29 €A  F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m G‹ 3 670 429 570 10 GŒ 4 320 137 256 22 G‚ 5 010 429 1 693 22 €A 8 Fig. 8 e/ % F Z / kN F J / kN M W / kN·m M N / kN·m G‹ 13 23 31 - 33 GŒ 14 - 30 - 38 - 35 G‚ 15 9 42 - 24 €A   Time history curve of station roof acceleration  8  8 -,   ,  U  Žƒ„ ,    ,LVW;   ,  C4 57% , €‚,         ,W, XYW。 ­ ‘’“12€ˆ , C 4 75% ;   ‘’D   D ,†‡ ,C4 57% ;  Fƒ ”;­ € (, 63  Fƒ=>(, “ Fƒ=>•­。 土木工程·209· ”6 • –—˜,™:š›œžŸ¡ 2. 2. 4   Kobe  (  )  Taft ( ) [15 - 16] , 1。  9  ­ ‘ 689 ­¢ ,†’ €“,ˆ†‡ˆ 。   。  9      ,Taft    Kobe ,     13% 。  Taft  ,   ­€, ‚ƒ„  ­。 9  Fig. 9  Relative horizontal displacement timehistory curve and interlayer relative horizontal dis placement envelope diagram under different seismic wave spectral characteristics  10 †    † 。 ˆ‰ , ‡ Š  ‰­ ,‹Œ€‚;Taft   †  48% , ·210·土木工程  Kobe ,   ƒ, „Ž†  10  Fig. 10  Acceleration time history curve and fourier spectrum curve of station roof 690 Ì Ê Í Î  10  。  10  Table 10 Maximum internal force of center pillar in station     ª  、 ƒ 。 —˜™šŽ‘ 3 230. 0 2. 9 F J / kN 270. 0 358. 0 32. 6 : M W / kN·m 352. 0 456. 0 29. 6 [1] M N / kN·m 11. 3 14. 7 30. 1 F Z / kN 3 680. 0 3 760. 0 2. 2 F J / kN 135. 0 190. 0 40. 7 M W / kN·m 293. 0 419. 0 43. 0 M N / kN·m 18. 2 29. 1 59. 9 F Z / kN 4 260. 0 4 330. 0 1. 6 F J / kN 286. 0 369. 0 29. 0 M W / kN·m 1 130. 0 1 500. 0 32. 7 M N / kN·m 16. 7 25. 0 49. 7 ­  €。 . •‚›œ”ž‰Ÿƒ“¡„ [2] ‡­  [4] [ J] . “¬®ªª«, 2012, 52(3) : ‡¦, ¯†‡, ˆ. ””•£ - Œ - §¨–— °’ “  ±   [6] [7] [8] ‡¦, ‡˜Š, € ‹, —. •£ - Œ - °’ “± ´µ  Š。 (3) ‹Œ‚ ­Ž‘  。 ’“”,   ‘™Ž. ‚‡ˆ - š - Œ›˜œž‚Ž€·¸[ D] . Ÿ¡: Ÿ¡ª, 2009. Mroueh H, A full 3D finite element analysis of tunnelingadjacent structures interaction[ J] . Computers and Geotechnics, 2003, 30 ˆ‰Š, ‘¹’, ¢ £“. Œ ; •‹Œ ”º»®¤ [ J] . ©ªª«, 2003, 31(7) : 757 - 761. ¼»•½¦¦¾–¦—˜¿. GB 50010 - 2010 „ À§¢[ S] . ÁÂ: ¦„ ®Ã™š, 2016.  Li W T, Chen Q J. Seismic performance and failure mechanism of a subway station development software for nonlinear soilatruc [ 12] 2018, 22(2) : 765 - 776 Kuhlemeyer R L. Finite element method accuracy for wave propa gation problems[ J] . Journal of the Soil Mechanics and Founda tions Division, 1973, 99(5) : 421 - 427. [13]  Ä. ›¨»®¤¥„ ¶œ©»®¤¥ª·¸ [ D] . ÁÂ: Á®Ãª, 2004. [14] žŸ¡. ¢Å©Æ£ž‰ [15] ¤Ç¥, €¦§. ‚’“””ÈɁ “[ D] . ÁÂ: Á®Ãª, 2015.  [16] ª¬®, Ê 192 - 199. ¤«„ [ J] . ª¨©, 2018, 39(3) : 562 - 572. «, €¦¬. ‡ˆ‚”®Ë  Œ ‰ , Œ ƒ [ J] .  Œ ª¶ ®³ ª «, ture interaction analysis[ J] . KSCE Journal of Civil Engineering, , ‰  [ J] .  Œ ® ³ ª «, (3) : 245 - 253.  Š, ‰² 2015, 34(6) : 1276 - 1287. 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":  ,  3D  10 ,  FLAC  ­ € ‚ ƒ„   †‡ ,ˆ‰Š‹ŒŽ + ‘’ + ­‘ŒŽ “€ ‚”ƒ , „•„  –—。 ‚ :•„  ˜™­†‚‡ˆ , 11. 5 mm, š›‰ ”ƒŠœž ˜‹”ƒŸŒŽ‘’¡­“”; ¢•˜‹£¤ 0. 8 mm,¥¦–‰§¨。 —©ª˜«, ‹ŒŽ + ‘’ + ­‘ŒŽ ‘“€ ‚”ƒ”ƒ™ ¬®。 #$%:; ‚”ƒ; ; ; ¯°; ‰Š doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 06. 005 &'()*:TU942 +,-*:2095- 7262(2018)06- 0625- 05 +./01:A Supporting effect of pipe shed on super shallow tunnels in fine sand stratum Tao Lianjin1 , Wang Zhaoqing1 , Yang Xifu2 , Bian Jin1 (1. Key Laboratory of Urban Security & Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. China Railway 23rd Bureau Group Sixth Engineering Co. Ltd. , Chongqing 400000, China) Abstract:This paper introduces a study designed to obtain the effect of the advanced support tech nology of the ultrashallow tunnel in the fine sand stratum. The study building on the shield tunnel of the No. 10 line on the tunnel section of the Beijing metro new airport line involves a threedimensional numer ical analysis of the excavation process of the upper half crosssection soil using the FLAC 3D finite differ ence software; and, combined with the onsite monitoring data, an investigation into the effect of ad vanced support technology employing deephole grouting, pipe shed, and advanced small duct grouting on controlling surface settlement and influences of the excavation of upper soil on the existing lines. The results show that the excavation of the upper soil finally produces a single groove shape, with consequent settlement amount of up to 11. 5 mm and the occurrence of the maximum settlement directly above the middle two guide holes; the longitudinal maximum ridge of the existing cable structure is 0. 8 mm, ade quate for structural deformation. The practical engineering verifies that advanced grouting technology u sing the combination of deep hole grouting, pipe shed, and small duct provides a better application effect in controlling surface settlement. Key words:tunnels; surface subsidence; hole pile method; advance support; numeral calculation; onsite monitoring 2345: 2018 - 09 - 30 6789:  :;<=>?:  (1964 - ) , ‚,   edu. cn。 ·212·土木工程 ­€(41572276) ƒ„,  , †‡, †‡ˆ , ‰ Š‹Œ: Ž  ‘ ,Email:ljtao @ bjut. 626 0 Ì Í Î Ï   Ð Ð ª«ˆ  Ñ 28 Ò œ € ®,   š  ‹”¬ŠÈ ¯‘ , ‹58 , û‚ƒ‚“  ‹¢ 、 Œ¢ 、 ¥¢ 、 ¥Ž¯¬ŠÈ 5, 、,ý ,    [1]  。  ,Èd [2 - 4] 8 。  d  ,È  160 m ( [5] ƀ ‚ƒ ­ 。 h [6]    , ­  ‚Èd (È d ‡ ,ˆ‰。 hŠ   3. 6 m s“ > 5. 4 ~ 16. 1 m 2 , > 3. 6 ~ 5. 4 m ²” 、 ”†  ‹ 5 c é 。 ,ˆ  [10] È ”。 •  –§È , þ —¢ 。 ˜,™ “† 5 š  ›5È þ‚ ,16. 1 m ‚ ,  ¢ƒˆ † ˜È , ‹ •³´ , „µ¶。 –‘—–Š “©,­A 5™· š¯ ´ †,¸‡ˆ¹, ¸ Ȇ‚, ˆ›È  œº¶,ž‰,·•ÈŸ†–  Š。 ‘Œ»È—¼¯‰, ¡½ ˆ¾ ‹ º ˜¿, ˆ  ‚­ 。 ƒ¢ýŒŽ ” £,ŽŒµ¶‘‹À + È + ‘•È  “©¾‘ 。 ž€’t”­€“ ˆd Œ,Ÿ † 。 ‡²” † ÈŒŽ,‘’t“ˆ5 œ。 1. 07 m。 ¢ƒ”£ , ‚ > 0. 5 ~ [8] 5Èd [9] 600 mm Œ¢È ¡   ’  ° Ž ‘ ± “ ‘ ’ ‚ A [7] 。 „ , ‰ ™Œ‹À,À£šÁ¨ ˜,Œ» 50 mm,À†‚ 0. 8 m × 0. 8 m, ’“›» Å ƒ¡5„µ。 — 0. 5 m,Ãđ¢œ - ¢žŸ¤’,  1 ¥¦ ¢ —  † ‡­ €、û‚ƒ€ˆ£, †‚—û‚ ƒ, ‰¤Æ€¥¦, §¡–Š。 ¢ „ ††, ‘‡5, ‹ˆ ­ 264 m,‰ 60 m。 ‹— 3. 5 m,z ›。  ¨©,Ž 1。 0. 5 ~ 0. 8 MPa。 ¢¡Å 108 mm@ 400 mm È, ›Œ5Å , ‘ ¥   10 c ( šŒ‰› ¤•±、¦¶¢È§¨d, È ±¡Å、  £© “。 ¢ †‹ 10 c ƪ ȃ«( 60 m, –Ʊ¦¡Å, ­ÖÇ® È¡Å™,‡È5Œˆ ‚“  ”¤ŋ  ˜¿。 •, ÈÈ­¬‘ ±¡Å、£©,£©( 2 m。 É¾È ‰,È£®º¯° 1∶ 1 ¢œ“½。 – •ƒ  180° ”¡Å‘•È ,ɱƒ‰,›‘ ʨ。 ‘•È ‘ DN32 mm × 2. 75 m ÁÈ, ( 2. 5 m, ¥ ¦ Å ˜, Ë ± † ‚ •  ƒ  400 mm ( € Ø 200 mm) , ²   § ¨  — , © ³ Å ° ª ³ 10° ~ 15°,‘•È‘«¢œ, ¥¦Ç®  0. 3 ~ 0. 5 MPa。 ¢‘‡¨´5, 1 Fig. 1  New tunnel cross section  ƒ ¨´, ›‘ƒ  ˜ ¿, œµƒ ‹‚­,‹ º¶µ 土木工程·213· ¹6 º 。 。 3 Table 1 ¤ + ˜ + ¤ d,²d(  1) 、 ¤(  2) 、¤˜ (  3) 、 ¤ + ˜ + ¤(  4) 。 FLAC3D ±     60. 0 m, à    45. 8 m。 , × x z ,× y  Fig. 2 3. 2 ,×  2  。 2 , μ 1 920 5. 5 4. 1 0. 20 5 15 €† 1 900 18. 9 9. 7 0. 28 0 25 †©‡ 2 050 74. 1 30. 3 0. 32 0 38 ¤ 1 900 1 520. 0 781. 0 0. 25 600 31 ˜ 1 900 21 000. 0 16 000. 0 0. 25 — — 9: c / kPa φ / ( °) 13. 1 mm,Ž˜¨ª 10. 2 mm, ­² œ ›·ž™ŽªŸ¡, ˜¨ ªÝŽ«¬ 20 mm 。 » ¢®¦™Þ¯™, ˜¨ ¦™©¤ ƒ,˜¨Þ¯ª 0. 8 mm, »˜¨Þ¯ ªß¨°˜¨Þ¯ª, Ý»¢Þ¯’ ±«¬ 2 mm 。 š›Ð  d¢¢à²¨£³´Ÿ, ©ÚÀ²á К¨µ,¤¶ :‚¡,。  3D model ­€。 Ø :‚ ,­ƒ„ 9:、€†、†©‡。 :‚ ‚Š - Ùƒ ˆ‚‰, ‹ÚÛ , ‘ ŒŽ„   。 — ’¤ “: ¤。 ˜”†•   ‡, –ƒ—˜。 † ˆ‰™, ‹žŸ¡ 3. 3 G / MPa    K / MPa ρ / kg·m - 3  ,  1   Physical parameters of soil layer :  3. 1 627 €»,•:€†–Q—˜d 3. 3. 1 ŠšÜ›œ­€: ,¢ŒŽ 1。 3  Fig. 3 Vertical displacement   ‘Š 4 ’ƒ—‹ “£¤,¥—‹ à  ¤ 13 m 25 m :‚”»¢ , ¢ 3 。  3 ””•¦,–—§,:˜¨ ¦™©š›–² œ, ˜¨ª ·214·土木工程 Ž s z , ·—‹¥  d,ƒŽ¦ 4 。  4 ” §, ©   1 ’  ƒ,  Ž ˜ ¨   ª ­ ¸ 45. 2 mm,© 4 ’ƒ,  Ž ˜ ¨   ª   10. 2 mm,  ¨   1  Ž ˜ ¨   ª Ÿ   77. 4% 。 ©”Œ,¤ + ˜ +  628 î ï  ð ñ 。  › ò €。 ò ô 28 õ ó †‡Èˆ‰˜©·²ËÌÅÆ Ž• º¹§Ž•½¾¸¹, Ž•º¹©·Éà 5 ~ 10 m,–Í©·Éà 10 ~ 20 m, ο³´¸Ï–¿ ©·,Ы¨©·Ñ 6。 Fig. 4 3. 3. 2 4  Surface settlement deformation of four working conditions Fig. 6   5 。  5  , 4 ­,€‚ƒ„  1 ~ 3 ™,  †‡ ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”Ž•–— 5 m ˆ‰˜,  ›‘’“”Ž•–— 10 m †‡ˆ‰š ˆ‰,œž Ÿ›¡¢££¤¥¦。 4. 2 4. 2. 1 6    Vertical deformation monitoring of tunnel structure   ¨©ÒÓ°±Ô 7 。 ÕÖ  7 ,×ƒ„¬®ØÙÚ,׃„¬®´Û€ ÂÜÝÞ°±,Ÿ›°±¢§ 10. 9 mm;߃ „¬®ØÙÚ,߃„¬®´Û€ÂÜÝÞ° ±,Ÿ›°±¢§ 10. 5 mm,à׃„á߃„ ¬® †‡,Ÿ›°±â›;Ž‚–ƒ„ ¬®ØÙã, Ž‚ƒ„€ÂŸ›°±¢§ 11. 5 mm,äå°±¦ 20 mm Fig. 5 4 4. 1 5  ‹æ。  Vertical deformation of existing cable structure of four working conditions  Fig. 7  §¨©€‚ƒ„ª«¬®¥¯Ž ¢,²¬®³´Žµ¶ °± §Ž•,Ž•© ·¸¹Ž•º¹€,–— 20 m ˆ‰˜»Ž• ¼–—½¾¸¹ 13 ¿©·。 ³´º¹À Á“”¬®Â¼、ì®·º¹ 15 m Ä。 “”ÅÆǼ¨©·¸¹ÈÉÅÆ—Ê 4. 2. 2 7  Surface settlement deformation  ÅÆ Ç¼çÀ JLC501、JLC502 – ·(  6,JLC501 §ß“”è‘’“”éê·º ¹,JLC502 §×“”è‘’“”éê·º¹ ) ë ìÕÖ,í Úɧ t,ÅÆǼ§ s y , 土木工程·215· 6¿ 629 ÀÁÂ,Ã:ñòó²Øôõö~}ƒžŸßÀ  8 。 ßàáⶃ¬ãà。 ÈäåÍ˲ ³´µæçƒèé, êë일½¶ìí îï ðÌ,æç²³´µ。 6   (1) ñòó²ØôõöÈ÷øåÍ ùú—û¢üýþÿ + ~} + ¥~ô|þÿ{ [,²³‹‡´µ©\ 11. 5 mm,‹‡´µÐÑ Fig. 8 !8 —ÒÓ]ÈÔ。 -./01234+, Vertical deformation of existing cable structure  8  , 40 ~ 80 d  ,  ­€‚ƒ„ , †‡ˆ ,‰Š‹‡ŒŽ 0. 15 mm / d。  ‘’“”ˆ•–, 100 d —“ (2)  , ‹‡„ ©\ 0. 8 mm,_`ƒ°±。 „ Ñ ‹‡ƒÐ @?ƒÐÑ。 º (3) üýþÿ + ~} + ¥~ô|þÿžŸ{ [û¢ =<—, æç ôõö> ²³´µßÀ‚;,‹´µ©_`æç°±, :¬ãß。 ™‡ƒ”š, ›œŽ žŸƒ¡¢, £‰Š¤¥, ™¦•§,  IJKL: ‰Š¨©ª«¬®¯ƒ°±。 [1] 5 [2] „ ^ä„ ˜ , , . ô|~}žŸ ¢[ J] .   , 2006(8) : 58 - 60. . ¦~} þÿô|žŸ{[ /ú—ƒû õö ‡  ,  . ¦‡~}:/ /  [ J] .  ä  / ú, :/—ƒû¢[ J] . /‡..-( Ç,.) , 2006  (5) : 85 - 87. ²³´µ¶·¸¹º 9 。 »¼½ƒ¾¿À [3] 2003(12) : 80 - 81. [4] ­ € ‚. ‡ ~ } [ C] / / — ôõöƒ‡ „/ú—ƒû¢ †‡.º/ú.ˆ²+/ú¸ˆ, —å‰/ ú.ˆ¨²+/ú¸ˆ, Š‹Œˆ. Ύ‘’Ó “º²+/ú.[º{[”•ˆ–—*( +˜) . ™š: — [5] †‡.º/ú.ˆ, 1999. Pearse G. Gorund treatment[ J] . World Tunnelling, 1996 (4 ) : 100 - 107. [6] › . œž²Ÿ)(+~} ¢: è¢@£‡., 2017. [7] !9 Fig. 9 žŸ{[”¡[ D] . è ¤¥. 󦆲Øô¦~}{[û¢º”¡[ J] . §¨ ®¯, 2017, 61(12) : 101 - 104, 119. '()*BCDE?F60>GH Comparison of simulated and measured results of surface subsidence  9 Á, ²³Âˇ´µ©Ä‡ˆÅÆ ·,˜Ç ¶·ÈÉÊ, ›ËÌ͔šÎÏ, ‹ ‡´µÐÑ —ÒÓÈԗÕÖ×, « ¬ Peck ²Ø´µÙƒÚÛ,ÜÝ­¶·Åރ ·216·土木工程 [8] ›‘©. ¦‡~} ªåõö«ƒ:/{[[ J] . ,{¬ -, 2016, 13(34) : 59, 61. [9] ®¯, ° ±, ²³€. ~} ¡¢¨æç{[[ J] .  [10] ¶ · ¸. þ ÿ ~ } ²´µƒ«:/—ƒ , 2016(9) : 75 - 78. ¹º»¼½ßû”¡ [ J] . ²+¾Òº/ú.-, 2014, 10( S2) : 1853 - 1859. ( MN )  24  2           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  3    Vol. 24 No. 2 Mar. 2014  , ,  (  ,  150022) ":   。  ­ ,€‚ƒ„ †‡,ˆ‰Š‹ŒŽ‘‰’“”•–—˜™šŒŽ›“, €œžŸ ! ¤¥¦。 ¢§–¨,©¦ª«¬®¯Ž°‚ ƒ±²,‚’‰³´。 ­¡¢£ #$%: µ¶·¸¹; ‚ƒ;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095- 7262. 2014. 02. 022 &'()*:TU375 +,-*:2095- 7262(2014)02- 0211- 05 +./01:A Design method for reliability for reinforcedconcrete members exposed to fire QIAO Mu, GAI Fangfang, ZHAO Jitao ( School of Sciences, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper follows from the need for an alternative to fire resistance design of conventional reinforcedconcrete member which fails to provide scientific explanations o the uncertainty occurring in projects. The paper proceeds from the perspective of the structure reliability index,uses cohesive function to reduce the order of performance function of structure resistance as indicated by higher order integrals, and produces a novel fire resistance design with a relatively simple calculation. The calculation shows that this method combines the advantages of safety factor and reliability and thus promises an application in fire resistance design of building structure. Key words:reinforced concrete structure; fire resistance design; structural reliability analysis [1] ›œ— ˜ – ž Ÿ ¡ ¢ £ ,   ¤ — ˜ ¥ ¦ § ‹¨š—˜¥©ª«¬®¯® , °± , —˜™ ç•è ²³´µ¶“”·¸ 。 —˜ ¹žº »¼ , ½¾¿ÀÁÂ÷ġ , ÅÆÇÈ Ü÷øù ¦À·ÉÊË 、 。 ¦“”é ê ë ì í, î ¹ Ð â•è“”•ïðñòáóô´õ 。 ›ö [2] ú¼ûüÀýþ¯ÿ~ ÌÍÀ  Î Ï , } ó • è é ç è | { 、 [ \ ]  , ÔÕÖ ´ Ð ÌÍÀÎÏ 、 Ð ÑÒÓ × Ø Ù Ú Û。 Ü Ý   Þ ß ´ ^ , _` @ á ? >=< ;  : / . û ü  - , 。 +*•è) ( ' & % $  ñ # ú ¼ " ! • è , 0 àá â  “ ” ã ä, “ ”   å æ Ù 1=! Ð ¹.2žº»¼:345678 2345: 2013 - 10 - 08 6789:  :;<=>?: „ ­€‚ƒ(11202070) (1978 - ) ,†,‡ˆ‰Š‹,ŒŽ,‘’,“”•–:—˜™š,Email:qmqmqm23@ 163. com。 土木工程·217· 212 Ø Ù Ú   ,  、   。   ‡ ˆ ‰ Š ‹,  Œ ˆ ‰ ‡ ‘ ’ “ ” • –。 — Œ ˜,   ­€‚ ƒ „  ­€ Ž † † ƒ„Ž †   ™   ‚   š ’  ›  ,  œž ­€ƒ„Ž†™ 。 1  1. 1  Û µ    P( a - ε≤γ≤a + ε) ≥1 - ¥ a - ε = 1, P(1 ≤γ≤2kμ γ + 1) ≥1 - P S ≥1 - ,›ƒ™,ƒ„ Ÿ Œ¡¢。  š™, Œ Ÿ   ,  ›ƒ£, ¤,£²¡¥Œœ³´„¦ µŒ Ÿ。 ¥ W= ²¡¥。 ‡Æ ˆ‰  DŽ”•,– γ = R / S, ©Ïªš (2) Ä, [3] R S ›ƒš¼²¡¥ț’“¤: ∫ f ( γ) dγ = ∞ γ 1 ∫ [ ∫ Sf ( γS) f ( S) dS ] dγ, P = P( γ ≤ 1) = ∫ f ( γ) dγ = ∫ [ ∫ Sf ( γS) f ( S) dS ] dγ。 ∞ ∞ 1 0 R 1 ∞ 0 0 S 1 f 0 R 2 (2) ¹³ γ ¦´«¬ Ð, ( 2 1 - δγ 槡 ) PS 。 1 - PS (3) ¦,  ¹³Ñ´Ò°¢¤ 1 ≤γ≤(2k μ γ - 1) ,γ Ǒ μR μR 2 μR + σ = (1 + δ2c ) = γ c (1 + δ2c ) , μ S μ3S S μ S μ S ———¦´; σ S ———ª²³。 : ∫ Sf ( γS) f ( S) dS。 P S = P( γ > 1) = 2  μγ ≈ ∞ 0 (1) Æ:γ c ———Ʊ ¹³; μ R ——— Ÿ¦´; ¹³¥™šš³ f γ ( γ) = 2 ÊË(2) ¼ (3) ,£ μ γ ®¯ —˜™ƒ„¾š­€¢Ÿ¥™šš³È ›¤ f R ( R) ¼ f S ( S) , †¾š¼¢ŸœžŸÉ,  Ä 2 μ γ [ δ γ + (1 - k) ] , ( kμ γ - 1) 2 μ γ ≤1 ¹³¤ Æ:γ——— ¹³; R——— Ÿ DŽ; S——— DŽ。 2 μ γ [ δ γ + (1 - k) ] 。 ( kμ γ - 1) 2 2 Âà DŽ 2 μ δ P S ≥1 - 2 2 γ γ 2。 μ γ δ γ + ( μ γ - 1) ¹³, Š‹Á¶·Œ, ŽÁ [2] 。 Ǒ ¹³’“¤ Ÿ μ γ [ δ γ + (1 - k) ] , ( kμ γ ) 2  W  k ´Ä´Í, Ή (1) Ä: ¶· ­™¸« ¹³º» ¼ Ÿ。 ˜Œ,½£ ,ƒ „¾š¼‚­€‚¢Ÿƒª „¿ÀÁ  , † Ăŏ„¦›ƒ à žž E[ ( γ - a) 2 ] 。 2 ε Æ:μ γ ——— DŽ γ ¦´; δ γ ——— DŽ γ Ǒ¹³; k ———§•¨³。 ÌÄ ‡¤›ƒ£œ ¥¦™”。 § ˜,¨©ª«¦¬®¯°±›ƒš™” Ý 24 Þ Ü γ S  R2 £ μ R ¼ μ S ´µ¶Ó·¸ÔÕÄ S2 γ c ≤1 [ (1 + δ ) - 槡 2 S Æ:δ R ——— ŸǑ¹³; δ S ———Ǒ¹³。 ©¾š¼¢ŸÈÖ (4) º ] ( δ2R + δ2S ) P S , 1 - PS  (4) ×, ¹« ¹³Ò°。 ˜™¢Ÿ¼¾š¦» ¼½¾ÈÖ,¥ γ c = μR , Ĝ¿ÀÁ μS ê’Ĥ ÊË¡•¢£¤Ă E[ ( γ - a) 2 ] P( | γ - a | ≤ε) ≥1 - , 2 ε ·218·土木工程 γc = 1 + β 槡δ2R + δ2S - β2 δ2R δ2S 。 1 - β2 δ2R (5) ½2 ¾ 1 2 ¿ À,Ì:·Á›ƒ„  φ( t) 。  ,   μ R ≥γ c μ S 。   Xj ,  Xi  φ i φ j  φi X i + φj X j = X2i + X2j 槡X + X 2 i , n    , Z = ( x1 ,x2 ,…,x n ) ,  , Z  n : 1 2 { [ ( xg ) σ ] } = g( μ1 , μ2 ,…, μ n ) = β ∑ 2 i =1 i n 2 xi β∑ φxi σ xi 。 ­€ ‚ƒ„ †‡ ,Z = g( R,G,Q) = R - G - Q,  R、G、Q  ˆ‰Š‹­ μZ = μR - μG - μQ , σZ = 2 μ 2 2 R σ +σ +σ , 2 R € ŒŽ。 ‘’ 2 G 2 Q μ 2 2 G μ 2 Q γ Q = 1 + φQ δ Q β, , } 1 ln 1 ∑ exp( - a T R i ) , aT m i =1 m [ ] (8) ‡:R i ———¥™ƒ¡—¢¤—œž; a T ———‹¦ § ¥ ¦ ª   ­ ®   ˆ   §。 ¨ƒ©™ª« ™¨¬ˆ, ‰Š‹ ‡(8) ®¯°œž¬™¨°。   —ƒ „ † ‡ ± ± ² ² ³ ³ ¡, ´ ¨  l = 4 0 m,²²µ¨ b = 300 mm,˜¨ h = 600 mm,¶„ ¾ˆ—¶·¦¼ —»§ž°。 μ R (1 - φ R δ R β) = μ G (1 + φ G δ G β) + μ Q (1 + φ Q δ Q β) 。 γ G = 1 + φG δ G β, R =- ™ª«,Ž (1) »’¡¶·¦¼¸ ½™œž¹º°,œž®œžŸ—;(2) » “” γ R = 1 - φR δ R β, ˆ,Ž‘ ˆ, º μ G = 9 54 kN·m, σ G = 0 668 kN·m, μ Q = 36 078 kN·m, σ Q = 8 406 kN·m, Š‹ ISO834 © 2 2 2 μ R - μ G - μ Q = β 槡σ R + σ G + σ Q = β( φR σ R + φG σ G + φQ σ Q ) , ’• œž ´¥ 0 9% , Š ‹ C30 † ‡, · ¸ µ ¹ ¨ d = 30 mm。  ¢  ¦ § œ ž      ( Rg ) σ + ( Gg ) σ + ( Qg ) σ = 2 ¦§ Œ­“¨”•©ª。 2 i =1  Ž , Ž œžŸ—。 ­€¡—¢˜™š‹ ¯£,œž¤ = 槡X2i + X2j 。 2 j ‡(7) ˆ,  ‰¦§Š‹¦§ G、Q , ¥Œ¥„€ σ R 。  «–, —œž©—¢¤— ˜œž,¬™¨š››—œž®’ 2 2 φ j = X j /槡X i + X j = X j / X,   ’ 2 2 φ i = X i /槡X i + X j = X i / X, 213 †‡—  ¬™¨, ­¿™› (1) ¿™›¡œž‰ÀÁ †‡¹º Œ,¢Âƒ„‹ A s = (600 - 30) × 300 × 0 9% = 1 539 mm2 , (6) ξ= ¾ˆ α s = 0 154,‘’ÃÄÅ š‹›œž‚Ÿƒ¡„  ¢ ƒ¡, £¤œž¥„€† ¦¼œÂ»§ž M u = α s bh f cm = 0 154 × 300 × 570 2 × 16 5 = 2 0 247 7 kN·m, σR , φR = 2 2 2  槡σ R + σ G + σ Q   σG , φG = (7) 2 2 2 + + σ σ σ Q R G  槡  σQ 。  φQ = 2 2 2 槡σ R + σ G + σ Q  , —˜™ –€ As fy 1 539 × 310 = 0 169。 · = bh0 f cm 300 × 570 × 16 5 Æ[4] ˆ,  { μ R = 279 9, δ R = 0 1 。  ISO834 ª«š‹›¼¤¡²²™¨¬Ç È 1 ¤。 §ÁÆ [2,5 - 6] Ž Œ, ’¡¥ É60 minʘžŽ‡ 3 1 1 μ R = - ln exp ( - a T μ R i ) = 98 76, aT 3∑ i =1 { [ ] σ R = μ R ·δ R = 9 876 , 土木工程·219· 214 ½ ¾ ¿ ´ À Á φQ =                 µ  µ à 24 Ä Â σQ 槡σ + σ + σ 0 647。 2 R 2 G 2 Q = 8 406 2 2 槡9 876 +0 668 +8 406 2  60 min   β≥3 2, γR = 1 - φR δR β = 1 - 0 69 × 0 1 × 3 2 = 0 78, γG = 1 + φG δG β = 1 + 0 05 × 0 07 × 3 2 = 1 01,           γQ = 1 + φQ δQ β = 1 + 0 65 × 0 233 × 3 2 = 1 48,                     0 78 μ R ≥1 01 μ G + 1 48 μ Q 。   β≥3 2  (8)  ­             ,             †„‡,ˆ ‘  60 min, † š›, ­ ˜™ œ I žš›,€—˜‘‚œŸ’ƒ–,„(8) ¡    „。 β = 3 2,­’“,Š‹”•‹ –,— ­   €‚ƒ ‰Š‹ŒŽ ‹。    1 1 μ R = - ln exp( - a T μ R i ) = 95 13 kN·m。 aT 3∑ i =1 3 [  ¢,†‡€Š‹ ] ŒŽ 279 9 kN·m > 95 13 kN·m,。 3            ˆ‰Š‰­£¤”¥‹Œ¦™§    ’§。 ¨©ªŒŽ«   ‚Š €    1  Fig. 1 Beam temperature distribution Ž—ŒŽ« ‘’“”,  ,– ®‡¯°­ ISO834 —˜Œ™šŽ, — σR  槡σ R + σ G + σ Q 2 2 9 876 2 槡9 876 + 0 668 + 8 406 2 σG 2 槡σ R + σ G + σ Q 0 668 2 2 2 ’±。 = ˜‚² ´µ°¶‚Š 2 = 0 690, Ž ‘‹ ­®§³。 ’§ — –›, ·œ “¸¹,ž¥Ÿ¡。 : = 2 2 2 槡9 876 + 0 668 + 8 406  Ž†¬‡, —ŒŽ•«  ·220·土木工程 [6 - 7] [5] ,  60 min  (2)   φG = (10)  (9) , ,   3 471 2,  } (9)    φR = = [1] = 0 050, TERRO MOHAMAD J. Numerical modeling of the behavior of concrete structures in fire[ J] . ACI Structural Journal, 1998, 95 (2) : 183 - 193. [2] ¢£¤, ¥ ¦. º»€‚Š §¼¨ Å2 Æ bility analysis of reinforced concrete beams under high temperature (1) ———、、 [ J] .  [3] ,  [ C] / / 2010 Third International Joint Conference on Computational . [ M] . :  Science and Optimization ( CSO2010). Huangshan: [ s. n. ], 2010: , 1993: 37 - 65. [4]  [5]  [ D] . .  ­€ ‚ƒ„, 2011: 31 - 33. , , ƒ, . ­€: 327 - 330. [7] Ž ‘ ’ “. GB50010—2002 ‰Š‹ ’ ”•[ S] . : Ž , 2011. †‡ˆ‰Š‹ ­€ ‚ƒ„„Œ, 2011, 32(8): 997 - 1000. [J]. [6] , 2008, 38(4) : 98 - 103.  215 ,:‡ˆ‰Š‹  (  WANG ZHENQING, QIAO MU, ZHU DALEI, et al. The relia ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  194 ) 。 –—˜ š˜  )›   ™ ­€‚ Z ƒ„ 、 ™  ,« ( †‡ˆœ ž ‰ Š Ÿ ‹ ¡。 ¢£¤ŒŽ, ‘ƒ„’–— ‡ˆ‰ŠŸ‹¡,‘ Ÿ ¥“¦§¨ œž † [4] ‚, 2007, 21(4) : 55 - 57. , , . ‚ ·[ J] . € †™ [5] ¸ † †±¤, 1987, 11(6): 27 - 34. 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":  ,    ­€‚,ƒ„ †‡ˆ‰ ABAQUS Š‹ŒŽ‘’“ †‡”•–—˜™š› -  œž”Ÿ,¡¢£ ¤› - œž Mises ¥¤,¦§¡¢ ¨  ­ , © ª™ £«€‚。 ¬®¯: °„±Š‹ŒŽ‘²¨ ­³´ 0. 92 µ,¶·¸¹º³˜± , »¼½¾¿ÀÁ ·。  ÃÄ © ª™ÅÆÇ·, È ÉÊË 80 min ¼Ìͪ™Â·ÎÏÐ; ј ”Ÿ ÒÓÔÕÖÏÐ,ׯ³˜¶ØÙ。 #$%:;  ; Š‹ŒŽ‘; ; †‡Ú;  - œž doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 04. 019 &'()*:TU391 +,-*:2095- 7262(2016)04- 0448- 06 +./01:A Thermal stress of overhang type end plate connection nodes of steel structure in fire JIANG Fengguo, ZHENG Zhongyuan, LI Guo, KONG Chao ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is an effort to investigate the effect on the node force performance by the ther mal stress found in steel structure exposed to the fire disaster, together with the proportion between ther mal stress and total stress. The study consists of simulating the temperature field and thermalmechanical coupling of overhang type end plate connection nodes using the finite element software ABAQUS; working out the thermal stress deformation figure and the thermalmechanical coupling Mises stress nephogram; analyzing the thermal stress accounted for the proportion of total stress in the fire; and changing the rela tionship between the deflection of steel nodes in the fire, The results show that the thermal stress of over hanging end plate steel node in the fire accounts for more than 0. 92 of total stress, greatly weakening the mechanical properties of the structure in high temperatures, in which case the main contributor to the steel node failure is excessive thermal stress. The midspan deflection in framework increases sharply in the fire until it fails due to the excessive deflection resulting from 80 min fire. But no failure occurs at normal temperature, showing that high temperature is extremely bad for steel structure. Key words:steel structure; fire; endplate connections; thermal stress; finite element method; heat force coupling 2345: 2016 - 06 - 02 6789: „ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’( LBH - Q13141) :;<=>?: “”•(1977 - ) ,–,„—˜™,š›œ, 126. com。 ·222·土木工程 †,ˆžŸ¡: ¢£¤¥¦§¨©ˆž,Email: jiangfg123 @ $4 # 0 "!Æ,‡:›žÄ «+)Ô('*&²ˆ¼ 449  «   + ) Ô ( ' * & ² ˆ  ¼  ßà。  ,  ,   。  [1] ­€、 ‚ƒ、 „ ‡ˆ,‰ † Äç  1  1 1  Š‹ŒŽ‘’“”•–— ©å{ª«¬ 1 / 2 } ®¯Ç›|,  ˆ,˜™š„›œ,›žŸ¡¢£ ¬°±´µ¶·á²(³´*&, ‹^Î ¤¥¦。  Ϻµ §¨©ª«¬­€®€¯ ,°±,Š¨©²ˆ³´µ¶·«, ¸¹ Q235H œ,̶á H244 mm × 175 mm × 7 mm × 11 mm ,·€á 3 000 mm。  º»¼½¾¿, ÀÁ¼  。 Å ^̶á H250 mm × 125 mm × 6 mm × 9 mm , GB50045—95《 Ð ÇÈÉÊ˛ÌÍ 》 , Ñ M20 ­€¹º}*&, ›œ»¼ 15 kN ÃÄ Æ GB50016—2006 《 Ç È É Ê Ë › Ì Í 》 Î Ï ¹„›ÉÊÒÓÔÌÕÖ× ›ÀÜÝÞ,¼ ØÙ Úۄ ßไ›ÉÊÁ áâãß༈。 ·€á 1 350 mm,('`€á 16 mm, µ 10. 9 ¸ ½-ƒ。 ˛ÒÓ,¾²ˆ('¿+,‹ ˛ÁÂ}üÒ, ›œ²ˆÎ À.ˆºµ ϛœ ®¯Ä¶ÅêÆ 1 Ç。 äÛ , ѹ    „ › É Ê ß à Ö × å æ ç “èé , êëì [2] íîç×¬ ðñ  ò ˆ , Î Ï  · › ž ¿   ó ô     ñÀ , ᛞ¿õÕö÷Íø 。 ëì [3] ù¹úòûüý›ž«£þÿ~}ç ßà ,|ç { [ \ ] › ž «  ^           °Ë›_ ð`€« £ þ ÿ ~ , á Õ @  | Ç È   › ž ?>ö÷ç=< ; 。 ë ì [ 4 ] : Ý  | / . › ž  a ¶·«   ¥ ¦   ,  | ’     › ž -ƒ° Ä ›œ²ˆ «  ¥ ¦  , Î Ï     ¥ ¦ 。 ëì [5] ßàÁ¨ , ³ › ª « ó ô   Ó ,   ¥ ¦ ,      ¨©á ¥¦ , .  +£¤ ´µ^¥¦ 。 ëì [6]  } á,   ßàç  › ž ¶ · « *  |  °ª€ª€Â›ž}á ô , æ ’   ª~™  ­£þ€‚ 。 ë ì [ 7 ]  © ª€ƒÊ„ } , ö ’ › ž  ª † ‡ °ˆ‰·ª€ øъ‹Œ  b ›žª—ª†‡ª€ƒ ʄ 。 ë 1 Fig. 1 ˆ‰Ž‘ª€øъŒ °’É , “”“’É•–—ª†‡ , ˜©ç ›œ²ˆÄ¶Å 1 2  Specimen of tests  ABAQUS  ì [8] Ǚç{³››ž ÈÉÊ·}Ǜ|±, ËÈ©åÌ&   | › œ, Ç ™ ç  @ |̀,ë©åËÈá:ÂÎϼ | { š ¸ € ʄÓý , ž Ÿ ç ¡ Ó ý * |ʄ¢} 。 ¹›žÀÁ£¤¼ þ¥¦¼ ¹›ž ßà, ” ßàÓŽ§,¡,¨ã›žÄ ŠÈ å 50 W / ( m ·℃ ) , Ð ¢ Ñ Ò Š È ε É á 2 0. 85, Ó Ô Õ - Ö % × Ø Ù È É Õ á 5. 67 × 10 - 8 W / m2 ·K4 。 ABAQUS ›œÄ¶Å¿‹{¯ Úá:Ú²ˆ{¯ÛÜ €‚«|±,µ 土木工程·223· 450 Ï Ð Ñ Ò Ó ¹   Æ 26 Õ Ô C3D8R , DC3D8 。     ,   EUROCODE3 [9] 。   ,­€‚ƒ„ ƒ„  ˆ‰,Š, ‰ ‹Œ  ,  ‰Ž­€‚ †Š 0. 15 [10] † ‡ ,‰ƒ‘„ 。 ‡’‰ˆ“‰”€‚ ,•Š‹‚Š ˆ“„ τ t = τ cr = ± μτ n , ‚:τ t 、τ n ———Œ–ƒ‘„ (1)  —‘‰ ,kN; τ cr ———‰Ž­„ ,kN; μ———‰†, ˜™‰ ‘Ž‡’š‘,’Ž“”•。 1 3 Fig. 2 ™”ž š›,œŽžŸ›œ¡¢,£ Ÿ¡¤ ¥›œ”¢–£。 Š¤¥¢–¦   ¢, §      ISO834 ¦ § ™   ¨©¨ª,©•Š‚Š Deformation characteristics of structure °™ ‘Ž­ÆÇ, ¥Â ¬ÈÉÊÈ ÆË,øŠÄŋ̳´: Ƭ, ÍÎ —¶Œ;ÆÏ,ÇÈЂ·º 10. 8 mm;ÆÑ,Ç ¢–ÒÓ¬–Ђɨ²·º 3. 0 mm / min。 2  2 1    , ˜™ÔÕ ¢–‹› ”Ö×Ê£ ¢–¡É¼™;ØÙ ‚:θ———ª› tmin ÜÌ  , Í Ý ¤  ¢ – Ü Ì   º ² ™ ,  ISO834 ¦§™·¼¢–ÞÁÄ 3 ÅÃ。  θ = 345ln(8tH) + θ0 ,                         (2) «; θ0 ———¬®«,¬¯® 20 ℃ 。 1 4  ŠÚ¸¹, ˆËÛ²‘ ›œ–—˜ [11] 2  ,Å     ¯‹°±ª£, ²“³´  •°°µ。 ›œ, «¯ª  ­€‚ƒ €„ „‚†‡ˆ ‚€‚€   [12] ± Š:                             a (1) «¶Œ³´¯ª。 (2) «   · ² ¸ Š ³ ´ ¹ 。  µ ¶ ¢– 100 min        , œ «   · ² ¸ · º                           ± » ¸ Š    « ¹ ¶ ¯ ª ,  « º ² ‹‚ ³´ 。 d δ l2 = , dt 15h (3) ‚:δ———«°¹»,mm; l———«¼,mm;        h———«½,mm。 b ¿ÁÀ·•Š‚ˆÃŠ À·ÁÄ 2 ÅÃ。 ·224·土木工程                       (3) «·¼½¾¾¿À‹·, l2 。 δ≥ 800h  ­€‚ƒ €„ „‚†‡ˆ ‚€‚€    (4) ¢– 13. 34 min  3   Fig. 3 Temperature field of steel node ßÄ 3 à  à¥, Ç Î‘™á©âÌÐÛ, Í ‹› ي㉋ ¹4 º »¼½,¾:†‡šŒŽ ¯¢œ„¿ , 。   , ,  451 žŸ                                ,  ,     。   ­€‚­­ƒ,€‚ƒ„  ­€‚ƒ „  ƒ„ † ‡ˆ „ „    €      ‰                   †,  a €‚ƒ‡ˆ‰„Š †‡, ˆ‰‡ˆ‰ŒŽ‘ †Š,’“€‚ƒ” ‹        žŸ§                                 •。 2 2  ‹ŒŽ€–‘’“†‡ , ŒŽ— ‰”•˜™,ˆ‰ –—€˜™†‡ š,ŒŽ”š›œƒ›œžŸ,žŸ ­”žŸ¡¢¡£›, ¤ŒŽ žŸ¢£žŸ¤¥¦¥,ŒŽ¦§¨ , §žŸ ©。 ŒŽ€”¡ª žŸ«§ 4 ¨。 ­€‚ ƒ „‚ƒ  ‰   †‡ ƒ ƒ  ˆ  ­                              b Fig. 5 œ„žŸ§  5 ISO834   Thermal stress distribution under ISO834 standard heating up curve  ISO834 ª«©¬®š,€š‚ƒ­° œ„¸žŸ¹ ¶º«§ 6  ¨。 § 6 ‚­­ƒ,€š‚ƒ­°œ„ ¸žŸ» ¹ ·¼ ¸ ¥。                           ­€‚ ƒ „‚ƒ †‡ ƒ ƒ ˆ Fig. 4 2. 2. 1 4                                 Stress formed by internal thermal distribution   ISO834  a   €š‚ƒžŸ      ,€š‚ƒ´¥žŸ±Š¥,ˆ‰ š, ˜™€ˆ‰µ²³ ³¤œ„¤,·„–—,œ„´¥ 2 žŸ 3. 768 × 10 MPa。    § 5 ‚­­ƒ, žŸ ³¤ „œ„ , ­°€‚ƒ„ ”•†‡,œ„ ¶´´¥ 2 žŸ µ 3. 22 × 10 MPa。 œ„žŸ   ¨, ƒŒŽ ¯¢œ„žŸ Mises žŸ§,«§ 5 ¨。    †‡š,ŒŽ©¬® ISO834 ª «©¬ ®   ¯ °,  ¬ ABAQUS ± ² ž Ÿ §       b Fig. 6       6   Stress of temperaturetime under ISO834 standard heating up curve œ„¸žŸ 土木工程·225· 452 · ¸ ¹ º 2. 2. 2  -  ,  ISO834  -       Mises    , 7 。   Mises ,  。 » Ÿ ¼ ¼ ¾ 26 ¿ ½  8 ‚,ISO834  ƒ„ † 0. 94 ,‡ˆ ‰Š‹ŒŽ ‘ 10 MPa, ’ 150 MPa。 ‘, ‡ˆ‰  “’ “  ” ”•。  † 0. 996, Š‚–“ ˜™­€。 „                          — , š ƒ– δk  9 。  œ ›‚”•     ­€‚ƒ „  ƒ„ † ‡ˆ „ „    €      ‰                    Fig. 7 7           ISO834  ISO834 standard heating model under stress neph   ogram ISO834 ,    8 ,      2 ­ € :  =  / 。 Fig. 9 9      IS0834  Deflection of midspan under IS0834 temperature curve and room temperature  9 ‚,  ”•œ ƒ –    ˆ   ž, œ  Ÿ ƒ – ¡ 2. 53 mm, „ †‡ƒ–ˆ¢。 ˆ †‰† ISO834   ƒ – ‰ ‰ Š £ ‹  ¤ Œ  ˜ ¥ ¤ Ÿ。 ¦ † ISO834 ,œ ƒ–¤Ž£     § ¨ “ ‘ ’  “ ” ,  †   © — † 11. 3 ~ 30. 0 min ‹,£œ ƒ–” - 1. 9 mm        a     ,œ  ˜。 ‡ˆ‰ † ISO834 ,  20 min £–‹  „ “•’, –†œ ƒ– “ ‘’ “” ª。 —’«¬, ®  ƒ– 10. 8 mm £˜ «¬。 Š 9 ‚, ®¯° 80 min £, ±  œ        ª«¬。  3             b      of ISO834 ·226·土木工程 † ,›‰†, „³™  8 ISO834  Fig. 8 Curves of thermal stress under temperature  (1) ‡ˆ™ š² ,   ™ £¤。 †œ (2)  žŸ¡´¢µ¶ ’‹ Î4 Ï Ðѹ,Ò:†œž ,  ,   [4] 。 (3)         [5] ¸¹  ,   0. 8 ,  [6] ­€‚ƒ„ , † ‡ ˆ ‰Š, ‹­Œ‹Ž‘’  [7]  。 (4) ISO834 “” 80 min , [8]  •‹–—˜ ,   , ™Š šƒ。 [9] [10] Š¥¥¦, 2006, 35(3) : 367 - 371. . ¯ [1] [2] [3] HIROSHI TAGAWA. ›œž ¢[ J] . £¤ §.  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Ì :Ì (   Ä͊ ) 土木工程·227·  28  1           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  1  Vol. 28 No. 1 Jan. 2018    1,2 1 1,2  ,   ,   (1.  ,  150022) 2.  ,  150022) B C: , FDS  ­€ ‚ƒ„­€ †‡ˆ‰Š‹。 ŒŽ‘’,“”• –—˜™†‡‚˜š›œž‡Ÿ¡¢ £,†‡¤¥¦ 3 §¨©§ ”ª›。 “ ­€ 3 ~ 6 § «¬®‰ ¯°±²³ 252、 157、82、64 s,ƒ„­€°±²³ 23. 9、62. 8、94. 4、181. 0 s。 “ 3、4 §­€‚ 5、6 §ƒ„­ €´µ¶œ·,ƒ„­€¸­©§ ­€¸­©§ ¶¹,©§ 。 †‡º ˆ‰»¼ ¨、、 ½。 ¾ ¿­ À”®‰ÁÂó Ä。 DEF:­€†‡;  ; ; «¬®‰;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 022 G-HIJ:X928. 7 Ð; ;WŽ Œp¶ -à ¶ [ ŒpX€¾Uv, p 。 +¶ÉÊUj, ^[;W6Ž gh,< 1、2 Œp®,žŒpÑ á¾ UÉÊ,k¾X[,X[Œp¶ €MÉÊ。 +Œp¶É Fig. 4 4  Visibility of two fire types under skylight opened and closed respectively Êj,< 4d ^[6W®, +¼ghô 6 p v ­1 10 m;1 p 2. 2 30 m;1、2 Œp;W6À [  4a X[;WŽ  350 s áv  ÂÄà  10 m ,+ghôìÒ  ,€ \n。 ,ìÒà   CO  5 [;W6À 1 200 s CO ‚ƒgh。  5 „, ;WŽ , Ê0k Û- à   ‚ƒ CO ¶† áO YZ, ^[ 1 p¼‰A‡, 。 ;W6ÀÈ[ˆ> 土木工程·231· ‡1  ˆ‰ 117 ,Š:­‹„ŒŽ‘ ,  ,;  CO ,  CO  。  CO  -4  2. 25 × 10  ,          0 ~  0. 6 × 10 - 4 „,  3 ,  -4  2. 25 × 10 。   , 3    ‚, † 。     5  1 200 s  CO  Fig. 5 CO concentration distribution of two types of fire for skylight opened and closed at 1 200 s 6    CO  。  CO , ,  CO  , 300 s ,  3  ,2  ,   CO ;  , 1 ,  CO  ,   ,  ;, 3  CO  ­€,  3 ‚。 ƒ, ·232·土木工程 6 Fig. 6 2. 3   CO  CO concentration of two types of fire under sky light opened and closed respectively 7     1 200 s  118 — ˜ ™ š ¶»gh。  7a  7c i, ;WŽ »} CO  ƒ„r 3 Öl¶päp, X[ ¾!| ,® »¶ 5r »¶€ÌúM 3 p‡5,  ^[3#ÈÔ[p 3 p‡5ô0 »¶。  p3 3b  3d i,;W6À, o ^[3#ÈkÔ[ŒpÊ0 »¶。 › œ œ Ÿ 28 ¡ ž 3Œpˆ³»5~U¾Â^[3; <Â^ [3 3 p®,hžŒp»úŒp ‰ ‚。 ‚ 8b  8d ƒ„,;W6À,<Â^[3 Ô[p 3 p ®, h ž Œ p »  ú v Š à »  60 ℃ ‡ ; ;W6À‹3kˆ³»vŠ, ŒÂ^[3Ô[Œp 3 pŽ‘|¡。 »¶ô} |YZ,X[3X »¶×, 7 Fig. 7  1 200 s  Smoke temperature profiles of two types of fire for skylight opened and closed at 1 200 s  8 ›x[3y;W6À 1 200 s  ¶» ­X€。 ‚ 8a  8c ƒ„, ;W Ž,y[3 2 p‡5Œp»ú ó™~ p†Ÿ§†»,‡ »- 150 ℃ ;X[ 8   Fig. 8 Temperature variations of two types of fire under skylight opened and closed respectively 2. 4  \n])óA’Fi\n])“Ÿ: ì?Ž‘Fi\n])”•–n܇¾土木工程·233· È1 É Ê˸,¬:Œ    。  ,  Z 、    t1 、   t2  1 。  t3 ,  1 ,    ,     ,  ,    ,。 ,    ,   1 Table 1  1 2 3 4 5 3 t1 12. 0 17. 1 19. 2 21. 6 25. 2 6 28. 9     t2 t3 — — 1 000 400 — — 250 1 036. 8 110 610. 9 150 836. 0  ,  。   , ­ €‚ 、‚ƒ„ „ CO ‰Š , †‡ˆ ‹ŒŽ‘€’“, ”„,400、250、150、110 s  3 ~6  270. 0 s   , 172. 8、 202. 8、 200. 4、  3 ~ 6  。  ,     ˆ 252、 157、 82、 64 s,  ˆ 23. 9、62. 8、94. 4、181. 0 s。  Safety evacuation time statistics of each floor t1 12. 0 17. 1   t2 286 215 20. 5 148 25. 3 68 22. 9 26. 5 t3 212. 4 202. 8 93 140. 5 46 61. 2 t2 t3 — — — — — — 12. 0 90 172. 8 28. 8 97. 2 33. 6 38. 5  s  t1 273. 6 121 149 125 202. 8 200. 4 270. 0 t1 658. 4 86. 4 12. 0 30. 0 34. 8 39. 6   t2 t3 — — 275 282. 0 106 141 106 89 148. 9 147. 6 111. 6 96. 0 [4] (1) Œ •, € , –‚‚— Œ 3 ” , „Ž’“ Œ 3、4   5、6   ‹。 (2)  ,  ,  ˆ 252、157、82、64 s,  ˆ 23. 9、62. 8、94. 4、181. 0 s。 (3) ˜™, š š , šš。 › € ­œ、  ­、­œ。 (4)   €žŒ€‚‡,  ­œ;  € ƒ , , Ÿ‚‡ ‚­  ­¡¢ 。 ,  Œ  ›£„ ¤¥¦  œ­€。 : [1] 119 ‡¨’“ . €• ‚ § ‡¨ƒ [J]. †„© ¨‡†‡, 2013(4): 51 -54. 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The study involves analyzing the temperature field of short T steel connections under different load ratio and indirect thermalmechanical coupling using finite element method for loading ISO834 standard heating curve; per forming the theoretical calculation of the ultimate bearing capacity; and ultimately determining the mode of structure failure. The results show that T section steel structures tend to have constant temperature 973. 7 ℃ in 80 min after fire occurrence; after that, the sustained fire will not produce any adverse effect on the bearing capacity of the structure; T plate steel plate junctions are more likely to form stress concentration phenomenon, suggesting a larger stress and an easier failure; stress in plate junction tends to increase and extend around as the loading ratio increases, weakening the T section steel mechanical performance under high temperature; and strain in the same location of the structure tends to increase as the loading ratio in creases under the same fire time, indicating that critical temperature in T type node is strongly influenced by load ratio; and an increase in loading ratio is followed by a decrease in nodes of the critical tempera ture. The research could provide a basis for the design of short T steel connections in fire. Key words:Tconnection; fire resistance; temperature rising models; finite element method 2345: 2017 - 03 - 09; ­€‚: 2017 - 06 - 05 6789: ƒ„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘( LBH - Q13141) :;<=>?: ’ “ ” ( 1977 - ) , •,    ƒ – — ˜, ™ š ›, „ 126. com。 , ‡ œ ž Ÿ: ¡ ¢ £ ¤  ¥ ¦ § ¨ © ª ©, Email: jiangfg123 @ 土木工程·241· !0°,á:üÀÇ¡ T ¢‰Šº—˜ #5 " 527 HW300 mm × 200 mm × 10 mm × 15 mm,™–Þ 0   ,  [1]   ,  —˜ HW300 mm × 300 mm × 10 mm × 15 mm,T ¢ –Þ—˜ TW250 mm × 200 mm × 10 mm × 15  ­€‚ƒ。 „  †‡, ˆ‰ ‡ŒŽ‘, ˆ’“”•– mm。 š“ †‹,™‚,„™‡ò›   12 mm šœž。 梤¥™Ÿ-Ð Ñ¡,™¢- x、z Ý$™, £- y、z Ý$™ 。 „™¢ï £¤-ÉÎ¥šÃ¼Àè¦ ›œžŸ”•。 ¡ T 0. 2、0. 4、0. 6 §¨Ã¼, 梄š¼©‚Ϊò ¢‰Š’£‰Š¤¥¦„§¨‡©ª«¬® ‘。 ¯° CECS—200:2006 《  †±²³ «)ÊË‹,。 †î~梬 ® 1a ¯°。 ?‘î~æ¢äå±²³èé½ ´µ》 ‡¶·, ¸¹†º»¼‚½¾¹¿® »¼‚ÀÁÂüÀ,’ÄÅƹ,ÇÈɒ †™‚èé´ò›Íɵ~¶·, ±²³èé Î †µ~¸¶®¹‰Š DC3D8 ¸¶µ~,ºäå Š„‹ —˜‹ †™‚š Êˈ̑ÍÉüÀÎ ÐÑ¿É。 †™‚ÏÍ ÒÓ,ÔÈ¡ T ¢‰ŠºÕÖ×ØÙ ‡„¾¹ †­€‚ƒÚ, šÛ ܈¤ †»¼™‚èéÎ, ´Ì‘ C3D8R ¸¶µ~, ˆ 梸¶½è¬® 1b ¯°。 [2 - 6] ¥¹ÝÞ。 ßàá ØÇ T ¢âã ˆäåæçÖ×, èéêëìˆí ÇÊËòó—˜, ©ª T ¢ â㈉Šºôõ - ö÷ - ÎøÔùúû。 ‚ðñÛ [7 - 9] üýá èé –þ‡æ¢½ÿ¥æ¢ïî~æç }äåÇÀèé, Ï|{[\]÷    a †»¼‚,^_ïæç }¿`, [10] @?‘>ºæçˆ=<å。 ;:/á Ö Ö×ê‹ î~æ¢ ×ê.-¸Ç‹, †+*”•ðñ— ˜,).-†º”•ÏÍ‹, †”•。 [11 - 13] ßá Ö×ê †¹.-òó Ý,ÏǦ„ü¹(¤æ ¢äåèé,ÉÎÖ×ê[ , }›Õ, º À Î.-ú ®‚ À'&, ÍÉ(æ¢ÇÍÉ Ã¼À、ã¹ —˜¨ ÍÉ。 ÖכÕ,ÔÈ¡ T ¢‰ŠºÍÉüÀ †™‚—˜Ö×%。 ?‘î~æ¢Ö×ÍÉüÀÇ¡ T ¢‰Š †—˜´, ­æç©·ˆ Ǹ‡ €šÛ T ¢®‚ƒ T ¢”•æ¥, „ „¡ T ¢‰Šòó †‡ˆ。 1 1 1   1 Fig. 1 1 2 b ¸¶½è  Node modeling and meshing ISO834  °¾¤ÔÈÖ×梣ì¿, À Ø=Á梙ª£Á—˜。 ÃÄ ÝÞÁÂ,ѐ¤Æêǒ@È,@„’Ä ¸€Åƹ°¾ÉÊËÌÍÎ ISO834 ÉÊ [14]  ÏÐÑÒ¸€´。 þ ‡Ì‘¹æ¢, ӃÔÕ¥¬¹: (1) θ( t) = 345lg(8t + 1) + θ0 , æ¢   ‰‘ Q235 ¢äåæ, Š † 1 / 2 ‹ î~æ¢,‰ŠŒ{[̑ 10. 9 Ž‘’¢“ {[, ë Œ    { [  ” • ‚。 –Þ—˜ ·242·土木工程 ¥‡:θ( t) ——— t ÎÖ×ØÙ§,℃ ; θ0 ———¸› œ Ó  × Ø Ù §  , ’ Ä Š 20 ℃ ; t———¸€Îø,min。 528 1 3 ä å æ ç  。   ,    20 ℃ ,,     ISO834  0. 5, ­ €  ê 27 ë é ±«„ÔÛωºÜЕ‹ŒÝ‘ ›œ。 “” ‹ Œ Ž ¥ Ñ Ò   Ð Œ –  Ó  Þ ¼ , “”‹Œßàá°­€ T Á¾âÔ T ,­€ ±¿– 、 ¿ Æ ‘ › œ , Î ‘ â Ô £ ³ “ ”  Ö × 。   ‚ ƒ ‚ ­‡€ˆ‰Š‹ŒŽ ‘’“”•–—˜™š“”›œž, ‚ ƒŒ ‹ŒŽ “” ¡„ ƒŒ†¢ ¼ T Ë̞ÞêÚëÖªìÛê, Ü Robertson - Ryan ̞êß‚¬,ÜÈО: dδ l2 , ≥ dt 900h ™«€—š–€。 „ ›¬—š–€œ®¯ ªž­€,—š–°ª±² ž ˜ƒ Ÿ³¡¢: ³¨©—š– 1 kN。 ®—š– 155 kN。 ¶ ,®¯—š– 155 kN,· °±¨©‚¸²。 °•–€³¹€³ ´˜‰ºµ¶·»  “ ¸ € ³ ” · ¹ º ƒ   » , ¼€³½¼¾¿À½¾Á¹º – , Ñ¿ µ ¶ ¹ º ƒ   0. 3 ¶ [15] 。 ¹º€³¹ ¾ À ¯ ¨ Á  ¿ Â, ° Ã Ä  ¿ µ ¬ª±¿À 。 ½¼§Ä؝ÆÇ, ¼Å‰ º¦‚Ä¿–È¿ÆœÉÊ T Ë̞, (4) ßÁØ,mm; l———” ÈÐ×,mm; “­î (2) °“”ƒŒ, ´ 1 kN —š–µª«¬ ° :δ———” h———” (1) £¤¨©,¥‰¦, §˜ƒ (3) l δ≥ , 30 ¦§–¨©,§–¨©—ƒ–˜ƒª ª±² Õ ÃÈ 。 ŒŽ, ‘’ƒ“”„¥• „ Ëã•äåæ © „ ¾ ç « Ä Ø  Õ Á è é,   T ‹Œ。 £¤“”•–‡ˆ, ‰Š‹•‹Œ¥ (3) °“”•– ˤ¯ ,   ‹ Œ Ž „ ¥  Ë ­ Ù   “ ”  ‹ Œ †€ Ÿ 㠋ŒŽ 25 W / ( m ·℃ ) 。 „ 㠏。  2 Á È¿ÆÙ   è í¹§,mm。 ®ï,° T ËðñÆÝ ¿´¼•ÞÆÝ, “­ž (3) 、(4) ßÇ, ‚ dδ / dt ≥ 0. 22,δ≥6. 7 mm  T 2  2 1 ABAQUS  Ë̞›œ。 àòóô 2 ‹õ。 Îô 2 ¢ T ߙöÀ,‰ðñ、¨©™š ¨§, áŒðñ   ¨ ÷。 ø¥¼ ùú §â “”ûËü,¡½¼ûËýþ‘Ý« ÿ ֢ܽâü ¶ ŒÖ。 °ÃÄÄ¿–¿ÆƔƒÍÆ ÇΫƒ。  Ramberg - Osgood  ¿–、¿ÆÏÇÈО ε= ž σ σ +α E E      ÇÀ n ( ), (2) :α、n———Éʈ­; E———Ä؝,MPa;    σ———Ä¿–,MPa; 1 4 ε———Ä¿Æ。 Fig. 2 T 2  Temperature field and heat transfer  “”ÌžÑÒËÓÔÕ֕¦Ì Í      ÁÈ× ØÙ ±« „ ¥ T œ­€,T œÉÊ, ‘¥Î °§–㘺~¯Ë£³“”• Ë¿– –‡ˆ,¼§Õ}ç«̞›œ,ª±² Ë¿–¿ÆÍœÉÊ, Ú T 土木工程·243· ´µ¶,Ž:’“· T ¸œ„¹º ³5 ‰  T  3a ,T 529   3b 。                         a ’“ 0. 2 b ’“ 0. 4 c ’“ 0. 6          a                                 Fig. 3 3  b         T     temperature of T steel  ,   , ,     Comparison of temperature field and  3a     ,  。  3b  ,T  ISO834  Fig. 4 2 3  4  T  Strain diagram of T steel under different load ratio -  -  T ®¯、°˜±²¦ 5。 ,  , T  ­  ISO834       。 € ‚ƒ­€€„ ‚,ƒ„„ †  ISO834      T  。 T †€‡ˆ‰, Š  80 min ˆ 973. 7 ℃ ‡。      T †ˆ‰Š‹‹Œ, † Œ„Ž„, Žˆ      a ‘ 。 2 2    ®¯ - ˜ , “š T ˜ ž”•Ÿ¡€‰”, ‰”¢–, €£”Ž —Ÿ¡˜     , ™’“”•     ›œ,˜     € 0. 2、0. 4、0. 6 ’‘’“”• –—, Ž  T ˜ 4 。  4   ¤¥ƒ¦ ,Ž˜™£”˜§¨ š 。 ›©’“œž, ˜‰ ”ž­ª Ÿ ,‹«¬”,¡Ÿ¡ ,¢«¬ˆ˜£¤«¬¥ ž。 ·244·土木工程       b    - ˜   、   5 T   Fig. 5 Timetemperaturestrain curves of T steel 530 ï ð ñ Ú  5a ,      0. 2、0. 4、0. 6 , ISO834 , T  t  59、54、47 min    0. 067,  T  , 。   ,   。  T  , ­€‚ƒ„ 70  min † ,‡ˆ‰Š‹Œ。  5b ,  0. 2、0. 4、0. 6 , ISO834 , Ž 51、46 ℃ ,T   0. 067, 55、 T ‘, 。 Ž  ‡ T €‚ Ž’“  ƒ® ‡ (4) T €‚ ‚  T steel  t n / min θn / ℃ 0. 2 59 55 0. 4 54 51 0. 6 57 46 [3] [4] [7] [8] ­€‚ ¤¹–—¾¿ ŠÀÁ¶·[ D] . : ÂϹ, 2013. ­€. T •”¼½– ­€‚ÄÅ ¤¶·[ D] . : ÂϹ, 2012. ‚ƒ, „ , †‡, Æ. T ¬ Š³« ­•”¼½–€‚ˆ ǖ—µ¶·¾ –È [ J] . É Ê ˆ‰ ¹Ë, 2014, 35 ºÌ‰, Š±‹, ŒŽ—, Æ. ˜ ­¼½–€‚‡Í‘Î ÏÐÑ ’“[J]. ’“Òӏ¹¹Ë, 2010, 31(1): 33 - 37. ŒŽ—, ”•–. T ¼½– ˆ‰, 2005, 20(5) : 35 - 40. Ô Õ. T ¼½– ˜Éʏ¹, 2008. ­€‚ «¤[ J] . ­€‚ƒ¤–—¶·[ D] . —˜: — ֙½, Œš—, ›œž. ׊ŽØك™ ­•„–— µ¶·[ J] .    ¹ ¹ Ë ( Ÿ š Ú ¹ ¡) , 2012, 42 ( 6 ) : Sarraja M, Burgessa I W, Davisona J B, et al. Finite element modeling of steel fin plate connections in fire [ J] . Fire Safety Journal, 2007, 42(6) : 408 - 415. [10] ÛÜÝ, ¢£, Š äå©æÒ 35(1) : 113 - 118. [11] T º›œ, ¦ŽÝ, º §, Æ. ƒ‰×Þß žŸÐÑÀ¡[ J] . 騏¹¹Ë, 2015, 38(3) : 47 - 57. [13] º›œ, êŠ, Û®¯, Æ. °±Ï²«§¨•• [15] ¤­€­¬‚,ƒ ,   € ¯ „ µ¶·[ J] . 眔œÓè¹Ë, 2015, º›œ, ©—ª. ¢¥‡£¤••„–— ‹, «¤‹† ¤, Æ. Þ߄œ¥àá∉ã [12] [14]  ». T ¼½– 1180 - 1186. [9] Ž©š¥ ISO834 ¥ Ž,ª 80 min  ­Ž ˜ 973. 7 ℃ ® µ¶·[ J] . ¸µ¤¹, 2005, 20(3) : 328 - 334. (7) : 61 - 68. ƒ¤–—’“ (1 ) ABAQUS ¥¦ˆ§, ¨„  † :  ‹Œ’“。 (2) T  ,€‚ «–—。 ­€‚ƒ„ 70 min ,‡ˆ‰Š‹Œ。 [6] Refractory time and temperature of „œ‡ˆ‰ ’“ , Ž†”,‹’ Žƒ “ˆ‰ (5)  T  [5]  T   , ‡†¢€ ŒŽ‡² Š³ ‹‘’。 ‹ º  1 ž,  †¢€‚ „,€‚ „Ž‘†,£ 3 ­°ˆ‰ Ÿ,†‡‰ˆ ‰Š。 (3) ƒ„, ˆ‰± [2] „ ( tn ) ¡„Ž ( θ n ) ­ ó 27 ô Ë •„ ˜ T ™š˜ƒ„›,  ˜„ œžˆ‰ƒ  Ÿ, ISO834  ‡„ œ ž  ˆ ‰ T   。 ¹ , Œ, Œ. ƒ H “›”„œ´ –—Š‹Œ 2 4  Table 1 ¹ [1] ‡ T ˆ‰ ’“。 1  ,  Ž‡”, , T   1 。 ò [ J] . «¬ÉÊ¡¥¦Óè¹Ë, 2015, 37(5) : 41 - 47. ’“ „–—µ¶·[ J] . «¬Óè¹Ë, 2015, 48(9) : 67 - 75. ž³ë´µì궩ß. GB 50016—2006 ÉÊÐÑç„í Ö[ S] . ·¸: žêѪ¡¹, 2013. º»—, „¼½. ABAQUS î³Ì¸«¡¾¿[ M] . · ¸: æÀÓÁ¡¹, 2006: 304 - 305. (  ) 土木工程·245·  24  2  Vol. 24 No. 2          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  3   Mar. 2014  1  , 2  (1.  ,  150022; 2. , ­€‚ƒ„ 3  †‡ˆ‰Š, ‹Œ €‚ 056031; 3. Ž‘’“”•‰Š, Œ– 100028) ! ": , , Š‹, ŒŽ‘’“”•‰ ‚ƒ,„  Γ †‡ˆ‰ ˜™š›:œžŸ¡ž‰ ¢ £¤‹ ­€ –—†。 •”,¥œž¦§ ¨ ©ª” «¬®,§ ¯ °±ª”‘², ³—´ª”‘µ, ¶·¸¹¡ž‰ –—†。 º»¼½ ¾¿À¹ÁÂÃ。 #$%:; ¡ž; œž;  doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 02 024 &'()*:TU392. 5 +,-*:2095- 7262(2014)02- 0221- 04 +./01:A Finite element analysis of load capacity for endplate connection in door frame structure LIU Baoliang1 , XIA Jun2 , ZHANG Guichun3 (1. Department of Scientific Affairs, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Handan Design Engineering China Coal Co. Ltd., Handan 056031, China; 3. Du Mingmu City Surveying & Mapping Co. Ltd., Beijing 100028, China) Abstract:This paper introduces the thickness of different endplates and the construction forms of joint required for improving the reliability of endplate connections with door frames. This improvement draws on the finite element method which leads to the development of a threedimensional finite element model of the bolt pulling force by which to analyze the mechanical properties of the connection between endplates with door frames and Γ shaped beam column joints. The paper concludes that an endplate con nection has a higher bearing capacity and stiffness if an endplate is arranged in a vertical form than if it is arranged in transverse form, but an endplate, if arranged in a vertical form, imposes a greater force and strength on bolt, a condition unfavorable to the overall strength of the joints and more likely to give the in sufficient bolt strength, thus making advisable the construction forms of joint of transverse endplate. This research may serve as references for the engineering application of endplates with door frames. Key words:door frame; transverse endplate; vertical endplate; finite element method 2345: 2013 - 12 - 16 6789: —˜™š›œžŸ¡¢£¤„¥¦§(1252G053) :;<=>?: ¨©ª(1974 - ) ,«,—¬¬®,¯°,±²,³´µ¶:·¸¹º»¼½¾、¿À¸¹Áº»¼ÃÄ,E mail:baoliangliu2008@ 163. com。 ·246·土木工程 222 0 @  ? >=< ’   : 24 / ; ¦§Š¨, © œž 10 Ê ¡¡ SOLID92  ¡¡。 ¡¡«ª¤Ä[\ª、   â、 ,  。   ­€‚,ƒ„ †‡ˆ‰‰Š‹€‚ ŒŽ, ‘ ­ ’ “ ”   • – ‹ € ‚ — ˜。 ™ š ©âé、«â©«、 š›©«Á’â雪 Ç©。 ¬‰  ¢£]¦, ¤¥®µ¯ œ°±é²‹ SOLID92 ¡¡。 ³´Á µ´¤¥¦¢£]¦¶· 1 ¸¹。 ^, [1] › œž”Ÿ¡Ž¢£­ ¤¥,¦§­¨©ª©«,¬ ­®¯°       ±‹²³ª¦´µ¶、·®¸¹ª›,º» ¼­ ‹½¾¢¿。 [2] À›  ­‰Á”Ÿ ¡ÂäĦ§,¬ ­Å‹ÆÇ [3] ©Á¸¹ª›。 Èɛ ÊËÅ  ­ÌÍι‰, €‚­Ï©ÐÑ    ‹ÒÓÔ©ÁÕ«Ç©, »¼­ÖƄ×Ñ [4] ØÙÖƒ‹¢¿。 Packer › œž‰ŒŽ€‚     ­ÖƁ M - θ Ç©ÁÚÛ܆‹ÝÞ。 Agersko [5] œž‰ŒŽ¬ ­ߪÁ²³à ªáιâ㵶。 Zoetemeijer äåæç膇  T é ­¦§, ¬ ­êà [6] ëìªÎ¹°±‹½¾ŒŽ。 Mann › í î—˜‹ðñò, ó¼­ôõö‹Å [7] ‹½¾ŒŽ。 Choi ChangKoon ›    [8]       œž”Ÿ¡ŒŽ‹Ç© ­Âä [9] Ä。 ÷øқ ù ­úû üªÁýÞ¦§。 þÿ~­ ô}|€‚°,‘ ­—, ”Ÿ¡¤¥‹€‚’†¨© ‹,”æ狸¹Ç©。 ,” „ô ¬ 1 †‡¤¥,œž¨ ©ª©«€‚, ‹Ÿ¸¹ªÁâ髪。 †‡‚ƒ,²³€ˆ‰Š‹ ‹,¥Œ M20 Ž‘¥{’²³。 ÐÁч“¥, Øٔ• 200 mm × 10 mm,–”• 380 mm × 6 mm, Рї˜1. 2 m。 [\‹¨©¤“ E = 206 GPa, ™ -6 -1 ⤓ G = 9 GPa,蚛} α = 12 × 10 K 。 œž 20 Ÿ ¡¡Áœž 10 Ê ¡¡ ¢£]¦。 ¤‰ 1 Fig. 1  Geometric model and mesh ²³‹ºàª¤ ANSYS »¼½—œžºà¡  ¢£¤¥, ‹  0, ²­‹ÝÞ,²³€‹‚ƒ „Ñ ”    ¥²³ ¡   ¾。    ‹ ¿ ž À œ ž º Á ë œ ž PRETS179  ¢£]¦。 ÃĤ_•¿ž Àœž”Ÿ¡¡¡Å¢。 ºÁë¤ôËÀôÅ PRETS179 ¡¡Å—, ¬‰`ô˺ÁëÀƪÀ ˆÇ Î ¹。 PRETS179 ¡ ¡ È ” ô Ë É ü Ê ¤ Æ,ÃÄË̺ÁëͺÁŒ`‹ÎˆÇ“。  ºÁëÀÆÏι,ÐÑÒºÁ니ÇÓ,¤ Ä{’Ʋ³‹ºàªÁÔÕ°²û‹ªÇ ©。 {’²³‹¤¥¦¢£]¦¶· 1c ¸¹。 土木工程·247· –2 — ˜™š,›:œžŸ¡¢£ 2  2. 1  223 ‹¤¥€‘ †­€, 1b 。   5  6 。            2  3 。  2  3 ,  -4 , 0 25 × 10 m。  4  , , 1 917 Pa。   ,  ,  ,。    5 Fig. 5   Deformation diagram of vertical endplate                     ­ € ‚ ƒ ‚   Fig. 2 2    Deformation diagram of transverse endplate 6 Fig. 6             Ž ‘‘                     Displacement diagram of vertical endplate  5  6 ,   ‡ˆ‰‚ -5 , 0 162 × 10 m, Š ‹。  7 ,  329 622 Pa,ƒ ƒ ,  „ †‡†ˆ‰Š†‹Œ Fig. 3      ­€  ƒ  ‚‚€  3  Displacement diagram of transverse endplate Œ„Ž。 , ‘ ƒ ,。        ­        ­€ ‚ ƒ„   „  ƒ„             Š  ‹Œ ‹  €‚ƒ„ƒ †‡ƒˆ‰ ‹ Œ ‹Œ  Fig. 4 2 2 4   Stress diagram of transverse endplate  。 ­  €‚,  ƒ„ ·248·土木工程                       Fig. 7 2 3  7  Stress diagram of vertical endplate  †‡ˆ‰Šˆ , ‹’ŒŽ‰Š “”€‘。 •–ˆ—˜, ™š’“”•›  224 Ì Í Î Ï , 。  1c 。   z , ,  100 kN  。  , 、  8 ~ 10 。 ­€‚ €, ´  É É Ñ 24 Ò Ð ,‘ ’   Ⅱ  “, † Œ   ‹ - 185 064 Pa。 ”•–‡ˆ, ’—‹ –˜ ™。  ›‡ˆ„ 。 œ ˜­€‚šƒ,  €„‚ , †„†‡ˆ  † ž‘’ ž———Ž‡ ˆ ‰Š。 ! "#$%&'%&(!) (&(*+! ,-./0123"345 .53/6+ .786+ 5-"36+ ,"96:+;<3=(> 3  ‹ŒŽ‘’“”•ˆ‰ Γ –—˜ ƒ ™š›,­–œ  œ ­€,› ­žŸ  、 , ‚–、  ¡¢ ˜ £。 œ”•¤¥œ¦¥§Ÿˆ‰‘  œ ›¡ 8 Fig. 8  Deformation diagram of bolt    —˜Ÿ£œ—˜’£, ª”•¦¥«Ÿ£ ¤¬ž,ˆ‰Š ®Ÿ£¯°,±²Ÿ £¯³,—´, ¥¦µ¶§¨”•¤¥—˜©² ‘。 ·ª«‹¬®¨¯°±¸¹º, »²¡¢         ­   ­   ˜ [2]             Fig. 9 Ÿ£,§³¼´µ½。 : [1]  ,”•¦¥¢”•¤¥—˜¨©ž 9 [3] [4]          ­€  ‚     [5] ’, ý·, ¸™¾, ¾. Ž‘’“¹º»©”•ˆ‰— ¸ ¼† Ä¿ª«[ J] . ¬Å¥Â, 2001( Z) : 580 - 584. À, ÆÇÈ. ɞʺ˓–Á’¼ˆ‰¼†[ J] . ¥ »©, 2000, 30(9) : 18 - 20. PACKER J A, MORRIS L J. Correspondence on a limit state de sign method for the tension region of bolted beamcolumn connec AGERSKOV HENNING. Analysis of bolted connections subject to prying[ J] . Journal of the Structural Division, 1977, 103 (11 ) : 2145 - 2163. [6]    ZOETEMEIJER P. A design method for the tension side of stati cally loaded, bolted beamtocolumn connections [ J ] . Heron, 1974, 20(1) : 1 - 59.                Fig. 10  tions[ J] . 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": , k = 1 65   ,­€‚ƒ„ †‡ˆ‰ ANSYS Š‹ŒŽ‘’“”•–€— ˜™, š›œ  ,£¤‚ƒ、 †‡¥¦ §¨《 ©ª«ž¬ 》 ®¯°±²³ ˜™žŸ、¡¢ ´µ,¶·›³¸¹”•º»¼。 ª½¾¿,‚ƒ †‡¥¦ª½„ž¬´µª ½ÀÁ 5% ~ 10% ,ÂÞ¬´µÄ €Î。 ÅÆÇ 。 ÈÉʀ ANSYS ‚ËÌ¥Í ; ‚ƒ; †‡ÏÐ #$%:; doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 03 019 &'()*:TU391 +,-*:2095- 7262(2014)03- 0312- 05 +./01:A Experiment and finiteelement analysis of deflection of hexagonhole castellated beams ZHANG Chunyu, SHEN Yan, ZHAO Yanlin, SONG Haitong ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is concerned specifically with the efforts to delve into the deflection characteris tics of castellated beam and its calculation method. The efforts consists of designing the hexagonhole cas tellated beams with expansion ratio k = 1. 65, exploring the deflection changes of simply supported castel lated beams subjected to uniform load using experimental and finite element program ANSYS, uncovering the law underlying the deflection change of castellated beams and its damage characteristics, and compa ring the deflection formula given in experiment, finite element simulation, and Chinese code for design of steel structure in Chinese draft, as well as critical loads produced by the three. The study reveals the difference in the range of about 5% ~ 10% between the results derived from experiment and finite ele ment simulation and those from the standard formula calculation, suggesting that the standard formula of fers enough accuracy. The ANSYS solid modeling method shows promise for the study of castellated beams. Key words:castellated beams; deflection; experiment; finite element analysis 2345: 2014 - 04 - 22 6789: €‚ƒ„ †‡ˆ‰(12521476) :;<=>?: Š‹Œ(1971 - ) ,Ž,‘’“”•–—˜™š,‚›,œž,†‡Ÿ¡:¢£¤¥¦§¨© 163. com。 ·250·土木工程 ,Email:hljkjxyzcy@ )3 ' 0 .&%,Ï:-,‘ 313 ѧýž‚íî”= 264 mm。 ~—µ¶+@Š‰Ð_·¸    H    、  、 ­,€‚ †‡。  ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”•–—˜™š›œ。 ƒ„ žŸ¡¢, £¤¥¦§•– —¨©ª§, «¬˜š®¯°± 25% ~ 30% , ¯ ²³´µ¶ 15% ·¸ 。 ¹º,»¼½¾ š¿ÀÁ、 ÂÃ、 ÄÅÆ、 ÇÂÈ、 ÉÊ、 ËÌÍ [1] [2] ËÎÏÐ 。 ѧÒÓÔÕÄÖ× ØÙÚÛÜÝ,ˆ‰Ñ§¯Þ“”—ßÔª§à [3] á。 âãä åæç•èéêë , 욂í [4 - 6] îë º»¸¼½, ‰Š‹Œ•®*䙚ö*¾¿ À 90 mm  †‡ˆ。 1 2  Â, Þ±+@Š ‰Ð_£ÃèĚŽäº, »¸ÅÆÕÄÇ  °Á¯®* È。 ýˆ‰ɔÊ¡¢˘ Š,?> ÌÍÎ。 Š˜ °,Ô_,) ɔÊ Ð, )ÑɔÊ •Ð,)ɔÊÁÐ,ɔÊ‘“Ì”Ê Ï ž+@‘“ˆ‰ÒÓÔÄÕÖ, ± ¤ˆ‰ÒÓ× ÓÔÄ。 ýŠ°ØÙ 1 ÚÛ。 ,ïðèñòѧóêô’ [7 - 8] , õ !"# ѧóêö륮÷ø, ùúû‚ü ™šýþÿ÷ø。 ~}|â{ó $%&'() $*+'() ,-+'() ./) 01 2304 5678"9 [\],^_™šýž‚íî`@ ANSYS ?>” =¡<;öë,:ý、‚íî?>Ì GB 50017— 2012《 2 k > 1 5 ,¶ GB 50017— [7]  [8]   · 。 ­ ³ 24 ´ € , 2011, 42( 2) : 52 - 55. 2012《  》 !"#$ ( F. 0 2 - 11)  ­  .  3 ž (1) : 169 - 171. ,­ ,   €, ™. ‚Š™šƒŽ Œ Ž ’ “ [ J] . „ 2011, 24(3) : 8 - 11. 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": ,  ADINA, ­€ ‚ƒ„ †‡ˆ‰Š ‹ ,ŒŽ‘’ 8 “”•–­—•–˜ †™š“›œ žŸ、¡¢£¤¥¦›œžŸ§¨©¡¢ª¦­¡¢«¥¦¬® 。 ¯° EL - Centro、Taft ­ ±²³´µ ¶·¸,¹º»:­‚ƒ„ †‡ˆ‰Š ‹, ’—•–µ ˜ †® ”•–µ˜ †® ¼½;’–µ˜ †³´¾¿ÀÁÂÃ,‡ˆ‰ Š ‹¡¢«¥¦¬Äō,Æ ÇÈÉ。 #$%:‡ˆ‰Š ‹; –® ; ›œ·¸ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 03. 009 &'()*:TU398 +,-*:2095- 7262(2016)03- 0277- 07 +./01:A Investigation to seismic performance of honeycomb shaped steel plate shear wall YUAN Zhaoqing1,2 , WANG Yiying1,2 , LIU Yan1,2 (1. School of Civil & Architecture Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Heilongjiang Key Laboratory of Disaster Prevention, Mitigation & Protection Engineering, Daqing 163318, China) Abstract:This paper seeks to meet the safety and economic needs and improve the seismic capacity of the structures. The research does this by using the finite element software ADINA to establish a twelve storey steel frame model and two honeycomb steel plate shear wall models with different ratios of height to thickness; thereby studying the acceleration time history curve, the maximum vertex displacement curve, maximum lateral displacement and the maximum story drift of above models under the 8 degree frequent earthquake and rare case; and providing a comparative analysis under three earthquake waves, namely, ELcentro, Taft and artificial wave. The analysis shows that the responses are stronger for twelvestorey steel frame and two honeycomb steel plate shear wall with different ratios of height to thickness under the rare earthquake than for under frequent earthquake; and the better seismic performance is validated by the absence of destruction in these three structures exposed to earthquakes, leaving the maximum story drift of honeycomb steel plate shear wall smaller than that of steel frame structure. Key words:honeycomb shaped steel plate shear wall; seismic response; time history analysis ¡¢œž£¤¥¦,  ¨©ª«¬®£Ÿ [1] ¸¹ ¯°, ±²³´µ¶Ÿ· 。 º»,¼½¾¿À œ ž  Ã, Ä Å Æ    2345: 2016 - 04 - 09 6789:;: ‹Œ [2 - 3] œž§Ÿ Á˜™µ¶£ ÇÈÉ ,ÊËÌÍ£ÎÏÐÑÒÓÔ¯,Õ֜ ž£Ÿ ° 。 ׾ا˜™ (Ù §ÚÈÛÜÝÞßÂÜ ) £Ÿ ¯°。   àáÊ âã,äÔ¯®、å†æ (1970 - ) ,Ž,­‘’“,”•,–—,˜™š›:œžŸ ,Email:yvq@ sina. com。 土木工程·261· 278 ö ÷ ø ù ,  ,。 , ­€‚ƒ„  1 1 <=>?@ û û ý 26 þ ü ‘š¼ãæ, ¥éê¿ ì 26. 08% , £  20. 33% 。 § í•–’“îÙ ì  –’™⍌[6] ’™¥éê¿ • £ãð,† ï 2. 8% 4. 2% 。 ” Š‹Œ[4] Ž‘’“, ”•–†‡ —˜ ADINA ’™Ž‘š›œž Ÿ¡¢£„¤¥€¦§。 ¨©、 ª«¬ ª«®¯”°±–’™。 •–’“²³† ´µ¶¦ ð Æ펑Ž½ ; •–’“Á´µï ´µ, ´µ。 • †‡ˆ‰。 1 ú Ž·¸¹º»˜´¦Ž‘š¼ »˜²³†˜Ž½¾¿ÀÁ, ´µ’“Š  ADINA •–—˜š›¥€¦ §’™Ì。 2  2 1 <=>OPQR æÄÅÆÇț’“,É Full Newton - Raphson ”°±–ñ­€‚ƒ š› 2b 。 ¨© ª«š›•–’“, çá 2a Õ。 ˆ‰•–’“œÖ×¢£„¤¥€¦ ï 235 MPa,ª«ÒÓÆ¿ï 345 MPa, ؔ¦ ’¯ï 206 GPa,•–æ¯ï 0. 3,ª«¬、®† ÊËÌÍÎÏæÐÑ, ´µ” Mises ÒÓÔ §,ØÙ£”Ž‘Ù£Ú¿。 1 2 ABCDEFGHI [5] Ž‘ •–’™ÛÜÝÞßà ÛÝÞßÃã,ÝÞßÃ,š› äåÝÞ¦§。 ÛÜ•–¸ºâŒ [4]  Œ [6 ] ABAQUS ’ ™  ¸ º    æ,æš¼çè 1 。 12 mm [7] 。 —¨˜ 2. 7 m,ì 2. 6 m。  200 mm ô àá 2c。 , ›ï 7. 6% , ô  œž æ†‡€‚ƒ š› ª« š›œ 8 ¿Ÿ¡ ¢¡­€„¤£¦§, ˆ ‰­€¤š›¥ðÙ¦¿、 ¥ðŒŽ ƒ§ŒŽ ¨©‚。  š›ì¾æ† ª   200   400。 «¬ A Ëèì¾æï 400  ,«¬ B Ëèì¾æï 200  ,Frame Ë誫š›。    ï“ Q345H 250 mm × 125 mm × 6 mm × 9 mm “  Q345H 200 mm × 200 mm × 8 mm × , àá 1。 á 1 à,•–’™š›âŽ‘ Ž‘¸ º ⪫„ †š,’“‡ˆ†Á,  Š‹ŒŽ,‘’“òó。 ¨©ÒÓÆ¿             Fig. 1 Table 1 '1               ADINA JKLM Hysteresis curves of ADINA analysis N1 ABCDEFGHI Comparison of experimental and theoretical data ¸ ¥éê¿ / kN·mm - 1 •£ / kN Œ[4] Ž‘ 115 1 770 Œ[6] ’™ 142 1 975 •–’™ 146 2 130 è 1  ·262·土木工程 ë,ADINA •–’™š¼âŽ a   b ª« '2 Fig. 2 2 2 c ô œž <=>OPQR Finite element models STUVWX ®¯ GB 50011—2010《 ñõ¥€°±²³》 [8]  ¡3 ¢ 279 £¤¥,¦:”•–—§¨©œž ,, EL - Centro a  3. 417、1. 960  1. 527 m / s 。  2   70    、 Taft ,II   3, 0. 02 s,10 s,   ,8      2 (110) cm / s ,      2  400(510) cm / s ,        0. 15g 0. 30g。  , ­     a  ­。         EL - Centro                  b    EL - Centro      Taft    a                     b    Taft    3 Fig. 3 2 3 2. 3. 1    Three input seismic waves   €‚  c    „  ,† 4 ‡‚。   4  Fig. 4 Acceleration time history curves under different seismic waves     €ƒ ƒ 4 „ ˆ,€‚†‰    „ ‡Šˆ‰‡‡ Šˆ‰Š‰‹;A、B  Frame €ƒ  ‹Œ EL - Centro   2. 9、3. 5  1. 6, Taft   3. 0、3. 7  1. 2;   1. 3、1. 36  1. 03。 A  B €‚ ‹ŒŽ‘ Frame €‚‹Œ,A ’ B ‘,  EL - Centro 、Taft  ,A ‹ Œ Œ B  0. 83 Ž、0. 81 Ž 0. 96 Ž,‘’ Œ“”•“”•–—–˜™€‚—š›,ƒ ˜–  œž›,˜ A •–—™ B š, —š™Ÿ,‡  œž™Ÿ。 2. 3. 2  €‚  €ƒ›œ s dmax  „ ,† 5 ‡‚。 土木工程·263· 280 ™ š › œ Ÿ 2. 3. 3  Ÿ ¢ 26 £ ¡  †­€‚ƒ„   ž  s lmax ƒ„ 7 –†。  ˆ” 㠏• 6  ˆ”           EL - Centro     a                       a        EL - Centro     b Taft                       b  Taft            Fig. 5      5   Maximum vertex displacement curves under differ  ent seismic waves   5 ,         ,        。  EL - Centro,A、B    0. 81  0. 69 ; ,  Frame  0. 61  0. 58 ; Taft , Fig. 6 6   c  ,               Maximum lateral displacement under different seis mic waves ‡ 6 ­ˆ  ,         ˆ”  0. 94  0. 81 。  EL - Centro 、Taft ­ —    ˜ „ ‰ € ,  EL - Centro    €  ,A、B  , A  ‚   B    0 . 58  ;  Taft     ,     0 . 81 †‡ˆ‰Š  0 . 81  。  EL - Centro  、 Taft  ­ €  1. 05 、1. 17  1. 16 。 A  B  ƒ„ Frame, A     ‹Œ, B  ’“ † ·264·土木工程  。 ˆ” Frame  0 . 61   B,  A Ž,‡ˆ‰ŠŒ, ‘  0 . 69  ;       ,     0 . 94  ,A  ˆ”‚ B  1 . 05  、1 . 17  1 . 16  。 3 ¥ ¦§¨,©:  ­€‚”¡ž 281 ª ’ A,‚“ƒ A 。 2 4      2. 4. 1    „ ” –†ˆ‡—„˜,™ 8 šˆ。     •            EL - Centro    a                   a           EL - Centro             Taft    b                 b          Taft         Fig. 7 7 c  Maximum story drift under different seismic waves    7 ,Frame  ,A  B   , ,  EL - Centro 、Taft           、  。  ,Frame  1 / 283、1 / 629  1 / 1 209,  ,A   1 / 565、1 / 719  1 / 1723,B  1 / 599、1 / 862  1 / 1 946,  [8]          Fig. 8 8      ­€ Acceleration time history curves under different seismic waves  8 ,A、B  Frame „  1 / 250 。  ­€‚ ƒ ­„ƒ,   † •–†ˆ‡—„˜›‰ ” œž‡—„˜ŸŠ‹Œ, Ž ’‘’” ‡ˆ‰ˆŠ‹,  。  EL - Centro 、Taft  –†ˆ“, –†ˆ¡žƒ‰ ”  ”¢•。 A、B  Frame •–†ˆ–£¤ Œ ,A Ž B  1. 06 ­、1. 20 ­ 1. 13 ­,€ ‘ B ‡ˆ  EL - Centro  Taft    ”   2. 8、3. 1  1. 6;  2. 9、3. 55  1. 5;  土木工程·265· 282 ƒ „ †  1. 35、1. 47  1. 03。 A  B ,  EL - Centro 、Taft ,A    B  0. 90 、0. 82  0. 92 。 2. 4. 2     s max , 9 。 ‡  ˆ ˆ Š 26 ‹ ‰  0. 83  0. 71 ;,  0. 87  0. 74 。  EL - Centro 、Taft  , A  1. 16 、1. 17  1. 18 。 2. 4. 3  B     ­€ ­€ 10  11 。                   a      EL - Centro    a       EL - Centro                   b        Taft     b       Taft                        Fig. 9 9   10   Maximum vertex displacement curves under differ ent seismic waves  9 ,A、B  Frame     ,     ,  。  EL - Centro ,A、B   Frame  0. 59  0. 51 ; Taft , ·266·土木工程  c      Fig. 10        Maximum lateral displacement under different seismic waves  10 ‚,A、B  Frame   ­,  ,    ,­   。  EL - Centro ,A、 B ­€ Frame  0. 59  0. 51 , Taft , 0. 83 0. 71 , 3 Ä ³´µ,‹: 283 ­€‚ƒ„†ŒŽˆ ,  0. 87  0. 74 。  EL - Centro 、Taft ,A   B  1. 16 、1. 17  1. 18 。    ƒ„, 8 †† ‡ˆ,‰ : (1) Š ‹ † †ŒŽ‘’“ ­, €‚”•Ž† †ŒŽ‘’, ƒ†† ŒŽ”††ŒŽ。 (2) Š †, ­€‚ƒ„                a EL - Centro               b    Taft  –—„ ŒŽ”—„ Œ Ž, †˜、 ™”。 (3) Š †, ­€‚ƒ„ ‡,—„ ŒŽ‡™, † ˜、‡,š ›œŽ–,ŽžŸš›ˆ‰¡¢Š‹ £¤† ŒŽœ 。 (4) Š †† ŒŽ,‘’“¥†¦§”。 (5)  † •–¨  1 / 50 , ‘’ •—˜™Ž, ƒ ­€‚ƒ„ ™”, ‘’ ­€‚ƒ„ ‡š©。  :  。 ( YJSCX2015 - 035NEPU)      : [1]     c     3 [3] £©ª, «¬¸, ¹ (2) : 25 - 31. ±€‚ƒ„ ( S1) : 67 - 73. [4]   ­€‚ –, ‹. º®¯°» - –¼½ ±², 2015, 36 ²¾ƒ®¯[ J] . ª° VIAN D, BRUNEAU M, TSAI K C, et al. Special perforated steel plate shear walls with reduced beam section anchor beams. I: Experi mental investigation[J]. Struct Eng, 2009, 135(3): 211 -220. [5] [6] ³´µ, ¶ µ. † œ [ M] . ·¿: ¸· À ± Á ¹  º », 2001. VIAN D, BRUNEAU M, TSAI K C, et al. Special perforated steel plate shear walls with reduced beam section anchor beams. II: A nalysis and Design Recommendations[ J]. Struct Eng, 2009, 135 (3): 221 - 230. [7] ³´µ, ¼§½, ¾¿À.  - ¶·€‚ƒ„ Á ƒ  ‡  ˆ [ J ] . †   œ ¥  œ  Â, 2008, 28 (2) : 96 - 101. [8]  ¢, £¤¥.  - ¶·€‚ƒ„    ‡ ® ¯ [ J ] .  œ   ¥ — ¦ § ¨, 2016, 38 ³´µ, ¡   11 , EL - Centro 、Taft  ,Frame  1 / 75、 1 / 106  1 / 282, 、   ,A  1 / 107、1 / 133  1 / 316,B  1 / 127、1 / 136  1 / 365。     [8]  1 / 50  。  EL - Centro 、Taft ,A   B  1. 19 、1. 02  1. 16 。 ƒ, žŸ˜, ‹. €‚ƒ„‡š¬®¯ ±², 2013, 34(1) : 61 - 69. [2]   11  Fig. 11 Maximum story drift under different seismic waves ›ª«, œ [ J] . ª° GB 50011—2010. ª°ÃÄ Æº», 2010. [ S] . ÃÅ: –«ª° (  ) 土木工程·267·  26  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  9   Vol. 26 No. 5 Sep. 2016  1,2  , 1,2  , 3 ­€‚ƒ,  „ 163318; †‡ˆ‡‰†Š€‚‹ŒŽ‘’,  „ 163318; 3. “”•–€‚—˜™š, “” 300061)   (1.   2.  ! ": -  ,  ­ ADI NA €‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ -  ‘’“”, •–—˜™š›œ žŸ¡¢。 ˜ŒŽ‘’“”£¤¥,¦§¨©“”€‚¨„†‡ 12 Ž  -  ª«‘’“”,—˜ 9 ¬®¯¡¢¯。 ª°± ²:³´µ¶,ŒŽ -  ·¸、 ¹º»¼½¾¿ÀÁ µÃ;¨Ä†‡ˆ‰Š‹ 12 Ž -  ª«˜ 9 ¬®¯¡¢ŽÅ ÆÇÈÀÉÊ˪«ÌÍŽÅÆÇÈ 1 / 50 Î,ª«ÀÉÏÐÑÒ,ÓÔ。 #$%:  ; ¯;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 05. 008 &'()*:TU398. 2 +,-*:2095- 7262(2016)05- 0506- 07 +./01:A Effect of column stiffness on seismic performance of honeycomb shaped steel plate shear wall Yuan Zhaoqing1,2 , Wang Yiying1,2 , Liu Yan3 (1. School of Civil & Architecture Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Heilongjiang Key Laboratory of Disaster Prevention, Mitigation & Protection Engineering, Daqing 163318, China; 3. Tianjin Installation Engineering Limited Company, Tianjin 300061, China) Abstract:This paper is devoted to investigating the effects of columns’ stiffness on the seismic per formance of steel framehoneycomb shaped steel plate shear wall. The research is composed of using finite element software ADINA to develop five onestorey steel frame with different section sizes of columncompu tation models for honeycombshaped steel plate shear wall and thereby analyzing the seismic behavior when subjected to the cyclic load; based on onestorey computation models, developing three twelvestorey steel framehoneycomb shaped steel plate shear wall models and analyzing the seismic response of which under the rare earthquake of 9 degrees. The results demonstrate that an increase in column stiffness is accompa nied by a gradual increase in the hysteretic behavior, energy dissipation coefficient, and lateral stiffness of onestorey steel framehoneycombshaped steel plate shear wall. The interlayer drift angle of three twelve storey steel framehoneycomb shaped steel plate shear wall with different size of columns when exposed to the rare earthquake of 9 degrees does not exceed the limit value of 1 / 50, demonstrating the advantages ac companying the structure, such as the freedom from damage and a better seismic performance. Key words:honeycomb shaped steel plate shear wall; seismic response; column stiffness 2345: 2016 - 06 - 25 6789: ›œžŸ¡›¢£( YJSCX2015 - 035NEPU) :;<=>?: ¤¥„(1970 - ) ,¦, ·268·土木工程 §•¨,©ª,«¬,›œ®¯:€‚°±,Email:yvq@ sina. com。 -5 , +*), 507 :ܚ›¶§¨á⠏ B、B2 、B4 ́ˆÉ §¨ ÀÁ¸¹Ì, Œ\ 1b ][, †‡¡ 9 0   , ,  [1 - 2] 。  ,­€‚ƒ„ †‡ˆ‰  [3 - 5] ,• Š‹,ŒŽ‘’“” ›­€‚ƒ„;Ÿ ›、 „;’† ‡‚â。 ˆ 12 §΅ |{‰Š B  、B2 ’ B4 。  –—˜™š›œžŸ¡¢,£¤ 。 ¥¦ - §¨–—©ª      «“¬§¨Š®¯°±²³´。 ± µ¶Ž‘、“”·§¨ ¸¹,º»¼½¾¿’ÀÁ¸¹¿。 ÃÄÀÁ¸¹¾¿¶§¨¸¹ ÅÆ,ÇÈ[6] ˆÉÊËÇÈ [7] ¼½ÌÍ a Î¥¦ - “°ÀÁẤ,϶¡ÐÆ Ê¸¹,ÀÁ¸¹Ñ˼½ÑÒÓÔ 。 Õ,փ×ÀÁÂØÙ ADINA ˆÉ¥¦ - § ¨ÀÁẤ,ϖ—ÚÛ́¥¦Ü ÝÞßà†‡Üš›¶¡áâ。 1 Fig. 1 1 2 b 12 §¨ >§¨ 1  Finite element model of shear wall  >§¨«‹ŸµŒŽ‘Œ\ 2 ][。   1 1 1. 1. 1     ãä» Q235 å, ¥¦» Q345  å,¡æÌçè 206 GPa,éêëèìí 0. 3, åîðñòóố。 ãä  “°õö 7. 6% , ¤÷ëè 200, øùëè 0. 2。 Êúû “ óÜüý ” ¬þÿ~, ¥¦ý   » Q345 H250 mm × 125 mm × 6 mm × 9 mm   ,  ¥ ¦ Ü ¸ } »  Q345 H200 mm × 200 mm × 8 mm × 12 mm、 Q345 H250 mm × 250 mm × 9 mm × 14 mm、Q345 H300 mm × 300 mm × 10 mm × 15 mm、 Q345 H400 mm × 400 mm × 13 mm × 21 mm、 Q345 H500 mm × 300 mm × 12 mm × 16 mm , |{  B、B1 、B2 、B3 、B4 œ [, ÀÁẤŒ\ 1a ] [。 B1 、B2 、B3 、B4 ÝÞ^_|{` B 2. 29、 4. 32、14. 18 ’ 14. 42 @, ÝÞÞ?|{` B  1. 45、1. 88、3. 46 ’ 2. 45 @。 ãä>ÂË¥ ¦=<,<ì,«Þ ,è。  Þ ¸ ›Í Î, °  ›è 0. 05 m。 1. 1. 2 ¸ 12  › 0. 02 m, ¡ >¥¦ - §¨«,    2 Fig. 2        Loading system Ǎö EL - Centro ’、 :/’’ Taft ’ ( II “”‚) ƒ 12 §¨•–‚’, Œ\ 3 ][, —††˜ 0. 02 s, ™š—† 10 s, 2 ›œŸ ›|{ 3. 417、1. 960 ’ 1. 527 m / s 。 9 2 ›­€‚‚Ÿ ››œ 620 cm / s 。 ¸ ¹—,žÿŸ‚’•–ÿ~¶Çöˆ‚ ’¡œÐÆ¢£。 2   >¥¦ - §¨¤¥¦ñ、 ç ´§、¨¦¦ñ¸}Œ\ 4 ~ 6 ][, ¡ F  ©,S d ª.。 土木工程·269· 508 ² ³ ´ µ  ¶ · · „ †。 ¹ 26 º ¸                       a EL - Centro            Fig. 5    Energy dissipation factor  5 , , ­‡ˆ‰ Š ,  ‹ 。  Œ 15 mm Ž„‘, 15 mm ’,‡ˆ         ‰Š “;  15 mm ,B1 、 B2 、B3 、B4 ‡ˆ‰Š”•– B  1. 04、1. 08、   b Taft  1. 28— 1. 32 ˜,‡ˆ‰Š ;™š 52 mm , ,B1 、B2 、 B3 、 B4  ‡ ˆ ‰  Š  ” • ™ š B  “ ­›œ ­, ž    5 1. 03、1. 04、1. 22 — 1. 29 ˜。         Fig. 3      c 3            Selected seismic wave    6 Fig. 6      Skeleton curves  6 , , ­€  ,‚Ÿ 5 mm ƒ’„¡,          4 Fig. 4     ™š 8 mm , € ¢†£, ‡ B、B3 — B4  15 mm ƒ„„Ž¤ˆ‰, B €  ¤“Œ¥Š,B3 — B4 €¦‹Œ , ‡– B4 ‚– B3  0. 71 ˜,Ž‘§’“。  Hysteresis curves  4 ,,  ,    -  ‚ , ƒ , ­    ,         € ·270·土木工程  ­ ¨©ª«,,  ,  -  ­ ‡、 ‡ˆ‰Š¨¬®¯ ›€°,‡”•  –‚Ÿ 5 ˜, ‡ˆ‰Š°Œ—± 10% , ¦5 § ¨©ª,’:šƒ‘« ,;  14 ,    30% , ,  。   3 3 1   12  -   † 7 ‡ˆ。 ­€‚ƒ„        509 ­”’ ƒ’“”’ •Ž,­–€—‚,˜™š ƒ­‚,­‚ƒ’“ƒ„。 †›–‡ œšƒ­ˆ­‰ , Šž‚ƒ’“。 B 、B2 、B4 ­€ ‚ƒ EL - Centro  Ÿ¡¢ 16. 1、18. 1 2 Ÿ¡¢ 18. 0、21. 5 £ £ 19. 2 m / s ; Taft  2 22. 4 m / s ;‰Š Ÿ¡¢5. 34、7. 35 £ 8. 38 2 , šƒ m / s 。 ‹‹,EL - Centro   ¢ B ­ 14 , ‚ƒ’“‚Œ¤ 20% ;  Taft  ,šƒ¢ B ­ 4 ,‚ƒ’“ ,šƒ¢ B ­ 4 Ž‚¥ 20% ;‰Š ,‚ƒ’“‚¥ 40% , šƒ B  ­ 14 ,‚ƒ’“‚¥‘ 60% 。 3 2    ­€ 8 。 „ † ‡ˆ              a EL - Centro                  a      EL - Centro                   b Taft                b        Taft                      Fig. 7 7 c  ‰Š    Absolute maximum acceleration value of vertex un der different waves † 7 ‹Œ,Ž‘ ­‚ ƒ’“”’,Ž‘ ­‚     c    8   Fig. 8 Maximum displacement time history curves of ver tex under different waves ‰Š 土木工程·271· 510 ¤ ¥ ¦ §  8 ,,  ,   ,         。  ­€ ‚ƒ„ , †  ‡  。 , ˆ ‰Š,EL - Centro  ,B2 、B4  ‹ŒŽ B  0. 90 ‘ 0. 62 ’;Taft , “ Table 1 ‹Œ 1 ¨ © © « 26 ¬ ª Ž B  0. 98 ‘ 0. 66 ’;”•,“  ‹ŒŽ B   0. 76 ‘ 0. 43 ’。 – B2 — ˜,B4 ™„ š 10 ’, †‡š 30% 。 3 3  ™      ƒ› ( s max ) œ ­,žŸ 1、2 ¡¢, €£‚ƒ ¡¢。  ž 9、10  Maximum lateral displacement of floor under different waves EL - Centro  Taft  ”•  B B2  B4 B B2 B4 B B2 B4 12 0. 314 00 0. 274 00 0. 190 00 0. 219 00 0. 210 00 0. 184 00 0. 105 00 0. 080 70 0. 045 10 11 0. 278 00 0. 243 00 0. 169 00 0. 194 00 0. 185 00 0. 163 00 0. 093 40 0. 071 60 0. 040 20 10 0. 242 00 0. 213 00 0. 147 00 0. 169 00 0. 161 00 0. 142 00 0. 081 30 0. 062 50 0. 035 30 9 0. 206 00 0. 182 00 0. 126 00 0. 144 00 0. 137 00 0. 122 00 0. 069 40 0. 053 50 0. 030 40 8 0. 171 00 0. 153 00 0. 105 00 0. 120 00 0. 113 00 0. 102 00 0. 057 70 0. 044 70 0. 025 60 7 0. 136 00 0. 124 00 0. 085 00 0. 096 40 0. 090 70 0. 082 60 0. 045 90 0. 036 20 0. 020 90 6 0. 106 00 0. 096 60 0. 066 00 0. 075 00 0. 069 60 0. 064 30 0. 036 10 0. 028 20 0. 016 40 5 0. 077 40 0. 071 40 0. 048 50 0. 055 20 0. 050 40 0. 047 40 0. 026 40 0. 020 80 0. 012 20 4 0. 052 40 0. 048 80 0. 033 00 0. 037 60 0. 033 60 0. 032 40 0. 017 80 0. 014 20 0. 008 41 3 0. 031 20 0. 029 60 0. 020 00 0. 022 70 0. 019 90 0. 019 60 0. 010 60 0. 008 63 0. 005 17 2 0. 014 90 0. 014 60 0. 009 90 0. 011 10 0. 009 48 0. 009 67 0. 004 90 0. 004 24 0. 002 59 1 0. 004 15 0. 004 41 0. 003 08 0. 003 32 0. 002 74 0. 002 97 0. 001 50 0. 001 28 0. 000 82 Table 2 2  Interlayer displacement angle under different waves EL - Centro  Taft  ”•  B B2 B4 B B2 B4 B B2 B4 12 0. 012 67 0. 010 81 0. 007 54 0. 008 83 0. 008 61 0. 007 24 0. 004 25 0. 003 20 0. 001 72 11 0. 012 64 0. 010 75 0. 007 54 0. 008 81 0. 008 58 0. 007 24 0. 004 24 0. 003 19 0. 001 72 10 0. 012 50 0. 010 65 0. 007 48 0. 008 71 0. 008 48 0. 007 18 0. 004 19 0. 003 16 0. 001 72 9 0. 012 22 0. 010 45 0. 007 32 0. 008 51 0. 008 26 0. 007 04 0. 004 10 0. 003 09 0. 001 70 8 0. 011 50 0. 010 10 0. 007 05 0. 008 16 0. 007 92 0. 006 79 0. 004 02 0. 002 98 0. 001 65 7 0. 010 76 0. 009 57 0. 006 66 0. 007 52 0. 007 41 0. 006 43 0. 003 77 0. 002 81 0. 001 58 6 0. 009 91 0. 008 85 0. 006 13 0. 006 93 0. 006 74 0. 005 93 0. 003 38 0. 002 59 0. 001 47 5 0. 008 80 0. 007 91 0. 005 44 0. 006 17 0. 005 90 0. 005 27 0. 003 01 0. 002 31 0. 001 33 4 0. 007 42 0. 006 73 0. 004 57 0. 005 23 0. 004 80 0. 004 46 0. 002 53 0. 001 96 0. 001 14 3 0. 005 72 0. 005 28 0. 003 53 0. 004 08 0. 003 67 0. 003 49 0. 001 99 0. 001 54 0. 000 90 2 0. 003 78 0. 003 56 0. 002 40 0. 002 73 0. 002 36 0. 002 35 0. 001 23 0. 001 04 0. 000 62 1 0. 001 46 0. 001 55 0. 001 08 0. 001 16 0. 000 96 0. 001 04 0. 000 51 0. 000 45 0. 000 29 ·272·土木工程 Á5  511 ÃÄÅ,Ÿ:¬®•¯°±²‚—£                           a EL - Centro            a               EL - Centro            b            Taft  b   Taft                               Fig. 9 9 c   10  Maximum lateral displacement of floor under differ ent waves  9  10 ,    ,, ,,  。 ­€ ,  ƒ 。  EL - Centro ,B  、 ‚        B2 、B4  „ € 0. 314、0. 274、0. 190 m; Taft , † „ € 0. 219、0. 210、0. 184 m; , † € 0. 105 0、0. 080 7、0. 045 1 m。  Fig. 10 c    Interlayer displacement angle under different waves 1 / 93  1 / 133; Taft ,  „ € 1 / 113、1 / 116  1 / 138; ,  „ € 1 / 235、1 / 313  1 / 581。  GB 50011—2010《 ŒŽ‚‘’》 [8] ,  ,“、”•–­—˜€ 1 / 50,™š›œ ž€‚Ÿƒ˜, „¡ € 4 ¢†‡,‚—£¤¥,¦§¨©  ª。  (1) «¬ ® • ¯ ° ± ²    ˆ ‰   Š  ‹ , ³´µ¶·—¸ , • ³´ - ¬®• ¯ ° ± ²   Œ Ž — £ 、 £ ¹ º ‘ ‰, Š ‹。  EL - Centro , „ € 1 / 79、 »’ , ¼“”—•– , —˜³´ µ¶½¾  ™ š ¿ Ÿ , ›  ¹ š ¿ À œ ž „ ‡,B  、B2 、B4 ˆ , 土木工程·273· 512 £ ¤ ¥ ¦  。 (2)  12  ,、 、  § (4) : 439 - 447. 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School of Civil Engineering & Communication, North China University of Water Resources & Electric Power, Zhengzhou 450011, China; 2. Beijing Company of China Petroleum Engineering Co. Ltd., Beijing 100085, China) Abstract:This paper is driven by the recognition that the study of the effect of traveling seismic wave on the largepan doublepan steel structure holds a theoretical solution to practical engineering problems. The study builds on using great quality principle to establish largespan structure analysis model and ana lytic equation which considers traveling wave effect; subjecting largespan steel structure workshops to a multipoint excitation analysis considering traveling wave effect, as is determined by what occurs with these workshops; performing a contrastive study of conventional seismic response under consistent excita tion. The results show that two methods used to input seismic wave produce a consistent acceleration re sponse curve of beamcolumn joints of steel structure workshops; the workshop steel structures have var ying degrees of increase in displacement, velocity, and acceleration response of beamcolumn nodes, which occurs due to the action of multipoint excitation considering traveling wave effect and the decrease in the seismic wave propagation velocity. It follows that a greater accuracy in the seismic analysis of long span structures necessitates the due consideration of the impact of the traveling wave effect on structures. Key words:seismic wave; traveling wave effect; great quality; seismic response 2345: 2014 - 03 - 09 6789:;: •–—(1987 - ) ,˜,™š›œ™ž,Ÿ¡,¢£¤¥:¦Š§¨©ª « ¬®,Email:1291388997@ qq. com。 土木工程·275· û4 + 0 ÄÊ*,©:  †‡Çˆ‰ 447 ­€ |{,[\]^_Ù `@, ?Ð M sb = 0; Ú >=<·,àá¸;„Ä:/¸.-þŽ, àḠ- C sb y b {{;,þú(3)   · M ss ÿ s + C ss y s + K ss y s = - K sb y b 。 ·  、  , [1] ,  ­€ 。 ‚ƒ, „ †‡ˆ ‰Š ‹ŒŽ, ‘’“”•–—˜™ [2 - 4] 。 ¦§¨© [2] š›œžŸ¡ ¢£¡¤¥ ª«¬®¯°±²³´ µ¶·¸ [3] —€,¹º»© ª«¬®¯ ­€„ †‡¼ [4] ½³¾ˆ‰—€–—, ¿À² ª«¬®¯ ­€„ †‡Á—€–—。 ÃÄ  ­€–— †‡Å†ÆLj‰ÈÉ—€Ê »ËÌ,ÍÎ,ª« ¬® ­€„ † ‡Å†Çˆ‰ÈÉ–—, ÏÐÑÒ ÓÔ¢£Å (4) Ù, - K sb y b é„êëì·Äø ò.^í¸。 í “µ¶¸ÛÜÝ£。  ˆ‰—€ŽØÙ, ‘’  [5 - 7] ­€Ú”•,ˆ‰¸ÛÜÝ£  · Mÿ + Cy + Ky = Mẍ, (1) Ù:M———ˆ‰ Þß; ( Ä ˆ‰  10 í) Äãðµ ¶,ãðµ¶Ýè‡,_Ù _Ù íäÚ ,µ¶Ýè;¸ F,Ð F = M0 ÿ0 , (5) Ù:M0 ———_Ù ; ÿ0 ———ãðµ¶( äå‡) 。  m11    m j1    m n1 ‘’ M sb ÿ s C ss C sb ys [ M M ] {ÿ } + [ C C ] { y } + P K K y = [ K K ] {y } {F }, (2) bs bb b · bs bb · ss sb s s bs bb b b b · Ù:ÿ s 、y s 、y s ———é„êëì·íïãðñ òè; · ÿ b 、 y b 、 y b ———é „ ê ë ì · ˜ ó   ò  è; P s ———ˆ‰ôõœö÷; F b ———ˆ‰ôõøù¸。 ú(2) ÙûÚüý, þÿ~ÃÄíî · ˆ‰}óòèÿ s 、y s 、y s ¸ÛÜÝ£: M ss ÿ s + C ss y s + K ss y s = - ( M sb ÿ b + C sb y b + K sb y b ) 。 · · (3) ·276·土木工程 m1j … …  M0 … …  m nj … … c1j … …  c jj … …  c nj …  k11    k j1    k n1 ­€“µ¶¸ÛÜÝ m1n   ÿ1         m jn   ÿ j  +        m nn   ÿ n  …  c11    c j1    c n1 K———ˆ‰â‡Þß; ẍ———ㄈ‰µ¶äå‡; y———ˆ‰æçè; · y ———ˆ‰å‡è; ÿ———ˆ‰äå‡è。 M ss [8]  6 C———ˆ‰àáÞß; £ (LMM) ¬®ˆ‰ ­€þ]^ Ó, ã ÑúÚ ú M0 、F •¸ÛÜÝ£,ÿÞß: ÕÖ×。 1 (4) … k1j … …  k jj … …  k nj … c1n   y 1         c jn   · yj  +        c nn   · yn  · k1n   y1   F1             k jn   y j  =  M0 ÿ0 。            k nn   y n   F n  (6) Ùû j Ý£ · m j1 ÿ1 + … + M0 ÿ j + … + m jn ÿ n + c j1 y 1 + … + (6) c jj y j + … + c jn y n + k j1 u1 + … + k jn u n = M0 ÿ0 。 · · (7) (7)  M0 ,Ä M0  Ä m ô (6) Ùàá C ⇠K ô,þ­ÿ j ≈ÿ0 , Í.€‚¯ãðµ¶ä凩ă„ †。 [\‘’ µ¶,?òä凇ÏÐڄ; [9] æˆÚ ä凉Š”• 。 ‹Œå Ž‘ ,?òä凇Ú äå ‡‰Š”•,΍,þ Úµ¶ôÿˆ\Š „ ’,“‚ Mass21 °”ô• –—Ñ。 448 2 ¸ ¹ º » , 2 2 , 0 45 kN / m , 0 40 kN / m ,  ,  8°,   ,  ,  。   84 m,  90 m,  8 m,  1 / 10, 9 m。  H ,   ANSYS ‚ƒƒ„ « 3   Q235B,  f = 215 MPa, ­€‚ 210 GPa, ­€ 0 3。 ¼ 7 850 kg / m3 , ,† 3 1 ½ ½    ™š x ¨©›,ª ANSYS ‚ƒœ«” ™—˜®’«”‚„ž, €‹ž™£ 100、500 m / s Šˆž™£Ÿ¡ ‚œ¬š—› «¡¯°,Ž±©¢²³´¡µœ¶•–³ ´µœ¤¥¦€,·£ 4。  1‡   †,ˆ‡‰Šˆ‹‰„ Beam188 Œ ŽŠ‘  € ‹,   ’ Œ ˆ   ’ Œ    „ „€ Link8 €‹,Ž‘’“”“”‚„ Mass21, Š ( v1 ) ˆ“£ 3 ‡†。 Ÿ–™†   •–—˜ ™。 •–š—› ™, † 2 ‡ †。 –œ˜žŸ– ( ① ~ ⑤ ) ¡¢( s) 、£  24 ¿ ¾                 ( a) ¤¥¦€§,          1 Fig. 1  Steel structure factory building  finite element model                 2 Fig. 2   Artificial seismic wave          3 Fig. 3      Door frame node                                                                4 Fig. 4   1  Displacement of node1 in traditional excitation and multiexcitation 土木工程·277· ¬4 ® ¯°±,™:©¤¥‡¦  4a  4b ,、 ,  Ÿ„ ,†‡, “”•†ˆ, “  ”•ž ¢‰£¡¤—•。 ,  。  4c  4d ,   , , 3 2  v = 500 m / s¤ž 70 3% 。 Ÿ¡   1  ,  €‚ƒ 1 Table 1 „ 1。  Maximum node displacement under different conditions s max / mm v = 100 m / s v = 500 m / s 1 12. 850 0 6. 432 0 2 15. 170 0 3   Maximum node speed under different conditions v = 100 m / s v = 500 m / s v= +∞  1 76. 70 45. 03 21. 08 21. 08 2 88. 56 56. 21 21. 55 21. 55 3 49. 88 20. 95 21. 58 21. 58 4 66. 32 26. 39 21. 55 21. 55 5 74. 01 41. 51 21. 08 21. 08 3 4 v= +∞  v1,max / ( mm·s - 1 )   2 Table 2 。 ­ 449 “”•     1. 086 0 1. 086 0 7. 486 0 1. 121 0 1. 121 0 52. 040 0 0. 998 6 1. 132 0 1. 132 0 4 64. 990 0 1. 648 0 1. 121 0 1. 121 0 5 12. 440 0 6. 382 0 1. 086 0 1. 086 0 ‹¥ ‡ ¦  „ 3。 3 Table 3 „ 1 †,,  §  ¤ ,  Œ    Maximum node acceleration under different conditions a max / ( m·s - 2 )  v = 100 m / s v = 500 m / s v= +∞  0 564 0 0 564 0 ‡ˆ 1 0 780 1 0 728 3 ,‰Š‹Œ,Ž。  2 0 933 5 0 834 4 0 580 7 0 580 7 ‘’“”•, –  3 0 751 9 0 547 3 0 585 1 0 585 1 ;  4 0 888 8 0 598 4 0 580 7 0 580 7 —• 5 0 879 5 0 644 1 0 564 0 0 564 0  —•˜™,š› 3 —• ‘’“”•,– ˜™。  1 œ v = 500 m / s  v = + ∞ ,ž 4 92 , 1 œ v = 100 m / s œ v = 500 m / s  ž 99 78% 。   ‰­€‚ƒ。 Ÿ¡ Ÿ„ , †‡, “”•†ˆ, “” •   ž ¢‰£¡ —•。 3 3  „2 Š ž 。 „ 2 †,‘’“”•, – ¤ —• ”•,–§¤ ™,š› 3 §¤—• ”•,– ;‘’“ §¤—•˜™。  1 œ v = 500 m / s  v = + ∞ § ¤ , §  ¤     ž 29 13% ,   1 œ ¤    ž 7 1% 。  Ÿ ¡      Ÿ „ ,†‡,“”•†ˆ, “”•ž —•˜™, š› 3 ¤ ;‘’“”•,–  ¤— •    ˜ ™。     1 œ    v = 500 m / s v = + ∞   ¤  ,  ¤     ž 1 14 ,  1 œ v = 100 m / s ¤œ ·278·土木工程 —•˜ v = 100 m / s§¤œ v = 500 m / s §  €‚ƒ¤ „ 3 †¨“, ‘’“ ¢‰£¡—•。 4   (1) ©¤¥‡¦ª«Ž‘ 450 Ì £ Í Ë Î   ,   ­ €‚。 (2) ƒ„ Š‹Œ,  –; ” , [6] [7] † [8] [9]  €—˜[ J] .  £.   Š‹ Œ ¤¥ ¦ §¨ ©  — ˜ ª«¬,  ,  š”, 2005, 21(5) : 50 - 54. š›, ‹œž, Ÿ¡¢. £¾‰Šº ´ „ ¥, ¦§º. ¨© —˜ÈÉ[ J] . Êà ¬®¯. ƒ¦—°±²»³´[ J] . Ì£Í Ë˜›ž, 2013(4) : 401 - 404. µ¶†, ±·¸, ¹ †. ‡¥™Ï   º » ANSYS —˜[ J] . Ì£Í˘›ž, 2007(1) : 54 - 58. [13] „¼½, ¾¿À, ÁÂ. ANSYS ¨© à  Р— ˜ [ J] . Ê Ã š ”  › › ž: ª « Ë › ˜, 2013 . ®¯§° ±². ³´©—˜[ D] . µ:  ¶. ´Š‹©—˜ MR ·¸ [11] [12] Ÿ¡¢,  ›, 1987. [5] ‘’À, “”•. ´Á¿Â[ M] . ÃÄ: ŖÆÇ š”››ž: ª«Ë›˜, 2009(1) : 37 - 39. €[ J] . ››ž, 2007, 40(1) : 1 - 8. [4] ‹. ŒŽ´ˆ‰—˜[ J] . š” 268 - 272. 。 ™š”›œ›ž, 2012, 10(4) : 313 - 317. [3] ´© ©   €  [ J ] . ¤ à   › ž, 2010, 32 ( 3 ) : Ž‘ ” .  [ J] .  †. ¹Š‹Œ‡ˆ‰Šº —˜™, 2001. Ž‘、 † : [2] ‚ƒƒ, „ —˜[ J] . »¼½¾, 2010, 30(2) : 122 - 127. [10] [1] Ñ 24 Ò ž ™¿, 2010, 24(4) : 500 - 502. †‡ˆ‰ ’“”,  • › €[ D] . : ›, 2004. , , › ­ (3) : 1 - 4. (   ) 土木工程·279·                                                         !" †‡  ˆ‰Š­€ ­€     ­€‚ƒ„ ‹‚ƒŒŽ„ ‘’“”• –—˜™š›œž Ÿ¡ˆ‰Š­€ ”•¢£¤¥¦§¨©ª «¬š  ¨ ¤ ¸¹®¯¶º  µ¶· °± ²³´µ¶·¤  ®¯ ¤  ¨»¤ ÁÂÃÄÅƁ ¸¹®¯¶º  µ ¼½¾¿À¨   ÇÈÉÃĶ ®¯ Êˑ’ˆ‰Š­€ ÌÍÎ ÑÒÓÔ ‚ƒŒŽ„  #$% ­€ ˆ‰Š­€ ‹„ Ï¡Ð  ‹„  š›„Õ     ­ €   ‚ &'()* ‚  +,-*€  +./01ƒ                                                  „                                 †   „                ‡ ˆ     ‰            †ˆ    ‡ ‰   ‰   ˆ ‰    ‰   ‡       ‰ †    ‰†  ‰    ‡     ‰ ‡ ‰    ‡   Š      ‰     Š  ‹    ‰  ‡     ‰        ‡ ‰     †ˆ    ‡  ‡ ˆ     ‰    † ‹   ˆ      ‰    Š         ‡      †                   Œ           ‡     †ˆ    ‡  ‡ ˆ     ‰     ‰  ‰ ‡     ‡ ‰   ‡   ‰       ‰    † ‹   ˆ      ‰    Š    ‰  ‡       ‰              ˆ               ‰   ‡   †             Ž  Š                 ‰       †       ‡    †               ‡  ‡ ˆ     ‰                ‡ ˆ     ‰           †              ‰       ‰ Š  ‰ ‡                ‰   ‡     Š     ‡ ˆ     ‰      †Š     ‰    ‡     ‡  ‡       ‰ ˆ         †    †          ‰  ‰  Š      ‡ ‰  ‡ˆ      ‰        ‡ ‰   ‰   ‡   † ‹   ˆ      ‰    Š       ‰    Š       ‰ ‡ ‰  Š  ‹         ‡   Š    † ‹   ˆ        ‡      ‰ ‡ ‰  ‡ 2345  ‚  6789 ‚ƒ„ †‡ˆ‰‘€‚ ‚ :;<=>? 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":             ,   - ­€‚ƒ„ , †‡ˆ ANSYS ‰Š‹ŒŽ‘ , ’“”•–—‚ƒ ˜™‹ š› 。 œžŸ¡ : ”•‚ƒ š›¢£ 。 ”• ¤ ¥ 0 4 m ¦‚ƒ§¨©ª , «¬ 0 4 m ¦®¯° Š ; ”•± 0 3 ~ 0 4 m ¦‚ƒ˜™‹ ² ƒ ³ 。   – —  ‚ ƒ      š › ² ¤ 。 – — ± 10 mm ¦‚ƒ°    § ¨ ² ª ,   – — ´ µ 10 mm。   – — ¶ š › ‚ ƒ   ˜ ™ ‹ , ˜™·¸¹º»¼½¾ 。 ¿ÀÁ±Âà ­€ ÄÅÆÇ 。 #$%: - ­€‚ƒ;  ; È É doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 03 018 &'()*:TU473 1 +,-*:2095- 7262(2014)03- 0306- 06 +./01:A Effect of steel pipe on withdrawal resistance capacity of steelcement composite pile FENG Jianguang, HE Yingping ( School of Urban Rail Transpotration, Soochow University, Suzhou 215137, China) Abstract:Aimed at addressing the limited bearing capacity inherent in conventional uplift piles, this paper proposes a steelcement composite pile, a new combination building on the behavior of struc ture and load transfer in reinforced mixing piles. The paper goes further into an analysis of the effects of steel pipe diameter and thickness on the composite pile bearing capacity and failure modes, using nu merical simulation software ANSYS. The analysis finds that steel pipe diameter exerts a significant effect on the withdrawal resistance behavior of composite piles, as is demonstrated when a steel pipe with a di ameter of less than 0. 4 m, provides a significant increase in bearing capacity of composite piles; a steel pipe with a diameter of up to 0 . 4 m gives composite piles the bearing capacity close to the limit; and a steel pipe with a diameter ranging from 0 . 3 to 0 . 4 m affords a more reasonable failure mode. Pipe wall thickness has a less effect on withdrawal resistance performance, as is evidenced by the fact that a 10 mmthick pipe wall provides a greater increase in the ultimate bearing capacity, suggesting that a pipe wall thickness is set to be 10 mm. Pipe wall thickness produces no effect on the failure mode, due to the damage occurring only in the interface between steel pipe and the outer pile. This paper may serve as a reference for improving the performance of reinforced composite pile. Key words:steelcement composite pile; withdrawal resistance; finite element  ˜™š›œ ¤¥¦§。 ¨©ª««¬®¯ 2345: 2013 - 11 - 28 6789:;:  ž, Ÿ ž¡ ¢£ °±²³´— (1984 - ) ,­,€‚ƒ„ µ ¶,  ( · ) ¸ ¹ ™ š ›  œ º » ¼ ½ ¼ [1] ¾ 。 ¿ÀÁ›  ÃÄÅÆÇÈ, ÉÊË †,‡ˆ‰Š‹,ŒŽ,‘’“”:•–—,Email:306482311@ qq. com。 土木工程·295· `@?,:Àð - º»¾œ· ^3 _  , 。  ­€、‚ƒ„ †‡。 ˆ‰Š‹ŒŽ‘ ’, “‰  ¡‘½Ì¡ØŠŽ,‘’ 1a “。 ” ”•Æº»—, ϕ®–ìû釁。 ¥§¨©¥‘, ­€ª« [2 - 3] 。 °§± ²³´µ ¬®¯ ¶·¸¹“º»¸¹、¼†½¾³, ¼¿“ÀÁÂÃ、ÂÃ、À­­€¾³。 ¶ ·¸¹Ä«–ÅÆÇÈÉʦ, Ä«— ”•¼ŸË‘½Ì¡, ͑ÎχÐÑ šÒÓÔÕÖ×, ؘٟں»¸¹ [4] ÛÜÝއßà, á«âãäåæç 。 À­ (2) “‰ÀðȖ—˜‡•–˜, À𠏐 ­€”•–—˜‚™š›œ,  žŸ¡¢£¤‰¥ž¦,  307 º»Éʦˆ–—, À𠈺»¨–Å, Çûå쁍, ‘’ 1b “。 (3) “‰º»”•–™, ˜À𺻠†›–,À𺻚ì,‘’ 1c “。 (4) Àðòó›Å˜º»†››, ‘ ›Å,‚ƒ‹×œܪ,žŸƒ „Ýì,‘’ 1d “。 (5) ‚ƒ„·–¡,­€ ”• –Å,žŸƒ§¨¢£}„ ,‘’ 1e “。 è‰é, êëÉ쩺»ÝíîïÀð Ö×,ØñÀðòóôõöˆ¾œŸ¡ô ÷ø,ùúû”•ü‚ (  ) Ÿ ¡,°§±¾œ·。 1   1 1 ©‘Ì¡ª«,Àð - º»¾œÝÀ ð、º»( ù、) ¥,¾œ é,¾œÌ¡ ŠþÆÏ­€Ì¡Šþ ¬ÿ。 ‘Ì¡ ª«‰Àð,Àð~¯  ¨ˆ‰、 ‘, , Àð~¯ 、Éʦ。 ¾œ©åÀðÉÊ ¦, ¨ˆ‰‚ƒ ‘,ý¨¦。 1 2 1  ý©ˆü„ 。  Àð - º»¾œ“Àðº»~ žŸ¡Àð、 º»、 ‚­ €·ô·ò,  Fig. 1 žŸ¡ ¬ÿ。 ÷ø¶·¸¹ ­Àð­€ ”•、 À𠺻ž€¦、 º»¸¹ ­€ ”•、º»ž€¦、 ƒ­€ ”•‚‡。 ƒˆù‘‚‡÷ø ­,„Í •ñ,҆ ÓÔݶ·¸¹©‘Ì¡ª«©‚‡ : (1) “‰­€”•–—, ˜íÝ Àð–‡,‘½Àðˆ¯‰Š”•,‹×ٌŸ ·296·土木工程    -    Five failure modes of composite pile ‘â¤,’ 1a、1c †‡ìû¿ ·–—,¥Ý®¦§¨。 ©ª¿« §¨,¿ù¬‡¾œ}§¨,Ɩ® å,ù¯ÐÑ}°īއ­€” •,°º» - üÀð - º»¥¦¬ ¯°§±,}³±ƒŸ¡¯²¾œ。 ¥³[5] ´ˆ®‡•(6、8、10 m) ïÀð¾ œ·ªÚµ¶·ñ。 ¥Ý¸| AN SYS ¹ñÒº, {[ïÀðòóôõö†» ­ˆÀð - º»¾œŸ¡÷ø。 , –­€  2  2 1   ¥Ý¼« ANSYS ½¾  ¹ Ò º \ ¿  ·。 ]ÀÁÂÃÄ·ÅåºÆÖ  6 m (  ó  20 Ç) ,ÈòÖ 25 m( ‡ 2 5 Ç) 。 º»¼、 ƒ、 ƒ¼« SOLID45 ¹É。 ƒ、 º» ¼« D - P Ê,¼¼«Ë·Ê, ̃­€Í µÎÇ 1。 ¼º»、 º»‚ăý ¼«¹。 308 ¶ 1 Table 1 γ / ( kN·m - 3 ) 20  21  78   2 2 · ¸ ¹  Material parameters E / MPa μ 0 35 10 1 500 0 21 0 30 2 0 × 10 5 c / kPa φ / ( °) 25 17 20 600 º – » » ˆ’“ƒ”,œž Œ,”• Œ• –—˜™,š ›® 0 5 m ¯ ”• ¨©œžŸ¡¢。  „ 0 4 m  £¤”•¥,°¦– ¡¢­‡,±²§   ANSYS     (10 m) 、  (0 6 m) ,  (6 m) , ­€ (15% ) , ‚ 。 ƒ„ ( D) 、 ( d) 。 : (1)  5 mm, (2)  0 3 m,  0 2、0 3、0 4、0 5 m ‡。 20、30 mm ‡。 0 1、 † 5、10、       3 Fig. 3       ­€‚ƒ Effect of diameter on ultimate load    3 1  3 †  0 3 ~ 0 4 m。  、 ,  。  ,   ½ 24 ¾ ¼ 3 1 1     ˆ‰Š ( p) - ˆ‰  2 。   ( s)         4  „ ­€‚ƒ Effect of diameter on ultimate bearing capacity ™ 5 ƒ¨, Ÿ‘ ¦§Ÿ‘”• ( s m ) †¨©ª 178 1% 、169 3% 、124 0% «     10 2% 。 ‡³ 0 4 m ,”• •­–; –³ 0 4 m , ”• © ª«。 ¯—‚ƒ      Fig. 4    ”•Š—‚ƒ“Ÿ¬。    2  -  Fig. 2 ps curves with different diameter   ’   Œ, Š - “ 。  ”• ­–,€—‚ƒ˜„– m ˆ–。 3、4 ƒš‰›,œž ™ Š( p m ) „–   2 ,‹ŒŽ,‘‡ †‡,    Œ,”• ‘ ¦§Ÿ‘”•†¨©ª 309 900% 、136 400% 、18 300% « 0 491% 。 †¬š   „ 0 3 †‡,Š”•( F m ) ‹Ÿ ,¡¢£˜™Œ¤¥—ŒŽ。 Ÿ  Fig. 5 3 1 2 5       ­€‚ƒ Effect of diameter on ultimate displacement  6 „ˆ‰Š ( p) - ´µ ( s1 ) 土木工程·297· ¤¥¦,§: - ¨©­€ª«¬ ¢3 £ 。 ,  ,。 309  6a ~ 6c ,    , ,   ,  ­€‚ , ƒ­€ *+,--  !" #" $% &% '" (% )" "  „   ,­€, 、  0 *$ *" ,./0   ($ „   3 2   3 2 1  %1*+-  。  †‡­€  ( p) -  ( s)  7 。 ˆ‰,  62 $2 &2 7+,--    ("  ,   ­€‚ , ƒ­€    $ 。  6d、6e   ­€‚ƒ,  Š‹Œ。  52 (2   72  *2 3 (2 52 ,./0  24(+- &2  2 *62            7+,-- *(2  82 7  72 9 Fig. 7 (2 52 &2 $2 ,./0  245:-   -  ps curves with different thickness 62 ­€Ž‘ †‡ ( d) ’ “ 8 。 , ­€Ž‘ 762 †‡ „ 。 ƒ”•– —‹ Œ,†­€Ž‘ †‡ „ 7=2 7+,--   &2   2     , 82  Ž‘˜Œ。  &2  2 72  52 &2 $2 ,./0  24&+- 62   ; (2 762    7(2 7+,--   82            &2 8 2 6 Fig. 6 72 < &2 52 (2 ,./0  24$+- $2  -  ps1 curves of composite piles with different steel pipe diameter ·298·土木工程 Fig. 8   Effect of thickness on ultimate load  9 ™†‡­€Ž‘˜ 。 š‡,ˆ‰†‡‹›‰Ž‘˜ œŠžŸ 12 20% 、6 22% ¡ 4 02% 。  310 ¼ ½ ¾ ¿ À Á Â Â Ä 24 Å Ã  10 mm ,       。      ,  , ‡•,´µ¶©–³¦§¬®“ ,·’“¦§ ¬®«    , 。 ,  ­€,  ¢。 ‚„—, °˜€。 20、30 mm, ƒ。 ‚„ , ‚ ­  5 mm , † ¬®¸¯    ‰Š† –—。 ¦§  ;  10 mm ,  ˆ ‹ŒŽ‘’, “ †”•ˆ‰ €‡                               Fig. 9 '9               mn_`toDEuvLpqrs   Effect of thickness on ultimate bearing capacity   10 ˜™  š› œ。 ‚ 7、10 „žŸ, ‚ 5 mm š¡           30 mm ,¢£š,  90 mm  ,¤ 5 mm。  。                                            ' 10 Fig. 10    mnijoDEuvLpqrs Effect of thickness on ultimate displacement      3 2 2 ' 11   11  ¥ ¦§¢£¨( p) - ©( s1 ) ­€。 ‚ª‚ƒ­€ „ „ž‡ˆ‰«¬®¯。 Š ­€‹Œ °Ž‘¥,’“Š 。  ©˜™¢£¨ ,  ¬®,©²³ Ž‘ 4  (1)   efDEvwgIJKh` - ijkl Fig. 11 †, ‹¬®,¤±­ƒ”  ps1 curves of composite piles with different steel pipe thickness  - ¹º¶¦§ »™ 土木工程·299· µ•¶,Â: - „ Ó3 Ô ,,  - 、 - 。 (2)    。  0 4 m  ;  0 4  m ­€ 。      0 3 m  ‚  ;   0 4 m  。    、 „ ‰Š ‹ Œ ,   0 3 ~ 0 4 m。  : [1] [2] [3] [4] ‚ƒ †ƒ  ‡ˆ    ,    311  [5]  《 ™š›》 . ™š›[ M] . : œž• Ÿš¡, 1996: 8 - 9.  ­, €‚ƒ. ¢£ ¤¥¦„§¤¥[ M] . : œž• Ÿš¡, 1995: 10 - 11. †‡. ¨©™š›[ M] . : œž•Ÿš¡ , 1999: 181. ˆ‰Š. ª«¬Š‹®“†„Œ¯°© Ž±²³[ D] . ‘’: ‘’ ´, 2006. “”•, µ•¶, •–·.  - „ ¸ €— Š ¹ [ J ] . º » ¼ ½ ¾ ´ ¿ ´ À, 2010, 20 ( 5 ) : 350 - 352. (3) Ž‘ ’。 Ž‘ 10 mm ­€’。  [6] “” , • Ž‘– 10 mm。 Ž‘—  [7]  ,‹˜‚ ˜ ™, Áš, •–·, Â. ê윞¸€ —Š¹[ J] . º»¼½¾´¿´À, 2009, 19(2) : 121 - 124. Ÿ¡¢, £¢¤, ¥¦¡. „ ¹[ J] . ªš› ¯Å§¨ ©Š ´´À: «¬½´, 2007(1) : 4 - 7. 。 (  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  284 ) Mechanic Automation and Control Engineering. Wuhan: MACE, 2010: 3683 - 3685. : [1] [2] [3] [4] [5] ®¯°, ƒ [6] , ±Š², Â. ³Æ¯´Ç ¾²³[ J] . ÈÉ, 2013, 41(6) : 21 - 24. [7] ˜Êµ, ¡. Ä˝ÌÍƶ´Ç¾ ²³[ J] . , 2010, 19(2) : 17 - 20. ¯,  .  ²³[ J] . , 2011, 20(9) : 9 - 12. ±¢ , [8] Ä´Ç¾¦Ë© –. ´Ç ÎÆ ½´¾, 2003, 31(5) : 19 - 21. [ J] .  LI ANBANG, XIAO LINJING. Research on ropepulling monorail clamping control system [ C ] / / 2010 International Conference on ·300·土木工程 [9] ·•. ´ÇÇÆ•ÏÐ[ J] . •³‚ ¸, 2004, 31(2) : 57 - 58. €, ·•. ´ Ç   Ï ‚ Ñ  Š ¹ [ J] . •³‚¸, 2002, 29(1) : 228 - 229. ­€, ±¢ ,‚ ƒ, Â. ƴǾ ¦Ë©[ J] . ½´¾, 2003, 31(8) : 16 - 18. „ †, £¢¤. œ¹Š‡ ªš› ҈Ž±[ J] . ´´À: «¬½´, 2008(3) : 61 - 63. 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": ,   ­€‚ƒ„。 †‡ ˆ‰Š‹,ŒŽ KINH ‘’“,” •–—˜™šŠ,›ŽœžŸ”¡¢£¤¥›ˆ, ¦Ž ANSYS §¨©ª «¬、 ®¬、 ¯¬°±²³”´µ¶ˆ™·¸¹。 º»¼:½¾ ¿À²³,Á›ˆ ÃÁěˆÅÆ;Á›ˆÇȔ ®¬ÁÉÊ。 †ªº,ËÌ ÍÎÏÐÑ Ò’“,ÓÔÕÖ×ÍÎ؊¿ÀÙ。 #$%:; ²³; ěˆ; ›ˆ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 02. 022 &'()*:U239. 9 +./01:A +,-*:2095- 7262(2016)02- 0219- 05 Engineering crack propagation effect on mechanical performance of existing reinforced concrete structures WANG Haijun, GAO Shuaiqiang ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is aimed at eliminating the potential dangers due to active concrete structures working with cracks,some of which have exceeded the limits. The study works towards the singularity treatment of concrete cracks based on the fracture mechanics theory of concrete and using the KINH con crete constitutive model; the application of prestressing force on concrete reinforcing bars using cooling method; and the analysis of the effect of the crack length,width and depth, width direction extension on the mechanical behavior of box beam using the finite element software ANSYS. The results show that the crack group size expansion means increase in both the maximum compressive stress of concrete and the maximum tensile stress; the maximum stress is the most sensitive to the width of the crack. The analysis results provide the proposed model. The study offers the reasonable size range of the crack to be repaired. Key words:concrete structure; crack propagation; tensile stress; compressive stress [1 - 4] 0   ¦§¨©ª«¬® ¯°。 ±²  ( Ÿ¡、 、 ³ ) «  ÄÅ、Æ ÇÈ, É ÊÅËÌÍÎÏÐ [5 - 9] Ñ、ÒÓ、 ÔÕÖ×Ø ÙÚÃÛÜš  ´µ,¶ 。 ¼½¾¿À¥ÁÂà ¯·¸ 2345: 2016 - 02 - 05 6789: ‚ƒ„ ¹º»º ›,ÝÞÃßÏËà,á⚛Ëàãäå 浨çèœéêëìí。 îïð, µñ,òóôí †‡ˆ( E201460) :;<=>?: ‰Š‹(1974 - ) ,Œ,Ž‘‚’“”,•–—,˜™,š›œž:Ÿ¡¢£¤¥,Email:hjw741010@ sohu. com。 土木工程·309· 220 ï ð ñ ò ó á  ,。  ,,  ­€‚,ƒ„ †‡ˆ‰Š‹,ŒŽ‘ ’“”。 •–—˜™ š› œžŸ, ¡¢ £”¤¥,“¦§¨ ¤¥©ª ô           a 4 # ~ 8 # ¤¥›œ «¬®,¯ ­°±,²„ ‰³ˆ ´†Š‹,µ¶·¸¹º »¼ ½¾¿。 1 õ 26 ö              b 4 # ¤¥›œ   ™ š› ÀÁŸ½Ã 287. 54 m,ÄÅÆÇÈÉÊ Ⅰ ËÆÇ, Äż½ ÌËÈÍË,ÎÏЁÈⅡÐ。 ў²ÒÓÔ # # ÕÖ×Ø , T ٓ 4 ~ 8 ¤¥ÚÛÜ,Ý            c 8 # ¤¥žœ Þßà, °±ÝÞá,      â 1。    µ 4 # ~ 8 # ¤¥È , ã䧨   1  Fig. 1 Cross section schematic ©ª«¬®。 Table 1  ¤¥ 5# 6#  7# 8# 4 # 5#  6# 7 # 1 2  Data of main crack detection l / cm b / mm h / cm  2 52. 1 0. 3 4. 6  4 56. 4 0. 3 5. 1  2 60. 8 0. 2 5. 1  4 65. 6 0. 3 6. 2   1  3  1  3 42. 9 44. 3 62. 2 63. 6 0. 3 0. 4 0. 4 0. 3 4. 2 4. 1 6. 1 75. 6 0. 2 5. 0 å 3 59. 3 0. 1 4. 6 å 4 62. 8 63. 8 0. 3 0. 1 2 1   KINH ¢ Ÿ Solid65 ¡è¢£ , ¤ ¥, Von Mises ‚‚¦§  éê ¨。 ëâ 2,  ©©› - ›æª 2。 2  E / MPa μ ρ / kg·m - 3 σ t / MPa σ c / MPa 35 000 0. 3 242 1. 96 25. 3     Table 2 6. 3 å 1 å 2  4. 5 4. 4  Material parameters of concrete   C55 Ë Ùў # # Ȟæ,4 ~ 8 ¤¥  —¢ÄÅ, , ( :cm)  1。 žÜÙÄ、 、 åš › , š ›      MPa,嚛  ­ € ‚ ‚ È 1 720 ƒÈ 15. 2 mm    †‚‡,ˆ€‰ŠÄÈ 2 152 kN,å š›ç ƒÈ 15. 2 mm ‡, ˆ€‰ „ ŠÄÈ 540 kN;åš› ‹ŒŽ‘ R235 ‚,ˆ€‰ŠÈ 324 kN, ’“ º HRB335 。 ”•–—˜Š, ™ š。 ·310·土木工程 †¤¥  Fig. 2 2 2 TÈ 2     -  Compressive stressstrain curve of concrete  š›« ¬®ìèí, ®‚ ¹2 º »¼½,¸:¾œ‚ƒ¿ÀÁ T = F / AEα l , :F———,kN; (1) α l ———,K ; -1 221 £†ÃÄ †,”¹ºœ。 ÎϞŸ 4 ÐÑÒ # ¡‚ƒ 1 ¤¥‚ƒ£§• , 5。 E———,MPa; A———,mm2 。   LINK8 ,   ,    3, 。   3。  Table 3 E / MPa 85 000 μ 3  Parameters of steel products σ s / MPa ρ / kg·m3 0. 3 785 215 σ b / MPa  αl / K - 1 375 Fig. 4 10 - 5 4  Network group of singularity seam end  ./012 3451 06! 6 #73 "81. 5#12 9,:;' Fig. 3 2 3     !"# $% $&'( &)*'+*,- 5 3 Fig. 5  Detail drawings of structures 2 5 [10]   、    , 。   ­ Ž•,–, Ž•Ž•—   -1/2 ¦ ¬® -1/2 £´¨»。 Ž¼,‘‰ ’½‚‚ƒ¾“µ¶¿ÀŠÁŽ•, ,¤¥ƒ¡˜™” 4。 ”Å‚ƒ£§• ƒ¡Ž•,–, –Æ Ô¢。 «½‚à  ¬®¯Ê™°± ¶„æç°Æ、 Þ ¢ 襷¸¤¥。   6。 4 ³´ Table 4 , ’“, ”• 1 ­¤¥¢†, LJ— ¢†Èƒ¡Ž•É˜ÊË™š Ì À,›–,ǃ¡Ž•ÍË™š ­¹º¢ § 、Õ£ä夥³æç°Æ、´µ ¤ ¥;°¤¥Ž•±²³´Œ¤¥µ¶ Ä (3) ªß¢ ¢²Â,‡¯à¡âãªß¢ ¤¥, ›¯ˆ‰:Š‹ƒ¡¤¥Ž•£ r Âà ÈÚ ÛÜÝÞ¨©。 ˜™, š £§•Ž•†¨©ª‡¤¥, « [11] (2) Ô¢。 ‡¢ à¡, 4。 Ǫ©ÊÔ¢¡á ‚ƒŸ¡¢„£ r ·¸Ž•¹º, (1) Ö×Ø£€§Ù¥。 ‡¢ Ž• ­€œž。 › Ž¦: Ö×¥。 †,‡ˆ‰Š‹,ŒŽ ,’“,” « ­€‚ ÓÔ¢Õ£¤¥ €‚ƒ ‘。  2 4 Crack singular finite element   „   ƒ ³’ªß ‘‰  ­€‚ End conditions ÌÀ F N / kN F z / kN M / kN·m 8 # é¡¢ 4. 88 × 10 4 - 5. 16 × 10 3 1. 88 × 10 4 4 # é¡¢ 5. 91 × 10 4 - 6. 53 × 10 3 1. 35 × 10 4 土木工程·311· 222 ° ± ² ³ ´ ” †‡ˆ‰      „ ¶ 26 · µ “”Š ,„ •–Š ƒ“”Œ ,—‹ •–Ž‘ƒ”, ˜ š›。 €– ’“”•™ ‚ 30 ~ 60 cm ,„‘ƒ’,„ “” ƒ’,“”Œ ƒ“”Š •–—˜ ƒ’,œ‹“”Š   ™ 。 €   ” ‚ 60 •–­š, “”Œ ƒ’ž‚™ Ÿ•–—˜›œ。 ˜¡€ƒ’ž  Computational model “”Š  ‚ ,„  ™ ,¨©ª¤¥«¬,¦¤®†­ ¢£   1 。  ,,    。    ,  、 ,‚。  5 ƒ 7 „  †。  5 Table 5 Variation of deflection and stress with crack length l / cm f max / mm σ cumax / MPa σ tumax / MPa 15 - 8. 912 - 8. 921 5. 672 - 0. 131 6. 215 60 - 8. 946 75 - 9. 927 90 16. 850 - 10. 638    σ cumax / MPa σ tumax / MPa 0. 05 - 8. 912 5. 583 - 0. 132 9. 563 0. 687 0 - 8. 912 5. 672 - 8. 936 0. 25 - 9. 224 0. 45 - 0. 131 9. 985 - 8. 938 0. 35 0. 456 19. 42 - 10. 254 1. 231 10. 25  0. 983                   1. 586  0. 984   1. 323 13. 210  f max / mm 0. 531 14. 670 „ b / mm 0. 347 9. 657  Table 6 Variation of deflection and stress with crack width  - 8. 926 6   30  6 ƒ 8 § †。 0. 20  0 ¤¥,“¤¯°¢£。 3 2   ,   0、1 / 4、1 / 2、1、5 / 4、3 / 2   。 ­€ ž­Ÿ¡¢Œ ,£¤•–¢£。 Š ¥‚Œ , ˆ‰¦§€ Š  3 1 —˜ƒ’,   3 ,„‘ƒ’,„  Fig. 6 6 cm                                       Fig. 7 7      Variation of deflection and stress with crack length ‡ 7 ˆ‰,Š ‹Œ ­,€ Ž‚ 30 cm ,„‘ƒ’,„ “” ·312·土木工程 Fig. 8 8       Variation of deflection and stress with crack width ‡ 6 ƒ 8 ˆ‰,Š±‹Œ ­,€  Ž‚ 0. 05 mm ,„‘ ƒ’,„  “”、“”Š ƒ“”Œ ²ˆ 。 ˜ ¡¨©ª«³”´¬µ¶·,€ –‚ 0 ~ 0. 05 mm ®,ˆ‰¸¹´¬µº »¨©ª Š’“™ ,‰€ Ž‚ 0. 05 mm ,  ¯„  。 € ¸2 ¹  0. 05 ~ 0. 20 mm ,, , 。  ,,  0. 20 ~ 0. 35 mm ,,  ,  ,  。  0. 35 mm ,, ,; , , ­。 3 3  € 7  9 ‚ƒ„   。 € 7   9 † ­,    ƒ    0 ~ 4. 5 cm,€ƒ,  ,‚ƒ„‡ ˆ。 ƒ 4. 5 ~ 6. 0 cm ,  ƒˆ, †‰„, Š„‡ˆ,‹Œ。 ‡ˆ, ƒ,‰Š, Ž‘,Š, ‹ Œ。 †’Ž‘,ƒˆ,‹ , ŽˆŽ; ‹Œ ­ ,’“,”ƒ“”•–,Žˆ, •— “”,ˆ,–—˜。 7  Table 7 Variation of deflection and stress with crack depth h / mm f max / mm σ cumax / MPa σ tumax / MPa 2. 5 - 8. 913 8. 956 2. 53 - 8. 912 5. 0 5. 672 - 8. 913 6. 3 12. 43 - 8. 914 7. 5 6. 85 18. 75 - 10. 012 10. 12 10. 25   16. 87              - 1. 31             0    Fig. 9 3 4 223 º»¼,½:´£¤™Œ¾–—˜›‡œž 9      Variation of deflection and stress with crack depth  €ˆ™š›œž, ™ƒ Ÿ¡¢˜: ˆ ;ˆ ‘ 30 cm , ;  30 ~ 60 cm ,£¤ 。 ˆ 60 cm ,¥£¤ †’¦ ˆ(cm) ™š:[0,30],[30, 60],[60,∞ )。 ›œ,†¦ ( mm) ™š: [0,0. 25],[0. 25,0. 35],[0. 35, ∞ )。    ƒ  (cm) ™ š: [0,3. 5], [3. 5,6], [6, ∞ )。 § ¨ ’ [300,250,350]、[600,350,600]  V1 、V2 ,­ 10。      10 Fig. 10 Volume model ž   ˆ  „  10 cm,   „  -3 10 mm,ƒ„  10 - 2 cm, ’Ÿ¡ [ ˆ, ,Ÿ] ¡, ¢ £¡™  。 ¡ V1 ,¢†’‰©ª。 ¡ V1 ~ V2 ‡š, ¢ œ。 ¡ V2 ‡« ( ¤¥ M) ¡,  ¬ ¦,§®¨©©ª。 -1 4   (1) ¢ˆ, ¯ “ Žˆ。 †’Ž ‘,‹Œ ­,’“”ˆ“” •–,Žˆª •—“”,ˆ«¬ ­。 (2) ¢‘ 0. 05 mm , ® ¯›‡°±‰°„„,  –—˜±±²³²€´µ。 (3) ¢ƒ,¯、 ¶‚ƒ„‡, ‡ˆ,Š。 †’Ž‘, ‹Œ ­,’“”ƒ“”• –,Žˆ •—“”,ˆ–—˜。 (4) ™·³´µ¶¯,V1 ™ ‰œž;V1 ‡«·§ ( ¤ ¥ M ¡) ™¸¦。 (  234 ) 土木工程·313· 234 º » ¼ — 。 (4) ,  ,,  , , 。 (5)  °  [4] . GFRP ­€‚ƒ„ , , . GFRP ­„†Žƒ‘’ , ,  [5] ‹Œ, 2009, 26(9) : 170 - 175. ‹ ˆ ‰ [ J ] . “ ”  Œ Œ •: –  — Œ , 2010, 31 (7) : 1035 - 1038. ,  . ­ - ˜­ †‘’‹[ J] . ™š—Œ›Š ZHANG YUN FENG, ZHOU XIN YU. Seismic response analysis [7] different liquid height [ J] . Trans Tech Publications, 2012, 10: [8] THIERRY CHICOINE, BRUNO MASSICOTTE, ROBERT TREMB [9] columns made with builtup steel shapes [ J]. Journal of Structural [10] on the external walls of the LNG storage tank for spill conditions in , œ. ­ - ­ – ‡Žƒ„ Œ•, 2009, 26(4) : 95 - 99. – ‡„†Žƒ‘ ’‹‡ˆ‰[ J] . –Œ•, 2010, 19(4) : 29 - 33. . ­ - ­ ¡Œ, 2010. 2677 - 2687. ƒžŸ‘’‹ˆ‰[ D] . . FRP ­‹¢ˆ‰[ D] . Œ, 2012. LAY. Longterm behavior and strength of partially encased composite  , . FRP ¡: : £­€‚Žƒ‡ˆ‰[ J] . ™š—Œ, 2012, 28(7) : 31 - 34. Engineering, 2003, 29(2): 141 -150. [3] ½ 26 ¾ • †‡ˆ‰[ J] . Š ,。 : [2] Œ al Engineering, 2004, 30(12) : 1941 - 1953. [6] [1] Œ MIRZ S A A, LACROIX E A. Comparative strength analysis of concreteencased steel composite columns[ J] . Journal of Structur (  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  223 ) •[ J] . Š : [1] [2] [3] . ­¤¥¦§[ D] . : [7] ¨­ˆ‰[ D] . © [8] ŠŒ, 2011. . £¤™ ª: ©ª€Œ, 2012. [5] [6] —. ˜™š‡›¤¬[ J] . ˜™™ —°, 2009(2) : 45 - 46. œž, Ÿ ¡, ¢±£, ¯. RC ¤¥²¤‘’¢‹ ¦‹§­[ J] . 36 - 39. JACQUES MATHIVAT. The Cantilever Construction of Prestressed ¡ŒŒ•: –—Œ, 2003(6) : ¨. €‹‚©§°³ª«[ J] . ¬ Concrete Bridges [ J] . Computers and Structures, 1983, 11(2) : [9]  PYOUNG CHEOL CHOI. Serviceability design of prestressed con [10] ANSYS 11. 0 ´Š 1 - 6. [11] 187 - 205. [4] – ‹Œ, 2006( S1) : 86 - 107. crete bridges[ J] . Journal of Bridge Engineering, 1999, 18(1) : «‚ƒ. „ †‡ˆ¬¤®‰[ D] . ”Š: š, 2013(2) : 180 - 181. Š‹·°, 2007. ™ µ‡ƒ®¶[ M] . ”Š: ¯ ±²³. „›„´ Š: ¯Š‹·°, 2009: 83 - 84. ¸†¹˜‡[ M] . ” ”ŠŠ‹Œ, 2012. ŒŽ, Š‘, ’ ·314·土木工程 “, ¯. ­‡›” (  )  26  2           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  3   GFRP - , (   - , Vol. 26 No. 2 Mar. 2016   ­€‚ƒ,  „ 163318) ! ": GSC  ,  24  GSC    ,­€‚ƒ - „ †, ‡ˆ GSC  ‰ Š‹。 ŒŽ‘’:“”•–—, ˜™šƒ ›œ žŸ¡¢, £¤•¥¦§, ¨©ª«¥ ¬,¥—§,¨©ª«®¯°¥¢;±¬²³´µ«¶·,¸¹º©。 » GSC  ¼½±¾¿ÀÁ。 ; ; ‚ƒ - „ †;  #$%:GFRP  - ÃÄ - ²³´ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 02. 024 &'()*:TU398. 9 +,-*:2095- 7262(2016)02- 0230- 05 +./01:A Size effect study of GFRP tubesteelconcrete composite column under axial compression ZHANG Yunfeng, WU Ziyang, YUAN Chaoqing ( School of Civil Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract:This paper discusses the study on the effect of size effect on the mechanical properties of GSC composite columns. The study does so by providing the axial compression experiment on 24 GSC composite columns, and applying loadstrain curve to delve into the law underlying the influence of the size effect on the mechanical properties of GSC composite column under axial compression. Results show that an increase in the size of components is followed by a gradual decrease in the ultimate bearing capac ity and ductility; a smaller component size suggests a higher reduction degree while a larger size means a relatively lower reduction; an increase in concrete strength grade provides a reduction in the size effect . This study may provide reference basis for the practical application of GSC composite columns. Key words: GFRP tubesteelconcrete composite column; axial compression; loadstrain curve; size effect 0   ¦§¨ © ª  « ¬ ( Fiber reinforced polymer, FRP) ®¯°±¦§¨©«¬( GFRP) ²³¦§ª ¨©«¬ ( CFRP) 。 ´µ¶·¸¹º»©、 ¼½¾ ¿、·À © Á Â、 Ã Ä Å、 Æ Ç ¾ © È É ¾。 Ê Ë FRP ¤¥Š‹ÌÍÎ,GSC ÏÐÑ ÒÓÔÕÖ,Õ×ØÙ,ÚÛÜÝÞßàáâ ãä。 åÔÞæ çè, éê·ëº» 2345: 2016 - 02 - 10 6789:  †‡ˆ‰Š‹ŒŽ(12543023) :;<=>?: ‘’“(1966 - ) ,”,•– —˜™,†š,›œ,Š‹žŸ: ¡¢£¤¥,Email:ziyang497001589@ 163. com。 土木工程·315· üýþ,î:ÝŽÞ» GFRP ú2 û 。  GFRP ,  ­€‚ƒ。 „ ,†‡ GFRP ˆ‰, Š‡‹ŒŽ‘’“,”•–,— ˜ ™Ž GFRP š ›œ。 žŸ¡¢£¤¥¦§¨©, ª¢¥ ¦‘«¬®¯¢°±²³, ´µ¶žŸ· ¸¹·¸。 º®„žŸ», ¥¦‘«¬¼ ½¾¿À。 Á‡ÂÃÄÅ, žŸ¡ÆÇÈ¡ÉÊ ®ËÌÍÎÏ, ÐÑ, ÒÓÔÕÆ GSC Ö×Ø žŸ¡ÎÏÙÚ。 1 - ˜™ - Ö×ØžŸ¡ ç†22 GPa,  ç 8 . 21 ,  ‡ • – 0 . 43 GPa,  -6 •–Û 0 . 16 GPa, ˆ ‰ Š ³ 7 . 5 × 10 ℃ ,  ‡  4. 8% 。 Ç É•–îÛ C30、C40, ‹ ÉðñŒŽ‘’ä€‚¾½ 42. 5 “”•– —‘ ’,  ÷ ˜ ™ ‘ «  ¬ ª š › œ × GB175— 2007《 ”É•–—‘’ 》 ß。 C30  C40  žŸ 1。 Ÿ 1 ¡ ρ s 、 ρ n 、 ρ c 、 ρ z Ÿ‘、 ‘’、¢£ø£。 Table 1  ÛÙڞŸ¡Æ GSC Ö×ÜØÝŽÞ» ‘«¬ÎÏßà , áâ GFRP 、 ˜ ™ã䒓»‚ƒå“ , 攂ƒçè 、 ãä éꬑë æ    ¬  Î Ï , ì í    • –  ,     Û  Ö ,  Ö  ì Ø ,  Ö  ±ž Ÿ    · ¸ , „   ”  Î Ï Ð › „ , ë Ñ ï   Ç  。 GSC   1  。 1 Fig. 1  1 C30  C40  Mixture proportion of C30 and C40 concrete kg / m3 •–î ρs ρn ρc ρz C30 175 461 512 1 252 C40 205 500 593 1 152  1 1 231 1 3    Ç ¤ù¥¦Û¡·¤ù§¨¤ù。 A、B Ö¤ù©ª«¬Œ® 90°、 ݌ îù¯°±°²ÝŒ¡·²¬Œ¡·²,  ìØ°³ 12 ±¡·¤ù。 ¡·²¡·´³、 µê¶·¸ê›† DH - 3818 ¹“¡·¤†ºÇ »¼。 ¡·¤ù©ªž 2a, ½š, ؾ¿ À©ª±ÁŸ, ¤†¬Œ§¨ ݌§¨,¡·¤†ºž 2b。 GSC  GSC component ÉÝÞ 24 ì GSC Ö×ÜØ, ìí •–”Û A、B Ö,  C30  C40 •–î, ց®„žŸ a Ç ¡·¤ù©ª ,Û 100 mm × 300 mm、150 mm × 450 mm、200 mm × 600 mm、250 mm × 750 mm,žŸ„ ‹ì, › GFRP –、 ™ 、„。  GFRP –Û 4 mm, ™› 9% ,Û 3。 1 2  Ç  É GFRP Û   GFRP , † ð ñ ­ ò ó ô õ ™ ¾ ½  ä € ‚ ¾ ½  ƒ, GFRP ö¥¦¬„³ : Æ ·316·土木工程 –Û 2 . 68 , Fig. 2 2 b ¡·¤†º   Measuring points layout and measuring device 232 Ï Ð Ñ Ò Ó Š Ô Ô Ö 26 × Õ 1 4  , 500 t  。    ,   2. 5 kN / s。  ,,  ,     1. 8 kN / s,    10% 。   ,   ­€‚。 ƒ,„  ; ƒ,„†‡ˆ ,‰ 。 ‰  Š   ,     70%   ‹ ,  70%  ŒŽ, 1 / 10  ‘ Š ;’ 70%  Œ, 1 / 20  ‘  Š。 ’ “” 90% , 2 kN / s  ,•–。 2 2 1 a B1 b B2 c B3 d B4    —,˜™š›œ ­,ž €Ÿ¡‚€¢。 ‰ Œ,   £¤¥¦,§™š›œ,ƒ¨©  “ 30% ª«„¬, ® ¯° ­ ±, †‡ ²³ˆ ® ´³ ­‰ƒµ¶Š·¸ ±; ©     70% ª«„¬, €¹‹ŒŽ‘ º»›œ,¼‹ŒŽ‘»½ ˆ¾›œ,GFRP ’“›¿À›œ, ”„,  - •Á–Ãļ—•Á; ©   80% ª«„¬,GFRP ’˜“ųÆ·¸ ±, ™ ’š›œžÇÈÉÊ,™’‹Ë̙š, - •ÁÍ ŸÎÏ; †‡ Ðà „,GFRP ’€‹Ñ ¿, †҆ƒ±Ó ,GFRP ’˜­ÔÕ, ’ 。 ¡— , GFRP ’—Ö׋Øحų ÆÕ、ÙÚ,ÛÜ ¢Ý€¹‹, ÕÞßÆÕ £,झáâ㥍。 £ä¦§ åæ 4 ç。 2 2  24 ¨ GSC ©ª«¬¡—®¯,Ÿ °è 2。 ± D  GFRP ’™é,h  GFRP ’²³,éêë S ymax , êë S xmax ,  F max ,´µ³ σ cmax 。 ¶ 2 – ¼,A1、A2、A3、A4 ´µ ³ì 92. 7、86. 0、82. 2、79. 9 MPa,B1、B2、B3、 B4    ´  µ ³  ì  94. 1、 87. 8、 84. 3、82. 4 MPa,†‡·¸ˆŠ, Fig. 3 3   Damage form of specimens íîïð, ñ™·¸¹  º 。 » „, A1 ‚ A2 òó´µ³ïô 7. 8% ,A2 ‚ A3 òóïô 4. 6% ,A3 ‚ A4 òóïô 2. 9% ;B1 ‚ B2 òó ´µ³ ï ô  7. 2% , B2 ‚ B3 ò ó ï ô  4. 2% ,B3 ‚ B4 òóïô 2. 3% 。 ¼ƒõö™· ¸¹ ½ ¾¿, À·¸¹  º½ ,·¸ˆŠ, íî÷Á,ø·¸ùÁ„, úû³ù², ·¸ ùŠ„,úû³„òóùð。 A、B ü©ó ý,– ¼“ŒŽ‘µ³Â²,ä·¸¹ ÷û。 2 3 -  ŸþÄ·¸ò»Ũ ”,ÿ±Î”,  - ó•Áåæ 4 ç。 ¶æ 4 – ¼“,GSC ©ª«¬ãÆ®¯ —,Šà– ~ÅÆ¥¦: }Ç¥¦、 } ÈÇ¥¦ÉÈÇ¥¦。 ãƗ,GFRP ’ ‘í。 ¤|¥¦¶ŒŽ‘ÉÊË{» ¯ ,GFRP ’ ‘[™š, ̔ , †‡ ˆŠ,GFRP ’ é Á ‘í, [ø\]\µ, é ^ ˆ _,ø‹ˆô£Š。 £äé ͊ ,GFRP ’`˜­,@¹。  ¢Ç߁·¸¹ ½ , †‡ ·¸ˆŠ,£äŸ ”íî÷Á,ö™ ¢Ç÷û。 ·¸ùÁ„, ¢Ç÷û³ 土木工程·317· ²2 ³ ´µ¶,:„ †‡ž GFRP £ - · - €ƒ , 。 C30  C40 ,    Table 2 D × h/  A1 A2 A A3 A4 B1 B2 B B3 B4 A1 - 1 100 × 300 A1 - 2 100 × 300 A1 - 3 C30 100 × 300 A2 - 1 150 × 450 A2 - 2 150 × 450 A2 - 3 150 × 450 A3 - 2 200 × 600 A3 - 1 C30 200 × 600 A3 - 3 200 × 600 A4 - 2 250 × 750 A4 - 1 C30 250 × 750 A4 - 3 250 × 750 B1 - 2 100 × 300 B2 - 1 150 × 450 B1 - 1 C30 100 × 300 B1 - 3 C40 100 × 300 B2 - 2 150 × 450 B3 - 1 200 × 600 B2 - 3 C40 150 × 450 B3 - 2 200 × 600 B3 - 3 200 × 600 B4 - 2 250 × 750 B4 - 1 C40 250 × 750 B4 - 3 C40 250 × 750                           a A                    4 Fig. 4 ·318·土木工程       b   B               -  Loadstrain curves  ,  ,。  2  Parameters of specimens and experimental data   / % mm × mm   233 S ymax / mm S xmax / mm F max / kN σ cmax / MPa     9. 01 0. 82 9. 37 641 96. 5 9. 01 0. 74 9. 01 9. 03 9. 03 0. 90 0. 83 9. 03 0. 88 9. 04 1. 03 9. 04 0. 98 9. 02 0. 94 1. 08 9. 01 0. 94 9. 03 1. 04 9. 01 9. 04 1. 10 1. 23 1. 12 9. 02 1. 31 9. 02 1. 01 0. 96 9. 04 9. 02 0. 95 0. 95 1. 03 9. 04 1. 03 0. 96 9. 03 9. 03 0. 96 1. 07 9. 02 9. 01 0. 87 0. 87 9. 04 9. 02 0. 79 0. 81 1. 15 1. 29 1. 26 1. 18 3  9. 23 8. 31 10. 46 9. 35 10. 13 10. 79 13. 83 12. 70 15. 44 13. 81 15. 69 10. 30 10. 12 10. 24 12. 13 11. 48 10. 59 12. 90 17. 10 13. 80 17. 70 17. 60 15. 40 8. 97 9. 98 12. 44 14. 98 10. 22 11. 46 14. 60 16. 90 631 576 616 95. 0 86. 7 1 388 87. 7 1 371 86. 6 1 327 1 362 2 275 2 446 2 379 2 416 3 719 3 598 3 687 3 744 642 601 632 625 83. 8 78. 6 84. 5 83. 5 80. 1 78. 3 81. 4 96. 6 90. 5 95. 1 1 433 90. 5 1 316 83. 1 1 421 1 390 89. 8 2 339 80. 1 2 387 82. 5 2 609 2 445 3 831 3 912 3 788 3 621 90. 2 83. 3 85. 1 78. 8 92. 7 86. 0 82. 2 79. 9 94. 1 87. 8 84. 3 82. 4   24 ­ GSC €‚ƒ  „ † ‡ ˆ ,‰ˆŠ ,‹ -  ŒŽ,‘’“”•–—˜‹™、 š›,œ “ž: (1) GSC €‚ƒ‰„ †‡Š ,  Ÿ­、­¡¡¢‰€‚,ƒ„‰ Š ,GFRP £¤¥ ¦†‡§ 。 (2) ˆ‰¨£ Š©Œ, ª« ‹、 Œ Ž   ,  ‘ ¤ ¥ ’  ¬ “ ”    ®¯。 (3) –—˜‹™, §,–—˜‹™†‡°,„ °±,•Š , ±, •Š – 234 º » ¼ — 。 (4) ,  ,,  , , 。 (5)  °  [4] . GFRP ­€‚ƒ„ , , . GFRP ­„†Žƒ‘’ , ,  [5] ‹Œ, 2009, 26(9) : 170 - 175. ‹ ˆ ‰ [ J ] . “ ”  Œ Œ •: –  — Œ , 2010, 31 (7) : 1035 - 1038. ,  . ­ - ˜­ †‘’‹[ J] . ™š—Œ›Š ZHANG YUN FENG, ZHOU XIN YU. Seismic response analysis [7] different liquid height [ J] . Trans Tech Publications, 2012, 10: [8] THIERRY CHICOINE, BRUNO MASSICOTTE, ROBERT TREMB [9] columns made with builtup steel shapes [ J]. Journal of Structural [10] on the external walls of the LNG storage tank for spill conditions in , œ. ­ - ­ – ‡Žƒ„ Œ•, 2009, 26(4) : 95 - 99. – ‡„†Žƒ‘ ’‹‡ˆ‰[ J] . –Œ•, 2010, 19(4) : 29 - 33. . ­ - ­ ¡Œ, 2010. 2677 - 2687. ƒžŸ‘’‹ˆ‰[ D] . . FRP ­‹¢ˆ‰[ D] . Œ, 2012. LAY. Longterm behavior and strength of partially encased composite  , . FRP ¡: : £­€‚Žƒ‡ˆ‰[ J] . ™š—Œ, 2012, 28(7) : 31 - 34. Engineering, 2003, 29(2): 141 - 150. [3] ½ 26 ¾ • †‡ˆ‰[ J] . Š ,。 : [2] Œ al Engineering, 2004, 30(12) : 1941 - 1953. [6] [1] Œ MIRZ S A A, LACROIX E A. 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This paper introduces the simulation analysis and mecha nism analysis of experimental phenomena, using different proportions of cement column specimens as the research object and drawing on a threedimensional model developed by the aid of FLAC 3D software. Nu merical simulation analysis shows that, when the axial tensile stress of model specimen reaches the tensile strength, the local tensile failure zone occurs at the center of the specimen, during which time the confi ning pressure is completely consistent with that of the experiment, meaning that a continued increase in the confining pressure produces no more increase in the maximum tensile stress after the stress is up to tensile strength; and the error analysis of numerical model verifies a best agreement between the critical confining pressure and the experimental fracture, when σ c = 10 σ t . The research results are of positive significance for a better insight into the mechanism underlying both the threedimensional rock tensile fracture instant destruction and gas dynamic disaster instant fracture. Key words:cement column; fracture failure; confining pressure; tensile stress; tensile failure; er ror analysis 2345: 2016 - 08 - 23 6789: ‚ƒ„ †‡ˆ( U1361102) :;<=>?: ‰Š‹ ( 1957 - ) , Œ,  Ž‘’“”,• –, — ˜ ™ š ›, œ ž Ÿ ¡:  ¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ ©  ª, Email: aq204 @ cumt. edu. cn。 ·320·土木工程 '5 % 0 497 $#",:)(^&ò°.¦-,   A、B ✞Ÿåò° , ¡ ,A œò°)( 、 š ›þ}“ 1 ∶ 3. 5,B œ“ 1∶ 6。 ¢£ª«¤¥š  § § . ñ ò ¨ Š, î Ú â œ © ª « ¬ ž Ÿåò° 。 'œ“® 50 mm、 ¯Ï 100 mm、 ¯ ¦ÉÊ  。   ,、 ­€‚ƒ„ †‡, ˆ‰Š‹ŒŽ‘‡’。 “”,•–—˜™š›œžŸ  ¡¢£¤¥¦。  £ § ¨ ©,     ª « • – ¬ š ® ¯°±²³´µ , ¶·¸¹ 、 º ¹¡»¹¼ª« 。 ½¾§¿ÀÁ•–£ ¯°±   Ã Ä Å 、 Æ † Ç ² È É Ê Ë  Ì ¸¹ Í  Î Ï  Ð Ñ  , Ò Ó Ô Â Õ Ö  × [1 - 4] 。 Ù£ Ú¤±²³•– Ø ÛÜÝÌÞß , àᬚ˜â´µ㓠: ª äå¢    æ ¾  ç è é  £ ê ë ; ì ª«¯°íî 。 Éï ®}“ 2 ^&ò°°¬ 。 'ìœîÚ⬠® 110 mm、 ¯ 150 mm ^&ò° , Ì^&ò µûü±²³¢ , +/¯°±´µ 20 d ¶ ûü¶·ñò 。 ° 1 2 ¸¤³¢¹°¬® 50 mm、 ¯Ï 100 mm ^&ò°,ñý=‰}žŸåò°¸¹Í  ÎÏ、 º » } Ê ¼ ³ - þ; Ì  ® 110 mm、 ¯ 150 mm'ìœò°ûü˪«。 ¸¤Ë³ ½¾à~Ìâœ=¿ÏòÀ³½Ë, ñþ³ ½ÁÂøÊ。 ³½‘£ - £øÃÄ,Ŏ 1 ÆÇ。 §ª«ð¡ñòóô  õöÌÙ£ Ú¤±÷ÄÅ¡øùú ûüýþ • – , ñ Ô  Í Ù Î Ï ÿ ~ } Þ æ 。 |   @ñÔ , ª«£ ¤\]^_`ª« êë?> , =<;ª: [5] Ù£ ¯°± §³    { , Í Ù Î Ï [ 。 ৿    ûª«ó ô ,  ¤  @ Ù  ´ ö Ì ¾    É ÊÍÙ § ² ³ Å • – , =  ó ô ± ª «  。 .¦-,´ Øÿ~/½æ [13 - 16] µ , ½¾§ ¿  Ú Â æ þ • – ,       [6 - 12] ¤ RFPA °ÌÊÃÄÅûü [17 - 18] -,àá ;   ¤ Ansys  ° ª   3D a   A œò°     ¤.¦-,´öÌ ­-€Ú‚ƒ•– 。 |   †¾=‡ , *   ƒª«- ,  Ø õ ö ˆ ‰ , = < Š ‹ :     §²³ 。  è”,Ìè,Œ¿òŽø‘ ˜@Ù’¿¼ª«´ö, É=ËÚ 1 3D ¤±ª«“”, ¤ FLAC °Ìª«Øûü.¦-,, •‚–—˜àá ™–ü“。   [20] £øÊ { , ›œ•–„     à  ÃÄÅ+‡ [19] 3D × ;  ¤ FLAC -,Â껹 ¼ª« ;   Fig. 1   b     B œò°  - Stress strain curves of two group ÈÄɑ£ 、 £ø, àá A、B ✑£ - £ ø à Ä, Ô Ê â œ ò °   § § ., Ë 1  1 1  ³,ÑŠš›}ÒÓ¯,ò°ÍÎÏÉʼ ª« ³-þԘÕÖ×Ø,º»}ò°‰}øÞÙ, Ì 1。 •.£ØÍÎ, žŸåò°—˜ýÏÐ ¤=‰})(¡š›à~îÚ 土木工程·321· 498 ° ± ² ³ ´ – µ  0. 17 ~ 0. 20 。 1 Table 1 µ · 26 ¸ ¶       Table of mechanical parameters of two sets of test  pieces    σ c / MPa  E / MPa    μ        1∶ 3. 5 1∶ 6 : 1 3      0. 98 11. 36 2 13. 50 3 10. 23 0. 74 0. 174 1 4. 32 0. 34 0. 184 2 5. 39 3 4. 55  11. 70 4. 75 1. 05 0. 92 0. 53 0. 186 0. 45 0. 196 0. 49    3 0. 175 1 Fig. 3 0. 178 1 τ ( σ1 - σ3 ) = 。 2 sin 2 α 0. 215 。  110 mm × 150 mm。 €‚ƒ , „ , †‡ ˆƒ„ 。   22 500 , ­€ 2 ‚。 †‡, ˆ‰Š‹‰ (3) n2 - 2( σ c + 2 σ t ) n + σ c2 = 0。 (4) ¡‚§›, ¤ σ3 = 0, σ1 = σ t , ¹‡ (3 ) ­ ‡(4) º»¦ n = σ c + 2 σ t ± 2槡σ t ( σ c + σ t ) 。 (5) ·¼‡(2) 、(3) 、(5) ¦™ A 、B  ½ ¾ c ¥¢’“ σ t ,­’ 2 ‚。   Fig. 2 Table 2     2 σc b  (2) ( σ1 - σ3 ) 2 = 2n( σ1 + σ3 ) + 4nσ t - n2 。   a } ·¸‡(1) ¥‡(2) ,¦•Ÿ²³´ž‰œ¬ž˜ ’”‡:   ­ 。  ,,  Two parabolic intensity envelope ¶€ 3 Ÿ¡,¤ 1 ( σ1 + σ3 ) = σ + τcot 2 α, 2 0. 198  3D  FLAC 5. 0       2   Simulation part parameters A  MPa B  c σt c σt 8σ t 6. 84 1. 460 3. 08 0. 596 10σ t 4. 75 1. 170 2. 05 0. 475 12σ t 3. 05 0. 098 1. 24 0. 396  Model mesh and distribution of confining pressure 2  Š‹ŒŒŽ‘’“Ž”•– [21] ‘’“—”•‹Œ 。 – ˜ ™,  š   2 1  ,Š—”•‹Œ‰›œ˜žŸ ¡,¢£–¤, Š“™™¥¦žŸ¡, š§  ¨ © , ª ¢  ’ “ š ¢  ’ “  8 ~ 12 ¿( À’ 2) , ƒ†«Á  。 [22] ¨‹Œ›©ª «‰œ¬ž 。 ®ƒ Šž¯Š—,©ª’“œ¬ž°±€Ÿ²³´ ž,­€ 3 ‚。 ’”‡ 2 τ = n( σ + σ t ) , ‡:σ t ———Š—¡‚¢’“; n———µ£¡ ·322·土木工程 。 (1)  ¬’™,¢’“š¢’“ 10 ¿‰ ¬Ãĸ¬。 A、B Á  3. 0 ~ 4. 0、1. 5 ~ 2. 5 MPa, ņ 0. 1 MPa, 10 ¬; Æ     ¬,ƒ® ÇȂ¯É­ ,­ € 4 ‚。 ʀ 4 º˙,  º5 » ¼½¾,¿:ÀÁ’“†‡ ,, ,A  3. 6 MPa , Š 499 ‹  š,‡”­¯,¦ § 。 ;B     ,  2. 2 MPa,    !"! #$%     !"& #$%   '"( #$% ;(<; .3%8=% -*+8>.39+6 ?/*>:".+=  。  ,    )*+, -*.*/01"23%3,45,/%6, 7*+, 3,+89*++3,+89*+: 3,+89*+: , ,  ,  。   ( σx )   ,­€。 a A          !"! $%&   !"' $%& !#:! -2&7;& ,)*7<-28*5 =.)<9>-*;  ()*+ ,)-)./0"12&2+34+.&5+ 6)*+ 2+*78)**2+*78)*9 2+*78)*9      !"# $%&                    a   Fig. 5 A           Failure of plastic damage under different confining pressures    2 2  ®«,•¨©ª©«°¬®,¯© °±ˆ‰,±¯©‡œ²®«。   ,¯©©²ª³³, ´«        B        5 b   ,¡µ†,©²´ 0。 † Š€ 6 ‹Œ, - ©² ª³Š€ 7 ‹Œ。   4 b B   Fig. 4 Change of axial stress with different confining pressure ‚ƒ„ †‡。 ˆ‰ 3D , FLAC Š ‹ Œ­€Ž‘‚ ’“”ƒ Œ„ ‡,• ’“–—†Œ,˜™’“ 1 / 4 ‡ ˆ‰‡”ƒ Œ。 Œ‡­€Š€ 5 ‹ Œ。 Ž€ 5 ‘š’›,A、B œž 3. 3、2. 0 MPa ,Ÿ“”¡‡ •¢,–œž 3. 6、2. 2 MPa ,  ›—˜‡•¢;  ,‡•¢ ‚,™šš   ›£, ‡•¢¤ “ œž ”,Ÿ”­。 ¥¦§ Š ‹ ¡,¢¨©£‚ƒ - ª Ÿ¤«¬­€ †¥。 ¦ ,Š ‹®« a A  6 Fig. 6 b  B   Frature of each group € 7 ‘µ,®«©² Ÿª³,A ¶ 3. 5 MPa ( p) ª³ ®«,©²  Ÿ¶Ÿ·¸ª; 3. 5 MPa ¶ 4. 0 MPa ,©²¹²´,¬® ·¸,¡µ ­†,†¹Ÿ“ 1 / 2 «°。 B  º• 2. 1 MPa ,©²  ·¸ª,  2. 1 MPa ¶ 2. 5 MPa ®«, ¬®· 土木工程·323· 500 Â Ã Ä Å Æ Ç ,, 0, 1 / 3  。  ,   3. 6  2. 2 MPa, 。   ,  ­€。    ¯ 26 É È Γ———²‹; W———˜³¡¥¦™”; ™šŒ。 ›¥¦„¥¦ž¥¦ (  ‘’“œ ­ † – —   ) ,  Q = 0, T = 0,    (6)           '7  „     - ^_Rs U + Γ = W。 (7) d ( U + Γ) = 0。 dt e (8) †‘ Œ˜,  dW = 0。  ‰ž‡, U ´Ÿ†ž‡–³‹ U e ,  (7) µ ¶¡ ,· Variation of velocity and confining pressure : ‡ 8d ™ [24] ¢ž‡—®Œ¸‰ ¡¹ 2a ™‘£”  3 1 @A†‡ƒˆ‰ŠO6‹Œ ‚ƒ „, ˆ‰  †‡‚ƒ, 。 Griffith Š‹Œ Ž‡‘’“, ‚ƒ ”• ­‘,–—˜Š, –—š™ƒ„ ›–— [23] œž†’“ 。 ‡ 8 ŽŸˆ¡ ™­‘€‚ ­‹Œ´º†‘² ˜Š¤€–— σ c ¥‚»ˆ¡™”ƒ„ ‹Œ。 ¦†¡ Γ = 4adγ, (9) ™:d——— †; γ———¼‘²»‹。 ¥¦” ­–³‹ ( Š - U e Š ) - U e = 4d ∫ 0 ∫ 0 σdudx = 2dσ ∫ 0 u( x) dx, ‡‰¢£¤¥¦。 ‡ 8a Š Ÿ‰§–—œž¨ L; ‰ ‡¸‰· ‹Œ,‰ Ž©ª –—,‘ ’Œ  Δ ,“‡ 8b ”Š;‡ 8c Š‰™ •« ¿,u( x) ¨ˆ–— σ ‘²½‘ ¨ 2a  ¬„ (6) ™:U———‰™—®‹; T———±‹; Q———   3 ® –——®¯°“‹Œ¦: U + T + Γ = W + Q,   Fig. 7 ® ™‘( a << L) ,§ –— σt ˜Š。 Ž a u(x) ~ a ~ (10) ™, ‘²½‘  (10) u ¾¤€–— σ ¹§ ~ ~ 。 ¢ ž‡—®· σ ( κ + 1) 槡a2 - x2 , | x | ≤a, (11) 4μ ™:κ———¾©ª¿«§Œ‰¬À, κ = (3 - u( x) =   Š(11) ‹Á(10) Œ· κ +1 2 2 - Ue = π a dσ 。 8μ   v) / (1 + v) 。  a b ‘Ž a „ a + da,  (8) ™      2γ = Fig. 8 d ' 8 Žw?ƒ‘’O“q”• Schematic diagram of cracking process of brittle medium ·324·土木工程 d d a , da dt Š(9) 、(12) ‹Á (8) ¡ , ·‘’“« , –— σ t ¾‘Ž a «®:  c (12) ™:E′ = { σ t πa κ +1 2 , σ t πa = E′ 8μ E,²–— ; E 2 , ²–³ 1 -v 2 (13) Ø5 Ù 501 ÚÛ½,³:¢ŒŽž E———; 4 μ———。 , σ cr = 2E′γ 。 πα (14) 槡 ,  σ t  σ cr ,  [25]   。 ,   ­,    €‚,ƒ „  3 2  。 † B     ‡ ˆ  ,  σ c = 8 σ t , σ c = 10 σ t ,σ c = 12 σ t ‰Š‹ŒŽ‘’ “, 9 。  9 ”•:  σ c = 12 σ t ( σ t = 0. 396 MPa) ,B ­ 1. 9 MPa, €­ 0. 396 MPa,  ­ 2. 2 MPa , ‚ ­, ƒ„      B            1. 9 MPa。  ’ “,  σ c = 8 σ t ( σt = 0. 594 MPa) ,B    (1) ™¡Ž‘¢£Š‹ ,A、B ’¤­ 3. 5、2. 2 MPa ,’““ ”, ¥¦§ 。 A ¨•©– 1 / 2 —ª,B   1 / 3 ¨¥¦,£«§ ˜。 (2) ŒŽž†˜ƒ„, ™¬š, €­ ­› ,  ’¤ 3. 6、2. 2 MPa。 ž†˜®–—  ¯©°。 ŒŽŠ‹‘’ “,œ„ σ c = 10 σ t ,‹Œ–—†˜。 (3) –—”œ§ †˜œ,™¬š, ˜ž± Ÿ ¡¢ , ƒ ˜§,£®¤©¥ ¦。  ©  ²Š°ª‡ˆ。 ,B ,‡™ ˆ–—†˜š‰,,› ­œ [2] ¯½,  ¾,  [3] , , ,  ,  °±²’“[J]. „ [4]        [5]  [6]    , ³. «¬„ , € , ³. ¿ [7]   a  σ t = 0. 396 MPa „­, ³. ¯‰ [8] ‚, ƒ„. ‰ ¢º», ¯Œ, Ž‘’, ³. ´ Ä˝¶‡ˆ[ J] . „ »®À¶»¼, 2004, 23(1) : 1 - 6. ”¾•, –—˜, ™ Ì. ͚À¶„ Ä£¸—‡ˆ [ J] . „ ›œ¿, ž    [9] ­, À°, ³. ÁÎ Á¥Â¸[ J] . „ Ÿ¡¢, £“, ¤, ³.      Î [10]  ˜—Òª[ J] . „Ó [11] 9   b     σ t = 0. 594 MPa  Error analysis of tensile strength [12] ˜、Ï·´ µ »®À¶»¼, 2007, 26  Ô², ¥¦, CHARLIE LIC. 2 „   ˜Ê »Ÿ—‡ˆ[ J] . „ ¯§¨, Ÿ©ª,  „ ÐÑÁ », 2007, 28(11) : 2365 - 2368. (3) : 624 - 632.   » ® À¶» ¼, 2005, 24 (1) : 137 - 142.    ˜Ê®«“ - Ä£¼½’“·• —„ Fig. 9 µ¹„­·Ä£¸Ã —Èɶ·[ S] . ‰Š: ”Ƨ¹‹, 1999.     µÁ¥Â—„ »®À¶»¼, 2014, 33(1): 98 - 104. (3) : 384 - 388.   ņµ€ÆÆǶ·‡ˆ. GB / T50266—99 À¶„¸ ”    µ—„ —‡ˆ[ J] . ¹º»¼, 2006, 31(2) : 150 - 153. „  µ— »®À¶»¼, 2013(S2): 3083 - 3091.   ´ ¶®ž·’£¸[J]. ¹º»¼, 2014, 39(5): 849 - 854. ³´¸Ã‡ˆ[J]. „   ¤¨ : [1]  ˜, § „ 2. 8 MPa。 –—†˜ƒ„,  2. 1 ~ 2. 5 MPa ­ 10 ŠŠ‹ŒŽžŸ‹Œ–—†˜。 ˜, ‡ŒŽž ÁÎ ÕÖ ˜ »¸·Á »®À¶»¼, 2010, 29 «, ³. ¹ÁÎ ¥Â¸Ã—‡ˆ[ J] . ¹º»¼, 2013, 38(6) : 960 - 965. ¯¬®, ¯­¯, °±², ³. „ ×· Ö[J]. „ ÁÎ ˜—Òª‡ »®À¶»¼, 2014, 33(12): 2517 -2523. ( 512 ) 土木工程·325· 512 £ ¤ ¥ ¦  。 (2)  12  ,、 、  § [5] [6]  £¤¥¦§ ‰’“, ”•¨, – —, . ©˜™šª›œ - «¬® —˜™, ‰šŠ, ‡ Ž Ž ‘, 2016, 26 ˆ. “”[ J] . 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": €( CFRP) ‚ƒ„ Nov. 2017   ­€‚,  ƒ 163318) ,  ABAQUS  , †‡ˆ ­ 。 Ÿ¡ ™, „šŒŽ CFRP ›‚ƒœž ¢£,¤¥˜¦§,CFRP ›‚ƒ¨©ª«¬®¯°±², ³œž “ 。 ”•–—˜„ ´‹ ‰µ˜®¶±²。 ·¸¹‚ƒº»¼½。 #$%:; ˜; CFRP ›; œž ‰Š‹ŒŽ‘’„  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 06. 014 &'()*:TU375 +,-*:2095- 7262(2017)06- 0642- 04 +./01:A Effect of concrete strength on shear behavior of reinforced concrete beams strengthened with CFRP plate Zhan Jiedong, Huang Longlin, Li Sai ( School of Civil & Architecture Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract:This paper presents an effort to improve the mechanical properties of reinforced concrete beams. The study involves developing the finite element model of reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced composite ( CFRP) using ABAQUS finite element software; verifying the ef fectiveness of the model by the force and load analysis of reinforced concrete beams; and simulating the shear strength of reinforced concrete beams strengthened with CFRP plates using the model members with different concrete strength. The results demonstrate that along with an increase in concrete strength grade comes a decreasing trend in the crossdisplacement of reinforced concrete beams after the increase of CFRP plate, and an increasing trend in the shear capacity and stiffness. This research may provide a ref erence for reinforcement of reinforced concrete beams. Key words:reinforced concrete beams; concrete strength; CFRP plate; shear resistance 2345: 2017 - 08 - 31 6789: „ †‡ˆ‰Š‹(51308028) :;<=>?: ŒŽ(1970 - ) ,‘,’“”•–—,˜™,š›,œžŸ¡:¢£­€、¤¥¦¥¤§­€,Email:479014176@ qq. com。 土木工程·327· (',Ì:ìÚÛ CFRP ý¯°»-,”• )6  0   643  a ,  ¬ó ,,  ­€‚,ƒ„ †‡ˆ‰,Š ‹ŒŽ‘’“”•––—˜,™š’“›œ; ƒ„ˆ‰žŸ¡¢, £¤¥¦ §¨。 ©ª« Fig. 1 §¨¬®¯°±²³´µ’“”•Š¶·¸¹ [1 - 4] žº 。 ¯° »  ¼ ½ ± ¾ ¬  ¿  ¯ ° ± ¾ 、 [5] 、 Ä Å Æ ¯ ° ¾ [6] 、 Ç È ¯ ° ¾ 、 À ÀÁÂà ¾ [7] –»É Ê Ê Ë  ± ¾ Ì, Í Î ¯ ° ± ¾ Ï  ÐѤҖ , ÓÔ¦ , ÕÖ×Ø 、 Ùږ , ÛÜÝ Éʯ°® „ àá , Þ ¶, À ¯    ‘ Ë  ß ž Ì •âãäÅåæ ¯°Öçè 。 éêëÀìíîÐï ( Carbon Fi ber Reinforced Polyment, CFRP) ð¹ñÛÓòŸ ó¯°Ðï , ô¬õö÷ø‚” 、 ù¯Ö” ¥¦ìÚ âãÅåæ¡úûü¯°Öçè [8 - 12]  1 1 2 1. 2. 1 b  Finite element model and meshing of beam   Š 2a ¹“ ¯°”ÅƕŠ, Š 2b ¹ CFRP ¯°”ÅƕŠ。 | {» L - 1 » L - 2 ÅƕŠù–— »Æ˜<™š,›»Ƈ,œ žÆŸ¡¢£¤。 »œž Æ]^ CFRP ¥”˜¦§–,CFRP œ¨§– Æ,͏©Þ¨»Åå CFRP ý¯° è”-,”•·ª¨–«Ú:¦。 。 CFRP ý¯°  » þ º ÿ ~ å é ê ë      ÀìíîÐ ï Û      »  ¯ ° , } | { [        \]^_] ^  ` @ ? >       » = Ê , <Ó;½   Ž ‘ , ³ : ¦      »  Æ /”• 。 .   å ABAQUS       ,   @ CFRP ý¯°»-,”• , ¹ñ  1 1  å ABAQUS ¬¡ »ó,, ¯°,  ó  L - 2 Åå CFRP ÐïÛ» ´Œ, }»Éʏ¹ 300 mm × ¹ 1 400 mm。  ìÚÌ­¹ C30, ¬€å‘‚。  ´+ƒ„Ú¹ 25 mm, €å HPB235, ¬ €å†‚, ‡ðö ˆæ »è, ‰*€å HRB335。 ¬ óƒŠ 1a ‹Œ,¬óŽ‘’@ƒŠ ·328·土木工程 Fig. 2 CFRP ¯° ¯°,ñ [13]  1b ‹Œ。 » L -1 b » L -2         L - 1 ð¹Û 150 mm,Ú¹ 1 700 mm, a      Öçð:ù¡ 。 1 Ž‘’@ 2  Stress clouds of beam concrete 1. 2. 2  å ABAQUS ¬¬®·ª» L - 1  L - 2¯ž Fk °¯ž Fm ,[13] Û ,ƒ= 1 ‹Œ。 ±= 1 ù–—, “¯°  L - 1 ²³¯ž[13]  ´µ xem ¹ 5. 7% , °¯ž ¯ž ´µ¹ 3. 2% ; å CFRP ¯°{”  L - 2²³¯ž[13] ´ µ¹ 6. 1% ,°¯ž´µ xek ¹ - 3. 1% 。 ‹¬´µñµ ¶, ©Þ·óô¬¥ ¦¸¹”,ù ”º@Öð。 644 £ 1 Table 1 ¤ ¥  Comparison of simulation and experimental results of cracking loads and ultimate loads F k / kN  F m / kN x em / %    x ek / %  L -1 37 35 5. 7 160 155 3. 2 L -2 52 49 6. 1 218 225 - 3. 1 1. 2. 3 ¦ §  ™ ™ © 27 ª ¨ ‹ŒŽ¥¦‘’“”, Ÿ£š„  2. 0 × 10 MPa, §¨©ª«¬ A - 1、 A - 2、 A - 3、 5 A - 4、A - 5、A - 6,®¯•°–„‹§¨ ( A - 1、A - 3、A - 5) —±。 2 2  ²ˆ ABAQUS ³´ €µ¨ , €˜™„š。 ›¶§¨ ·³ —ˆœž˜¸ 4 。  ­€  €   [13] ,  L - 1  L - 2  ,  3                    3 ,  。 ,, , ­ €。 ‚   ”•。                                a     L -1  c A -3 d A -4 e A -5 f A -6                            3   b                       L -2  -  Midspan loaddisplacement curves of beams 2  2 1  ‚  ƒ ™  C25、 C30、 C40, š „                       €   ­ € – —  300 mm × 150 mm, 1 700 mm, ˜ 1 400 mm,  4 Fig. 4 › 2. 80 × 10 、3. 00 × 10 、3. 25 × 10 MPa, † 4 A -2       Fig. 3 b               A -1       ƒ„ †‡ˆ ,‰Š‹Œ, Ž‘’, “ a 4 4 ‡œ ž   25 mm, Ÿ  ¡ ˆ HRB335, ‡ ¢  300 mm,£‰¡ˆ HRB335, Š¤ 2. 2,  ³´ Stress nephogram of component under ultimate load 4 ,Ÿ¨ ·³ —ˆœ,¹ º»¼, ¡½¾¿ ¢ 土木工程·329· ÍÎÏ,‹:Ð CFRP ¹6 Ì 。  ,   CFRP CFRP  ,  ,  。  、   2 。 Table 2 2 ­ Component calculation results F m / kN s / mm (2) š–, —Ÿ           ,   CFRP  €•Œ CFRP A -1 198 A -2 [1] 4. 15 1. 186 43 257 6. 84 1. 555 93 [2] A -3 202 4. 65 1. 202 57 A -4 279 7. 46 2. 029 45 A -5 206 5. 13 1. 272 73 6. 50 2. 095 44  2 ,   CFRP ­  、  ­€ €‚‚,ƒ C25、C30、C40  ƒ      „ „ ‚  29. 8% 、 38. 1% 、 39. 8% , †, ‡ˆ     ‚ , CFRP ­  †‡‡‚‚。 C25、C30、C40 ƒ       „ „ ‚  64. 8% 、 60. 4% 、 26. 7% , †,‡ˆ‚ , ­  ˆ‰Š‹Œ‰Œ ,   Ž­€ ‚ 。 ‘ †, ­‡ ,’“ ­ ‚‚,‡ˆ‚ , Š, ‹”ŒŒ€•Œ –   —  ˜ Ž     Š , ‘ † € • Œ CFRP  –。 ­  „›œ’€ž“€”•。 ·330·土木工程 ™ £Ÿ –。 ¤ ¥. š¦›œž © ª. ¦§š ­Ÿ¡§¢£¤[ D] . ­¦›©««ƒž¬ [ D] . ®¯¬: ®¯¬®¯ª, 2016. [3] °±, ²³´, µ¶ . š°·¸ «¹º[ J] . , 2015(11) : 129 - 133. [4] »¼½, ¾¿À, ÁÂÃ. Š±² ©ÅÆ, 2017(19) : 45 - 47. ­© ­¡³Ä[ J] . ´¨ ÇÈÉ. ¦§Ê¦›™ËÌÍÎ[ M] . µÏ: ´¦§žÈ ÐÑ, 2000. [6] ²ÒÓ, Ô Õ, ©Ö×. ØÙ ­[ C] / / ¦§ÊÚ¸™ ßà. áâ: º´¦§ÊÚ¸™ [7] ­ãä©«åæ», 2000. ©ç. ¦§šèéÚ¸™ ­¼½[ M] . êë: 쨩 ©íŽ. ¦§ž¬šîï™ ­Ÿ¡[ J]. ¦§ðñ, 2017 ªÐÑ, 2002. [8] °¶· ­¦›¹Ûܺ´ª«ÝÞ»Þ (11). [2017 - 08 - 24]. http: / / kns. cnki. net / kcms / detail / 11. 1243. TU. 2017 08 24. 2115. 010. html. [9] °±, ²³´, µ¶ . š°·¸ «¹º[ J] . , 2015(11) : 129 - 133. [10] ²òÀ. ¦§š ­© ­Ÿ¡ó›[ J] . ôõ: ôõö÷øÈ ©«ª¾ª¿, 2013(3) : 159 - 160. [11] ¾ ù, êúû, üýý. CFRP À  . CFRP  ­š£¤«Ãž ² . ÅÆÇÈ ­ ­ „›[ J] . žÈ¦§, 2016(11) : 1 - 7. [12] Á ¬[ D] . : ĞȪ, 2013. ¤[ D] . ÊË: Ê˪, 2007.  (1) CFRP ­ Ž¡¢ŠŠ‹, ¨¥: ¨¥¦§¨©ª, 2015. [13]  ,CFRP  : [5] 3  ˜。 (3) ‡ˆ‹”‚ ε / 10 - 3 288 645 •ÉÑÒ   A -6   •Éƒœ£ (  ) ™š  28  1  Vol. 28 No. 1 { | } ~ _  0 0 = Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018 € 1  Jan. 2018 x CFRP ބ L ÿ0 , ,  ( ÉÊ0 0‰, {|}  163318) ? @: L ,  ABAQUS  -   ( CFRP)   L  ,  L  。  ­€‚ƒ,„  , , CFRP   L 。  †‡ˆ‰­€Š „‹Œ‚ƒ†„ƒ。 Ž‘ ‡, †’‡ “ˆ‰”Š,CFRP   L ‹  L ™’“”。  ŒŽ ,  €•‘。 –—˜ CFRP  ABC:L ; ; CFRP ;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 014 D!EFG:TU375. 3 ;H=G:2095- 7262(2018)01- 0070- 05 ;?: ·¸¹(1980 - ) ,º, ·342·土木工程 †§°±²³´«¬µ¶¡( LJQ2014080) †§«,»¼½,¾¿,›œÀÁ:ÂíĝÅÆÇ,Email:dlutwzhy@ 163. com。 ?6 ` >=<,æ:[\Žž]õ^_±²« 647 ýþéê ¼Ó†[\éêíî¡ï, 0  •–—Æ‹ - ̘™‹š›, œž– 。   ,  、 ­€‚ƒ„ †,­‡ˆ‰Š‹‡ŒŽ‘’“” –—˜†™š。  “”£ ’ “ ®¯— º»¼ • ›œ, ŽžŸ¡¢ ¤¥Ÿ¦, §¨©ª«¬‘ ±²«Žž‚‹³ ¹¢ °。 Žž ´µ¶·, Œ¸ ³½¾¿。 ÀÁÂà Äʼn®Æ, ÇÈÉÊËÌ Žž±²« ÍÎÏÐ,Ѫ¬ÒÓÄÔÕ Ö׸ØÙŽ ±²«。 ÚÛ¸,Üݬ޽¾,ßàáŠâ ãä婈º»Ñ。 Ye Fei æ ž —  σst —–—® σ st = ε st ———–— ï。 Chen æ Ý~èªíîåÊ [7] õöé÷。 Gong æ ¡ïåì [6] ½¾。 Yang æ ûüéêíîå¡ï。 Song [8]  Žž®Æ ӆÆ  - éêÝŽží [10] îå¡ï,—Êõö íîÝ。 Cao æ ç Ý©«Žž [9] æ èÒ« ®Æ é Ö×é÷姏 † 。 Talmon æ [11] ¬} |º »å ì ±  ‰   Ý     ‘ ’。 Molins [12] æ {·º»å[\ Š ’‚‹。 â{ ­‰[\ ~ éœ,€‚[\Žž§ƒ„]õ^_  ±²«ýþéê, ƒ„ø† †[\Žž±²«§ ®ÆÍÎ,  ËѪÔ‰Ê õöé÷ÝýþéêíîՇ, `ˆÏ[\ Žž­ý€‰¶Š。 1  1 1  ‹éˆ; ®; ε u ———– — ] õ  ®, ¥  GB 50010— f y ———ž–—¢£¤«­ýÅ; 2010《 [\ ­ýͦ》 [13] Ä ε u = 0. 01。 [\§֪ӆ¨©ª«¬‰Œ¬® Ëéê,—®Ÿ¡¯: σc = [2] êÝ     Ž ž  Š ‚ ‹ í î å º »。 Blom æ [5] ô†ÔÿöÝíîåûü¡ ε u > ε st > ε y , ¢£®; æ ¡ïå±²«、ø첫‰ùú²«Ý [4] Šî ‘’。 Arnau æ ô†ûüýþé fy , ε st < ε y , ε y ———–— çèéêÔÕÝ ë ì ² « í î å ¡ ï。 ð ñ ò Ý󩛜Žž²«íîåéê [3] ÔÕº»。 Do æ ô† 2D Êõö·Åé÷Ö×, { Ÿ¡ ε st E s , œ¼:E s ———–—š› [1]      ”Öª。 \Žž  ’]õ^_“[ { n εc ε , - c ε0 ε0 ( ) ] ε ε , [ fc 2 fc , œ¼:ε c ———[\ f c ———[\ σ c ———[\ c 0 ε0 < ε c ε cu , ®; ¤«­ýÅ; ; °Œ f c “ ε0 ———݁[\ ε cu ———[\ ®; ]õ®。 ¥ GB 50010—2010 [13] ε cu = 0. 003 3。 ,Ä n = 2, ε0 = 0. 002, ±‰ø†[\Žž^_¯ ± 1a ²³。 ¥± 1a ”Ÿ¡ ’[\Žž  Fc = Fn + Fs , œ¼:F n ———ø; F c ———[\´ F s ———ž–— Ë; ž。 F c = ∫ 0 σ c ( ε c ) bdr, hc œ¼:r———[\¬Ÿ´µ¶ b——— ·¸; ¹«; h c ———[\´ @«。 F s = σ st A s , œ¼:A s ———–—ʺ»¼‰。 Ý´[\½°Œ¢£¿Â ô†[\ Öª,¿ [\Žž“ ¡,§‹àŒø‰± Ÿ Ž„†。 ‘ ¾Ô^_ ’Žž ,Ï ” ∫ 0 σc ( εc ) bdr = σst As + F n 。 hc 土木工程·343· 648 ¥ ¦ § ¨ ,  1b , © ˜ ª ª ¬ 27 ® « ,  ‰Š ‘’†‹,  “”,‚Œ• ,β1 = 0. 8。  –—˜™, ‚Ž š‘›Œ•;’œ‚,ž  h = β1 h c 。  GB 50010—2010,  C50    α1 f c bh x = σ st A s + F n 。 (1)  2 。 “,”• ‰Š,–Ÿ  。                         a      Fig. 2 2  Idealized computational models for strain calculations of segment joint  ‰Š †‹,  2 ‚‘› ¡š¢£,  ¤ Ž     ‚  —   œ ‚      ¢£: Fig. 1 1  b :ε cmax ———‚¥˜™; h0 ———Žš¦,h0 = h - a s 。   GB 50010—2010 «¬:  Computational models for force balance of segment joint  ( 1 )    ,          ( σ st = f y ) ,   : M = f y A s ( h0 - B= hx h hx ) + Fn ( - ) , 2 2 2 dM ΔM = , dκ Δκ (2) 1. 0; h b ———¯ˆ。  GB 50010—2010 ¢Š h b = h b1 h0 , [13] h b1 = (2)  (3) , ,  , ΔM = 0。 ­­€€ ,† ƒ B = 0。  ƒ„ ‡ˆ ‰Š,‹,  ·344·土木工程 §¨›œžŸ©ª :h b1 ———¡¯ˆ, ΔM———; Δκ———。 ŒŽ ƒ。 [13] hx < hb ,  ε < ε , σ α f , c cu c 1 c s. t.   ε st < ε u , σ st < f y ,  ε sc < ε u , σ sc < f y , : α1 ———® ¡,   C50      , α1 = (3) :M———; B———; ‚ƒ,‚„ hc ε cmax = , h ε st 0 - hc ƒ†‡ˆ 1 2 β1 。 1 + f y / E s ε cu °£±ž, † ²‰³¤’‡ˆž。 ž 1, ´ ŒŽ  ( σ c < f c ) ,   Œ Ž ‡ ˆ   ( σ st = f y , ε st = ε u ) 。 ž 2, ŒŽ‡ˆ ( ε c = ε cu , σ c = α1 f c ) ,´( σ st < f y ) 。 ž 3, µ, ¶·ŒŽŒ‡ˆ –6 — ˜™š,:›œ ( ε c = ε cu ,σ c = α1 f c ) , ( σ st = f y ,ε st < ε u ) 。  4,   ,           ( σ st = f y , ε st = ε u ) , ( ε c < ε cu , σ c = α1 f c ) 。 ,   ,    A s σ st = A ct σ ct 。  α Es = E s / E c , A ct = A s  E s ε st σ st = As = α Εs A s , E c ε ct σ ct :σ ct ———  ; €‚ h c ƒ 1 3 bh + α Εs A s ( h0 - h c ) 2 , 3 c (4) B = E c I0 。 „ (5 )  (5)         (9) 、(10) ˆ‰Š‹ h x †ƒ† 2 „Œ(11) Ž h x , ‰ ‹Ž σ st 。 ‘’Œ“”•–— 。  3 , †­  ž ’“,Ÿ†, ‡‡ˆ α1 f c bh x = f y A s + F n 。 (12) Š‹ h x Š hx = (12) fy As + Fn 。 α1 f c b (13) †              ( ε c = ε cu ,σ c = α1 f c ) ,  ( σ st = ¢Š£,ƒ β1 h0 - h x 。 ε st = ε cu hx ∫0 fc [2 εεc - ( εεc ) n ] bdr = fy As + F n , 0 hc , ‡‡ˆ hc 0 hc , σc = Ec εc = Ec εu h0 - h c (6) (7)  ( 6 ) 、 ( 7 ) ˆ ‰   Š ‹ hc Š , εu εu εu f c b[2 - ( ) n ]h3c - [2f c bh0 - (Fn + f y As )]h2c - ε0 ε0 ε0 2( F n + f y A s ) h0 h c + ( F n + f y A s ) h20 = 0。 (8) „Œ (8) Ž h c , ‹Ž σ c 。 ‘’Œ“”•–— ( σ c < f c ) , ˜”• ™š›†Ž‘  1。  Š α1 f c bh x + ( E s A s ε cu - F n ) h x - ε cu E s A s h0 β1 = 0。 (11)  ( σ c < f c ) ,  ‰,n = 2, β1 h0 - h x Es 。 hx f y ,ε st < ε u ) ,¡”  1 ( σ st = f y , ε st = ε u ) 。   (10) 1. 2 3 € I0 = 1 2. 1 σ st = ε st E s = ε cu  2。  h c Œœ (4) ,  (5) †Ž‘­ ­ ‚,ƒ 。 (9) ( σ st < f y ) ,˜”•™š›†Ž‘ 。 ­ , „ †ƒ† ‡‡ˆ α1 f c bh x = σ st A s + F n , hc ,  ε st ———; ε ct ———  2 ( ε c = ε cu ,σ c = α1 f c ) , ( σ st < f y ) 。   A ct , E s ———;  1. 2 2 , ; E c ——— 。 ­ ,  ε st = ε ct ,   649 ’ž  h c Œœ(4) ,(5) †Ž‘ „Œ(13) Ž h x , ‰ ‹Ž ε st 。 ‘’Œ“”•–— ( ε st < ε u ) ,˜”•™š›†Ž‘  3。  h c Œœ (4) ,  (5) †Ž‘­ 1. 2 4 。  4 , †­  ž ’“,Ÿ†, ‡‡ˆ Š 3 Ž¤, ¥ (12) 、(13) 。 †˜  ( σ st = f y , ‚• ε st = ε u ) , ( ε c < ε cu ,σ c = α1 f c ) ,™¡” ¢Š£ εc = εu hx 。 β1 h0 - h x „Œ(13) Ž hx , ‰ 土木工程·345· 650 ³ ´ µ ¶ · › € € ¹ 27 º ¸ h c , ε c 。  HRB335 ´ ®。 µ ®  ‚ ƒ   ¥ „ ¶ ƒ · 40  hc  (4) , ²‰¤³ 10 mm  HPB300 ´®, ¹®ºƒ 350 mm。 »¼½¾: ¸ ×  × ™ 130 mm × ( ε c < ε cu ) ,  4。 (5)   。 2 mm。 ¦¢¸ 1 480 mm。 ¢¹® 160 mm × 200 mm, »¼ƒ¿¬ 160 mm。 ­¼ ¤³¦ 28 mm, ­€„À¤³ 21. 19 mm, „À«¬ 2 Á 352. 5 mm ,­Â¸ 370 mm。 Ãħ¨©¢ Å žÆ¦–” 2。  [14]  , b = 1 200 mm,  d = 300 mm。  C50  ,       f c = 23. 1 MPa,E c = 34. 5 GPa。 ­€‚ƒ„ h0 = 2 Table 2   Material parameters in model ª ¢ Ş E / GPa 180 mm,­€ A / mm2 μ  Solid65 34. 5 0. 20 ( ‡ˆ ­€ Link180 3. 6 × 10 5 352. 5 200. 0 0. 30 £® Link180 254. 5 200. 0 0. 30 ¹® Link180 50. 3 210. 0 0. 25  † A † M24,­€‚ƒ † 8. 8  f y = 640 MPa) ,E s = 200 GPa。 ‰ Š„ †,‡‹ŒŽˆ­‘ 500 kN 1 000 kN ‰Š。 ‹’ Œ“” Ž ’,“•–” 1。 «¬º、 ­€«¬ºÇÀ Contact 174 « Target 170 Ç¢ ®†。   different axial force in state of ultimate F n / kN  h x / mm h c / mm B / kN·m2 500 3 34. 3 42. 9 3 737 600 3 37. 9 47. 4 3 946 700 3 41. 5 51. 9 4 240 800 4 45. 1 56. 4 4 588 900 4 48. 7 60. 9 5 115 1 000 4 52. 4 65. 5 5 724 ‹·ž‘È, „ „­€ ‹¯ž˜¡®žÉÊ 3a、3b ŒË。  Bending stiffness of concrete segment joints with    Table 1 3 2   1 ‘         •–“• —˜,  — 3 ™ 4, š˜­€›œ‡ ˆ。 ‰Šž’       a „­€ Ÿ, Ž¡™˜  ›¢ˆ­£¤£ ¤,‡š¥¦›ˆ­ Ž §¦¨ˆ­ 3 3 1 £¤œ 50% 。 b  Fig. 3  œŽ–’ž¤Ÿ©, „ ª [14]  ANSYS Ž   ‘†。 «¬¡® Ž¯ °®, ¢ ±   £ ®  ² ‰ ¤ ³  18 mm  ·346·土木工程 3 3 ´® 3  Reinforcement model [15] °Ì¤ , ÉÊ 4 ŒË, ‡ ž±ƒÍÎ 1 090 mm Ϥ²Ð  ¤ °6 ± ²³´,µ:¶·ˆ‰Š ,。  Table 3  Fig. 4 Loading on segment joint , (14) Results of bending stiffness of concrete segment joints in state of ultimate B / kN·m2 ŒŽ 500 3 737 3 780 1. 2 600 3 946 4 318 9. 4 700 4 240 4 805 13. 3 800 4 588 5 339 16. 4 900 5 115 5 889 15. 1 1 000 5 724 6 198 8. 3 (14) 。 ›œ / % š›‡  ε c + ε st , κ= h0 (3)   F n / kN   ,  3 4 3  4 651 ‡ £ž 50% 。              ,  5 。  ,                      5        Fig. 6  Variation of bending stiffness of concrete segment joints versus curvature 4 ­€, ‚。  ƒ ­, ­€,‚ „ƒ。 „ , †‡   ˆ 6  5 ,         Fig. 5   †ˆ 。 ˆ‰Š ˆ , ‹‹ŒŽ 。 ‘ŒŽ, ’ 3 “ 6 ’3 “ • 500 kN  1 000 kN ž–, Ÿ, ˆ —˜™,“—¡。 ‹š›‡Ž’,Œ Ž›œ‚¢ž 16% 。 ‚¢†  ˆ‰Š Ÿ‚­†     (1) ¤¡¥¢£¦ˆ‰Š •§¤ˆ‰Š“•¥¦§ ,¨©œ«„ƒ。 ¬‹ª«ˆ‰Š® ¯。 (2) ˆ‰Š•§¤¬ ˆ “ ¦Ÿ®; ‚¢ ˆ‰Š    joints versus axial force in state of ultimate  †ˆ‰Š   Ž’˜,“™š†。 ›œ”,   ,Ÿ¨©, ˆ‰Šª † ‘•–—  Variation of bending stiffness of concrete segment  ‡ 6 , ”      „ƒ ‰Š  £ž 50% 。 (3)  ­€,  Ÿ‚­† Ÿ,  ‚ 。  ƒ ­€,„ƒ。 (4) ‰Š ˆ‰Š ‡‹ŒŽ ˆ  ¯Ž’˜。 土木工程·347· 652 ’ “ ˆ ” ‡  tio of segment transverse bending rigidity of shield tunnel [ J ] . 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(  )  28  1  2018  1   1,2  ,  1,2  , (1.  1,2  , &: 163318; †‡ˆ‰Š,   1,2  163318) ,  ABAQUS  ‰Š、ƒ„ ‹Œ、 Ž‘’“”’•   †,‡ˆ ˜™。 š›œž:­€‚ƒ„ ‹Œ¤¥¦, ¯°;”’¦± Jan. 2018  1,2  , ,   2. ­€‚ƒ‚„€ % Vol. 28 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology   “Ÿ¡¢£ ¦§;¨©Ž‘’ª«,  ­€‚ƒ„ –— ;ƒ„ ¬ª«,® ¦§,•˜™²³。 ´µ¶·¸¹, ­€‚ƒ„ º»¼½¾¿ÀÁ¢±ÚÄ。  ; ƒ„ ; –—;  '(): doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 016 *+,-.:TU375 /01.:2095- 7262(2018)01- 0079- 06 /2345:A Mechanical behavior of assembled recycled concrete shear walls Yuan Zhaoqing1,2 , Zhang Hantian1,2 , Mi Linlin1,2 , Hao Xudong1,2 , Jiang Guangyao1,2 (1. School of Civil & Architecture Engineering, Northeast Pertroleum University, Daqing 163318, China; 2. Heilongjiang Key Laboratory of Disaster Prevention, Mitigation & Protection Engineering, Daqing 163318, China) Abstract:This paper introduces an effort to improve the bearing capacity and ductility of the assem bled recycled concrete shear walls. The research is focused on developing models for assembled recycled concrete shear walls using ABAQUS finite element analysis software and thereby analyzing the effects of different concrete kind, recycled concrete strength, axial compression ratio, and high thickness ratio on the mechanical behavior of assembled shear walls. The results show that the assembled recycled concrete shear walls have a lower bearing capacity and ductility than ordinary concrete shear walls; a higher strength grade of recycled concrete gives rise to a higher bearing capacity and ductility of shear walls; a long with an increase in the axial compression ratio comes an increase in the bearing capacity of the shear walls, accompanied by an decrease in the ductility; the shear walls with a smaller height to thickness ra tio exhibit a better bearing capacity and exert little influence on ductility; and the assembled recycled concrete shear walls promise an application in small highrise building structures through rational design. Key words: shear wall; recycled concrete;mechanical behavior; finite element 6789: 2017 - 11 - 06 :;<=: ­‹ŒŽ‘’“”•(12541054) ;’“–—’”•( YJSCX2015 - 035NEPU) #>?@AB:˜™ (1970 - ) ,š,­›œž,‹Ÿ,¡¢,’“£¤:¥¦§¨,Email:yvq@ sina. com。 土木工程·349· 80 + * ) ( ' - % 28 $ ø ø & 1 TW1   ,、 、  ­€‚, ƒ„ [1] † ‡ˆ 。 ‰Š, ‹Œ ™š, ›œžŸ¡¢£  ¤¥¦§¨©ª«¬®¯°±²³´。 µ¶·¸ Ž‘’“”•–—˜ ¹º»¼½¾–¿ÀÁ¾–, Âú®¯°Ä¡Å ÆÇÈÉ,ʁ´ ,¨ ËÌ·ƒÍÎ¡, ÏÐÑÒÓԝ ÕÖ×ØÙ。 ÚÛ, ÜÝÞú®¯°Æ Ÿ£ ÇÈ ßàáÞâãäåæçè。 µé, êëÎ ¡ ABAQUS £ìíî,ïú®¯°Æ ÇÈ £ìðñ, òóôõöÞ÷Çøè ùú,ƒûµú®¯°ÆÇÈ ýþÿ~。 1 üÄ¡  1. 1  }¡|{ [2] É TW1 [î\µÞ]òóÞ ^,[Œ®¯° ÆÇÈ。 Ρ £ìíî ABAQUS ï_ TW1 [î`@?>áÏ £ìðñ TW1 ,=<µ 2 800 mm,;“`@µ 1 300 mm × 200 mm。 ®¯°:/­µ C40,  ¡ HRB400 。 ÆÇÈðñ ®¯°ò¡ .ìð, ¡ì TRUSS ì ð,}¡ìð, _®¯°¡ “ Ü Fig. 1 Finite element model and trellis partit of TW1 shear wall £¤‚。 、 –— ,Þ]¨© 1。 ƒО[î ð”_. ” ,ÆÇÈ >¡。   , ÆÇÈ ´ x   。 £ìðñ_ò 1。 ‹Œ®¯°¡ GB 500100—2010 ( 2015  ) 《 ®¯° 》 [3]  ðñ。 ú ®¯°ÄÇ - Äö­€‚ƒ„¡|{ [4]   (1) , ÷É,a = 1. 4,b = 10。 à º®¯°‚†ÄÇ - Äö­€ ‡„¡|{ [5]  ü, ü,  (2) , ÷É,d = 1. 26;  ˆ„‰¡|{[6] ɐ Š‹®¯°‚†    [7] ü。 Œ Ž}¡‘ñ ’€èðñ 。 ax + (3 - 2a) x2 + ( a - 2) x3 , 0 ≤x < 1, y= x / [ b( x - 1) 2 + x] , x≥1 。 (1) { 1. 2 y = dx - ( d - 1) x6 。 (2)  “ð”õ•·ž TW1  - –—­€, ‰ 2 [8] ˜™。 ¡“ ­š” ›œž[î Ÿ¡‚、 ¢£‚¿£¤‚,¥¦Çˆ§¸-¥¦Ç ·350·土木工程 85% Fig. 2 2 - Contrast of loaddeformation “ 2 ¿© 1 ª,£ì𔭀¿.,­€ «áœ,¬ ®¯-ªáÏ,°±â²。 ³£ì ð” ¨¿.,Ó´µ,Þ¶© 1,·ë´µò ¸µ 4. 886% 、 - 1. 147% 、 - 1. 892% 、 - 12. 768% 、 - 1. 887% 、 - 6. 084% 、 - 4. 994% 。 ÷É,¹º»„ –—´µ¸-, µ - 12. 768% , ÷¼½¾´µ¿ 10% ƒÜ。 ÀÁ´µ ‡ÂÃ: £ìòó ¡£ìõð”., ÷ē/ÅÅÆ..Ä “/;|ÉÇÈÉ¿®¯°ÊË Ì—,˜ƒ ¹1 º »¼½,•:†‡ˆ‘’ƒ„ 。 ,  。  ABAQUS , Table 1 1 81     。   Contrast of experimental results and finite element results       F y / kN s y / mm F m / kN s m / mm F u / kN s u / mm  TW1 261. 700 6. 400 345. 900 28. 500 294. 000 49. 500 7. 734 TW1 274. 486 6. 327 339. 354 24. 861 288. 451 46. 488 7. 348 2  2. 1  [9] 。 †‡ˆ‘’ƒ„ š ƒ„ ¥•,›œ‘’ƒ„ ¦œžŸ¨§¨© ª,©«¬®ª«¯¬®Š‹žŸ,°¥ [5] ±² 。 ­€‚ƒ„ †‡ˆ , TW1 , ‰Š‹ƒ„  ŒŽ ‘’ƒ„ Œ, “ ­€ SRC - 40,ƒ„ ”•‚ C40,ƒ HRB400 •‚,†‡ 0. 12,–ˆ 14。  - ‰Š‹ŒŽ‘ 3, Ž’ 2。 „ €‚ƒ„ “‘ 3 —’ 2 ˜”, ™Š‹ƒ„ š,†‡ˆ‘’ƒ„  †‡ˆ  3 ‰Šš•€,–—›˜™, ˜š  7. 96% ,›œ‘’œžŸ’¡žŸ¢ ™ ¡¢£¤£¤‘’ƒ„ ¥¢¦§™Š‹ Table 2 2. 2 2. 2. 1 Fig. 3 2 TW1  SRC - 40      -  Loaddeformation of shear wall with different kinds of concrete  Contrast of finite element results of TW1 and SRC40     F y / kN s y / mm F m / kN s m / mm F u / kN s u / mm  TW1 274. 486 6. 327 339. 354 24. 861 288. 451 46. 488 7. 348 SRC - 40 264. 413 6. 347 314. 851 14. 638 267. 623 25. 800 4. 065 ’ 3。 ¯°‘’ƒ„ ” , SRC - 40 , ³Ž‘’ƒ„ “‘ 4 º, ‘’ƒ„ ”— ¥,»Ÿ‘’ƒ„ ”•‚µ–,†‡ ˆ‘’ƒ„  、、‰ ”,±´©µ²€Ž。 ‘’ƒ„ ” ¶ C30、C35 — C40, ©   ³ · ­ €  SRC - 30、 Š—¼›¸¶·, ‰ŠŽ¸€½±。 “’ 3 º,‘’ƒ„ ”•‚¾µ– 15. 0% ,   SRC - 35 — SRC - 40。 €‚‘’ƒ„  - ‰Š‹ Œ ´ ‘ 4 ¸ ¹,     Ž ”•‚ ¿µ–À 9. 8% , µ–¿ 8. 5% ,  ¶·¿ 9. 4% 。 土木工程·351· 82 Ÿ ¡ ¢ £ ¤ ƒ   ¦ 28 § ¥  0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5,  ACR - 0. 1、 ACR - 0. 2、 ACR - 0. 3、 ACR - 0. 4  ACR - 0. 5。  5 +4  +5 lm[`akMNObTU - VW gh\]^ij`akMNObTU - VW Fig. 4 2. 2. 2 Loaddeformation of shear wall with different strength of recycled concrete    , SRC - 40  Fig. 5  、、 ,  X3 Table 3    F y / kN s y / mm F m / kN s m / mm F u / kN s u / mm SRC - 30 224. 529 6. 190 267. 386 12. 979 227. 278 21. 169 3. 420 SRC - 35 246. 625 6. 385 290. 038 13. 932 246. 532 23. 690 3. 710 SRC - 40 264. 413 6. 347 314. 851 14. 638 267. 623 25. 800 4. 065 Table 4  ­ ACR noMNObFHIJZ[ Contrast of finite element results of ACRs     F y / kN s y / mm F m / kN s m / mm F u / kN s u / mm ACR - 0. 1 251. 349 6. 290 301. 373 14. 607 256. 167 27. 935 4. 442 ACR - 0. 2 306. 809 6. 408 357. 917 12. 865 304. 229 21. 529 3. 360 ACR - 0. 3 352. 305 6. 331 400. 129 11. 665 340. 109 17. 532 2. 769 ACR - 0. 4 390. 786 6. 390 438. 217 10. 810 372. 484 15. 205 2. 379 ACR - 0. 5 416. 562 6. 169 461. 636 8. 972 392. 390 13. 405 2. 173  †ŒŠ‹,ŸŠƒ¡ˆ‰¢ž。 £Ž,‘ 5 € 4 ‚­,€ƒ, -  ‚ƒ€„。 „  、†‡‡ˆ‰ Š‹。 ŒŽ‘„ † , †š ·352·土木工程 †,  †,ˆ †, ’ Š‹, “ ”†‘•, –— 6 ‚­,„  †›œˆ‰‹ž,  ­„  ­ ’“¤¥¦ ”•§–— ˜¨©ª™Š‹, Ÿš  ˜Š™。 ’ axial compression ratio Contrast of finite element results of SRCs X4  Loaddeformation of shear wall with different SRC noMNObFHIJZ[  ‰  4。 ,  «›¬ƒ。 2. 2. 3  †, œ®   , SRC - 40 ž¯ ›1 œ žŸ¡,†:  7 , Fig. 7 6  ty coefficientaxial compression ratio , 12、14、16、18,       RHT - 12、 RHT - 14、 RHT - 16   -  5 Table 5 RHT    †‡„ F y / kN s y / mm F m / kN s m / mm F u / kN s u / mm RHT - 12 300. 284 6. 289 360. 178 15. 527 306. 151 26. 119 4. 153 RHT - 14 264. 413 6. 347 314. 851 14. 638 267. 623 25. 800 4. 065 RHT - 16 230. 969 6. 408 276. 300 14. 956 234. 855 27. 672 4. 318 RHT - 18 204. 644 6. 250 248. 496 15. 186 211. 222 26. 601 4. 256 3  ˆ,’”‘’“”••­€ –—,– –—˜™š 0. 3,‰—–—˜š€。  (1)    ŒŽ,  §­€,‚¦。  „’˜—Œ™ ƒ¥¢ ,ƒ¦€, ˆ„’”‘¡‚ ,˜€˜ 16。 ¢š£¤ 。 highthickness ratio ‰ , [10]  -   Loaddeformation of shear wall with different „ Žˆ‘’“‡†‘ C40 Ž‹   ˆ‰Š,Š‹Œ‹ŒŽ ›œžŸ  Contrast of finite element results of RHTs „  7  5。 ,  7  5   -   , 。    ­€,   ­‚€。 ,  ƒ €,„ €,  , †‡, ,  €。 ƒ RHT - 12 , 14 ˆ, ­€11. 9% , ­€‚ 12. 6% ; ƒ  16 ˆ, ­€ 23. 0% ,   ­ € ‚ 23. 3% ;ƒ 18 ˆ, ­€ 31. 8% , ­€‚ 31. 0% 。 Fig. 6 Bearing capacityaxial compression ratio and ductili RHT - 18。  83 ¢£ (2) ¨©“‡†‘  š,  、、 土木工程·353· 84 Ÿ ¡ ” ¢ ,。 (3) ,  ,。  ,  。   。 ,   ­, €‚ƒ , . „    [ J] .  2017, 38(6) : 23 - 33. [2] ˆ‰‰. „ ‹: ŒŽ ¤ 28 ¥ ƒ - ‘  © € ª ’ [ J].  « “ ‚ ƒ, 2013, 16 ±²[ J] .  [5] ¬®, ¯ [6] ”³´.  [7] ReyesSalazar A H. Nonlinear seismic response of steel structures °.  «“‚ƒ, 2006, 9(2) : 154 - 158 Œ, 1998. ­€Š‚[ M] . †‹: ‡‰ Š‹œž with semirigid and composite connections [ J] . Journal of Con structional Steel Research, 1999, 51(1) : 37 - 59. : [1] ‚ (1) : 24 - 32. , , ‚ Ž‘  (4) ,   £ Š‡ ‚, 2010. ­€‚ ƒ, [ D] . † [3] ‡Žˆ‘’‰“”•–—˜. GB 50010—2010  [4] Ÿ¡¢, £¤¥, ¦Ž§, .  ­€—™š›[ S] . †‹: ‡‰ [8] µ¶§, •·–. Š‡ [9] ¬®, º™, ¯ [10] ŸŽ, ¬ ‚œžŒ, 2003. †‡ [ J] .  ¸¹—˜[ M] . †‹: ŒŽ °.  , 2003(10) : 17 - 20, 57. , , . ž¼ [ J] .  ­€, 2013, 43(9) : 101 - 104. Š‹œžŒ, 2015. ¨© š›œ» (  ‚  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  78 ) battens. Maximum data discrepancy with the mass of 180 grams of the experiment is 9%, and a further in crease of the added mass the operational margin will in crease. This discrepancy results in the design of con structions, may lead to sudden and unpredictable de struction of buildings as a result of loss of stability of shell structures. References: [1] [2] [3] [4] Ambartsumian S A. Theory of anisotropic plates: strength, stability, and vibrations[ M] . Nauka: Hemisphere Pub Corp, 1991. Belubekyan M V, Sarkisyan S V. A refinement of the equations of nonlinear vibrations of plates[ J] . Scientific papers of YeSU, 1992 (1) : 18 - 20. Volmir A. S. Nonlinear dynamics of plates and shells[ M] . Nauka: [ s. n. ] , 1972: 432. Sysoyev O Ye, Dobryshkin A Yu, Kuznetsov Ye A, et al. The inter national scientific conference Regional aspects of the scientific and ·354·土木工程 educational development in the field of architecture, construction, land and inventories at the beginning of the III millennium [ R] . KomsomolskonAmur: KomsomolskonAmur State technical uni versity, 2015: 188 - 197. [5] Vlasov V Z. Thinwalled spatial systems [ M] . 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(    )  28  4  Vol. 28 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018 ! 7 " July 2018 #$%&'()*+, , (   -, ./0 150022) 1/4  2: ,   ­,€‚ ANSYS ƒ„ † ‡ˆ‰Š‹ŒŽ, ‘‰ ’ “ 1 ”•–—˜Œ™š› œžš›。 •Ÿ¡¢: £ †¤¥, ¦‰§¨©ª« 0. 3%;¬®•–¦‰§¨¯ž°±; ²œ³´µ¶ §¨ “·¸®¹º¯ ž»±,¼ ’·¸®¹º¯ž±。 ½¤¾²œ³´¿ÀÁ, ÂÃ。 ĝ Ő¾ÆÇÈÉ、ÊË ÌÍÎÏÐÑÒÓ。 ’¥ “ 345:; ; ; ; Œ™š›; œžš› doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 04. 020 6!789:U448. 215 -:/9:2095- 7262(2018)04- 0460- 07 -.;<=:A Influence of crack on dynamic characteristics of prestressed concrete continuous box girder bridge Wang Haijun, Liang Xuebin ( School of Architecture & Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is concerned with an investigation into span prestressed concrete continuous box girder for the cracks of the box girder midspan floor and 1 / 4 span web. The study involves develo ping finite element models of intact beam and cracked beam using ANSYS; and thereby performing the modal analysis and harmonic response analysis of main beam with transverse cracks on the floor and ob lique cracks on the web. The analysis shows that the cracked beam exhibits an approximately 0. 3% re duction in the natural frequency compared with the intact beam; the crack depth exerts a maximum effect on the natural frequency of the structure; the amplitude and frequency of harmonic load have little effect on the stress intensity factor at oblique cracks on the web, but have a great influence on the stress intensi ty factor at transverse cracks on the floor; and under the same harmonic load, the transverse cracks on the floor are more dangerous than the oblique cracks on the web. This study could provide a theoretical reference for the design, construction and maintenance of similar bridges. Key words:continuous box birder; prestress; concrete; cracks; modal analysis; harmonic analysis >?@A: 2018 - 04 - 28 BCDE: 12345( E201460) FGHIJK: (1974 - ) ,6,7819:,;<=,>?,:+* ­€‚,Email:hjw741010@ sohu. com。 土木工程·355· Ä4 Å 0 „ÆÇ,‹:  ‚ 2   ,  、  , ¯,“º ƒ, „  çº ,ƒ ±°éêëìíî, ï²° æð³´µ´, ñ• ¶“­òÙ ­€,‡‚ˆ‰Š † [7] „Œ Ž † ‘†  ‹‚ ’“、 ‡“ˆ‰Š ”‚•–,—˜™‹ Œ› [5 - 6] ­€  ¬è°® ¹æ°ö÷ø,• ¶ùúæû”ºü‘。 ﲌ ­€†š› ‰Š 。 ž š’¡, “” •¢†£ ‘† ,¨ ­€©­€。 1 債¥  KINH, æ“ ‹šµ¥ BISO。 ,óô·õ¸ [8] ‰Š”‚•–。 Ž, ‚œ ‚ STU#VWXYZVW ÛÜ݊  C50 ¨¡   ‚ 2. 1   [1 - 4]   ¯ÄÞ©“ GB 50010—2002 《 ‰Šž—ß ª》 ßà¿Ù, «á©âãä Hongnestad ¤¬®  ,。 ,  461  ¤‘¥ ‘Ÿ   ‚¦§ ýš“–, §,’†þ‡—˜ÿ“ ±»–,·“~ ­€, ¼®• } ƒ«: (1) “ SOLID65 § ¹, Ó|¤‘ ϓ•¢{[ , \¤‘Ï“½]¾© ’í®,^¿À}_`@˜ VADD ?>, =‰ <;®,ƒÚ 2 §™。  ª«‘–’—˜™¡, “ ¬š®¯, °š±›­ A ²Šœž—,°†š³´“  s 15. 20 mm ‡µ“¶·¸³¹º, “ C50 Ÿ», ¼½ ‹¾’¿À - I ¾。 šÁ“š“’ 43 m + 2 × 75 m + 43 m  š ¡ à ¢          。 쉊“¡Ã¢ÂÂÅÆǤ‘。 £’15. 30 m, ’ 8. 30 m, ÈÉÊ 3. 50 m, Ë ¤‡ 4. 80 m,š‡ 2. 20 m,  ɱ 2 Ì Íκ¡¥。 ¤‘Ï“ 120 cm( Ë ) ~ 55 cm( š ) , ‘Ï“ 65 cm( Ë ) ~ 30 cm( š ) , £‘ Åϓ 30 cm,ÐÑÒÏ 20 cm, Ó›Ï 75 cm。 ˤž†Ô, ÕÖ£¤†Ôϓ 200 cm,  ҆Ôϓ 150 cm, כئž†Ô, š Ö£¤Ã¢Ù( Â:cm) ƒÚ 1 §™。 Fig. 2 !2 [\)]^_`abcdeVW Full bridge solid model of prestressed concrete continuous box girder (2) “ LINK180 § ¹æ, ¨ž æ³´µ´,•¢æ{[ ,ƒÚ 3 §™。 (3) :/³¢ŒÌ.-, , .-<+*ß)®。 (¿: Mesh200 § ¢Ÿ'&%$#"­。 Á¿Œ® !ú,<Á0‚¦§°® ,ƒÚ 4 §™。 (4 ) â1槂¾, : CEINTF ? >,2‚â134ªÂ§+¾,± 澕¢5´®, ,槧 Fig. 1 !1 L6MNOP'QR Cross section form of middle span and pier top ·356·土木工程 6’í+;®。 (5) Ã7'8ˆœ,¨“á9¯Ã7。 462 ° Fig. 3 3 ± ² ³ ´ €    Longitudinal prestressed steel Fig. 6 4 Fig. 4 2. 2 1 / 4  3 1 / 4 finite element model 3. 1  ,  ,  ANSYS  “  ” VSBV  “ ” VDELE  。 ¦ 28 µ ‘    。   、、   。 ­ ­€€‚ ƒ„ ‚。 ­ƒ€‚    Finite element model of crack    • 1 / 4 ™Ÿ¡žš ¢,     ˜    , › ‘ 1. 00 m、 ’ 0. 10 mm、“ 3. 00 cm, £¤š• 5 ›œ。 œ ž 6 Ÿ¡ f š¥ 1 ›œ。 1 Table 1    6  First 6 frequency of complete and cracked beam f / Hz ƒ 1 / 8 „ 1 / 4 „ „。 ­ †‡†  ˆ‡‰ˆ,Š‹‰ŠŒ‹ŽŒ‘ ƒ’ˆ“”,• 6 £ / % ¢ †–Ž 7 —, ˜‘ 1. 00 m、’ 0. 10 mm、“ 3. 00 cm, ‹™ˆ”Ž, ƒš• 5 ›œ,,5、6、7 –˜, 3、4 –˜。 ž—˜š• 6 ›œ。 ™  ¦1  3. 325 3. 315 0. 30 ¦2  7. 325 7. 304 0. 30 ¦3  8. 838 8. 813 0. 28 ¦4  12. 838 12. 798 0. 31 ¦5  15. 707 15. 661 0. 29 ¦6  18. 737 18. 676 0. 32 •§¥ 1 ˆŠ¨©ª‡, Fig. 5 5 š  Applied cracks distribution ’‡† « ¤¥ ‡†™, , ¦žŸ ¡§  §  ™  ¦ ž Ÿ ¡ ž › ¬ £, € ¨ £ © 0. 3% 。• † ¦ 3 Ÿ¡®¯ , ª 土木工程·357· 4 ¢  3  1 ,   2 , ’˜,™。 , , ,  。  , Table 3 ,  b / mm ,, 。 3. 2 3. 2. 1   ,   0. 10 mm、  3. 00 cm  , l, 1. 00 m   4. 15 m ­€,‚ƒ 2 „。 Table 2 2 Impact of crack lengths on beam frequency 1  2  3  4  5  6  0 3. 325 7. 325 8. 838 12. 838 15. 707 18. 737 1. 00 3. 315 7. 304 8. 813 12. 798 15. 661 18. 676 2. 00 3. 310 7. 294 8. 799 12. 782 15. 639 18. 656 3. 00 3. 306 7. 285 8. 789 12. 766 15. 620 18. 633 4. 00 3. 299 7. 269 8. 770 12. 740 15. 605 18. 594 4. 15 3. 298 7. 268 8. 768 12. 697 15. 583 18. 589 ƒ 2 ­€ , ‚ƒ„‰Š 2  3  4  5  6  0 3. 325 7. 325 8. 838 12. 838 15. 707 18. 737 0. 10 3. 315 7. 304 8. 813 12. 798 15. 661 18. 676 0. 13 3. 315 7. 304 8. 813 12. 798 15. 661 18. 676 0. 16 3. 314 7. 304 8. 812 12. 798 15. 661 18. 675 0. 19 3. 313 7. 302 8. 811 12. 790 15. 649 18. 689 0. 22 3. 312 7. 297 8. 804 12. 789 15. 647 18. 665  h / cm , ‹† ‡ˆ‰ Š 4. 15 m,‚‹ 1 „。   4. 15 m, ‹†Œ Ž f / Hz Table 4 0. 78% 。   Impact of crack widths on beam frequency , h  3. 00 cm  15. 00 cm, ­€ƒ 4。 ,  1/4  ,   1. 00 m, 0. 10 mm —  。 ­†, †, ‡ 1. 00 m  4. 15 m ,  ˆ  € 0. 30% 、0. 43% 、0. 56% 3 1  3. 2. 3  f / Hz l/ m 463 £¤¥,¦:œŸ¡žŸ§¨¡¢¡©‰ 4  Impact of crack depths on beam frequency f / Hz 1  2  3  4  5  6  0 3. 325 7. 325 8. 838 12. 838 15. 707 18. 737 3. 00 3. 315 7. 304 8. 813 12. 798 15. 661 18. 676 6. 00 3. 315 7. 304 8. 813 12. 798 15. 661 18. 676 9. 00 3. 298 7. 282 8. 751 12. 735 15. 602 18. 583 12. 00 3. 292 7. 267 8. 745 12. 712 15. 563 18. 537 15. 00 3. 287 7. 252 8. 729 12. 695 15. 531 18. 490 ‘ ƒ 4 ­€ , 6. 00 cm ,•—™,  ,  1. 1% 。 ‘, ,‘, ‚ƒ’ŒŽ“,   ‡”• 。 3. 2. 2   1. 00 m、– 3. 00 cm — , b  0. 10 mm  0. 22 mm ­€ ,ƒ 3。 ƒ 3 ­€ , 0. 10 mm ,    ’ “ ” 0. 30% ,      0. 22 mm , ’“” 0. 39% , • ,–—。 ·358·土木工程  6. 00 cm ,• ,  ”, š› 15. 00 cm , ’“” ‘。 4  4. 1    œ›˜Ž™™š› ,   、  ‹†žŸ¡、1 / 4 、 464 ¹ º » ¼ 1 / 4 , 。  BZZ - 100,  F0  100 kN,  φ  0,   2  ,  1   ,   ,  f   0 ~ 20 Hz,   5 , ,  1. 00 m、  0. 10 mm、  ½ ¡ ¾ ¾ 28 À ¿ ˜‡ˆ€, “”ž ,Ÿ— –š¡,™“”› 。 ™  3. 2 Hz —,   ¢ 12. 8 Hz —¡, 7 ­, ¤‹¢¥¦§。 £‘ 3. 00 cm。   ,  7  y1 、y1c 、  ,y2 、y2c   1 / 4 , σ x 、 σ xc 、 , σ1 、 σ1c 、 、  1 / 4 。  Fig. 8 !8 ŒuvŽc$QRM\) Vibration form and stress of beam at two fre quencies „¨ ,œ !7 Fig. 7 J„ †uv‡ 0 ~ 20 Hz ˆ‰{\)$Š‹ Deflection and stress curves at simple harmonic frequency 0 - 20 Hz  7 ,    3. 2  12. 8 Hz。 ­€ ‚ƒ 8 。 „ ANSYS  , ­ , ‡ˆ‰Š€‚†‹  €‚† ƒ , ˆ Œ  8. 27  8. 68 MPa „ Ž。 ‘ † ‡ ˆ €,   ˆ ‰ ’ Š,“”‹ ˆ‰„•  ,Œ– 1 —, Ž“”‘’, ˜“ KCALC ”• 1/2  ™–š 3. 945 MPa·m ,  €‚†Ž› 。 œ— ©ªš› Šªš›,¢žŸ €  1 / 4 ,  8 ­«£,‡¬—, ‚ 1 / 4 ®‡¡,   ®¥¡,€¦‚¯—, ®¥¡, °ƒ£ ©’šª¨ „”。 ¨ 4. 2 4. 2. 1 ¡‹ wxc„x\$~  ±Žƒ¤¥¦‡¬, ‰Š †² , §  F0  100 kN ‡ˆ‰ 130 kN, ¢£ ¤³ 9 。  9 , ¨Š ¡,  1 / 4 ­ƒ´© ‹ , ™–š §¡,¨ §£‘› µ¶。 ¢·Œ,  ¡  1 / 4 ¥Ž‘®, ª™– š¥«¥Ž‡¬,œ ‡’¸。 土木工程·359· ­4 š 9  Fig. 9 4. 2. 2 ›œž,Ÿ:„ Influence of simple harmonic load amplitude on deflection and stress at two frequencies  465 20 ~ 40 Hz , †¡¢‡ˆ£¤  10  Fig. 10 Deflection and stress curves of cracked beamat simple harmonic frequency 20 ~ 40 Hz  ,  ,  ,,  F0  0 ~ 20 Hz  100 kN , 。    20 ~ 40 Hz, 、  10 。      38. 0 Hz, 11 ,  0. 82 mm, 24. 8 11 。  24. 8 Hz ,  2. 32 MPa, ,  ­ 6 €。 ‚ƒ„  ,†,  ˆ,‰ 24. 8 Hz , ‡ , 。  38. 0 Hz ,    1. 10 mm 2. 35 MPa, ,‹Œ ,Š Ž‘’。  F0   “” 5 。   K •–‘— ˜ 。 ·360·土木工程 100 kN,  KCALC ­, €   11 Fig. 11   Vibration forms and stress of crack beam at two frequencies ” 5 €“™ 8  11 ,  Š , 1 / 4 Š 。 ‚ƒ 466 Á 5 Â Ã Ä ¦ » f / Hz y1c / mm y2c / mm σ xc / MPa σ1c / MPa K / MPa·m 3. 2 9. 78 5. 60 2. 18 0. 22 3. 945 12. 8 8. 13 4. 31 8. 68 0. 92 9. 563 24. 8 0. 82 0. 62 2. 32 0. 43 4. 237 38. 0 1. 10 0. 14 2. 35 1. 36 4. 237 1/2 1 / 4 ™—š ,  œ‚, ž,‰ ˆ   , 。   ,1 / 4 ,   ,   ,  ­。 €‚,ƒ€ 。 5 ,­。  [1] 。 „Š . Ÿ‹¡Œ  [2] €‚¨, ©’ƒ. “、¡Œ ”Œ [3]  £¤ •–ª Œ£¤[ J] . «„¦§, 2016, 1(34) : 70 - 72.  †, ¬®‡, ˆ—, ¯. ‰、Š‹、 ˜™°±•–ª Œ²¢œ£¤[J]. Ž‘’¥³, 2016, 35(10): 3254 -3257. “´.   PC Ÿ‹”µ¶·[ J] . ) , 2017, 3(48) : 122 - 125. –—, ˜š›, ¬®œ. ““” Œ¶·[ J] . žŽ‘, 2017, 37(4) : 73 - 76. ¼ ½¾¿, ‚™ ‡ˆ‰   Œ。 Š [7] ½ ‹Ž ‘’, Œ 。 (2) “”  • , ­€‰ [8] ,Š‹  ¢ œ [ J] . Ž‘­¥¦§, 2016, 32(2) : 79 - 82. [6] , 0. 3% 。   : [5] „,  † ,  , Œ,  ¸•®¹( ®¹“”¶·º   ,。  (1)  ,  €‚,“”ƒ€ [4]  ‡ (4) ,  ,,。   ,     ,  † ­。  , › ,  1 / 4    ,  。  24. 8 Hz ,  Æ 28 Ç ³ (3) ,   Table 5 Variation of deflection and stress with cracked beam » . À­š•–ª“” Œ[ J] . ÁÂÃĦ »œ œ¼ »»³, 2016, 26(2) : 219 - 223. Ÿ. ›œž ¡Œ ŸŸ‹Å—¡ ¢£¤, ©£,  ¤. Œ Ÿ‹Å”œž­ Œ¶·[ D] . ¢¸: ‚¸ ¡ », 2014. Œ¶·[ J] . žŽ‘, 2016, 36(2) : 139 - 144. ‚,•‰ƒ。 –“”  „  —˜。 (   ) 土木工程·361·  26  4  Vol. 26 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  7   -  1,2  , 1,2  , July 2016  3  , 1 , 4 ­€,  ‚ 163318; 2. ƒ„ † ‡„ˆ ­‰Š‹ŒŽ,  ‚ 163318; 3. ‘’“”•–—˜™š›œž, ‘’ 510075; 4. Ÿ¡¢£ ­€,  ‚ 163319)    (1.   ! ": -   8  ­, € ADINA ‚ƒ„ †,‡ˆ‰Š‹†ŒŽ 10 ‘ 10 ‘ -  ’“, ” •– —˜™š›œ EL - Centro ž、Taft žŸ¡¢ž£¤¥¦’§—˜。 ¨© ª«:¬®¯°ž±²³´、µ¶·¸‚¹,º°žž»‚¹; Ž¼,  -  ½¾‘¿ÀÁÂ,μ¨Ä½¾‘ ¿ÀÅƌŽ;Ǽ¨Ä 8 ÈÉÊËÌÍ,ÎŽ¼ž -  ‘¸ÀÏÐÑÒ,Ó« -  ԂՐ ­。 #$%: -  ; £¤; ADINA doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 04. 018 &'()*:TU398. 2 +,-*:2095- 7262(2016)04- 0439- 09 +./01:A Study on seismic performance of steel framesteel plate shear wall with slits YUAN Zhaoqing1,2 , WANG Yiying1,2 , WANG Zhiyuan3 , LIU Yan1 , MA Liang4 (1. School of Civil Engineering & Architecture, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Heilongjiang Key Laboratory of Disaster Prevention, Mitigation & Protection Engineering, Daqing 163318, China; 3. Guangzhou Luban Construction Group Limited Company, Guangzhou 510075, China; 4. College of Engineering, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China) Abstract:This paper is aimed at determining the seismic performance of steel framesteel plate shear wall with slits exposed to frequent earthquakes and rare earthquakes of 8 degree. The research drawing on the finite element software ADINA builds a 10storey steel frame model and a 10storey steel framesteel plate shear wall with slits model under the same load condition and simulates the seismic response of these models subjected to the ELCentro wave, Taft wave and artificial wave by the method of nonlinear analy sis. The results show that the damages are associated with seismic wave peak acceleration, duration, and the form of seismic wave; when acted on by the same earthquake, steel framesteel plate shear wall with slits has a higher weak layer than does a steel frame, but the same structures under the frequent earth quake and rare earthquake have roughly the same weak layers; these two structures, subjected to 8 de gree earthquake, experience no collapse; and the interlayer displacement angle is smaller in steel frame steel plate shear wall with slits than in the steel frame under the same earthquake, suggesting that steel framesteel plate shear wall with slits boasts a better seismic performance. Key words:steel framesteel plate shear wall with slits; seismic response; ADINA 2345: 2016 - 06 - 25 6789: ƒ¤¥¦§¨©ª«(12541054) :;<=>?: ¬®‚(1970 - ) ,¯,ƒ°±²,¤³,´µ,¨©¶·: ·362·土木工程 ­ ¸,Email:yvq@ sina. com。 440 _ ` @ ? ,     ­。 €‚ƒ„ †­, ‡ˆ‰Š [1 - 2] 、 ” •  “ [3] – ” —  ‹ŒŽ‘’“ [4] “ ˜,™š›œžŸ 。 ¡,‘’“¢£¤Ÿ¥¦§ ™ ¨ ,© ªŸ«¬。 ®¯, [5 - 6] , µ° ‡ˆ‰Š°‘’“¢£¤±²‚³´ ¡¶·¸¹º¹ »¼½¦¾±†¿À Á。 ÂÃ, ĊÅÆ [2 ] ÇÈÉ, Ê  ADINA - ‘’“¢£¤±² ° Ë ÌÍ。 1 > ^ ‰ ‰ < 26 ; = 1 2  [8] { GB 50011—2010 《   》 ,÷ II ßà [š  EL - Centro 、 Taft  – † Õ \ ] , œ   á € 0. 02 s,­œá€ 16 s, €î¨‚{ƒ€ 3. 417、 1. 527 – 1. 960 m / s2 ,ÛÜ 2 ÝÞ。   €î„^¨‚ ˆ†–‡†  [8] €îˆ†‰,Š‹ ±²ŒŽ,‘ 8 2 ˆ† € 70(110) cm / s , 8 ‡† 2 € 400(510) cm / s , ’‹“î̔ Ç ¨‚€ 0. 15g – 0. 30g  •。     1 1  €Ì͑’“ , ¦ÎÏÐÑ ADI [2] NA ÒÓÔÕÑ֛ 10  ×Ø ( Ùڀ KJ) – 10  - ‘’“¢£¤ ×Ø( Ùڀ QT) , ÛÜ 1 ÝÞ,8  , Ⅱ ßà ,ဠ2. 6 m, †6. 0 m,ãäå 2 æç“è 150. 0 mm,éêëÔìíî 2. 0 kN / m 。 ‘’“ï Q235 ; ð、 ñáï Q345 , € ‚ ò ó š ñ ô ð   , ðõö€ H400 mm × 200 mm × 10 mm × 14 mm、 ñõö€ [6] H400 mm × 400 mm × 14 mm × 22 mm 。 ÷øêõ ö€ 100 mm × 100 mm × 10 mm ùúûü €ý [7] Ñþÿ¨~ 。 ×Øþ}€É|ê‹,| 。 “’|€ 0. 01 m,“¡€ 0. 15 m;ñ“–ÿ€0. 40 m;ð“ €0. 10 m,ÿ€0. 20 m。 ×Øáï ìí ×Ø。 ‘’“ 3 030 mm,è 12 mm, 19 Õ¤ , 150 mm, 750 mm,É 300 mm,  300 mm, 500 mm。     a       b   Taft       EL - Centro                 c  2  Fig. 2 Selected seismic waves a KJ ×Ø b QT ×Ø  1  Fig. 1 Finite element models 2 2 1 \]   ° KJ – QT ½¨ˆ† , –—Ö 土木工程·363· ¡¢£,¤:„¥¦ - ‚ƒ„ ž4 Ÿ 441 §¨© , 3  4 。              a           EL - Centro     a      EL - Centro              b          b             Fig. 3 3  c     Taft  KJ  Peak maximum acceleration time history curves of KJ  3  4 ,   ,  ,      ,、  ,   。 KJ  QT     ,  EL - Centro 、   Taft    1. 175  2. 218、 0. 754  0. 974  1. 098  2 2. 483 m / s 。   ,QT  KJ ,­­€€‚ƒ‚ƒ„ „  †‡ˆ‰, †‰Š  。 ·364·土木工程 Fig. 4 2 2 4  c   Taft  QT  Peak maximum acceleration time history curves of QT   KJ  QT ‹Œ‡, ˆ‰ Š‹ 5  6 。  5  6 , Š‹  ƒ ŽŠŒŽŽ‘,  ‘‰,’’€“”“”••;  EL - Centro 、 Taft  ,KJ  Š‹  0. 051、0. 015 0. 040 m,QT Š‹  0. 033,0. 009  0. 037 m, QT Š‹––ƒ KJ, € KJ  0. 65、 0. 60  0. 93 —,  Š‹ 、 , ,†—†‡ˆ‰˜ ™– Š‹。 ‚Š‹ˆš› †‡Š‹ š››Š‹˜,œ 1  2 。 442          26               a       a EL - Centro           b        EL - Centro         b                   Fig. 5     5   c      Taft  KJ  Peak maximum displacement time history Fig. 6 curves of KJ Table 1 6  c   Taft  QT  Peak maximum displacement time history curves of QT  1  Maximum lateral displacement of storey KJ m QT EL - Centro   Taft  EL - Centro   Taft  10 1. 498 23 × 10 - 2 1. 498 23 × 10 - 2 3. 989 41 × 10 - 2 3. 341 26 × 10 - 2 8. 405 04 × 10 - 3 3. 703 00 × 10 - 2 9 4. 882 07 × 10 - 2 1. 387 90 × 10 - 2 3. 780 47 × 10 - 2 3. 041 03 × 10 - 2 7. 683 60 × 10 - 3 3. 371 56 × 10 - 2 8 4. 566 85 × 10 - 2 1. 270 64 × 10 - 2 3. 465 62 × 10 - 2 2. 714 36 × 10 - 2 6. 805 38 × 10 - 3 3. 010 25 × 10 - 2 7 4. 159 91 × 10 - 2 1. 118 88 × 10 - 2 3. 071 87 × 10 - 2 2. 361 05 × 10 - 2 5. 861 93 × 10 - 3 2. 619 13 × 10 - 2 6 3. 656 56 × 10 - 2 9. 457 07 × 10 - 3 2. 607 88 × 10 - 2 1. 990 17 × 10 - 2 4. 874 28 × 10 - 3 2. 207 84 × 10 - 2 5 3. 066 18 × 10 - 2 7. 594 00 × 10 - 3 2. 095 08 × 10 - 2 1. 611 99 × 10 - 2 3. 875 66 × 10 - 3 1. 787 62 × 10 - 2 4 2. 405 01 × 10 - 2 5. 684 19 × 10 - 3 1. 559 01 × 10 - 2 1. 237 77 × 10 - 2 2. 901 73 × 10 - 3 1. 371 16 × 10 - 2 3 1. 698 88 × 10 - 2 3. 820 63 × 10 - 3 1. 031 86 × 10 - 2 8. 790 84 × 10 - 3 1. 986 23 × 10 - 3 9. 717 98 × 10 - 3 2 9. 908 97 × 10 - 3 2. 129 07 × 10 - 3 5. 554 26 × 10 - 3 5. 469 13 × 10 - 3 1. 157 14 × 10 - 3 6. 023 96 × 10 - 3 1 3. 666 36 × 10 - 3 7. 599 77 × 10 - 4 1. 867 21 × 10 - 3 2. 482 86 × 10 - 3 4. 378 92 × 10 - 4 2. 716 66 × 10 - 3  土木工程·365· ‹ŒŽ,‘:’“” - •–’—˜™š ‰4 Š Table 2 2  Interlayer displacement angle KJ QT EL - Centro E E Taft E EL - Centro E E Taft E 10 7. 985 38 × 10 - 4 4. 243 46 × 10 - 4 8. 036 15 × 10 - 4 1. 154 73 × 10 - 3 2. 774 77 × 10 - 4 1. 274 77 × 10 - 3 9 1. 212 38 × 10 - 3 4. 510 00 × 10 - 4 1. 210 96 × 10 - 3 1. 256 42 × 10 - 3 3. 377 77 × 10 - 4 1. 389 65 × 10 - 3 8 1. 565 15 × 10 - 3 5. 836 92 × 10 - 4 1. 514 42 × 10 - 3 1. 358 89 × 10 - 3 3. 628 65 × 10 - 4 1. 504 31 × 10 - 3 7 1. 935 96 × 10 - 3 6. 660 50 × 10 - 4 1. 784 58 × 10 - 3 1. 426 46 × 10 - 3 3. 798 65 × 10 - 4 1. 581 89 × 10 - 3 6 2. 270 69 × 10 - 3 7. 165 65 × 10 - 4 1. 972 31 × 10 - 3 1. 454 54 × 10 - 3 3. 840 85 × 10 - 4 1. 616 23 × 10 - 3 5 2. 542 96 × 10 - 3 7. 345 42 × 10 - 4 2. 061 81 × 10 - 3 1. 439 31 × 10 - 3 3. 745 88 × 10 - 4 1. 601 77 × 10 - 3 4 2. 715 88 × 10 - 3 7. 167 54 × 10 - 4 2. 027 50 × 10 - 3 1. 379 56 × 10 - 3 3. 521 15 × 10 - 4 1. 536 01 × 10 - 3 3 2. 723 01 × 10 - 3 6. 506 00 × 10 - 4 1. 832 44 × 10 - 3 1. 277 58 × 10 - 3 3. 188 81 × 10 - 4 1. 420 78 × 10 - 3 2 2. 401 00 × 10 - 3 5. 265 74 × 10 - 4 1. 418 10 × 10 - 3 1. 148 57 × 10 - 3 2. 766 34 × 10 - 4 1. 272 04 × 10 - 3 1 1. 410 14 × 10 - 3 2. 922 99 × 10 - 4 7. 181 58 × 10 - 4 9. 549 46 × 10 - 4 1. 684 20 × 10 - 4 1. 044 87 × 10 - 3  2 3 443 ›œ    : 1  2 W:   †‡K*z 9*z„, 7  8 。 ,KJ  ^ 7  8 _`,      1. ˆ*‰P M E    1 / 3Š‹, K 9*z„ 1 / 370, y QT  ˆ     a      KJ                      a       KJ     Fig. 8    8 b  QT  Interlayer displacement angle    1 / 2 Š ‹,K  =$ 9„*z   *‰P 9* z „  1 / 625 ,  9 * z „  ‚ A 《         Fig. 7 7 b  QT  Maximum lateral displacement of storey ·366·土木工程 ; < = >》 [ 8] 1 / 250 , € ‚ ,   “‚ O ” 8  M ;<†‡ 。 QT ­ ƒ„ 9*z„‚ A KJ, ˆ K  ­  KJ K   9 * z „ 0 . 59 444 † ‡ ˆ ‰  Š Š  ,              Œ 26 Ž ‹          ,      ,      。 3 1  3       KJ  QT      ,     。   ,   9    10 a           EL - Centro    9 10 ,    ,   。         b         a       EL - Centro           10   Taft  QT  Fig. 10 Peak maximum acceleration time history curves of QT   EL - Centro  、    、 Taft     , KJ    b     QT   ­€ 6 . 409  11 . 206 、4 . 305  5 . 393    5 . 05 、5 . 71  5 . 53   ­ƒ KJ, QT  EL - Centro  、    、 Taft        € KJ  1 . 75 、1 . 25 、2 . 16  ,       ƒ   Fig. 9 5 . 56  5 . 30  。  €‚ ,QT   9 6 . 106  13 . 169 m / s , ­ ‚        ­   5 . 45 2   c       c Taft    KJ  Peak maximum acceleration time history curves of KJ „  † 。 3 2   KJ QT ,    11、12 。   ,‡ˆ‰Š „ 3  4。 土木工程·367· ,: -  4  445                      a EL - Centro        a              EL - Centro         b       b                    11 Fig. 11  c    Taft   12 KJ  Fig. 12 Peak maximum displacement time history curves of KJ Table 3    3  c Taft  QT  Peak maximum displacement time history curves of QT  Maximum lateral displacement of storey KJ m QT EL - Centro   Taft  EL - Centro   Taft  10 2. 718 14 × 10 - 1 2. 228 99 × 10 - 1 1. 624 01 × 10 - 1 4. 554 31 × 10 - 2 1. 877 90 × 10 - 1 9 7. 986 51 × 10 - 2 2. 600 31 × 10 - 1 7. 501 42 × 10 - 2 2. 105 34 × 10 - 1 1. 480 23 × 10 - 1 4. 140 35 × 10 - 2 1. 712 20 × 10 - 1 2. 221 34 × 10 - 1 6. 091 49 × 10 - 2 1. 717 32 × 10 - 1 1. 149 05 × 10 - 1 3. 164 44 × 10 - 2 1. 330 38 × 10 - 1  8 7 6 5 4 3 2 1 2. 436 10 × 10 - 1 1. 955 72 × 10 - 1 1. 643 58 × 10 - 1 1. 292 15 × 10 - 1 9. 136 72 × 10 - 2 5. 325 18 × 10 - 2 1. 966 43 × 10 - 2 ·368·土木工程 6. 878 58 × 10 - 2 5. 179 01 × 10 - 2 4. 182 60 × 10 - 2 3. 146 68 × 10 - 2 2. 122 87 × 10 - 2 1. 180 40 × 10 - 2 4. 171 74 × 10 - 3 1. 934 33 × 10 - 1 1. 461 13 × 10 - 1 1. 177 07 × 10 - 1 8. 791 46 × 10 - 2 5. 850 44 × 10 - 2 3. 177 86 × 10 - 2 1. 081 95 × 10 - 2 1. 321 07 × 10 - 1 9. 682 27 × 10 - 2 7. 834 69 × 10 - 2 6. 002 20 × 10 - 2 4. 241 51 × 10 - 2 2. 609 74 × 10 - 2 1. 153 36 × 10 - 2 3. 670 84 × 10 - 2 2. 635 18 × 10 - 2 2. 100 82 × 10 - 2 1. 580 50 × 10 - 2 1. 092 85 × 10 - 2 6. 540 23 × 10 - 3 2. 749 72 × 10 - 3 1. 528 73 × 10 - 1 1. 121 68 × 10 - 1 9. 081 71 × 10 - 2 6. 960 71 × 10 - 2 4. 921 14 × 10 - 2 3. 029 62 × 10 - 2 1. 341 20 × 10 - 2 446 ‰ Š Table 4 ‹ Œ Ž ‘ 4  ‘ “ 26 ” ’ Interlayer displacement angle KJ QT EL - Centro   Taft  EL - Centro   Taft  10 4. 531 92 × 10 - 3 9 1. 865 73 × 10 - 3 4. 755 77 × 10 - 3 5. 530 00 × 10 - 3 1. 592 15 × 10 - 3 6. 373 08 × 10 - 3 6. 315 77 × 10 - 3 2. 395 54 × 10 - 3 6. 577 31 × 10 - 3 6. 121 54 × 10 - 3 1. 805 81 × 10 - 3 7. 056 54 × 10 - 3 1. 021 62 × 10 - 2 3. 509 54 × 10 - 3 9. 853 46 × 10 - 3 6. 954 73 × 10 - 3 2. 035 62 × 10 - 3 8. 026 92 × 10 - 3  8 8. 260 00 × 10 - 3 7 6 3. 027 27 × 10 - 3 1. 200 54 × 10 - 2 5 3. 832 35 × 10 - 3 1. 455 68 × 10 - 2 3 1. 131 16 × 10 - 2 3. 624 88 × 10 - 3 1. 291 83 × 10 - 2 1 1. 145 86 × 10 - 2 3. 937 73 × 10 - 3 1. 465 98 × 10 - 2 2 1. 092 54 × 10 - 2 3. 984 31 × 10 - 3 1. 351 65 × 10 - 2 4 8. 346 54 × 10 - 3 1. 027 92 × 10 - 2 2. 935 48 × 10 - 3 8. 061 19 × 10 - 3 1. 604 52 × 10 - 3 7. 563 19 × 10 - 3 4. 161 35 × 10 - 3  11  12  ,         ,                   。  EL - Centro  、   、Taft     , KJ        0. 272、0. 080、0. 223 m, QT        0. 162、0. 046、0. 188 m,    5. 30、5. 30、5. 66  4. 90、5. 11、5. 08  。  ,QT   KJ, 6. 616 15 × 10 - 3 1. 947 69 × 10 - 3 7. 106 08 × 10 - 3 2. 055 23 × 10 - 3 7. 048 04 × 10 - 3 2. 001 23 × 10 - 3 6. 771 89 × 10 - 3 1. 875 58 × 10 - 3 6. 276 04 × 10 - 3 1. 687 80 × 10 - 3 5. 601 46 × 10 - 3 1. 457 89 × 10 - 3 4. 436 00 × 10 - 3 1. 057 59 × 10 - 3 7. 628 85 × 10 - 3 8. 211 89 × 10 - 3 8. 157 69 × 10 - 3 7. 844 50 × 10 - 3 7. 275 08 × 10 - 3 6. 493 92 × 10 - 3 5. 158 46 × 10 - 3  EL - Centro 、、Taft  KJ  0. 60、0. 57、0. 84 ,    。 3 3  ­  € 3  4  ‚ ,ƒ 13  14 „ 。  13  14 , † € ,KJ ­ ‚‡ˆ1 / 3 ƒ„ ,                        a         KJ  a       KJ                       Fig. 13   13  b      QT  Maximum lateral displacement of storey Fig. 14  14  b  QT  Interlayer displacement angle 土木工程·369· ´µ¶,Â:ˆ‰Š - ‹ŒˆŽ‘’“­§ Ë4 Ì  1 / 68,  QT   1 / 2  ,          1 / 122, 《  》 [8]  1 / 50, ,  8    “   ” 。 QT  KJ,   KJ   0. 56 ,  ­,, 。  †‡œ, ¢ ,ˆ‰Š - ‹ŒˆŽ‘’“ ° ˆ‰Š,±ˆ‰Š - ‹ŒˆŽ‘’“ˆ‚²³ ”•。 : [1]  [2] †‡,ˆ‰Š - ‹Œ ˆŽ‘’“”•–—˜™, €š™› ƒ„ œžŸ,¡: (1) ¢,10 ˆ‰Š  1 / 3 , 10 ˆ‰Š - ‹ ŒˆŽ‘’“‹ŒˆŽ,£¤ , 1 / 2 。 (2)  ¥ ¦ ­§­¨ € ª¢。 , © (3) «‚¬®ƒ¯, „ 8 ¨ ·370·土木工程 with slits[ J] . Journal of Structural Engineering, 2003, 129(5) : Š, ‹ŒŽ. ˆ‰Š - ‹ŒˆŽ‘’“ ´µ¶, ‰  ” • ˜ ™ [ J ] . · ¯   ‘ ¥ ’ “ ¸, 2016, 38 (2) : 25 - 31.  € ADINA ‚ HITAKA T, MATSUI C. Experimental study on steel shear wall 586 - 595.  4 447 [3] [4] [5] [6] [7] [8] ´µ¶, ‹ Œ Ž, ‰ Š. ” • ˆ Ž ‘ ’ “   ­ § ¬ ® [ J] . ¹º»¼½¾¾¿, 2016, 26(3) : 277 - 283. – ’, —˜, ™‡. ÀÁˆŽ‘’“¬® [ J] . ·¯’¾, 2013, 30(9) : 200 - 210. š›œ, ž Ÿ, ¡¢£, Â. ‰Š - ¤Ã‹ŒˆŽ‘’“ ”•¥ ¬®[ J] . ÄÅ·¯¾¿, 2014, 47( S2) : 14 - 20. ¦€Æ, § ¨. ‹ŒˆŽ‘’“©ª’°ÀŒ«¥˜™ [ J] . ¼¾‘·¯¾¿, 2010, 27(3) : 109 - 114. ¬®®. ‹ŒˆŽ‘’“¯”Ç°«Ã˜™[ D] . ±È: ±È ¼½¾, 2009. ²É³´°˜. GB 50011 - 2010  [ S] . ʵ: ˜·¶·¸, 2010. (   )  27  5  Vol. 27 No. 5          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  9   Sep. 2017  1,2 3 1,2 1,2 1,2 1,2  ,  ,  ,  ,  ,  (1.   ­€‚ƒ„ ,  † 163318; 2. ‡ˆ‰Š‰‹ˆŒ ƒ„Ž‘’“”,  † 163318; 3. •–—˜™š€‚›œžŸ¡¢, •– 110000) ! " :  ­€, ‚ƒ„ †‡ ,ŒŽƒ„ 。 ‘’“”• ˆ‰Š‹ –— ABAQUS ˜ƒ„ ™š›œ€žŸ。 ¡¢£¤, ¥ ¦§¨ ±ª,ƒ„ ²³´±µ¶·¸ ©’ª,«¬®¯° ¹º“»¼,½¾€¿ÀÁÂÓ¬Ä ,ÅÆÇÈÉÊË 80 mm。 #$%: ; ƒ„ ; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 05. 015 &'()*:TU398. 2 +,-*:2095- 7262(2017)05- 0520- 06 ; ›œ€ +./01:A Analysis on hysteretic behavior of tubed concretefilled double skin composite shear wall with opening Yuan Zhaoqing1,2 , Wang Yiying3 , Hao Xudong1,2 , Zhang Hantian1,2 , Mi Linlin1,2 , Jiang Guangyao1,2 (1. School of Civil & Architecture Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Heilongjiang Key Laboratory of Disaster Prevention, Mitigation & Protection Engineering, Daqing 163318, China; 3. Shenyang Duowei Genau Building & System Co. Ltd. , Shenyang 110000, China) Abstract:This paper is an attempt to improve the ductility and seismic performance of concretefilled double skin composite shear wall with opening by introducing the concept of tubed steel reinforced con crete column and forming a new type of lateral force resisting members. The study is focused on analyzing the hysteretic performance of tubed concretefilled double skin composite shear wall with opening using the finite element software ABAQUS. The results demonstrate that, when subjected to high axial compres sion ratio, tubed concretefilled double skin composite shear wall with opening exhibits a slightly lower initial stiffness and bearing capacity than composite shear wall of the same height, but it has a greatly im proved energy dissipation coefficient, allowing for seam width of 80 mm. Key words:concretefilled double skin composite shear wall; tubed; opening; hysteretic behavior 2345: 2017 - 01 - 09; £¤: 2017 - 06 - 26 6789:  ¥¦§¨©¥ª«( YJSCX2015 - 035NEPU) :;<=>?: ¬®†(1970 - ) ,¯,‡°±²,³´,µ¶,¥¦·¸:ƒ„¹º»¼,Email:yvq@ sina. com。 土木工程·371· :5 / 0  .-,,: ž”§¨©, Րª«‰ Ž­¬ž”“ ®­¬” ,¯Ž­¬ž” “ ° ” ­¬。                , Tomii   , [1 - 2]  521 ‰ÓÔÕÅÖú’×?>±   ­€ ‚ƒ„ †,‡ ˆ‰,Š‹  ±³²³´‹–—µ; ¶·¸ ™š,À¹|,º»¨¼½Ö¾™™ š, פ¼»¿À Â,ÃÄ DCSW2  。 [8] 。 «Û‡âÁ 1  ŒŽ‘’“”•­–—˜Ž™š›œžŸ¡ ¢£Ž “”。 ¤¥¦§¨©,  ª«¬®¯°±,²³´µŒ‘ ¶·¸ª«´¹,º»,  ¼,½¾¿ÀÁÂÃÄÅÆÇ, [3] «Èɟ¡ÊË,ÌÍÎ¥ 。 Ï»ÐÑ«ÒɉÓÔÕÅÖצ§, ¸ [4 - 5] ; ÏÜÑ Ø¦§žÙÚÛÉԑÕÅÖ×  «Ý”‰ÓÔÕÅÖ×Þßàá, âãäåæ çèéêëì,íÓÔÕÅÖ×ïð¦ [6 - 7] §ñ‚Éòóôõö÷ Fig. 1 。 ÁÑ«¦§½ø, ù ÅÖú’׌‘¶´¤ûüý´Ð,´þ,ÿ º,~}|{ ïð”ɉ   1 DCSW2   Finite element model of DCSW2  Á 2  DCSW2  ?>Å,Á 3  DCSW2 à =ÆŐ DCSW2  ÆÅž¶。 Á‘ ÓÔÕÅÖú’×, íÁÉ · ¨±,–š’´,؛ÊË [8] 、Á 2、3 ½Ç û»ÀÕ,,¼œÅÖú’ׁ Å Õ „ ­‚ÅÖú’×»Õ‰ƒ  †, Æ ‰ÓÔÕ , «Û‡ÈÅ Ê,ÁɄ|{ËŽ™šû  ̦,«Û‡Èń Í÷, íº¤ÎÖ É ´¹。 ÅÖú’×。 ´É‰ÓÔÕÅÖú ’×, ‰ÓÔÕÅÖú’×±Š‹   [üý。 º»,  ú’×±\Ë]^ƒ„Ó, –š  Օ­–—˜Ž™šØ ,_À ­«€¹ݔ‚ƒ。 `‚,îž   ’µ,¯ Õ,\Ë ¤,¯°±¹,€    ‰ÓÔÕÅÖú’צ§„ @ †。 ~}Ȕ«Û‡ˆˆ_‰¦§ ‰ÓÔ =ÍȔ«Û‡Š‹ˆˆ‰ÓÔÕ ÅÖú’×?>±½Œ, ¼Ž”‘ [8] ¼ DCSW2 ’‹“ž¶ˆˆžÙ, Ȕ«Û‡ Š‹ ABAQUS \“ DCSW2 ”•–— ˜«Û ‡,ˆˆ³‘ [8] ™š_š?> ±,à=]›œŒž¶ˆˆ。 ž” ABAQUS / Standard ˆˆŸ, ¡‡¢ £<ड‡ ( C3D8R) , Ž”Ö¥¦, ·372·土木工程        2    ÕÅÖú’×?>±。 1 ÉÃà= Fig. 2   DCSW2   Hysteresis curves of DCSW2  ¨ 1 à=]›«Û‡]›ž¶。 Á¨ 1 ½ Ç ,«Û‡Èòύ ¸¤Éà=Ð, ÁɫۇÈû²³´‹ïÑ–—µ ,Òïя。 «Û‡ÈÓÔ³Õ ªÖ]^–š’×ØÉà=Ð, ÁÉ« ۇÈû·¸ ×فÚېÛÜ, ;Ó ÝÞ™ß  Û Ü, › « Û ‡ à ‰ á â  È    ‘ãÖ]^—’ä¦ ,ž”­¬Òåá 522 ½ ¾ ¿ À Á Â Â Ä 27 Å Ã                    a    ACR - 0. 5  ­  Fig. 3 3    Contrast of skeleton curves 。  1,  5. 45% 、  3. 88% 、0. 59% 、10. 66% 、8. 60% , 10. 66% ,  €‚ƒ„ †。 ­ b Š‹Œ   ­ c 1 4  Contrast of experimental results and finite Fig. 4 element results ‡ /  kN·mm DCSW2 DCSW2    ˆ‰ -1       ˆ‰ ­¯•–  Finite element model  F y / kN s y / mm F y / kN s y / mm 91. 27 845. 00 11. 92 1 045. 00 20. 20 96. 24 877. 76 11. 99 933. 58 21. 93   Table 1          ,  ,    ABAQUS           : 2  。    5 Fig. 5 Š‹Œ  Horizontal loading ­ Ž‘ ­†’­†, “”• 0. 5 €‚ƒ•Š‹Œ ­†ƒ„。 – †‡ ­Œ ACR - 0. 5( “”• 0. 5  ˆ—Œ,ACR - 0. 5 Œ‰Š‹˜™Œ †Ž ­, ‘ ­)  ’š“› , ”œ‰ 5 400 mm,  ­ •–—˜ 4 000 mm × 300 mm, ™ 2 200 mm × [9] 800 mm š 3  3 1  3. 1. 1 ±  HS  ACR - 0. 5 Œº»ž¯¼ ­¿À²ª³ÁÂÃ, ¨´µ †¤Ä¶·Å¸Š‹Œ ›, œ‰ 10 mm, ž ’ Q235,’ C30。 ŒŸ¡’¢£  ¤¥¦§,žŸŠ¡,™¢ˆ—£¨Œž –©,ª¤¥€‚¦«€‚¬® ˆ—£ž, 0. 5% ,Ê 27 mm, §¯Œ¨Œ—˜°± 4, ž²³©ª« ˆ°´µ[10] ,¶·®‚¬¸®± 5 ¹。 ½ˆ¾°ƒ, ­, ŒÆÇ ‡、 ¹‚ ¦º††, HS «Œ。 HS - T - 0. 5 È Ɉ¾°ƒ, ´µ¶Ä ( b) ‰  ­„  ­œ ( H)  ÉËÌ。 °Í¶ÄŠ‹Œ ÎϦлÎÏ°± 6, ´ ¼¡È†ÎÏ, ɍ‘ 2 ±Ñ 。 土木工程·373· ¡5 ¢ £¤¥,¦:§                          ACR - 0. 5                '6       HS - T - 2. 5            e  HS - T - 1. 5       c       HS - T - 0. 5  HS - T - 3. 0 f     HS - T - 3. 5 Z[\]E^_`abFGHISJKHI Hysteresis curves and skeleton curves of composite shear wall with different width of reserved slits 2  6 , 、,, , ,    。  , Table 2 b / mm b/ H k0 / kN·mm - 1 2 †,  ,   k0 ˆ†‡‰ˆ‰Š‹, ­ ;‹ ACR - 0. 5 Œ, Ž‘’“•­€”0. 5% 、1. 0% 、 1. 5% 、2. 0% 、2. 5% 、3. 0% 、3. 5% •,‘’ŒŽ“•–  , , N2 。  ‡„ 4% ,†‡ŒŽŠ‘’‰“”   。 ­€ ‚, HS ƒ­€‚„ƒ­ —˜    b    Fig. 6    d           a         523 ¨©ª«¬® – 29% 、21% 、39% 、25% 、29% 、32% 、29% 。 HS cd`abCeQRLM Contrast of finite element results of HSs †‡ F y / kN ‘’ s y / mm F u / kN s u / mm ™’ Œ’ ™’ Œ’ ™’ Œ’ ™’ Œ’ ™’ Œ’ ACR - 0. 5 0 0 487. 05 1. 00 4 167. 78 1. 00 9. 56 1. 00 5 833. 79 1. 00 22. 65 1. 00 HS - T - 0. 5 27 0. 005 466. 72 0. 96 3 997. 01 0. 96 9. 53 1. 00 5 884. 36 1. 01 29. 30 1. 29 HS - T - 1. 0 54 0. 010 466. 90 0. 96 4 002. 10 0. 96 9. 55 1. 00 5 753. 90 0. 99 27. 35 1. 21 HS - T - 1. 5 81 0. 015 467. 27 0. 96 4 039. 66 0. 97 9. 62 1. 01 5 909. 24 1. 01 31. 37 1. 39 HS - T - 2. 0 108 0. 020 468. 09 0. 96 4 074. 97 0. 98 9. 79 1. 02 5 807. 01 1. 00 28. 29 1. 25 HS - T - 2. 5 135 0. 025 469. 02 0. 96 4 007. 36 0. 96 9. 52 1. 00 5 835. 59 1. 00 29. 15 1. 29 HS - T - 3. 0 162 0. 030 467. 37 0. 96 4 011. 16 0. 96 9. 56 1. 00 5 875. 34 1. 01 29. 88 1. 32 HS - T - 3. 5 189 0. 035 468. 84 0. 96 4 096. 45 0. 98 9. 87 1. 03 5 861. 00 1. 00 29. 24 1. 29 š:Œ’ˆ­€‹” ACR - 0. 5 €—˜™Œ’;›™’ˆ­œˆ’。 3 1. 2 HS #  HS   ­‚šž”› ·374·土木工程 Ÿœž¡,Ÿ¢”­ 4 800 ˆ 4 200 mm £€ # ¤‚¥¦§­ HS ˆ HS  ƒ­,‚„ƒ¨ 3、4。 524 † 3 Table 3 b / mm  ˆ ‰ ‚ Š Š Œ 27 Ž ‹ HS #  Contrast of finite element results of HS # k0 / kN·mm - 1 b/ H ‡  F y / kN  s y / mm F u / kN s u / mm           0 0 599. 73 1. 00 4 919. 18 1. 00 9. 68 1. 00 6 541. 37 1. 00 28. 40 1. 00 HS - T - 0. 5 # 24 0. 005 573. 62 0. 96 4 691. 83 0. 95 9. 56 0. 99 6 424. 86 0. 98 31. 43 1. 11 HS - T - 1. 0 # 48 0. 010 574. 13 0. 96 4 640. 57 0. 94 9. 48 0. 98 6 456. 90 0. 99 33. 57 1. 18 HS - T - 1. 5 # 72 0. 015 574. 58 0. 96 4 675. 28 0. 95 9. 61 0. 99 6 443. 93 0. 99 34. 24 1. 21 HS - T - 2. 0 # 96 0. 020 575. 36 0. 96 4 731. 08 0. 96 9. 80 1. 01 6 496. 04 0. 99 34. 50 1. 21 HS - T - 2. 5 # 120 0. 025 576. 21 0. 96 4 709. 81 0. 96 9. 63 0. 99 6 462. 34 0. 99 33. 13 1. 17 HS - T - 3. 0 # 144 0. 030 577. 65 0. 96 4 753. 47 0. 97 9. 81 1. 01 6 408. 60 0. 98 32. 76 1. 15 HS - T - 3. 5 # 168 0. 035 575. 43 0. 96 4 699. 57 0. 96 9. 63 0. 99 6 429. 98 0. 98 32. 25 1. 14 HS - T - 4. 0 # 192 0. 040 577. 17 0. 96 4 608. 02 0. 94 9. 35 0. 97 6 424. 45 0. 98 33. 01 1. 16 ACR - 0. 5 # : ACR - 0. 5 # ; HS #    ­ 0. 5% 、1. 0% 、1. 5% 、 2. 0% 、2. 5% 、3. 0% 、3. 5% 、4. 0% €,­  (  3) ,  ,  ,  4% , ,    ‚ ƒ 11% 、 18% 、 21% 、 21% 、 17% 、 15% 、 14% 、16% 。  2% 。  ACR - 0. 5 ,  #  4  b / mm b/ H 。 HS   Table 4 Contrast of finite element results of HS  k0 / kN·mm - 1  F y / kN  s y / mm F u / kN s u / mm           ACR - 0. 5  0 0 745. 33 1. 00 5 713. 17 1. 00 9. 66 1. 00 7 183. 87 1. 00 30. 32 1. 00 HS - T - 0. 5  21 0. 005 710. 64 0. 95 5 426. 94 0. 95 9. 67 1. 00 7 050. 57 0. 98 35. 13 1. 16 HS - T - 1. 0  42 0. 010 711. 58 0. 95 5 380. 15 0. 94 9. 51 0. 98 7 042. 36 0. 98 35. 27 1. 16 HS - T - 1. 5  63 0. 015 711. 67 0. 95 5 358. 22 0. 94 9. 44 0. 98 7 015. 84 0. 98 35. 75 1. 18 HS - T - 2. 0  84 0. 020 712. 34 0. 96 5 451. 00 0. 95 9. 81 1. 02 7 038. 73 0. 98 35. 36 1. 17 HS - T - 2. 5  105 0. 025 713. 25 0. 96 5 334. 28 0. 93 9. 45 0. 98 7 020. 64 0. 98 36. 40 1. 20 HS - T - 3. 0  126 0. 030 714. 47 0. 96 5 423. 17 0. 95 9. 67 1. 00 7 062. 77 0. 98 38. 14 1. 26 HS - T - 3. 5  147 0. 035 716. 36 0. 96 5 431. 38 0. 95 9. 78 1. 01 7 029. 32 0. 98 35. 16 1. 16 HS - T - 4. 0  168 0. 040 713. 24 0. 96 5 478. 88 0. 96 9. 93 1. 03 7 101. 25 0. 99 39. 30 1. 30 HS - T - 4. 5  189 0. 045 715. 14 0. 96 5 413. 71 0. 95 9. 66 1. 00 7 054. 19 0. 98 38. 80 1. 28 : ACR - 0. 5  ;  4 ,, ,  5% ,        ,       2% 。   ACR - 0. 5 , ­ 。  0. 5% 、 1. 0% 、 1. 5% 、 2. 0% 、 2. 5% 、 3. 0% 、 3. 5% 、4. 0% 、4. 5% €, ­‚ƒ 16% 、 16% 、18% 、17% 、20% 、26% 、16% 、30% 、28% 。 „ 2、4 ,  (  ) 土木工程·375· Ü5 Ý Þßà,Í:½¾¿­ 、。 HS # 、HS 、HS   18、16、 14, 470、580  715 kN / mm,  4 000、4 700  5 400 kN,  5 800、6 400  7 000 kN。   ,   。 3 2 ¥·ÃÄ,  ¢¯Ž,›› †‡Å¸Æ,•º© «¬±ˆº©, ·ÃÄ”¹, º‘»£ŸÇ °¼ÃÄ,‘»ÈɌ½¾,¤¤’± ¶。 4   (1) ’ (2) †‡§Ž, ­   ‘Šž。  (3)   ­  †‡ƒÀÁÂ,‚ÀÁ,Ì  80 mm。          Energy dissipation coefficient of tubed composite [1]  7 ƒ„, [2] shear wall with different height ­ ­ €‚,  ƒ ­ ˆ €„‰ Š 。 †‡ ,  ­ €ˆ‰Š, ‹‹  ŒŽ,­ Œ。 ‘Œƒ„, €Ž­ ’ ­ “‘’, “‘”†‡ 80 mm ”’•–。 ˜,š™šŽ”,›› œžŸœ¡¢;†‡™šŠž,£ •–——˜™ : Tomii M, Sakino K, Xiao Y. Ultimate moment of reinforced con crete short columns confined in steel tube [ C] / / Pacific Confon Earthquake Engrg, [ S. l. ] : [ s. n. ] , 1987. †‡   , à , Ä , Í. ÎÏ ( S1) : 222 - 229. [3] [4] à , Ä . ΁ÔÕ Wei Fangfang, Zha Bin, Zhao Haibo. Shear resistance perform ance of steelconcretesteel composite shear wall [ J] . Journal of Southeast University ( English Edition) , 2012, 28(1) : 73 - 78. [5] Vecchio F J, Mcquade I. Towards improved modeling of steelcon crete composite wall elements[ J] . Nuclear Engineering & Design, 2011, 241(8) : 2629 - 2642. [6] , Ž, , Í. ½¾¿È£Ÿ­ ¦ÖÉٖ—[J]. ¡ÌÑ, 2013(S1): 302 - 307. , Ÿ, ª©ªŠ,«¬«œ¦ £’® ¢¯,’ˆ°±,²¬¢‡®€³ [8] . ½¾¿È£Ÿ ´µ¶·¶‹¸¹。 •º©¢¯Ž, »¼½¾¿­ ­. ½¾ ·376·土木工程 «¬±ˆº©¤ ¦Ö –—[ J] . ¡ÌÑ, 2014, 44(12) : 30 - 35. —[ D] . Œ€: ‚Ò, 2014. [9]  [10] Š‹, Œ ƒ, „ ¦ÖÉٖ , †Ú‡, Í. ›Æˆ‰¥¦Ö Éٖ—[ J] . ÌÑÀÁÒÓ, 2011, 32(11) : 116 - 125. Ž, ‘ ’, Í. ×΁۰ Ð ±–—[ J] . ÌÑÀÁÒÓ, 2016, 37( S1) : 239 - 244. ( ÀÁ›› Ц֐ œ¸×Ç[ J] . Çاء˜ÒÓ, 2010, 30( S1) : 1 - 5. ¡¢‡£ˆ‰Š, ¤¤¥¦ §Ž, ¨”››¨©ª ¡。 š››¯,  ´µ¶,ƒ° ±’®,‘¬¢‡¡,²³ ЊƢ ¯ Ž  ­   ª [ J] . Ì Ñ À Á Ò Ó, 2015, 36 [7] §¥¦  ±,ÊËÀ¸Æœ¬,Ì  Ÿ™  ±、 ¶€“ ­  Fig. 7 ,  — 5% ,¤€‘’。 ‘, 7 €Ž­ 、 “¿ ­   ¥   ­  ,€,‚ 7 。  525 á␏ )  26  6  Vol. 26 No. 6          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  11  T   , Nov. 2016   (   ,  ­€,  ‚ 163318) ! ": T   ,  ,  ­€‚ƒ„ †‡ˆ,‰Š‹ŒŽ‘’ ­€“”•  –—, ˜™ ,”• š›œž€“–—Ÿ¡¢ £。 ¤¥¦§:¨©ª «   –—¬®¯°±,²³´µ¶·«°±¸¶¹º·§»;¼ ½¾¿• –—ÀÁ¸¶Ã·°Ä—;ÁÅÆÇÈ,  –—ÃÂËÌÉÊÍÎÏ。 ÐŽÑ“ °±ÒÓ,ÔÕÖ­µ×­ T  ·ØÙÚÛÜÝÞßà。 ¿ÉÊ•  ;„ #$%:; T  ;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 06. 022 &'()*:U448. 2; TU311 +,-*:2095- 7262(2016)06- 0695- 05  ¾  † +./01:A Influence of transverse load distribution of T beam bridge under transverse connection damages Li Ke, Li Tao, Du Weiqiang ( School of Civil Engineering & Architecture, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract:This paper is a research on the effect of transverse connection damage on transverse load distribution of T beam bridge. The study consists of establishing the finite element models by the division of 9 working conditions according to the different positions and forms of damage; producing the transverse load distribution values of main beams under 9 working conditions, using a calculation and analysis meth od; and comparing the values with those damagefree ones. The results demonstrate that the transverse connection damage triggers the transverse load redistribution, with a resultant change in the transverse load distribution values of each main beams—a change which exhibits an increasing magnitude due to the damage degree; the transverse connection damage is followed by the occurrence of a significantly in creased value culminating into a maximum value, in the transverse load distribution of main beams direct ly acted on by loads shows; the transverse connection damage is accompanied by both an increased values in the transverse load distribution of main beam subjected to load on the one side and a decreased value on the other side, as is shown by the damage point as the borderline. This research highlighting a rule underlying the change in transverse load distribution under transverse connection damages may provide a theoretical reference for T bridge reinforcement and maintenance. Key words:transverse connection; T beam bridge; transverse load distribution; finite element method 2345: 2016 - 10 - 26 6789:;: ƒ (1975 - ) ,„, †‡,ˆ‰Š,‹Œ,Ž‘’:“”•–—˜™š› ,Email:1023267433@ qq. com。 土木工程·377· ! 0 1 2 3 É  T 、 、   、  [1]  ­€‚ƒ 。 „ †‡ˆ‰Š ‹( †) ŒŽ‹ ( ‘’“” ) •–— 4 ß¹äû¬®‘¡—¼¿À。 Øåæç謮‘¡—¼»éê†‡ëŠ ìíîﻬ®‘¡—¼ðñ, èìÃîï [7] »¬®‘¡—¼ðñéêòó , ÃǑ¡¢¥ ôõ謮‘¡—¼ö÷»éêøùóú。 û â,Øüýþ³ÿÂ~}Ä|»‘¡¢¥                 a   ‘¡ƒ„             Fig. 1 ÑÒӃÔÕÖ×ؑ¡¢¥ÙÚŸÛ [3 - 6] ,ÞӋ‘¡¢¥ÁÂßà,áâã ØÝ Ü   ÂÃÄÅƻǣ, ‘¡¢¥ÁÂÈɬ®‘¡— [2] ¼«ƒÈÊË, š†Ì·»¬®ÍÈÎÏÐ 。 ½ 6 26 7 5  ˜™,š†›œž‘’Ÿ“” ‘¡¢£ ¤¢¥™¦›§¨‹,©ª«ƒ¬®¯,š°† ±²³´µ¶«—·¬®, ¸™¹š°†º› »¬®‘¡—¼。 ½¾—¼¿Àµ‹‘¡¢¥Á 4  696 '1 b   ¡ƒ„ CDEFGDHI Dimensions of main girder and diaphragm †ƒ ANSYS14. 0 $à 2 @, ‡ˆš†‰Š“‹–ŒŽ" x、y ¡‘ˆ ’“,Ԋ“‹–ŒŽ" x、y、z “,”••ë‘ˆ。 ¡‘ˆÂ’ ôõ,¬®‘¡—¼ÏÐ{[à,ÞÓ\‰® µ]ð^_`Ã@þ³, ?¥ö÷»>=Ӄ Óƒ<;。 „, Ã:‡è‘¡¢¥ôõÔ \¬®»‘¡—¼ßÜ/.éê。 -,+*ôõ) (ôõ¸»þ³'—&¾¶%$à , ANSYS ¤/.—, ×š¾¶% T ¬®‘¡—¼`, µíîï%»` /.è,/âþ³¶% T ¬®‘¡— '2 Fig. 2 ¼`»¨ßÜ¿À。 1  1 1 <=>?@AB 1 2 @$* ì [8] , ù  T , \†‘’»“ .  1 @ ( ) cm) , ðñ l = 19. 50 m † ”Á{¢¥,#Â  C40, {­  3. 25 × 10 N / mm ,€‚ 0. 2。 4 2 Table 1 Q1 <=>JK?@ Finite element model ?@LMNOP G - M –( —>˜™{”– ) š›™œ、 ž Ÿ、ðñ‹¡¥¢£¤ ¥,¶ÿ©  ¹­€‚ƒ, ¦ [8] †ƒ G - M –ðñ ×¹ª§»¬®‘¡—¼` ( ¨ 1) , ¨ð ñ©ÿª´« [8] , þ«¬®¯°。 ±² †ƒ G - M –ðñ T ¬®‘¡—¼ `, ª³ò´~µ¶£¤‹»¬®‘¡—¼ RSFT(UVW Numerical comparison of load transverse distribution )¬® p «ƒ)( † 1 # † 2 # † 3 # † 4 # † 5 # † 1# 0. 565(0. 546) 0. 350(0. 359) 0. 169(0. 181) 0. 022(0. 024) - 0. 107( - 0. 117) 2# 0. 348(0. 359) 0. 306(0. 283) 0. 212(0. 204) 0. 112(0. 118) 0. 025(0. 026) 3# 0. 169(0. 185) 0. 211(0. 202) 0. 239(0. 223) 0. 211(0. 202) 0. 169(0. 185) ·:¸¹º ·378·土木工程 [8] »*。 Ú6 ° Û Ü,Ý:Žª« T ˆ‰½¾ 。  [8] ,  1  , 1    。   ,  [8 ]     ,       - 9. 50% 。      [8]  G - M   。  ­­ €‚ƒ€„ ‚。 2      , 697   a  †   Ⅰ¶€     ƒ„ †‡ T ˆ‰Šˆ‹ŒŽ‘Š’  T ˆ‡ˆ‹ŒŽ“ˆ‹ŒŽ    ‰”,•–ŠŽ—˜™‰ˆ š›œž’™‰ˆ ŠŸ¡¢‹€£ŒŽ€,¤¥,–Š—˜‘¦      §。 ™‰ˆ¨, –Š—˜©‘’“”• ª«,•–——¬’“™®ª«¯°˜””,™® ª«š±›œ²³ž‰ˆ¨´Ÿ, †¡ ¢ª«”•˜µ( Ⅰ¶,£ 1  A ¤ª«;Ⅱ¶,B  b   Ⅱ¶€ Žª«       ™ª¿ÀÁ«¬ ±‰ˆŽ‘ª«    ,   ¤ª«;Ⅲ¶,AC ¤ª« ) , ¡¥¦ ( T ˆ‡ˆŽ ¤) ·§ª«、 “ˆŽ·§ª«†²¨¸¹ ºª«©»ª«¼ ½¾。  ®³¯Â°à  ²ÀÁ, ³    ÄÅƀ´‰ˆ。  µÇ¶È·¸ ÉÊ, †ËÇ‚Šˆ   c    Ⅲ¶€  ¹º»¼,†¥»¼,Æ  2 1  €´‰ˆ¿ÀÁ´ ,½¾Ì¿À £ 3 ~ 5  。  # £ 3 Í,T ˆ‰ŽËΪ«£,1 ˆ      ( Áˆ) ­ÏÉÊ。 £ 3a、b、  c €Ⅰ - 1、Ⅱ - 1、 Ⅲ - 1 ¿ÀпÀÁ¿   # À«ÃÄÅÑ, Ò¥¦Ž·§ª«›,1 ˆ «ÃÄŬÉ;£ 3a、b、c  €Ⅰ - 2、 Ⅱ - 2、 Ⅲ - 2 ¿À †Æ, ¥¦ # Ž·§ª«‘, “ˆŽ·§ª«,  1 ˆ ½¾Ó; Ò·˜‚™ # # # Ôˆ(1 ˆ 5 ˆ ) ›,1 ˆ  Fig. 3 3   d    Ö¶€ 1  # Numerical comparison curves of load transverse distribution of 1 # beam # Ç,®‚™ 1 ˆÃț–œÉÊÉ­ ÉÊ͉ˆŽ‘ª« ×,ª«ØÑÉÊÍÎØ; ϙ“ˆŽ Ï;Ò·˜‚™®Êƈ›,1 ˆ ËÌ; ¶£ 3a、b、c ¿ÀÉÊ” ª««¬ # ”,T ˆ‰Žª«˜µœÕ›, 1 ˆ # ¥¦ŽŒ”•ª«, ÐÑ 1 ˆ ÉÊÍΛÒÎ。  # Ù¶ , £ 3a、b、c €Ⅰ - 3、 Ⅱ - 3、 土木工程·379· 698 ³ ´ µ ¶ Ⅲ - 3 ,  3 d  。  3 d , (  1 )   B ,  1  # A  ·  ¸ ¸ B ,3  €‚˜,  ŠŒ †„ ,AC    4 ,T ƒ„  2  。 # )  1  (  #        , † T ƒ„ ‡ ,2    ˆ‰  Šƒ„‹   # ŒŽ ‘ ˆ  , † „ ’„ ‚ 。 ” 4a、b、c “   a    Ⅰ±–— •–— ˜ ,  1       # # °Œ。 Ž¯  2 2 1  ­ 1 €‚ # º 26 » ¹    š› 2 žŸ ; †™ #  , œ  ˆ‰ , †™ š› 2 #  ¡ ¢    ,2 #              #    ;2 £žŸˆ‰¤ ’„ # ¥   ,2 ¦ š› 1  , ‘ # ™   ’„ # § ,2 ¦ š ›  ¢    ,     ˜ ¨žŸ   ,  4d  。    ; ” 4a、b、c –—Ⅰ - 3、 Ⅱ - 3、 Ⅲ - 3   4d  ,  1  ©   ¤ ,       #  ˆ‰ 1 B ¤ , † AC A b   Ⅱ±–—  。  1  #       # ­   ,2        ­¤ 。 ˆ‰   c    Ⅲ±–—  ª 5 «,  # € ,3 ( ¬) ˆ‰ Š„ ŒŽ‘ˆ, † •–—, „ #    „   œ †™ š› Œ, ¢ ™ §†™      #  ¢‚,3  š› Œ  3 # ¢   ;  5d ƒ¦, † 1 A # ,3  €‚˜, „®„  ¯¥žŸˆ‰; ·380·土木工程  ,3 ; š› ŒŽ, ‡ “‚。  5a、b、c ’„ „  ,   2 3 #  ,2       ™   Fig. 4 4   d    ²±–— 2  # Numerical comparison curves of load transverse distribution of 2 # beam Ô6 Õ ®,Ö: T   º     ,  。 (2)  T  ,­             a  € Ⅰ  , „ ­ƒ , ­   ‰Š‹          Ž  ‡ ˆ        b Ⅱ , Œ   。 ­ ‘ € ’ ƒ  – —   ˜ ‚ ƒ ™ – ;     ‰Šš„›   †‡ˆ ,  ‚ : “ , ”•    。 (3) T    ‚, €      。 ,  ƒ  œ      , › ƒ         –žŸ†‡¡¢ ™ 。  (4) “, ˆ£‚‰Š¤¥ƒ    。  T         699   –˜¦§‹Œ¨Ž‘,  ¥ƒ  –Ž‡ˆ  ©™,’ ¥“”。 ›€,   £ª•«–«¢—¬, ˜Ž      ‡ ˆ    ›     c    Ⅲ : [1] š®›. ¯°± T ²³œž  Ÿ´  µ¶ · [ D] . ¡¢: ¸£™¹, 2011: 1 - 36.    。   –«—¬™  [2] º¤¥, ¦§¨. »©ª ¼œž Ÿ[ J] . ½¾«¬®¿, 2013, 30(12) : 86 - 92.  [3]    ®¯°, ± ². ½¾³´À T ³Á‘¼Âõ†[ J] . Ķ™¹¹Å:·¨®¹¸, 2010, 35(1) : 120 - 126.  [4]  Fig. 5 3 5   d    [5] Numerical comparison curves of load transverse distribution of 3 # beam ¼ÆÇȽ¾Ÿ¶· »¿É, À ÁÂ. ÊÃË Ä     [ J] . ŶÌÍ, 2015, 41(23) : 144 - 146  3 #  š¹º, »¼.  [ J] . ½¾‡, 2015, 40(3) : 148 - 151.  [6] º Æ, Ç  Ì. žÎ¯°±ÏÐ T µÈ“ ¼Éʶ·[ J] . ¸Ñ½¾, 2015, 35(5) : 167 - 170. [7] ËÌ¿, ÍÎÏ. Âà ÆÇȽ¶·[J].  £Ð™¹¹Å: ·¨®¹¸, 2015, 34(1): 102 -108. [8]   (1)  T  ®. ‡[M]. Ò: Ó«¬‚¸, 2008: 143 -156. (  ) 土木工程·381·  27  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  9    , Vol. 27 No. 5 Sep. 2017   (  ,   163318) ":  ­, € ABAQUS ‚ƒ„ ! ,  2  †‡ˆ‰,Š‹­Œ‚, Ž‘ 9  ’“Ž”。 •–—˜:  ™š›œžŸ¡, ¢£,š›¢¤,¥¦§¨ž˜Ÿ©ª;«¬,  ®¯¤°«¬, ™ š›¯¤°±²«¬,³¤´µš›¯¤°¶·¸¯¤°。 #$%:; ; ; ¹ºš› doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 05. 017 &'()*:TU375. 3 +,-*:2095- 7262(2017)05- 0531- 06 +./01:A Analysis of mechanical properties of crossshaped section columns with different limb lengths Teng Zhenchao, Zhao Tianjia ( College of Civil Engineering & Architecture, Northeast Petroleum University, Daqing 163318,China) Abstract:This paper is aimed at exploring the influence of the concrete strength and the reinforce ment ratio on the mechanical properties of crossshaped section column with different limb lengths. The study involves using the experiment on 2 roots crossshaped section column with different limb lengths and validating the ABAQUS numerical simulation model, and simultaneously expanding the research parame ters; and thereby performing a numerical analysis of the 9 root crossshaped section column with different limb lengths. The results show that the reinforcement ratio of the crossshaped section column with differ ent limb lengths has a significant effect on the bearing capacity; a higher reinforcement ratio is accompa nied by a higher bearing capacity and a significantly improved ductility; and the same reinforcement ratio is associated with the same increase range in the concrete grade and the similar increase range in the bearing capacity, but with a smaller increase range in the bearing capacity of the specimen with high rein forcement ratio than in that of the low reinforcement ratio. Key words:concrete strength; crossshaped section column with different limb lengths; reinforce ment ratio; ultimate bearing capacity 2345: 2017 - 03 - 24 6789:;:  ·382·土木工程 ­(1976 - ) ,€,‚ƒ„ †,‡ˆ‰,Š‹,ŒŽ‘’:“”•–,Email: 1220508676@ qq. com。 532 0 0 1 2 3 4  / / 6 27 7 5    ,  。    ­€‚,ƒ„ †‡ˆ‰ Š,‹Œ†Ž‘’“ ”•–—˜™š›•–, œžŸ¡¢£—¤   a   ­Ä€Å。 ÆÇÅÈÉÊË Ì­Í¥ÎÏЙº ¥¶·,ÑÒÓÔÕÖ×ع,¿ÀÙÚ  [1 - 3] 。 Å ÛÜ L 、T Ý “ Þ ” ß àϖáâÀ, ãäå¢æç“ è、éêÏëìíîïð,ñ˜™‹Àò¬Ã À󘙧¨ôõÓîöŽ, ÷ÀóØøùú —ëì,ûü Þß~}âÀ ­ýþ。 ÿ «ÄÁ |{[\, ]^_á` @ô?>=<Ø ,©ª,;«ÄÁÅ: ˆ‰ [4 - 5] /.¬`@ôž²^_-,Ã~À+*。 ) ~('á,;«ÄÁÞß'  ABAQUS ô*,`@&‚ ÎÏ;«ÄÁÞß:/.¬Ÿ¡。 1 <=>?@A•›‚ [6] ,  Ä­‰Å&ƄÇÅÈ,É~(ÊË。 ÊË GB50010—2010 《 &ÓÔº»Ì 》 Í, Ü <=FG Specimen parameters ­€ &Ä € D / mm  / % δ / mm Y -1 C30 HRB400 16 1. 9 35 Y -2 C30 HRB400 18 2. 4 35 ›‚~(õ¹ƒ„ ᆇˆä‰ ¤¥Š#Ü 50 mm ͋»,~ŒŽ‘ „’À¹ $͋“‚, ”;Îáƌ ¾Ë>•–—,͋»¤¥ 1b ƍ。 «ÄÁÞß  Í¥,”©ª›«¬“‚ 10% , ‹­Ãƒ„ ®¯°±,«›‚Ó²³´‚,™§、µ,¶·  1 1  «ÄÁÞß­ ¥—¦˜™§¨。 ©ª, ’“ «¬®¯°±—²³。 ´µ¶·¸¹,  º»°¼½¾¿ÀÁ‚à      $“‚’À¹«ÄÁÞ߃‚: N = 0. 9 φ( f c A + f′y A′s ) ,  (1) ÿ ,0. 9 Ü Î‚™§Ï,¼½Ï φ ‘*Ü 1, f c Ü& ¨"„‚º»*,A Ü«ÄÁÞß Ð,f′y Ü"„‚º»*,A′s Ü Ð。 1 3 ST(U ÊË~(ƌÓÑҞ“‚ - ͋ÓÔ,  2 ƍ。  2 Œ,Y - 1 à Y - 2 Õƒ‚ :ä‰Ü 2 112  2 383 kN, ֆ×Øٌ Õ͋ä‰Ü 5. 6  6. 4 mm。 ›‚Ú! “‚ - ͋ÓԔÛÜÝމ, “‚Ã͋ß| 土木工程·383· ¿5 À ÁÂÃ,:Ä 。 ,  ,   ,,   ,    ,    533  »¼½,–—˜¼–¾, º ‰Š¿ÀÁÂÃÄř, ’–¾Æ—Ç È,É ÊË,˜šÌ§‰›œŒ0. 001, Ÿ”‹ž 3。 žÍÎÏÐÑ, ÊËÉ ­€。                Fig. 2 2 2        a   -  Fig. 3 Loaddisplacement curve of specimens b †‡”• 3 c ÊËÉ Æ—Á  Schematic diagram of modeling ŸÒ‰”•ˆ  ¡  Ó Ô ¥  3 ‚ƒ„ 3  9 , ‡ˆ‰ 3 † Table 3 Š‹ Š,€Ž‚‘ Š ‚ƒ ƒ„’“,  ”•†‡–—˜ ™ 2 ˆš,‰Š Table 2 Ÿ¡ ›œž‹ž 1a。 2 E / N·mm - 2 μ ρ / kg·m - 3 ¢ HRB400 2. 00 × 10 5 0. 3 7. 85 × 10 3 C30 3. 00 × 10 4 C40 3. 00 × 10 4 0. 2 2. 50 × 10 3 C50 3. 00 × 10 4 Simulation specimen parameters /% ‚ƒ„ ¢ £¤ / mm Material parameters ÓÔ¨• ‚ƒ   ÓÔÕÖ ­ŒŽ  ˜™ 3 ˆš。  3 1. 9 16 2. 4 18 M -3 3. 0 20 M -4 1. 9 16 2. 4 18 M -6 3. 0 20 ™ž 4 ¦Ý, ‘¢¤”¶ˆ§ M -7 1. 9 16 ×ސ,ßà¨È©ªÈˆ 2. 4 18 « 3. 0 20 ‘®,¯°,ˆŸÒ—£”•â。 M -1 M -2 M -5 M -8 C30 C40 C50 M -9  € Y - 1  Y - 2 ‘¢•×ؖ—ŸÒ —£Ùڔ•, - Ûܔ• M - 1  M - 2 È ¤‘¢¥‹ž 4。 £Œ, á ¶¬” ™,ˆŸÒ—£Ùڔ•ãáı’ä ‚ƒ‰Š¥ Œ¦, §‰¨•Ž© Œ C3D8 ª‚‘ §‰, «§‰’Žˆ“ ¬® ;¯ ° ‰Š¥ Œ± ²,§‰¨•Ž©Œ T3D2 ‚ ‰,«§‰µ””¶·¸¹ ·384·土木工程 ³´±²§ [7 - 8] ‚• 。 ²³´åµæ, ‚ƒ¤¢ ç趀” ‘®àé’×ê, ˆ©”¶¤‘¢ 뻚·¬,à”¶¸ì ‘¢£,—£”•í ¾â。  ¹ºµ»¼½î½ 534 ¢ £ ¤ ¥ ¦ ‚ § § © 27 ª ¨ †‹‚ƒ„, ‘‡ƒ ƒ’ ­ ˆ,Œ“ ”•–—‰˜   ƒ    ™Š,šŠ›‚œ  ž,‹    ŸŒ‡ ¡Ž‘’¢“ ”•£ 。 Œ ,‚ ¤,–‹¥—   ‚Œ“ ™š、  §¨, ›‚­ š、  ¦˜    a      。 4 2  -   S - 1  M - 1   , ‹© › ‚, › œ “ ª « ¬   ž ® Ÿ  ¯ °      - ƒ’­±, 6 。                      b Fig. 4 4 4 1 4          S - 2  M - 2       -   Comparison of loaddisplacement curve    a              C30            M -1 。 ,    ,M - 1  5 。    ,           b     C40                  a b  5 Fig. 5      Stress nephogram   5 ,,  , ‚ƒ,  ­ ,€ „­, †‡ˆ€‰Š。 ‹‚ƒ„ŒŽ   6 Fig. 6 c      C50   -  Loaddisplacement curve  6 , ²–—‰³˜¡²´µ¶ 土木工程·385· ³5 ´ 535 µ¶·,:¬  - "#, $ "#、$%"#%"#。  !, ”• 1. 9% , ©Ž 2 „ ‚†, Ž 21% 。 —˜, ”•– $"# — ,„ ,  -  ‚†Ž 3ˆ–—,‹Ž 3ˆ’ ,     。 &',($%"#, ª–—, ”•Ž 3ˆ8 ”•。 «™¬š›9„ ‚˜ˆ†Ž )*, $"#+ ,。 (%" œ’®ˆ'Œ, ¯•:   #,%  /',­€‚ƒ。 -., ­€„ ‚†‡ˆ -  ‰,Š 6c ‹Œ . ƒŽ„‘’, “”• „ ‚† †‡。 –—„ ‚˜ˆ‰ Š,”• -  012,“”• ‹™†‡, ”•0Œ, 0 ,š›œž。 4 3 °±ž §•–¨7 ,š, ˜ˆ†„ ‚”•  §•–¨—™67。 5 ²³(1) Ÿ´¡’‘ F l Ž„µ¶Ÿ´¡’„· Table 5  ŸŽ¡‹ ,‘Ž„¢ 4, ‹ , „ ‚† e,   F j ,—„ ‚˜ˆŽ •Ž 3ˆ。 4 Table 4 3ˆ, —”  Ultimate bearing capacity of specimen 5 ,¢ 5 ¡¸。  Comparison of ultimate bearing capacity deviation £¤ F j / kN F l / kN M -1 2 224 2 423 8. 2 M -2 2 509 2 630 4. 6 M -3 2 711 2 863 5. 3 M -4 2 709 2 974 8. 9 M -5 2 984 3 181 6. 2 M -6 3 160 3 413 7. 4 – ¹º / % η/ % r/ % M -7 3 165 3 433 7. 8  M -8 3 407 3 640 6. 4 1. 9 2 224 — — M -9 3 574 3 872 7. 7 2. 4 2 509 12 — M -3 3. 0 2 711 22 — M -4 1. 9 2 709 — 21 2. 4 2 984 10 19 M -6 3. 0 3 160 17 16 M -7 1. 9 3 165 — 42 2. 4 3 407 8 36 3. 0 3 574 13 32 e £¤ ”• / % M -1 M -2 M -5 M -8 C30 C40 C50 M -9  / kN 4 4 ’,–—„ ‚˜ˆ†‰Š, M - 1 ŸŽ  M - 2、M - 3 12% “ 22% ,   ‹5¥!¦–— .,“”•Ž , ‚”• ¨—™67。 ·386·土木工程 »‡ˆ§¨–’, ;<¨=©‡¼ ª ½«, —›“©Ž„µ¶¬¾ §¨ ¿¨ž˜¦®¯°>“·。 6   (1) À§•, «™ ž‘¥Â,ÂݱÄ,ŝ ™,‘ Ã¥ÂÆ,Ç Á  Èɲ‚ƒ。 (2) ”• ˜ˆ ‹ ™†‡,”•0Œ, 0 , š §•– C30 –—”• C40、C50 ›œž。 ʔ•–—, „ ‚†Ž 3ˆ–—,‹Ž 3ˆ’ª–—, ”• ¦—ˆŽ †„ ¢’, £¤¥³¡’˜¦Ÿ´„ » Ž„µ¶Ÿ´„– ¹º¦ 9% , “˜¦ , ”  536 œ ž Ÿ ˆ  ‰ 。 (3)  《  [4] 》  [5]   9% ,  。 Chen Cheng Cheng, Lin Keng Ta. Behavior and strength of stell re [2] [6] DB 29 - 16 - 2003. [ S] .  [8] [3] , 2003. , , , ­.  T €‚ƒ  „ †[ J] . ‡ 2006(10) : 197 - 201. ˆ‰ŠŠ‹(  ˆŠ , . ŒŽŠ  .   ,  „ † , ­, ­.  GFRP  -  „”•[ J] . ‚ƒ‰ŠŠ‹( Š ­, „ † –, ˆ[ J] . ‘ „ ’  - €“ 2016, 48(3) : 118 - 123. [7]  ,  ¡ 27 ¢ ‹ [ D] . ‡: ‡‰Š, 2008. inforced concrete beam - column joints with two - side force inputs [J]. Journal of Constructional Steel Research, 2008(3): 37 - 42. Š [ J] . ‘‰ŠŠ‹, 2010(1) : 7 - 10. : [1] Š ), . ’— ABAQUS ˜‡ ŠŠ‹, 2006(5) : 142 - 148. ‰ŠŠ. ™—‹Œ­Ž€ „ ABAQUS    ’  [ D ] .  š:  š  › ˆ  ‰ Š, 2013. ), (    ) 土木工程·387·  26  4  Vol. 26 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  7   GFRP  1,2  , 1,2  , July 2016  1,2 (1.  ­€‚ ­ƒ„ †‡ˆ‰, Š 163318; 2. ‹ŒŽ‘ ’“” ­•,  Š 163318)   ! ":GFRP  。  GFRP   ­,€‚ƒ„ †‡ GFRP ­ˆ‰Š‹ŒŽ。 ‘’“ˆ” •­–—˜™š›œƒ„žŸ¡¢£¤ˆ。 ¥¦§¨:©ªš«¬®¯°«±¬²³´, µª¶·、、¸¹ºƒ„žŸ, »¼žŸƒ„½¸,GFRP  ¦¾¿, Àª‡Á žŸ£¤ˆÃÄÅƾ¸。 #$%:GFRP ;­;ƒ„ †;¡¢£¤ˆ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 04. 017 &'()*:TU378. 2 +,-*:2095- 7262(2016)04- 0433- 06 +./01:A Size effect on mechanical property of GFRPconfined reinforced concrete square columns ZHAN Jiedong1,2 , LI Sai1,2 , ZHAO Dewang1,2 (1. Heilongjiang Key Laboratory of Disaster Prevention, Mitigation & Protection Engineering,Daqing 163318, China; 2. School of Civil Engineering & Architecture, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract:GFRPconfined reinforced concrete square column is an emerging form of reinforcement in recent years. This paper introduces the way reinforced concrete square columns are entwined and wrapped with GFRP jackets and discusses the influence of section size on the mechanical property of GFRPcon fined reinforced concrete square columns. The study based on static test looks at the ultimate bearing ca pacity of the geometric similar test specimen in three different section sizes: small, medium and big. With the same reinforcement and volumetric configuration ratio, small, medium and large specimen of ge ometric similarity, could provide a better confined effect of GFRP jackets due tothe bigger sizes , sugges ting a greater bearing capacity increase when compared with uncongfined specimen. Key words:GFRP jackets; reinforced concrete square column; size effect; ultimate bearing capacity; 0 ¼½¾¿ÀÁ。 FRP ·  ÂÃÅÆÇÈ , Ä Ë, Î ÉÊËÌÍÈ ÀÂÃ,ÏÐÑÇÒÓÔ,Õ¸  µ¶,GFRP · ÀÂà ¸¹º» Ö×ÇÒÓÔØÙÚÛÜ。 ÝÞ GFRP ·ßàá 2345: 2016 - 04 - 26 6789: –—˜™š›œž(51308028) ;Ÿ¡¢£¤¥œž(12543023) :;<=>?: ¦§‹(1970 - ),¨,©ª«¬®,¯°,Ÿ±,¤¥²:³´ ·388·土木工程 ­、‚ ­,Email:renmeng200960@ 163. com。 434 ] ^ _ ` ,  ,  [2]  。 GFRP ­€‚ƒ„ 、 †‡ˆ‰Š‹、 † „ˆŒ‹Ž‘’“” •–—˜™š›œžŸ¡, ¢£¤ Texas Hamilton ¥¦, §¨©ª™« FRP ¯°±, ²³, ´™ FRP µ¶·¸¹ ’º» ¬ ® ° ± ¨ ¼ ½ ¾ « ¿ ° ± ‘ ˆ 45% ’ 40% [3] 。 €ÀÁ™ÃÄÅÆLjÈÉ ¬®« ÊË,ÌÊÆLjÍÎËÏ,Є“ [4] я Ò、ӋÔÕÖÖÒ 。 Â×ÀÁØÉÒ ÙڈۚÜݐÒÞÏ, ßà“á [5]  Òâãä¾Ð„ 。 åæçèéÁ’žêë | õ þ þ ? 26 > @ × 3,óÚí、¡、õÜñò,¨¼×150 mm × 150 mm × 450 mm、200 mm × 200 mm × 600 mm、 250 mm × 250 mm × 750 mm。 í ,  š 400 mm , ­ ö÷ øÛ,žêíøÛ。 óÚ ¨× A ’µ O ,óÚù 3 3∶ 4∶ 5 õñòˆ。 A óÚ ôúóÚñò  ¾õ¨¼× 3、4、5 ,O óÚ×µ,ôú 。 žêª™õû­€‚ƒí„ †ü‡ˆ 32. 5 ˆ‰Š‹‚ƒ, Œý¹Òþ‹Ö Ž‘’ GB175—2007《 ™‰Š‹‚ƒ 》 ˆ“Š, Œ‹Ö Ú,ì« FRP Äňíî [6] ï ,Ç«Üðñòˆ GFRP ÄÅ Žè¢” 1 •。 – óÚÔôˆµóÚ, ¬® GFRP  Ä Å        ˆ Ý á ž ê ™š›œÿ,óڈžŸ’¡¢” 2 •。 ™、—¬、±˜ 100∶ 2∶ 1  îï。 1 1 Table 1  žêª™ • C30, óÚ Table 2 Ú kg / m3 ‚ ‚ƒ ¢© ~© 175 421 512 1 252  the numbers and parameters of specimens óڞŸ ö÷ñò / mm × mm óڄ• / mm GFRP ôú  A O 1 2 2 C30  Concrete proportion of C30  1 1 ™Ùà • š£ / ¤ ¥}¦• / mm A1 150 × 150 450 3 C30 1. 72 15 A2 200 × 200 600 4 C30 1. 73 20 A3 250 × 250 750 5 C30 1. 71 25 O1 150 × 150 450 0 C30 1. 72 15 O2 200 × 200 600 0 C30 1. 73 20 O3 250 × 250 750 0 C30 1. 71 25 ö÷•§ (GB50367—2006) ¡ˆ±“Š¬®。   óڈÛ’ ˆ–¨© ¬ ® ° ± ¯ ¯     Ù | { “ œ》 ª《 « ( CECS146: 2003 ) ’     Ù ° ± “ ° – GFRP °±ˆ²³×:óڔ÷´µ,[ ÷Û’¶·, š¸,  FRP 。  –¹ÿº,¸š»¼½¾Û,10℃ ¿À\ 土木工程·389· Ö4 À ×¹ž,:ØÙÚ  GFRP ÅÆÈÉ [3] ,,  。  1。 1 4 435 ›”ˆ˜™šÛÜ  ‘’ 《 “ ‡   ˆ ˜ ™ š   › ”》 ( GB50081—2002) †•–œ, žŸ¡¢£˜ 。 ­€˜ ¨©ª«ˆ Ÿ¡¢ˆ, £¤°± 10 m, ¥£ ¤¥¦§— ¬®†­™š¯› YAW - 5000 œž 5 000 kN,Œ² ­€šˆ (1) §­€: ¨©³­€ª, § «­€,§­€¥£¬ 1 1. 3. 1  ˆžž›³。 ·    ,            , , 2c。 , ,  2a;O    ½¸€ ­¸€Á, ¹, 1 / 10  ½¸€ 1 / 20 ­¸€。 À¶¸€§®¬ 90% ·ª,  · 2 kN / s Âí€, ĺŭ€Â±, ¹Æ [9] 。   1 / 2、   ½¾¿­€, Œ² ­¸€ 70% ­¸€Áª, ­¸€;À¶ 70% •– ,  2b。 A  GFRP  À¶ 70%   1 / 2、  ,  。 A    ¼。 (2) ©³­€:©³­€ 1 3 ­Š€ˆ ‚±‡´²©³, ´µ©³, °¶·¸µ©, ¹¶ º»’±‡©³  §®  10% ,§­€‚ƒ, ¯° GFRP  Fig. 1 GFRPconfined reinforced concrete square column  ¦ž。  2  2 1  ´»¼½˜¾¿ÇÈ,‡‚,É ·ˆ‰¶ʊ˭€¶¥Ì•–— [10] ŒŽ ÍÈ 。 A ,­€ÎÀ,ÏÁ¸€ÐÑ,  a Fig. 2 1. 3. 2 2 b c  ²,FRP  the strain measuring point arrangement 。 ÚÛ­€,  †: ­Š€ˆ。 (2) ‡‚€‹  ŒŽ‚ŒŽ 、“ ‘’ GFRP  、“ 。  †‡ˆ‰ “。 (4) ‚ƒˆ‰ GFRP Š‹ŒŽ [7 - 8]   ”•–—‹ ·390·土木工程 。 ¤¥Á ­ ÜÂÝ­,GFRP   ̊ËÝ­,Þ­€¶ÍÎÔÅÆÈÉ ” ­Š€ˆß,GFRP  ¤¥Ò„à’ GFRP ÏÁÏáâ  ÜÂÝ£, ã, 3a。 ’ÐÑäÄ, 3b,å´ÏÁ“Ïˆ ²,GFRP Ê ”æçèé, ꭀ‚ ƒšëìÒí‹î。 ÚÛ­€, ’ïð±‡,GFRP  (3) ‡‚ƒ„ ,— ”Š ˙ÍÈ。 ·­€‚ƒ, ¤¥ÒˆØ¶Ù (1) ‡‚ˆ‰ˆ„  ¬ÇÑ,ÏÈÉ Õˆ,¸€ÊÖי  ­€‚ƒ„ ÐÑ, Òà GFRP ÓÔÄÅÆ  £ñ±Ý£, ò óÛôæçÐÑҋîõ,ÚÛ­€,• –, 3c、d。 •–ßÉ·Óç,†´  ’ Ô  ö,  ’ FRP  ÷ ‹; †   , ´ FRP Ւӯ÷‹,øïÅƚˆ。 436 — ˜ ™ š › ” œ œ Ÿ 26 ¡ ž          a b        a A1       c Fig. 3 3 d      Whole process of the specimens  2 2       b  A  4 。         , ,   ,  ­ GFRP  ­€‚ ƒ,„€‚ 2 3    Table 3 / mm × mm × mm GFRP Ž‘ 250 × 250 × 750       4 Š‹€Œ,„ 3 。 200 × 200 × 600     A ‡ƒ O ˆ‰‡ 150 × 150 × 450   †。  A2    - ,  , ,    3 Fig. 4 A、O  c A3 A  A group loadstrain curves ­ Ultimate compressive strength contrast of A. O group specimens ‡ˆ ˆ‰ / kN Š‹€Œ / MPa Š‹€Œ’“‰Œ / % 3 A1 617 27. 42 26. 95 0 O1 486 21. 6 - 4 A2 1 012 25. 3 39. 55 0 O2 795 18. 13 - 5 A3 1 504 24. 06 50. 94 0 O3 996 15. 94 - † „ 3 Š, ‹Š‹€Œ ŒŽ‘ ’”“”•, ƒ GFRP Ž‘ Œ•– 21. 6、18. 13、15. 94 MPa, Ž‘ ’ ”, Š ‹ € Œ • – ” • 3. 47 ‡ 2. 19 MPa。 Š‹€  ƒ O 、 、 ” GFRP  A 、、” 土木工程·391· ¶·¸,”: GFRP “ƒ”•–—˜Š¹Žº ´4 µ 437  27. 42、25. 3、24. 06 MPa,  , 2. 12  1. 24 MPa, GFRP     , [11 - 12]  A、O  。  ,  A1   ­    ,   O1   € ‚  26 . 95 % , ­ A2   A3   ­      O3 €‚ 50 . 94 % 。  ,  ƒ  、、 ª«”•– O2 €‚   39 . 55 % , a   , „      ,     ,GFRP † , ‡­ b  GFRP  ˆ‰Š€‚ 。 3     †‹ŒŽ , ‘’ GFRP  “ ƒ ” • – — ˜   Œ ™     š Š  › , œ ANSYS ž  5。 œ ANSYS Ÿ ‹ 。 Ÿ c  “ƒ , GFRP “ƒ” •–—˜Ÿ ˆ‰Š、Š、 Ÿ , ¡¢   £¤­€, ‚ƒ¥ ‹„¡’, ‹ž  ANSYS Ÿ Ž,¦§ GFRP “ ƒ”•–—˜  ¥‹Œ¨Ÿ 。 † A、B  Œ。 © ‡ 4 Fig. 5 „ˆ。 Table 4 ™ Š‹ D4 '5 d ˜‰ GFRP R †WXEFGYZ‡ˆ GFRP constraint model of reinforced concrete square columns A {KL‰€Š‹Œ@A‹ŒtJ Group A specimen finite element results compared with the experimental results ¬‰ N1 / kN Ÿ ¬‰ N2 / kN ­€ S1 / mm Ÿ ­€ S2 / mm ˆ‰Š / % ­€ / % A1 617 678 5. 65 5. 61 9. 8 - 7. 08 A2 1 012 1 132 6. 92 6. 78 11. 86 - 2. 02 A3 1 504 1 689 10. 13 9. 89 12. 3 - 2. 37 ®¯ A  ¥‹Œ° Œ,ˆ‰Š±² ‘, £¤­€’ 10% , “ Œ,¥‹Œ¨ ANSYS Ÿ ·392·土木工程 Œ 10% Ž Œ³†。  4   (1) FRP “ƒ”•–—˜£¥‹ 438 Ö Õ × Ä ,,,      ,GFRP   ,   。 (2)  ,,   ­€   ‚ ¸ ‡ ‰Š。 GFRP  ‹Œƒ ¿,  €, - 55.  ‰–, — ‚˜­†‡。   Ž,† ®, , GFRP ›œ ‰Šƒ。 GFRP 34. [8] [9] †¨„‡。 ©, ƒ„ † €‚ †ª‡,€‚ , [10] ‚˜ [11] ƒ„  Ÿ¡¢£ [12] : [1] ®, ¢£¤¦ (1) : 21 - 24. ŽŽ,†‘’. –ÇÈ ¯, ‰. GFRP °±Š²”• ³´µ[ J] . ¢£¤¶‹Œ, 2012, 1 ¢£¤ ¯Á”•”‰ ·°¢£¤“¦ ³´µ[ J] . ¢£¤¶‹Œ,2008, 10 (30 ) : œ Ë ¢ ÁƊ[ J] . ¤Ì¾’¯Å. 2004, 37(3) : 26 - ˜, šžŸ, ¡¼¢. ÇÈ  ¢£¤£Í¦ÎÏË „ ³±Ð †§ ¤ÆŠ [ J] . ¼ ½« ¬ ¯Å, 2004, 25 ¥ ƒ, ¼». FRP  . ¢£¤¦ †­ŠªÑ¦ Ò[ J] . ¤Ì¼½¶§¾’, 2010, 31(5) : 9 - 15. ¨©“, ª «. Ÿ¡¢£¤¦™ÓÔ [ J] . ¾¼½, 2014, 44(10) : 85 - 89.  š. FRP  ¢£¤¦ 2000, 10(30) : 31 - 34. ¬®, †   ‰Š´µ ›œ[ J] . ¾¼½, ¯°, ±‡², ‰. GFRP ‰ ¦žÎ˄Š , ˆ“. FRP  (2) : 110 - 117.  žŸ¡¢£¤¥¦ ƒ„ †§ƒ ‚˜。 Ž‘€‚,›œ€‚ , ­† 。  GFRP ¤«¬,ˆˆ  。 ‡, ”•–,—˜™,š›, ‰. ÉÊÇÈ( GFRP) —• £¤ (3) ™š A、O  €‚,  ‰ 40 - 43. [7] . FRP ·Ÿ¡¢£¤«¬‰Š Ɗ[ J] . •‹ŒÅ,2009, 23(4) : 53 - 58. [6] †Ž‘ ‡ ’ †,“‰Š ”•。    ‚ƒ, „à À«Á´µ’[ J] . ­ ´µ ’ [ J] . ¼ ½ Ä ¯ ¶ ¾ ’ ¯ Å, 2011, 28 ( 3 ) :49 „ ‡,GFRP . FRP ¶¢£¤ «¬, 2005, 22(2) : 70 - 74. [4] [5] Ø 26 Ù Å ‘,2007. [3]   ¯ Ž. ·¢£¤«¬¸¹±Š[ M] . º:»¼½¾ [2] ,  ƒ„ † ,   ‡,     ˆ ¯ (4) : 101 - 109. Ÿ¡¢£¤¥ - ŠªÑ¦[ J] . ¼½«¬¯Å, 2011, 32 (   ) 土木工程·393· ·  ¸ ·¹   º  »    µ œ   š   ›  ¶ —‚ ƒ ˜ † †  Š‚ ­ ƒ „  ™ ‹ †­ ›Š  Ž‘’“”‰•–—•˜™š              ‹›œ žŸ‹Œ¡¢£¤¥¦–§¥¨©ª«  ¬   ³´      ®ž¯°±² / ‚ƒ„ 0  †‡ˆ ‰Š    ‹ŒŽ‘’“” •¥¦  ‹§¨© ª«‹Œ ¹º  »—¼½¾¿  ËÌÍ 123 ×ØÙ   ­€ •– —˜™ š ›œ žŸ¡¢£¤‘’“” ¬®¨¯° ±‹Œ²³ ´µ‹Œ„¶·ª«¸® ŒÀ Á‹ŒÃ®¤ÄÅ ÆNjŒ   ÈÉÊ ÎÏÐÑÒÓÔÕ¡Ö     • ¿Ú     45678  9:;8  9<=>?                            ­ €‚ ‚­ ƒ ‚ „‚ ­      ‚ † ‚ † ƒ ‡   ‚­ ƒ  ˆ ‰ †  Š‚ ­ ƒ ‹ †­ˆ ‰ † ˆ Œ‹ Ž  Œ ‚ ƒ Œ‘‚ Š ’Š  ƒ‚ ‰ † ‡ ‚‘  ‚‘‚  ˆ ‰ † ˆ Œ‹   ‹  ‘‘‚   ƒƒ‚  ‘‚Š ‹    ‘‚ƒ‚ ƒ ‹  ‚‚ ‚  ‚‘  Š‚ †  ‹ˆ  ‚   €‹ ‚ ‹“”   ‚ ‚ ” ‚ ‹ ‘‚Š ‚‚‹  ‘‚  ƒ  ƒ   Š †    ‹ ‘ ‚ ‹“” ‹  ‰• †  ­  € †† –ˆ   ­  ƒ ‹ –­  –‹ ‹  ‚    ‘ ‚‚ˆ     ƒ   ƒ    †  ­‘  ‘‚  ƒ   †  ‚ ‚  ‹ ‚ ‹“”ˆ  •‘ ‚  ƒ ‹ ‹  ‚ ­ † ‹    † ‚‚ †  ­‘  ‘‚  ”  ˆ – ˆ   ‚ˆ   ‚­  ‚ ‚ ‹ ‚  ‹– ‹ ƒ‚  ‚ ‚ •‹        ‘‚ƒ‚ˆ ƒ – ­ –  ‚ ‚ˆ  ‹ ­ ‚ ”  ‚ ‚  ƒ‚‚­  ‚ ‚ ‡‚ ‹  ‚ ƒ‚ †    ‘   ‹ † ‹  ‚ ‚  †‚ ­  ‚    ‘‚Š † ‹    ‘‚ƒ‚ ƒ  ‚ ‚ Š Š  ‘   ‚ ‹“” ‹  ‚‚‹ ­ ‘‚Š   ‚ƒ‚ ƒ‚    ƒ‚ ƒ   ƒ Š †  – ‹   €‹ ‚ ‹“”  ‚‚ ‹     †Ž     ‚† ‹ † !"#$ %&'(  )*+,-.  ·394·土木工程 ­ ­€‚ƒ „  †‡ˆ‰Š‹Œ              Å  ‚^„   ¥¦õ      †¢£ýÇ« æ ¤¥¦  †§õ üýÇ  õ Þߥ¦ýÇ©ªU«  €†õ   †‡ˆ‰ —˜™ š §¨©  Š‹ŒŽ‘ ’  Ø ¬®U¬®    žÏ¨ì ­€‚ƒ„ “” •–Š     ›œžŠŸ¡˜¢£¤¥¦ ª«¬® ¯ °ˆ±² ¯<¥¦ýÇ„  ”³´µ¶·¸  µ ¹ º » ¼ ýÇU°   ½¾ ¿ÀÁ¨«ÃĸÅÆž ­±²³Ü´µýÇ  †¶·¸¹¿]º»« ǝȤ ÉÊË ¸ÌÍžÎÏ ¼  T߽ϊ›Ÿ¨  ¯ ¾ ¥ ¦ ý Ç Å ¹ †  ¿  ¯ Ð Ñ ¸ Ò € ‚ Ó Ô   ½   Õ Ö × Ø Ù À‹«4  ÁŹÄ ± ² ³    ý Ç Å ¹ à  Œ„ÚÛÜݕȤÞß à Æ Ÿ  á â £ Ä ãܒ䞊—£åæç® ‹ÄÞ„ʲUËÌÍÎ  ‘„ϱ²³ è›éê ë߀‚„´æìëíî¸ ïð  ñòóôÞ»¼õ „•–¸ ö÷Àø  ùúûô  Àø¸üýÇþ×Ø ÿ  ~}ô  Þ |{ô[\ •– ]ø  ^_ïð` @?ßÅ>= <;  ÚÛ ¨ÅßÆÇ Ã È  ¥ ¦ É ¨ ³    Ь®  Ñ4U°  ҙ  €Ó  ©Ô  â <ÃÄÕ¦ýÇÖ§×ØÄ  TßÙH  „¦®  ÚÀÛÜ«  'ÝޒôŸ¨  ©ß ¬® àáU ҙ  €Ó  :<;/.„-,•–+*  þ)Î ×Ø(Ùß:<žȤ ÿ  '  &  %  “  À$¼#"!ÉÊ 0±²12  3  §ßÉÊ045  6 75 89‚AB CD   Eµ   FG H  I  ½ JíÞKL   6M0N 낕–ö÷  Në‚„OP¸Q,RS<€‚ÓÔ !  ýÇ-,  TßKU           ¡= "#$% ! &'()*+#,'- '. /01/+-*2 3*22 *-4 #-1/+#'+ 3*22 ËÎ  ½  „  ¿ ]  æ ¶ · ’  Ü ® 51')+#$61 7'+-/+8 #- ,1+//1 ,1'+/  Â@  æ !  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":, ,   ­€,‚ƒ„ †‡ ADINA ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“。 ” •– —˜™ŒŽ—˜š›、œžŸ¡¢£¤¥¦§’。 ¨©ª«:¬ŒŽ ®¯—˜°±˜™²³´µ¶·。 ¸”•¹º¬ŒŽ »¼½¾¿。 #$%:; Š‹ŒŽ; ®¯—˜ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 03. 008 &'()*:TU352. 1; TU990. 3 +,-*:2095- 7262(2016)03- 0272- 05 +./01:A Seismic analysis of crossfault buried variablediameter pipeline XUE Jinghong, LOU Yanpeng (School of Civil Engineering and Arohitecture, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract:This paper aims to improve the seismic ability of variablediameter pipelines. The study is focused on the simulation of the buried pipelines using shell element model of four nodes, and the inter action between soil and pipeline using nonlinear soil spring; the analysis of the seismic response of buried variablediameter pipeline under strike slip fault using the software ADINA; and the exploration of the in fluence on pipeline response by the relationship between pipeline variablediameter position, fault posi tion, the thickness of pipes,and the type of site soil. The study proves that the weak position of cross fault buried variablediameter pipeline occurs in the joints between diameter devices and small diameter pipelines. The research may provide a reference for the seismic design of crossfault buried variabledi ameter pipelines. Key words:variablediameter pipeline; strike slip fault; weak position «¬®¯°±, ²³ž´µ¶· ¸¹ºµ»¼½¾,  ç~ŵ¹º}|,öߞʵ¬®ÿç{[ ¯µ?Ú¦×>ô=µ<;、:/¤¥, ÆÇÈ,É«žÊË̬ͭÎÏÐѵÅÆÒÓ  Ô。 .Øô-·Ó, ÕÖ·¦×ØÙÚÛ, Ü„µÃ 。 é, €_`@Õ \]^ ¿À«ÁÂÃĵŠ[1 - 4] [5 - 11] 。 +«, *ò¤¥Ó,·« Ä、ÝÞßàá、 ¦âµãäå。 æç, èƒ Î)(' ¯&¤¥^%Ø$µ<;¦#, Õ ©éê½,ëì«©é,í :"­, ¯¿!01Æ ðñ,‡òâ¿ÀóÓô îÙïµ èõµðñ,ö½¬ ô÷¬©é,Üøùú、û©、üýå,¿À߀þÿ 2345: 2016 - 04 - 06 6789: ­€‚ƒ„ 。 23,4@Õ 5·¤¥µÎÏ6, 7Û ADINA ‡ˆ89A, B  †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“(07 - 06D - 01 - 04 - 04 - 03) µCDEF, ¤¥ :;<=>?: ”•–(1968 - ) ,—,˜™š›œž,Ÿ¡,¢£,¤¥¦§:¨©ª©,Email:xjh0459@ 126. com。 ·400·土木工程 GH ³3 ´ µ¶·,­: 1 2 、  。 1 273 ’“—Ÿ “Ž‘’“”£œ•Œ–, ¤ — •˜˜“Ž™“Žš›, ¤ — ”œ“Ž“”£¥  ¦ž¤Ÿ¡ §。  ,  [12]  ADINA ‚ƒ„ , € ¨¥œ  。 ­ †‡ˆ ¢£,¤¤„§,—‡ˆ ‰。 1 1 、¦©œ Š API5LX60 ‹, ŒŽ‘ ’“”   •   „ ­€—,˜™ ADINA ‚ƒ„ ­ƒ›„€—,  †š‚€— Š 0. 5 m ž„„,  †œ „。 ‡•—Ÿ¡ˆ‰Š ,¢ 2 ‹Œ,‚ƒ„‰¢ 3 ‹Œ。 §ª¨©«ª 》 ²– [13] , ž « ¬ ® ASCE °¬£’“®±  D2 = 0. 508 m ½†Š P u »¾¿“ Δ u À 1。  ­1 Table 1 „œ ¾¿ €‚ƒ€‚„ Soil spring yield force and yield displacement D2 D1 P u / N·m - 1 Δu / m P u / N·m - 1 Δu / m 15 218 0. 073 36 7 070 0. 068 28 869 0. 038 10 579 0. 038 10  ¨¥   Fig. 1 1 1 476 0. 018 00 983 0. 018 00 ¦© Š 25 700 0. 076 20 15 522 0. 050 80 2        Fig. 2 §  Three line model of stressstrain relationship     2 ¦©      Crossfault buried variablediameter pipeline  35°,¸¹ŽºŠ 250 m / s, ° D1 = 0. 762 m »¼ œ     。 ‡••³´, ª¯µ¶·Š œ €—Š 16 „ 、 GB 50470—2008《 Ž‘Œ¯  ‰, 1。 – 100 m,  , Š 、¦©œ ¨¥œ  、  2 1 † ‡ˆ‰ ‡ˆÁ—Ÿ•´Š  ,   µ ¶ – 0. 4,     Š  ‹   API5LX60, °   D1 = 0. 762 m,   δ = 0. 023 8 m, ¼   D2 = 0. 508 m,   δ = 0. 023 8 m,      à · Š 90°,   Ä Å Š 5 m, ¤, “ŽŠ˜˜“ “Ž。 —    ± mainTCU052 Ž、 mainTCU065   Ž、 mainTCU067 Ž”   Ž“”£Æ ¢ 4 ‹Œ。 , “ ˜ ™ ‚ ƒ „   ,  “ Ž Š mainTCU052 Fig. 3 3  Finite element soil spring model of variable diameter pipeline Ž 、mainTCU065 Ž 、 mainTCU067 Ž ” , Ç ° ¢ ( £) È°É¤ Ê¼©²Ë Ì。 土木工程·401· 274 † ‡ ˆ ‰  Š 2 2  Š Œ 26 Ž ‹     0. 4,    ,      0. 508 m, δ = 0. 023 8 m, 90°,    API5LX60, D1 = 0. 762 m, δ = 0. 023 8 m, D2 =  mainTCU065 , 5 m,      a      ­   、    10 m 、    10 m、  20 m 、  20 m 、    30 m、 30 m 。  mainTCU052    ­ƒ 5 。 ­€‚ ƒ 6 ~ 9 。 „( )  3。                           b     mainTCU065  Fig. 5  5   Relationship between variablediameter pipeline and fault location                 4 Fig. 4 c    6    Curve of seismic timehistory displacement             , (  )  。  2 Table 2 ( a Maximum tensile( compressive) strain of different seismic wave ε c / 10 - 2 mainTCU052 0. 968 25 - 0. 967 52 mainTCU065 1. 076 03 - 1. 075 15 mainTCU067 1. 133 12 - 1. 133 12  ·402·土木工程           Fig. 7 7 b                                ) ε t / 10 - 2   Fig. 6 Strain cloud of variablediameter position at fault line mainTCU067   (  )   2。  2  (  ) ,                                                                 10 m   Strain cloud of variablediameter position at 10 me ters of fault line ‹3 Œ Ž‘’,“: a 3                                           275 ”ƒ• Table 3 different variablediameter position ε t / 10 - 3 ε c / 10 - 3 10. 760 30 - 10. 751 50  3. 253 69 - 3. 253 69  2. 910 22 - 2. 910 01  3. 413 08 - 3. 412 89  2. 291 32 - 2. 291 05  3. 929 46 - 3. 929 25  1. 987 25 - 1. 982 86 0 10   20                       b Fig. 8    8  20 m  Strain cloud of variablediameter position at 20 me  。 ( )  3 ,    ,    (  )      ;      ,  ,  (  )  ;  ,   ,  (  )  。 2 3   、、   ,  ­€‚ API5LX60, D1 = 0. 762 m, δ = 0. 023 8 m, D2 = 0. 508 m, δ = 0. 023 8 m,ƒ 90°, „„  mainTCU065 ,  5 m,  。  †‡­ €‚†‡ƒ„ 4、 5。  φ、v、ρ、μ ƒ„  ˆ‰ƒ、Š‹ Œ、 Ž‘’ ˆ‰†‡。 ters of fault line                                           a                                            b Fig. 9 30     )  Maximum tensile( compressive) strain of d/ m  (   9  30 m  Strain cloud of variablediameter position at 30 me  4 Table 4 ters of fault line  6 ~ 9 , 、  10 m、 10 m、 20 m ,( )  。    20 m 、   30 m 、   30 m    Table 5 5  ­€  Parameters of site soil “”‡ φ / ( °) v / m·s - 1 ρ / kg·m - 3 μ  30 200 1 550 0. 4  35 250 1 700 0. 5  40 300 1 850 0. 6 ‚ Soil spring yield force and yield displacement    D1 D2 D1 D2 D1 D2 Pu / N·m - 1 Δu / m Pu / N·m - 1 Δu / m Pu / N·m - 1 Δu / m Pu / N·m - 1 Δu / m Pu / N·m - 1 Δu / m Pu / N·m - 1 €‚ˆ 〗 Δu / m ‰• 5 315 0. 155 90 4 205 0. 145 10 15 218 0. 073 36 7 070 0. 068 28 17 664 0. 045 85 13 181 0. 042 68  594 0. 050 80 396 0. 050 80 869 0. 038 10 579 0. 038 10 1 182 0. 025 40 579 0. 025 40 1 085 0. 022 00 723 0. 022 00 1 476 0. 018 00 983 0. 018 00 1 686 0. 016 00 1 405 0. 016 00 –Š – 14 444 0. 076 20 9 718 0. 050 80 25 700 0. 076 20 15 522 0. 050 80 58 042 0. 076 20 34 718 0. 050 80 土木工程·403· 276 Ê Ë Ì ¶ à ,、、, (  )   3 。   Maximum tensile( compressive) ε t / 10 - 2 ε c / 10 - 2  0. 829 32 - 0. 828 91  1. 076 03 - 1. 075 15  9. 037 44 - 9. 035 41 Í 26 Î ³    ‘€; ’ Š, strain of different site soil  ° Œ Ž­    ,  Š‹‚, “Œ Ž‚€; ƒ„ , ”ƒ†† ‡ˆ, 、 ‰ 。 •– pq{SUVrst( u) HJv Table 6 °   (  )    6 。 c6   ‹Œ—  ,˜™,Žš‘,›’‘,œ ,    ’‘”•Œ–žš‘。 —•–’   Œš‘˜Ÿ™ š›œž。   “‚ }+.:  6 (  )  ,   ,       ,       ( ) , 2 4 [1] [2] ­,。 [3] UV€iOPQRSJTUVjkl €‚ƒ„ ,     † 0. 4,  mainTCU065 。         , Š ‹  0. 015 9、 0. 023 8、0. 031 8 m ,( )      7 。 c7 。 Maximum tensile( compressive) strain of different thickness 0. 015 9 4. 807 99 - 4. 806 67 0. 023 8 1. 076 03 - 1. 075 15 0. 031 8 0. 300 59 - 0. 300 55  7 (  )  ,   ,Š‹ 0. 015 9 m ,  ( ) ,Š‹ 0. 023 8 m  0. 031 8 m 。 ·404·土木工程 [ D] . ¯¬: ®¯¨¤°, 2012.  « « ƒ „¬ ® •– DOBRY R. New site coefficients and site classification system used in recent building seismic code provisions[ J] . Earthquake MATAUBARA K, HOSHIYA M. Soil spring constants of buried pipelines for seismic design[ J] . Journal of Engineering Mechan WANG L R L, SHIM J S, ISHIBASHI I, et al. Dynamic respon ses of buried pipeline during a liquefaction process[ J] . Soil Dy LIU G M, LI S J, LI Y H, et al. Vibration analysis of pipelines with arbitrary branches by absorbing transfer matrix method [ J] . °±², ³ À Á •, ´µ¶.  - ·¸¹º»¼ [9] ½Ž¾¿  ¸ [ J] . à ¯ ± ²  ° ° ³: ´ µ ¶ ° Ä, 2012, 40(4) : 158 - 161. [10] ε c / 10 - 2  Journal of Sound and Vibration, 2013, 332: 6519 - 6536. [8] ε t / 10 - 2 ª¥ namics and Earthquake Engineering, 1990, 99(1) : 44 - 50. [6]  (  )  δ/ m ¨©ª. €š¦ ics, 2000, 126(1) : 76 - 83. [5] [7] pq€UVrst( u) HJv Table 7 [4] ,  5 m, ˆ ,ƒ ‰ Š‹ δ  0. 015 9、0. 023 8、0. 031 8 m  ¡, ¢£¤, ¢¥¦, ¡. 2014 ¢£¤¥ Spectra, 2000, 16(41) : 3 - 19.  ‡ API5LX60,D1 = 0. 762 m, D2 = 0. 508 m,   90°,  Ÿ §[ J] . £§¨¤©, 2015(3) : 68 - 74. ÅÆÇ, È·É, Ê ¸, ¡. ¢ Ï ¹ X80  º š‘ËÌ[ J] . »µ¥²Í, 2014, 34(12) : 123 - 130. Î.   «ƒ„¬®•–[ D] . : ±²°, 2011. ÊÐÑ, ¢Ò, ÓÔÕ.  ˆÖ«×¼Ø½  •–( I) ———ؽ¬Ùš ‘ [ J] .  ¾² ¿ ° ³, 2011, 44 (11) : 93 - 98. [11] ÀÁ¸, ¢ÚÛ, ÜÝÞ.  [12] Åãä. ÄÅÁ¼ Œƒ„[ D] . Æå: £ [13] ß ƒ„[ J] . àá€ÂÃâ, 2014(9) : 108 - 110.   æç豕–, 2002. £¨¤»µ¥éÇÈ. GB 50470—2008 ¤¥ªê  ˆë²¿ŒÃâìí[ S] . Æå: £‘îÉÄï, 2009: 1 - 63. ­,Š‹ ( -‚  )  27  5  Vol. 27 No. 5          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  9      , , (   ,  ­€‚ƒ„,   Sep. 2017   163318) 4 3 ": , 15 × 10 m  , ­€‚ƒ,„ †‡ˆ‰Š‹‡,Œ ADINA Ž‘’“”•–—ˆ˜™š,›œ E1 - ! Centro ,žˆ‰Š Ÿ¡‰¢£、ˆ¤¥¦§¨ˆ¤¥–©ª“ ƒ«– —™¬®¯,°±–—®¯²³。 ®¯´µ:¶ †‡ˆ‰Š­€·¸ˆ¤¥, ¹º‰¢£ 6. 4 m、¤¥¦§ 24. 5 m »,¼½¾¿À 33. 38% ,ÁÂü ½¾ 7. 09% ,ÄÅÆÃÇÈÉÃʂƒËÌ。  †‡ˆ‰ŠÍÎÏÐ Ñ ,ÒÓÔÕǁÖ×,ØÙÚ¼½ÛÜÝÞ。 #$%: ƒ«; ; ˆ‰Š;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 05. 019 &'()*:TU352 +,-*:2095- 7262(2017)05- 0543- 07 +./01:A Seismic response numerical simulation of layered storage tank Sun Ying, Zu Hongyu, Hao Jinfeng, Ji jing ( Department of Civil Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing, 163318 China) Abstract:This paper is aimed at an effective control of the sloshing wave height of the liquid under earthquake process. The research building on a 15 × 10 4 m3 floating roof storage tank with the suspended layered storage involves developing a numerical model by considering the floating roof effect, adopting the suspended layered storage device, and using ADINA finite element software; by introducing E1Centro seismic wave, calculating the seismic response of the suspended layered storage tanks as conditioned by the differences in layer distance, partition plate radius, and partition plate count; and comparing the re sult with that of floating roof tanks. The results shows that when the suspended layered storage tank is de signed with a single partition plate with layer distance of 6. 4 m and partition plate radius of 24. 5 m, the storage tank has the sloshing wave height reduction rate of 33. 38% , the dynamic pressure reduction of 7. 09% , and the slight effect on the base shear force and overturning moment. It follows that, under the action of earthquakes, the suspended layered storage tank enables a significant restraint of the sloshing wave height of the liquid, and a reduction of the overflow of the liquid and the damage of the floating roof, contributing to a further reduction of the secondary disasters. Key words:seismic response; storage tank; layered liquid; sloshing wave height 2345: 2017 - 03 - 23 6789: †‡ˆ‰Š‹ŒŽ(2016D - 5007 - 0608) :;<=>?: ‘ ’(1976 - ) ,“,” 163. com。 •,–—˜,™š,›œžŸ:¡¢£¤¥¤‚ƒ¦£§‚ƒ,Email:wwwruining@ 土木工程·405· 544 & % $ # ù ' " " 0 27 1 ! ª,˜Ý*) 3D ,å;ÏЕ, ˜»¼。 öà–—˜»â` 1。 0   、  [1 - 3] ,     ­€, ‚ƒ„ † [4 - 7] 。 ’“ ‡ˆ,‰ „ Š ‹ŒŽ‘ [8] ” •–—˜™š ›œžŸ¡¢£¤¥¦ §¨©ª ,•™«¬,®¯°± ²³ˆ。 ´µ[9 - 10] ¶· Œ¸¹º»¼½¾:  ›«¤¿À¥ ›,ž¡¢ E1 - Centro Ã, ^ ¾ 8 ^(0. 2 g) Œ¸。 Û^( ` 2。  Ýöà  ,  Ä^™¾ 0. 05、0. 25、1. 05、1. 90、2. 12 m  。 ¹ºÝöà‡ˆ ›^'ºÕÞ` 3。 ¹º»¼ Ýöà ›^ºÕޙš`@ 2。 ¦ ÃÄ; ™ÅÁ–³ ÃÄÈÉÊËÌ。 Í淍 ¦Á–³¿À ÆǏ 4 3 ÏÐÍ,ÑÒ­™Å¬‡Ó,Ô 15 × 10 m ¾¶·ÕÖ, • ADINA –—˜× Ø »,ÙÚ¹ºÛܙš,¶· ª  1 Œ¸,ÈÝŒ¸‡ˆÙÚÕޙš。 a ‡Ó ™  ¾ßàá–—˜»âãäå –— ˜¹º™šæ獖³å, èéêë E1 - Centro  Ã( ìíîïðñ ) ¶·»â‡Óªò Œ¸¹º»¼™š, óô¹º™š‡ˆÝõ– b Ï,˜»â [11] ÙÚÕÞ, àá»â–³å, á÷ –—˜»âãäå, ¾–—˜™šæç­ø–³ öà‡ˆ ùúûü。 3 3 öà• 1 × 10 m  1 ∶ 5 ýþ» â, » â ÿ ~ þ } | ä { ¹ [ :   \ ] 2. 32 m,Ä^ 2. 12 m, Ä^ 1. 9 m,   _ ^ 0. 001 2 m,\] 2. 22 m, _^ 20 mm。  '1 |ä{¹`@ 1。 Table 1 @1 ABC(DEF Classification and parameters of strata ?> ρ / kg·m - 3 E / N·m - 2 μ Fig. 1 Table 2 R e / N·m - 2 G / N·m - 2 =¤ 7 850 2. 06 × 10 11  1 000 2. 00 × 10 8 — — —  600 1. 00 × 10 10 0. 330 0 — — ① <;: 2 500 3. 45 × 10 10 0. 166 6 — — 0. 300 0 4. 90 × 10 8 2. 15 × 10 9 Ý*)å,™•ïö ­ <;:¤»â GHIJKLMNO FE model of test storage tank FPNQRGHSTUVWXPYZ Comparative analysis of tank wall acceleration by experimental test   öà–—˜»â/,ª• 3 - D .ª,˜;ª•+,˜»¼;• 3D öª,˜, ·406·土木工程 @2 c  Ä^ / m ›^º / m·s - 2 ìՀ‚ / % öà ¹º 0. 05 1. 652 2 1. 905 1 - 15. 31 ② 0. 25 3. 429 2 3. 402 2 0. 79 ③ 1. 05 4. 837 8 4. 614 0 4. 63 ④ 1. 90 5. 086 7 5. 000 1 1. 70 ⑤ 2. 12 5. 345 9 5. 101 4 4. 57 ƒ:η = [ ( öà‡ˆ - ¹º‡ˆ) / öà‡ˆ] × 100% ¿5 À Á Â,Ã:®¯Ĺŀ˜Ÿ¹ÅÆÇÈÆ  3  2 ,    。   10% , 。  ,   , ­ €‚ƒ 。 a 545 º b  «¤¬      c   Fig. 4  „¬ 4 15 × 10 m 4 d 3 ¬   FE model of 15 × 10 m vertical storage tank 4 3     Fig. 2 2     ´‰,´‰ž‚ 0. 005 m,Ÿ¡‘®¯ µ 5 ©ª。 «¬´‰«¤¬ ‹  ElCentro  Ÿ¡‘®¯‹¡° “¡¢±†£, Ÿ ²¤¥¦³§¨ „ Time history curve of ElCentro seismic wave  ¶‰®;§¨·´‰„ –¯° Š。 ´‰¸˜ shell ¬ ;¹ ¸˜§¨¬ [12] º 。        a  Fig. 3 3       »¼§    Tank wall accerlation comparison curves between results and the numerical solutions of tank  „  ① ‚ - 15. 31% , †‡­ˆ  ‰Š 。 ‹ ŒŽ ­€‚‘ƒ„ ,† ­‹’,  “”‚‡ˆ‰, Š‹ŒŽ „ ‘ ’“• ‰–”。 2 b ¬®‰¬       Fig. 5  —˜ ADINA ™Š• 15 × 10 m    ‹:   š › 100 m,  „ œ  ‚ 21. 7 m;  ‰–’—‰˜‰™†, „žšŸ † ¡ › œ ¢ £,     ž ¤ ¥ ¦ §  ¨ © ª [10] 。 15 × 10 4 m3 •‘ ‹¨ 4。 4 3 3 5 c   §¨¬  Suspended layered storage of floating roof storage tank  ‚½¾Ž®”±( „ §¨œ ) 、 Ž´ 土木工程·407· 546 ¾ ¿ À Á (  )  15 × Â Ã Ä Ä ‹ŒŽ,ŠŽ»”Ÿ 7, ­Ÿ ¡ 4。 ªŠ«‰•–  (9 , 0. 4 g) , ADINA  ­  , ƒ„  Š‹ŒŽ, ƒ­  10 m ,  El - Centro  3 €‚  †‡ˆ‰           ,  4 ‘’“†。 3 1 ijBklYIJmA[nopn  24. 5 m, ™, ” 4 3  6 ¡¢,15 × 10 m ˆ‰ ž  †‡ˆ    a ¨ M   0. 788 4 €› 1. 06 0. 552 4 p ƒ €› 3. 72 €› 6. 40  0. 528 9 0. 525 2 ™ M / 10 9 N·m 32. 91     γ / 10 7 N 35. 280 3 35. 271 0     b ¦  ³»”         ηγ / % 34. 947 5 29. 93      ˆ‰ η h1 / %   •‡ˆ°±¯,  age tank with different layer distance h1 / m  ¨³»”  Comparative analysis of suspended layered stor ™   ijBkldec(BIfA[noYZ(q    ¬©。 Table 3 ¼­€   ®¯•‰€›Š‹ŠŒ², Ž³ @3     7. 04% ;ªŠ« h1 Š† „°   ‚©;ªŠ«•¬¢¤ƒ®¯,„°±  32. 07% ;Š†  ž€‚ γ §­€ ¥¦     ¡ 3 ¤,€› ¥ˆ‰  œ ,‘£¢¤。  €‚   ŠŽ­Ÿ 6 ¡ 3。 ‰   •–—˜ , ‘ €‚ Ÿ 8。   1. 06、3. 72、6. 40 m š€› Æ 27 Ç Å    - 0. 95 - 0. 93   33. 38 35. 265 4 - 0. 91 ηM / % p / 10 4 Pa ηp / %  c  ªŠ«³»”   13. 049 4 €› 1. 06 12. 972 7 - 0. 95 13. 758 4 6. 98  €› 3. 72 12. 981 8 - 0. 93 13. 748 8 7. 04  €› 6. 40 12. 983 5 - 0. 91 13. 742 1 7. 09 †) / ´µ †] × 100% ‘:η = [ ( ´µ 3 2 † -  14. 790 6              ij(rstuYIJmA[nopn ’¶€› 6. 4 m ,·ª“†“¸,¹º€ › 6. 4 m  ž 24. 5、26、28、33 m €‚     ˆ‰ †,ƒ‡ˆ‰ ·408·土木工程  16、20、  Š­ † '6 Fig. 6 d   Š½† »” ijBklYdec(BfIIJA[noYZ Comparative analysis of suspended layered storage tank with different layer distance ‘5 ’ ”,•: “ –—˜ 547 –—™š›œ                                     a          b                                   c Fig. 7         d  7            Comparative analysis of suspended layered storage tank with different partition plate radius Table 4 4  Comparative analysis of suspended layered storage tank with different partition plate radius r/ m h1 / m η h1 / % γ / 10 7 N ηγ / % M / 10 9 Nm ηM / % p / 10 4 Pa ηp / % 0 0. 788 4 — 34. 947 5 — 13. 049 4 — 14. 790 6 — 16 0. 584 1 25. 84 35. 288 1 - 0. 97 12. 9504 0 0. 76 14. 039 4 5. 08 20 0. 538 1 31. 75 35. 290 2 - 0. 98 12. 902 2 0. 37 13. 809 2 6. 64 24. 5 0. 525 2 33. 38 35. 265 4 - 0. 91 12. 985 3 0. 59 13. 742 1 7. 09 26 0. 528 3 32. 99 35. 276 2 - 0. 94 13. 114 3 - 0. 50 14. 415 8 2. 53 28 0. 536 3 31. 98 35. 285 1 - 0. 97 12. 992 8 - 0. 06 14. 276 2 3. 48 33 0. 567 2 28. 06 35. 289 0 - 0. 98 12. 9622 0 0. 67 14. 143 1 4. 38  7、 8  4 ,        ; ,   ­  €‚ €ƒ„ 24. 5 m ­    ,ƒ„‡ Δ ˆ 33. 38% ; ‰  ƒ„, Š ,†    Fig. 8  ,†      8  Comparative of reduce rate of wave height 7. 09% 。 3 3  €‚ €  24. 5 m ­ƒ   ‹Œ  , Ž 土木工程·409· ¬ ® ¯ ° ± ² ³ (  6. 4 m)  (   3. 2 m) ,  9 , ³ µ 27 ¶ ´      10 。    ­ 11,€­‚ 5。 ‚ 5 €ƒ, „   †„‡ˆ, ‰Š‹ŒŽ‹‘ –   , Fig. 9 ”•, ’“     548 9   10  Additional geometric of double partition device —„。 ˜™, 6. 4 m、  š 24. 5 m „›œž Š‹ŒŽ,¡¢ “Ÿ Fig. 10 ž, £ Additional finite element model of double partition device ¤„¥¦。 5 Table 5      Comparative analysis of suspended layered storage tank with different partition plate count § h1 / m η h1 / % γ / 10 7 N ηγ / % M / 10 9 N. m ηM / % p / 10 4 Pa ηp / %  0. 788 4 — 34. 947 5 — 13. 049 4 — 14. 790 6 —  0. 581 0 26. 31 35. 256 1 0. 88 13. 047 9 0. 01 14. 391 8 2. 70  0. 525 2 33. 38 35. 265 4 0. 91 12. 985 3 0. 59 13. 742 1 7. 09                        a ¨  ©ª        b «   ­  ª                         c Fig. 11 ·410·土木工程        Š‹ŒŽª  11   d       ‹Ÿ       Comparative analysis of suspended layered storage tank with different partition plate count ×5 Ø Å Æ,Î:  : 4 [1]    15 × 10 m ,  , ADINA  4 3 [2] [3]    , [4] ,­€‚、ƒ„ ƒ„†‡ˆ‰、‡ 、Š [5]  ‹ Œ, Ž 。 (1) ‘’ “”• ,  –‹ —˜,™š—›,  5% ƒ„ ‹ 、ŠŒ­—¦,€‚ƒ 。 †‡ˆ‰Ÿ—§¨©„ª , ™„ª ƒ„ †«‡¬ˆ†«‰®¦Š¯, °‚§ 6. 4 m、 ƒ„ § 24. 5 m ‹, †‡ (3) ¥, ƒ„’“   Œ—¦, “ ” ©•, ¥µ†‡ˆ‰ ––—,˜™,¶ š¥µ。 ‡ ¨©ª. 10 «¬¾®¯­€[ D] . ˜°: ˜° ¿À˜¼, 2013. ¨±¨. ¬² ‹Áƒ ²Â: ²ÂÃĘ¼, 2013. Å Æ, Ŷ³, ˜¬´ ¤¸“ƒ ­€[ D] . £ [ J] . ˜°µ¶˜¼¼½, 2011, 27(3) : 120 - 125. Emre Abali, Eren Uckan. Parametric analysis of liquid storage tanks base isolated by curved surface sliding bearings [ J] . Soil ‡­€¹È[ J] .  ·¸, ·Ç¨. ˜ [7] ¼½, ¨ [8] ÊËÌ, ÁÂÃ, ÄÍÅ, Î. ÏÆÇЄÑҲ҆È º», 2008(9) : 49 - 53. ¾, ¿ À. ˜¬É® €[ J] . º», 2013(10) : 12 - 17. ­  Ó [ J ] . ² Â Ã Ä ˜ ¼ ¼ ½ ( ¦ § à ¼ É ) , 2010 (4) : 102 - 104. [9] Ê ¨. 15 × 10 4 m3 Ëԓ†‡³ª­€ [ D] . ˜ [10] ‰ Ì. ƒ Å Æ. ˜¬´  ˆ‰±Œ§ 33. 38% ; ‡²ŸŽ„ª ,‘³ªŒ´—¦。 ¤¼½, 2006(5) : 148 - 153. [6] ,•žŸ¡¢Ÿ£¤。 (2) ¥, ‚、  »¤¥­€[ J] . ¦§» ›œž, Ÿ¡·. ¸¢¹º£ Dynamics and Earthquake Engineering, 2010, 30(1) : 21 - 31.  œ 549 ŒÓ [11] [12] Í: ·ÕÖɘ¼, 2012. ɘ¼, 2011. ˜Í: ·ÕÖɘ¼, 2012. [ D] . ˜Í: ·ÕÖ ¤¸“ƒ £[ D] . Malhotra P K. Seismic strengthening of liquid - storage tanks with energy - dissipating anchors [ J] . 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College of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024,China; 3. Dalian Huarui Heavy Industry Group Co. Ltd. , Dalian 116024,China) Abstract:This paper proposes dynamic similarity criterion of polar crane for nuclear power plant under earthquake based on the similitude theory and provides the parameters behind the geometric, dynamical, kinetic, stress, strain and time similarity. The research centers around the simulation of both dynamic re sponses of polar crane prototype and 1∶ 16 scale model under El Centro seismic waves, using FEM numeri cal simulation method. The research shows that by comparing the dynamic responses of FEM simulation crane on rail prototype and 1∶ 16 scale model, the numerical simulation verifies the accurateness of simi larity criterion, thus providing theoretical foundation for the following seismic test of polar crane. Key words:polar crane; model test; similarity criterion; FEM simulation 2345: 2017 - 03 - 09 6789: †‡ˆ‰Ÿ¡¢£¤¥¦§¨©(2015CB057804) ;†‡ª«Ÿ¬¨©(51105048; 51209028) ; ‰Š®¯Ÿ¬¨©( S14206) :;<=>?: °±²(1960 - ) ,³,‹Œ´µ¶·,¸¹,º»,¢£¼½:¦¾ ·412·土木工程 ­€‚ƒ„ ¿ÀÁÂÃÄ,Email:lishouju@ dlut. edu. cn。 †‡ˆ 538 0 ;   : / ‹ 1  ï  。  ¡þ。 ¬‚}²³âãä僕¢£¢ßå¤å [1] †‡ˆ ‰Š‹ŒŽ ­€‚ƒ ) , „ ¥²¦,¢’²³§¨?©, 。 ‘’“” ÏÐا ƒ•–—˜™­š›œžŸ¡, ¢’£¤¥ ¦§¨©ª«¬®¯°,±²³³´,µ ¶·¸¹„º。 ƒ»¼½¾¿À, Á ÃÄÅÆÇ, НÈÃɘ [2 - 3] ÊËÌ͑ƒ É˜ʳΠ。 —˜ šÈƒÏÐÑÒÓÔ, Õ֋×ØÙ©ÚÛ ÜÈÝ §¨, Ý Þ ³。 Ûá, –ßÏÐà âãäå²³æç。 1 1  ßåÆ[êò: Ep μp Ep p p p p = + ε kk δ ij ε ij 。 σ ij (1 + μ p ) (1 - 2 μ p ) (1 + μ p ) (1) äåÆ[êò: σ m ij = ÿ~§¨­, ˆ}|{Æ[׶觨。 \] [6] í²™¶è, ڛ¶è、  ›¶èÈڛ - ›¶è, ˆ} ¶è、 Æ[¶è、 Áš¶èȚ›¶è§ ¨。 Lu  a ` [7] ÷ L、÷ ρ È÷  π ©[ ,Á™× × @, ˆ} 、 、 ÷、ö ÷、 õ ×、 ø ù È ›  ¶ è § ¨。    [8] ¾ïÆ[êò÷í šþÏÐäå 、Æ[、£¤ÈÁš¶è§¨, ‘¶è Jin  Ÿ¡,ˆ}î¶è·üȁ¶è·ü。 [9 - 10] `’ Euler [ Ê ¶èú 1 / 50。 Jacobs  ڏ [11 - 12]  ×,| m p p m p m ÂÃú,δ  Kroneker Ä。 Åàƶèü¾ ¹(1) ,ˆ C σ σ mij = C E C ε [ Em Cμ μm m m ε kk δ ij + (1 + C μ μ m ) (1 - 2C μ μ m ) Em m m ε ij ] 。 (1 + C μ μ ) Ç ý ´ ä å û ß å ¶ è, ‘ ú ¹ ( 2 ) È (3) ,ˆ Cμ = 1 , ×, ˆí|{Æ[ 。 ’“š›²³ÍȲ³§¨? , Ê É˜²³。 ”•–„ ºƒäå²³¶è°é, m ¾ C E = E / E ,ÂÃú¶èü¾ C μ = μ / μ 。 |: σ ij ž›»×, ε ij ž¿»×,E ÀÁä×, μ  Á™¶ ¢’Š‡‹ÞÆ[×Ȍ·ŽÆ[׭ض  1∶ 16 ƒäå p (3) ¶è«¾ 槡1 / 10 。 –äåÊ, ,ϑ†­Ø¶ σ ij / σ ij ,ž¿¶èü¾ C ε = ε ij / ε ij , ÀÁä׶èü  1 / 10 äå, Ûáˆ÷ a 、 ÷ L ÈÚä× E ‰` ¹(1) È(2) º™»×¼¹ìí,௠p ½¾ß å, à ¯ m ½ ¾ ä å。  ž › ¶ è ü ¾  C σ = –„º‰€ ,ª¬‚ƒĄ, †‡ Em μm Em m m m + m m ε kk δ ij m ε ij 。 (1 + μ ) (1 - 2 μ ) (1 + μ ) (2) 1∶ 50  äå,ˆ}­Æ[׶èú,| ¶·。  ò¸­。 Lagrange êë ì í  î Ú Á š ï ð ñ ê ò, ó ˆ ^_ , – ƒÏж·«¾ž±²³Æ[êò、êò、 [13] ´µêò、ÿ~êò、£¤§¨È¶¬§¨ , ·ž Á™ åûäåõ×、ö÷Èøù¶èü¾,–ý´šþ ¨Ž©ª«, ¬®Ÿ’Ú¡þ。 ‘ ڛï`<à, Á™ π ©[, [4 - 5] 1 / 20 ôä吝õ×、ö÷Èøùú,ˆíß —˜²³ ƒäå²³¶è°é¯°îڞ[ É˜² ‘’äå ² ³ ¶ è ° é, Azeloglu  Š¾ - 27 , . ƒ–›Š=§¨­, œžÏП’Ú , (  ï “  ” ,   œ ¸ ANSYS >?–— ¨ @³´,­˜äåɘ²³™¶è [ š“。 1 2 C σ = C E ·C ε 。 (4) (5)  ßåêò: 1( p p ε ij = u + u pj,i ) 。 2 i,j äåêò: 1( m m ε ij = u + u mj,i ) , 2 i,j ¹:u i,j  (6) (7) »×Ⱦ。 土木工程·413· »5 ¼ ½¾¿,³:Ÿ¡š•§ º “”¨© 539 ‹  (15)  (17) Œ (16)  (18) , €      C u = u i / u i ,       C L = p m L / L ,(6) , p m C ε ε mij = Š Cu 1 m ( u + um ) , j,i C L 2 i,j (7) (8) , π ,: Cu 。 Cε = CL   。 : p (10) 2 [6] ›“ m p  C ρ = 1、C L = 16、C a = 1 (20) , p C σ = C L = 16 。 (21) C ε = C σ = 16 。 (22) C u = C ε C L = 256 。 (23) Cu = 16 , Ca (24)  C E = 1 (21) (5) , m m ,”œ’“”ž El Centro Ÿ¡• C a = 1。  C L = 16 (22) ˜(9) , C ρ = ρ / ρ , C t = t / t ,  m (10) , C u m 2 u m Cσ m m σ ij,j + C X X i = C ρ 2 ρ 2 , CL Ct t  C a = 1 (23) ˜(19) , Ct = (12) (11) (12) ,, Cσ C Cu = CX = ρ 2 。 CL Ct ‚ Cu Cσ = Cγ = Cρ 2 , CL Ct ™­,†£¤¥ (13) ’“”‡ˆ§, š    †„ƒ€‡ˆ: ai = (15)  ui v i = 2 , t t 2 (16) :v i ƒ€­;a i „ƒ€­。 ƒ€ Cv = v / v ,„ƒ€Ca = p m ap / am ,‰(15) (16),Š C v vi = Ca ai = ·414·土木工程 C u u i , C t t (17) Cu  ui C v v i = 2 2 。 C t t C t t 2 (18)  C L = 16, C ρ = 1, ˆ¨©, ›•ª«œ‹¬ž ˆ ANSYS, Š • El Centro Ÿ ¡ •, › •   ‹ ¬ [14 - 15] ,¥ ¬,”° u i , vi = t ¦Ÿ¡“”, C σ = 16。 Ž† (14) (25) C E = 1, C a = 1, C u = 256, C v = 16, C t = 16, C ε = 16, ® †ƒ€‡ˆ 槡 C v = C a C t = 16 。 ‚ X i , ƒ X i = ρg = γ ( 㠝 „ ) , ­ C X = C γ ,C 㠝 „,  (13) €  ŠŽ‰‘ (4) 、(5) 、(9) 、(14)  (19) 。  C X = X / X , € p ‰ˆ, €  ,„ƒ€–¢—˜‚,Œž„ƒ€ u (11) σ +X = ρ 2 , t ­;X i ­; ρ  m €;t 。 †‡ (20) – 16, Œ C L = 16。 “”˜™‘„š•, Š•’ u 2 。 t 2 p p p σ ij,j + X i = ρ m i (19) ’“”,Š•‹, Œ C ρ = C E = 1, –Ž— : :σ ij,j  Cσ C Cu = Cγ = ρ 2 = Cρ Ca 。 CL Ct (9)  m ij,j Cu Cv Cu ,C = = 2。 Ct a Ct Ct (19) (14) ,  u i   ,, 1 3 Cv = (8) 2 ¦Ÿ¡‰¯¥¢‹ ˆ£±›。  ¤ 1  [16]  。 “”‡ˆ, Ž †’›, ˆŠ²–Ž、 、 ƒ €、„ƒ€ ‚¨©。 ¨©¥  ¦§、„ƒ€ Mises ­,   ³¨¯¥”°。 ©¤ 1     ´ ‹ µ ¶ 。 ’ ª • ANSYS ª«œžˆ·‡, ¤ 1  ¯¥¸«,˜™‘ Ÿ¡¸« ®。 „¬¦¹º, 540 ´  µ ¶ · ¸ ¹ º º 1  ¼ 27 ½ »  Table 1 Natural frequency of containment and polar crane model f / Hz †  1 Fig. 1 1 0. 339 5 5. 4317 2 3 0. 552 8 4 1. 029 1 8. 8449 3. 067 7 16. 466 6 3. 069 1 3. 086 1 49. 105 5  Structural model of polar crane 7 2 1  , ANSYS  1∶ 16   Shell181   ,  2 。   Solid185 ,  2 3 。 49. 083 49. 377 3. 103 4 8 3. 113 5 10 3. 305 1 9   49. 655 49. 816 3. 257 0  –—•˜ 52. 112 52. 882  †ŒŽ‘’“”™š› –—•†šˆ。 –—••–œ ž‘’—Ÿ’ œ“”Ž‘›•†šˆ’œ。 ¡¢, ˜  ™£¤¥¦£¤€‚, —Ÿš§›œ  El Centro žŸ¨Œ。 „¡• El Centro ¢©–— Œ,ª«£¤,Ÿ 5 s ¬™,El Centro  –—ŒŒŽ( ¢©)  3 。 ‡ 1∶ 16  ,˜™®¯ †•–œ,–—¥  ¦ † § ¨ © ª   1 / 16 ( 5 s  0. 312 5 s) ,«•–œ¬®°¯±°, ±²ª   2 Fig. 2   «£¤。   FEM model profile of simplified polar crane proto  type  2    2 2      „ †‡ˆ  1 。  1 ‰,1∶ 16   。 ­€‚ƒ,   10  16 , Š   †Ž‘‡’“,  ‰’”Š „•†‹“。  3 Fig. 3  ­‹ C f = 1 / 16,€‚ C t = 1 / C f = 16。 Œƒ„       1∶ 16 。   ANSYS  , 2    ˆ      ­€‚ El Centro ƒ El Centro seismic wave acting on containment foundation 2. 3. 1   4   1 ∶ 16 ©²¨ El Centro – — Œ ª  ƒ, ³ x ²¨  ¢ 土木工程·415· Ç5 È 541 ÉÊË,Ì:‰Š‹­€‚‘—¥”•ƒ– ( )  z  (  )  †­€‚‡ˆ。 。 ,  16  (0. 312 5 s    5 s) 。                '5      OPQMlSHIJo&S Mises vw - estu   a   Fig. 5     Mises stresstime curve at midspan of main beam of polar crane with FEM   ­€‚žŸ‰ Š”•¡¢‹      –Œ”•ƒ–—„£。 3      Fig. 4  b      (1) ž—¥¨©ª«‹, ’“˜£‘  OPQMlSHIJmno&pqr - estu ”•¬™,š› polar crane with FEM 16, C a = 1, C σ = 16, C ε = 16。 Accelerationtime curve at midspan of main beam of  4  、œž、、 ‘”•ƒ–, Ÿ C t = 16, C u = 256, C v = (2) ®­€‚¡ 10 ¯¢ ,   ,  ,­€‚ƒ„ †   ž£¤ ,žŸ‰  ¨°±²©£。 (3) žŸ‰¢ª Mises   5 ­€‚ 1∶ 16   El Centro ‰Š‹, ŒŽ Mises  žŸ‰ ¥¦ C f = 1 / C t = 1 / 16 ”•ƒ–,§Š ‡ˆ。 2. 3. 2  ’“¤„,¤†”•,¥¦§   '4 ­€‚š Mises ‘žŒ”•£,Ž¤‘     ,« ¬”•ƒ–,­€‚ƒ„®š ‡²©£›,’™。 (4) –Œ¯š› ‘。  Mises  ­€‚—¥°±¬™²¬。 ­€‚ (0. 312 5 s 5 s) , ’“”•ƒ–,  ‘ 16 。  5 Œ—˜ ƒ–—„£ž´—¥œ™ˆ¥¦ ,˜ ‹”•¸¹,ž´“œ™ˆ°±。 ‘   ,             16   5  ‰Š‹‘ 1∶ 16  ’™, ­€‚™,ƒ、ƒ„›† ”‡,œ™ˆ ·416·土木工程  1∶ 16 ³—¥—´µ³Œ,¯š›”• µ。 ¶¶,  ŒšŽ­€‚‘  ‹™ˆ ·£‘·‘ ( Ÿ¸· ) ‰Š 。 , ­€‚ ”•ƒ– xy+.: [1] 1∶ 16 ƒ„ º»¹. ¼³Œº¸»¼½­½¾———“ ¹¿™À” ¾§ ÀÁ[ J] . Á›Ã, 2016(4) : 104 - 106. † [2] NB / T 20234—2013 ­½ÄŠŷƧ ¿ ƒ–[ S] . Œº­ 542 Š ‹ Œ ‰   , 2013. [3] [4] Azeloglu C O, Sagirli A, Edincliler A. Mathematical modelling of [5] [12] Azeloglu C O, Edincliler A, Sagirli A. Investigation of seismic be [7] ,  .  [ J] . , 2000, 40(1) : 1 - 8. [14] Seismic - isolated Device[ J] . Journal of Convergence Information Technology, 2013, 8(4) : 977 - 985. [8]  ­€( ” ‚“ ƒ„  [9] Jin Y, Li L Z. Theoretical design and experimental verification of a 1 / 50 scale model of a quayside container crane[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechan ical Engineering Science, 2012, 226(6): 1644 - 1662. [10] ations with rigid body dynamics [ C] / / ACM SIGGRAPH 2014 Kaveh A, Aghakouchak A A, Zakian P. Reduced record method for efficient time history dynamic analysis and optimal design[J]. Yuan H T, Zhang J, Dou P L, et al. 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Department of Civil Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China) Abstract:This paper aims to investigate the law underlying wind pressure distribution and equivalent static wind loads ( ESWLs) of complex polyhedron tower crown structure. The targeted research building on a super highrise office building tower project involves collecting the fluctuating wind pressure time history data by the wind tunnel test of the rigid model; and calculating the windinduced dynamic re sponse and ESWLs under different conditions then by using the Consistent Coupling Method( CCM) . The results indicate that complex polyhedral surface of the tower crown structure has such a great effect on the distribution of wind pressure and the ESWLs that suction occurs even on some position of windward sur face; the strongest fluctuation in structural surface wind pressure and equivalent static wind load occurs on windward side and then on the side wind, with a stability on the leeward side; an obvious difference a rises between wind pressure distribution and ESWLs of tower crown structure in edge position and other positions, pointing to an edge effect. This study may provide a reference for the design of the complex polyhedron crown structure of super highrise buildings. Key words:tower crown structure; wind pressure; equivalent static wind loads; wind tunnel tests >?@A: 2018 - 03 - 14 BCDE: (51208254) ;( BK20160083) FGHIJK: (1987 - ) ,,,,,:,Email:chuchenhui@ 163. com。 ·418·土木工程 472 0 É Ê Ë Ì Í ª ‘ €  ££ ‘ Î 28 Ï ± ™,¢  £¤ CobraProbe, ˆ® ¤ ESP - 64HD、DTC Initium PC ¡‚¥ˆ®££½¾‹  、 Ÿ ­¦。 ,  、, , 。   。    ,   。  ,   。    ,­€ ‚ ƒ „ €† ‡ ‚Š , ‹ 。 Œ Š„“”•–。 —Š ˜™ š [9] ¢ [10] £¤„ œ ­¥ ‚ƒ’,¦§€ ¨©、 ‚。 Š €  „ 、†„ ªˆ ,€„ [11] £¤ªƒ„ ­€«‚ƒ¬ ,‰›¬ªˆ , ‰¬ª†‡®’¯Š。 ‹Œ, Ž‡ ˆ¯° “  ˆ‰‚±²ˆ。 ˜, ¡‰ Šœ‡ Fig. 2 †‡®  Œ,‘™ Complex polyhedron tower crown structure ‰›œ ˆžŸ¡‚ ƒ。 Š   € ˆ€ 1 [1 - 4] Ž‘ƒ’ [5 - 8] Fig. 1 ˆ‰ “ ˆš, ³  ˆ€ “‘“ˆ‹。 ­”’µ ‹ , Ž’´ 2 1. 2  ¢ 16 m / s,£‚ 330, £¿ 30 s, ¯ À 0° ~ 360°, ¯¿© 10°。 ªš «¬‘“‰Á® Š 100 ¬ Š、¯·¸¶‡ “ Ç  , “—  。 ˆ‰žŸ‚Š  “ 1  1. 1  ‰Šœ‡ ‡ “ ” ™ ˆš, ¹˜ 2 B §, ˜¨ˆ 0. 7 kPa, ¥¤€ ‡š§ –®, ‰›   Rigid body pressure measurement model ¶“®ƒ’‚•Š Š  A、B、C、D,¯›«¬‘“° Ã。 Äűœ˜ 3 º»² Æ®ž ȟ‚ƒ‰³‰¡。 š“‚¯ ¹˜ 4 º»。 €‹«¬¢“ °”, “ æ,¹˜ 5 º»。 ž•Ÿ, •¹˜ 1 º»。 ¡ 1 ∶ 300 ™ §‘“ º»,š›£¤ ABS œ–—。 € Ÿ×¡× €€ 24. 0 m × 4. 4 m × 3. 0 m。 ™Ÿš € ¼“™ž , £¤˜ NH - 2 Fig. 3 3  Coordinate system of stress analysis 土木工程·419· 4 ž 473 ,•:Ÿ¡¢‚Š‰•– F f ( t) ———,N。  ,    n n i =1 n i =1  y( t) = ∑ i q i ( t) + K -1 F f ( t) - ∑ F i F f ( t) = ( i q i ( t) - F i F f ( t) ) + K -1 F f ( t) , ∑ i =1 Fig. 4  4  Plane arrangement of model and wind azimuth :i ———; q i ( t) ———,m; F i ——— i ,N / m。  ­€‚ y b ƒ ‚ y r ƒ, y( t) = y b + y r , n y b = K -1 F f ( t) , y r = ∑ ( i q i ( t) - F i F f ( t) ) 。 i =1   „ ‚、  ‚ †‡ ˆ‚, 2 2 2 2 2 σ t = 槡σ b + σ r + 2 ρ r,b σ r σ c = 槡σ b + σ r + σ c , (1) Fig. 5 2  5    Measuring point layout of tower crown structure    , p i,θ - p s p i,θ - p s — — C pi,θ = — = — — , p t,h - p s 0. 5 ρ v 2h :C pi,θ ——— i  θ ; p i,θ ——— i  θ ,kPa; :σ b 、σ r 、σ c ———、ƒ ; ρr,b ———‚‰‚Š‹。  ˆŒ ( CCM) „Ž‘‚ƒ ‚†  ˆ ’“ Œ。 ­ CCM Œ  (1)  ‚。 € ,CCM Œ “‚ ­[9] 。 、 † ‚  ƒ, ” R a ‰•–— F e  , R a = R + g 槡σ2b + σ2r + sign( diag( C rr,c ) ) σ2c , :g ——— „ † ( ˜  ™ ) ; — R ——— ; C rr,c ——— ˆ— — p s ———,kPa; — p t,h ——— h ,kPa; — ρ———,kg / m ; 3 v h ——— h , 10 m / s。  ,    , — Mÿ( t) + Cy( t) + Ky( t) = F f ( t) , :M———,kg; C———; K———,N / m; ÿ( t) ——— ,m / s2 ; · y ( t) ———,m / s; y( t) ———,m; · ·420·土木工程 ‡。 F e = F + sign( R ) × ( W B F eb + W R F er + W C F ec ) , — — — :F ———•–,MN; F eb 、F ec ———•–—ƒ ˆ‚ ,MN; W B ———, W B = σ b / σ t ; W R ———, W R = σ r / σ t ; W C ——— ‚, W C = σ c / σ t 。 3 3. 1    ˆ‰š›、 œ‰ 474 ¤ ¥ ¦ § , , 6 。 ¨ Œ © © « 28 ¬ ª  D   。    , 。  A , ,   (0° ~ 40° 320° ~ 360°) ­, €  ,‚。  ƒ„ , 10  23 ƒ  90° ~ 270° ƒ„,  †‡‚ˆ ˆ。  7 ‚ ƒ  。  7 , ƒ    ƒŠ ƒŠŒ。 7 Fig. 7 ,  ‰ ,‹ Œ,     Mean square deviation of wind pressure coeffi cient between measuring points under different wind direction angle condition  8   。   8 Ž 18 ~ 25    1。 ‘ (  5) ,  ’“, ”•’  “ –­ 。 1 ~ 17  。 € —˜。 ”  6 Fig. 6  Distribution of wind pressure coefficient of typical points on each test surface  6 ,A  C 、B   ,™,š † – ™ 。 14  17  ­, ‚ 。 ›œ— ’、ž ­  €œ‘, €Ÿ‰。 ”¡œ‘, š ,¢£‰。 土木工程·421· £4  ,:¤¥¦  475 §­• 、 2% 、 259. 6 m   。  9 ,x、y  ­ 。  9 Fig. 9  €‚ƒ„    Equivalent static wind loads with wind azimuth change 1 †‡。  1  , 270°  ˆ†‰Š‹ ,†‰ 5. 54 MN。 1 Table 1   Equivalent static wind loads under most unfavorable conditions F e / MN θ / ( °)  ‰  ‰  x 4. 57 - 4. 43 190 0 y 5. 54 - 4. 85 270 80  0°、45°、135°、270°  , ­, ­ŒŽ  ‘  10 ’ “。   10a、 10d  ,   0° (270°)   C( D) ””,  C (D) ”Ž•”– Fig. 8 3. 2 8  Correlation coefficent of wind pressure between measuring points of each test surface    ,  ,  ( F e )     。   ,    ·422·土木工程 。  9  50 a —˜™,” ˆ  š‰。 ­ŒŠ, ›, Ž , C ” 6、14、17 ­( D  ” 5、14、17 ­) Ž‹• 。 €œ‚,ƒ„ œ  B、D( A、C) ” Ž  ž , Ÿ †¡ Ž( ‘ B、D ” 11、16 ­Ž,A、C ” 10、 15 ­Ž) Š‹—˜ 10 、11、14 ~ 17 ­Ž  。 ¢­ŒŠ, œ 476 ² ³ ´ © µ • ¤  ¤ ¶ 28 · ¥      。 ,  ,    ,  。  10a、10d ­ C( D)  €  ,B、D( A、C) ,A( B)  ‚ƒ , „ ,  ­ 。  †€ ‡, ˆ†€    ‚ ‰€Š ,  , ‰Ž„€。 ‹‚ƒŒ  10b、10c, ‹ 45° ( 135°) ) ‡Œ“‹,  ‘’。 †  B、 C   ( A、 B   ,  ;A、D  ( B、C  ) ”‹‡Œ“ ‹,ˆ ‚ƒ 。 4    (1)  ‰ € ‚–Š 5. 54 MN,‚€Š‹Š 270°。 • (2)  ‰ ‚、  ‰—•,  ˜™ ‘。  、   € ,Œ , €ƒ 。 (3) ‹ƒ 、   ’,‹ƒ —•。 ‹ƒ 、‹š„  —。 、  ‚  š„  Ž„—, ›‚‹ƒ œž—Œ。 (4) 。   ,  。 ,    : [1] [2]  10 Fig. 10 Equivalent static wind loads on measuring planes , ,  , [4] structure [ J] . Journal of Structural Engineering, ASCE, 2000, , ,  , . ¦“¡’‘ “„§¨[ J] . ¨ ¤­) , 2012, 43(11) : 4457 - 4463.   Zhou Y, Kareem A, Gu M. Equivalent static buffeting loads on 126(8) : 989 - 992. 。 ,  。 Zhou Y, Gu M, Xiang H F. Along wind static equivalent wind loads and responses of tall building: part I: unfavorable distribu neering & Industrial Aerodynamics, 1999, 79(1 / 2) : 135 - 150. [3] ,  [ J] . ¢£¤¤¥, 1998, 15(2) : 217 - 223. tions of static equivalent wind loads [ J] . Journal of Wind Engi  under typical wind angle ,  .  Ÿ ¡  Ž     ‘  [5] €ª, «• • •¤¤¥( ”© , ­¬€, . ®‚š¯°± 土木工程·423· Ó4 Ô –—˜,: ™ [ J] . ( ) , 2012, 46(3) : 448 - 453. [6]     [ J]. 65 - 68. [7] ,  , 2012, 42 ( 8 ) : [10]  , „,  .   [11] , ,  , .   [ J] . , 2008, 25(1) : 179 - 185. ‚ƒ, ‡„ [ J] . ,ˆ . Š . ­€  , 2012, 31(9): 1 - 8. 40 - 43. ,  [ J] . , 2014, 32 ( 3 ) :  , , .  ­  €      [ J] .   352 - 359. [8]  477  ‚ƒ[J].  , , , .   [9] ‚Õ  †  ­  , 2008, 27 ( 5 ) : ‰ , 2004, 22(4) : 529 - 532.  (  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  453 ) , 2005, 26(3) : 381 - 391. [5] [ J] . Ÿ‘ [10] ‹ ‹¢£, ¤¥,  ¨ , . “”•¡¦§€¡ - – –›© ƒ  [ J] .       (   ª  ) , 2017, 44(5) : 143 - 156. [7] ‹ †, ŒŽ‘, ‹’Š, . ‡«¡–—™š  ˆœ[ J] . Ÿ¡, 2008, 29(8) : 2070 - 2076. [8] ‰¬®. –¨ –›¯[ D] . Š‹: —°–›± ², 2011: 1 - 218. [9] ‰¬®, Œ, ˆŽ, . –¨ ·424·土木工程 –› ’, . ·¸–›¹¨”•– ¼½’[ J] . ¡“ [11] ³°´, ³ ¾, ¿À, . Á–¨ [12] Éʬ, ‡£Ë, ÌÍÎ, . ”•¸––˜ÏЙšÃ›Ñ œž­      [ J ] . Ÿ ¡    , 2007, 29 ( 12 ) : [6] ¶, ˆ –˜º» †, ŒŽ‘, ‹’Š. “”•–—–˜™š–› 1815 - 1822 ³°´, µ , 2013( S2) : 3627 - 3635. , 2010(12) : 120 - 126. [13] [ J] . ÆÇÈǐ, 2016(1) : 1 - 23. [ J] . ˜š ÛÄÅ , 2015(8) : 80 - 84. Éʬ, ¤¥, ˆ”, . “”•¸–¨Ò » –›’[ J] . Ÿ‘ •–˜º , (  ) 2017, 36(8) : 2018 - 2030.  27  6  Vol. 27 No. 6          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  11  -   , ,   ,  (  ,  Nov. 2017  ,  ­ 123000) ": ,  -  ­€ ‚ƒ„ †‡,ˆ‰†Š ‹Œ、Ž‘’“”•’–—˜™š。 ›œžŸ: ¡¢ £¤¥¦ §¨§©ªŽ«¬®¯°± ,²³ §¨§©´µ°±¶·。 ¡¢ ! ”•¸‘¹º„”•»¼’–½¾,£³€¿©½À。 ÁÂÃÄ¥¦ ‹Œ§,Ž ‘’ 1 / 4 ’Ž‘’ 4 ¡¢ £³€¿À。 ÅÆÇȀ¿¤É‘¹º„”• ™šÊ¾。 ­žŸËÌ͋ÎÏÐÑ。 #$%:¡¢ ;  - ; Ž‘’;  doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 06. 018 &'()*:TK124 +,-*:2095- 7262(2017)06- 0665- 05 ‹Œ +./01:A Experiment on models of heatfluid coupling in duallayer porous media Yang Wei, Gu Dongjie, Lu Chang, Fu Chao, Guo Hedong ( College of Civil Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China) Abstract:This paper is an attempt to investigate the law underlying the convective heat transfer of porous media under constant temperature differential thermal loading by analyzing the effect of the way of thermal load, the aspectratio, and different proportion of materials on solutions using experimental test and numerical simulation. Experiments show that in the case of horizontal thermal loading, the tempera ture of duallayer porous media tends to end with the steady value due to the extended time, and bottom thermal loading is accompanied by a nonlinear oscillation in the temperature of duallayer porous media depending on the extension of time; the greater proportion of the high thermal conductivity material in the model means the smaller temperature difference between the interior measured points; the application of horizontal thermal loading gives a smaller temperature difference in measured points of duallayer porous media at the aspectratio of 1 / 4 than at the aspectratio of 4; the temperature of the measured points in contact surface is more influenced by the high thermal conductivity material. The results verify the ability of the proposed method to predict the temperature change by combining the experimental data with numer ical simulation. Key words:duallayer porous media; heatfluid coupling; aspectratio; way of thermal load 2345: 2017 - 06 - 02 6789: €‚ƒ„ :;<=>?: “ †‡ˆ(51574141;51604142) ; ‰Š­Š‹ŒŽ‘’‡ˆ(201610147000012;201710147000252) ”(1965 - ) ,•,– ­—,˜™š,›œ:žŸ¡¢­,Email:lgdgr2005@ 163. com。 土木工程·425· " !  , 19  ,Darcy ,   ­€‚ƒ„ † [1] ‡ˆ‰Š 。 40 ‹,Brinkman ŒŽ ‘’“,”•–—˜™š›œžŸ。 ¡ [2] ,Fu C J ¢ £¤‡ˆ¥¦€§¨©ª« ¬ ®¯°±²‚ƒ³°´µ¶·¸ [3] ;¹º¢ £¤»¼½¾¿©À, Á½¾¿Ã 0 É   0. 9 cm, ž† 󺈉Š‹ †( y ¼) è$,­ 1∶ 1、2∶ 1 ¿  2 27 3 1 鐝 1 / 4 )², ²³ 6 cm × 24 cm × 24 cm。 •, ÃĜ^²ƒ¶;» 鐝 '½¥¾œ †( x ¼ ) è $, ­ 1∶ 2、1∶ 1、2∶ 1 ¿ إـ°‚ÚÛ·ÜÝÞßÎÏ。 à›’“ [5] ,á⢠£¤‡ˆ¥¦€§¨©ª«   ÒÓ&ÀÁ( ¯ 1b) 。            ‚ ƒ ³ ° ¸ 。 Ð Ñ ¾、 ã ä å [6 - 7]      èՐ‚¿‚ƒéÆ°êë¥ìé í¶·Âï。 ‚ƒ€³° 、ñòó¢ [8 - 9] »¼     æç Âï,ð 0. 3 cm ÃĨ^²ƒ¶, °ÄÅ、Œ‚Æ°ÄÅÇÈɂÊ˽¾ÌÍÎ [4] Ï;ÐѾ¢ £¤ÒӀ©ªÔ Õ¿Œ‚Ö× ¢ '½¥¾œ 1∶ 2、 ÒÓ& ( & 1、2、3) ÀÁ。 œ Â,®´?> ­ 0. 376。 »œ   #  666      ôõöô÷øù   a   4 Žó°¯.,œ ³°©Àúû«¥¦´, Óü žŸÇ¥ýþ§ Œ   ÿ ‚ Û · ~  Î Ï。 2017 ‹, } | {     [10] ¢    ¬®[®¯°èÕ\]Œ ‚³°,« œ^°_`@Ç?>ŒèÕ \]Œ‚³°·ÎÏÉ=ˆ。 <;,            Ë:^/°¯.Œ‚³°~-ß, +*:)²(²' Ò&   %”š( )² ) ; ±² ˕\'·、 ·Ç³°¢ ,      °”š&。  š‡©ÀéÒÓ©ÀŒ, æ)²'       b  §Œ•³°Û·ÎÏ。                        €   €» , •‚ƒ„ %†‡ 、 ˆ‰Š‹Œ 、 ŒéŽÁݑ’“ ; ®‚¿”•°–Ç    c ¬®°¯.,œ 1 𗧘 É  ™ ‡ Ž š , › œ ž † Ÿ ^ † ¡ ‘¢£ , •¤§¥· ; ¢£¦÷¿®‚¿‚ §¨ , ‚÷¡ØÆ°š¥ , ©š[®°ó ª«¬ 。   ÒÓ , ) ²         š       1 1 ­   1 1/4 Žó°¯.,œ Fig. 1 4  Experiment model Ê 1 2 ®)²ÒÓ©À¯ 1 °±。 ¯ 1a、c ,œ 4 )², •²³  0. 3 cm,®´?> ­  24 cm × 24 cm × 6 cm。  µ¶, ·¶;¸ÒÓ¹ 󺈉Š‹ 2. 5 cm,ž† ·426·土木工程 0. 420;­ Žó°¯.èÅ·,)²ÆǶ¥¾ ÈɎÊ˨、 œ^ŽÌ, •¤²ƒš³ 8 cmÍÎÏÐÑÒÓÔ; Ø®¥ 。 œ )² 4 )²,¹^ÕÙ@¢£: ©)²¬® “èý,¿þØ փ˶²ƒÎÏÈ×,،©À¬®ÙڎÛÖ ƒÚ‡,^†¹Õ@›ÖƒÜ¶Ý¼¶Ú。 Þ, ¦6 § ¨ © ,ª : , Ⅰ(12,2, - 12)、Ⅱ(12, 3, - 12)、Ⅲ(12,4, - 12)  , 1a   , 。  1 / 4  Ⅳ(2,12, - 12)、Ⅴ(3,12, - 12)、Ⅵ(4,12, - 12)   ,  - «¬®¯°±² Ⅵ(4,12, - 12)   Ž  ƒ ‘ ’ ‡ “ ƒ , ” x •–ˆ—˜,‰™š›œ,’ ŠžŸ。  1b 。      , 4  ,,            a       1        2 ‚­ 4  †‡。 ‚  2 ˆ‰, ƒ€ Šƒ‹†„ Œ†,  Ⅲ ( 12,4, - 12) Žƒ‘’‡“ƒ,” y •–ˆ— ƒ€„  ƒ¨©;130 min €¥Žª«†¬­„, ‘® 2b ¡¢‹£¤¢¯° 2, „。           3             ‹¡¢€¿°Š†‡ ’°¬„†œÀžŸ, Á¡žÂ¡¢  Œ †,      Š      ƒ ‹ †  „       —¬,¼•—½。 ›¾ 3 ˆ‰, ƒ€       ,º§·˜»™ €,šⅢ(12,4, - 12) ’Ⅰ (12,2, - 12) †‡。 ‚  2      c „†–€—, 2b ·¸° €,‡“„†–€ƒ¹; 2a、c  ƒ€„   ‘;140 min €ª«™š†¬­³。 ´•µ¶, 2a、c ,·¸€, ‡“ 3 ‚­ 1 / 4        ¢‹£¤¢ 2 ∶ 1  3, ‹ 2a °, Œ 20 min ‰ƒ¨©, Ž“”ƒ »€¿°Š†‡’°¬ „†œ。    ‹ 2a °, 2b Ž°±²’, 120 min €ª«™š†­³。 2c ¡ ˜»¡¢。 ƾ‹˜  b 20 min ¥ŽŽƒ‘, ¦§‰ ¾¢£‹€¿žÃ, µÄÅ       ˜,‰™š›œ,’ŠžŸ 2a ¡¢‹£¤¢ 1∶ 2  1, Œ 。 ­,£¤¢­, ¡¢‹£¤¢ 1∶ 2(  4)  2d。 ‚ 2d ˆ‰,  ,       2 1       1c 、 PID  , ;­€、  1a。 2 667 2   d      4  4  Fig. 2 Temperature variation curves of thermal load in horizontal direction when aspectratio is 4 3a ¡¢‹£¤¢ 1∶ 2  1, Œ 5 min ¥ŽŽƒ‘, ¦§‰ƒ ¨©;60 min €¥Žª«†¬­„, ‘®„。 3b ¡¢‹£¤¢¯° 2, ‹ 3a °, 3b ¤§ŽÇ¥; 80 min€ 土木工程·427· 668 ˜ ™ š › œ  ž  ž ¡ 27 ¢ Ÿ                                           a         a      1       1                                       b     b   2     2                                          3 Fig. 3      c   3  1 / 4   Temperature variation curves of thermal load in horizontal direction when aspectratio is 1 / 4 。  3c  2∶ 1 3, 3a , 3c   。 , 3a、c ,,   , 3b  ; ,  3a、c , ,Ⅵ(4,12, - 12) Ⅳ(2,12, - 12)  ­,€‚。 2 2   4 ƒ„  4  ­€ ‚†‡ˆ。 ƒ 4 ‰Š, ‚‹    Œ    , Ž ­   ‘ ’    Ⅰ(12,2, - 12)  “” ,• y –„ — ˜,†™š›œ‡ˆžŸ,”‰¡¢£。 ·428·土木工程    c      3  4  4   Fig. 4 Temperature variation curves of thermal load from bottom when aspectratio is 4  4a Š 20 min ¤‹  “,¥†™š› œ‡ˆ ¦§;40 min ¤‹¨©ŒªŽ。  4a  , 4b  †‡« ;120 min  ©Œ。  4c  4a ¦§ 。 ¬Š 10 min ®¯†™š›œ‡ˆ ¦§,  ‘’ “; ‚‹, ®¯ ž ,  20 min©Œ。 , 4a、c , ,  “, 4b  ; 4a、c ,   , ,Ⅰ(12,2, - 12) Ⅲ(12,4, - 12)   ­,€‚。 3  ° 1∶ 1  2 , “”•–— Ì6 â ± ,— : ° £¤¥¦§ - ¼Ö×·ØÙ , 5 , ,。       £¤, ¥¦  œžŸ¡¢。 4  669        (1) ˜™ £¤¥¦§¨  。 , £¤¥¦§¨         Š¨©ª©,  « , •‰; £¤¥¦§¨ ‰ © ª ©, ¬ ª §  §Š¨ «„ŠŽ‹   a   ,   。 4  (2) £¤¥¦§«®¯°˜™¨   。 ¬¤«®¯°±®, ¨   ±²。            (3) ³¯,          £¤¥¦§¨   (4) ´µ¶   b   ,     [1]        [2]        [3]   – ¬¤«®˜™ : Hwang K S. Fixedbed adsorption for bulk component system: nonequilibrium nonisothermal and nonadiabatic model [ J ] . c     ,   Fu C J, Zhang Z Y, Tan W C. Numerical simulation of thermal convection of an OldroydB fluid in a porous square box heated from below[ J] . Phys Fluids, 2007, 19(6) : 1 - 12.        Fig. 5 £ Chemical Engineering Science, 1995, 50(5) : 813 - 825.  5 4 ®。 1/4   1/4 ²。  ¤¥¦§¨    [4] 4  2b  5a、  3b  5b   :,  , ,  ,  ­。  4b  5c €‚:  ƒ„ †­€,­€‡ ­€‚ƒˆ„ ‰, ƒ„ƒⅠ(12,2, - 12)  † 。 Š‹ Œ‡ˆ,、‰ Š­€、 Ž‹‡ ‘’“,Œ Ž”•ƒ‘’“”•–—–˜™ —‘ š ›œ˜™, šž›Ÿ,¡¢“  ±, ·¸©, ¹º». ²³´´µ¶‘µ¶·˜ Zhan Naiyan, Xu Peiwei, Sun Shimei. Study on the stability and 3dimensional character for natural convection in a rectangular cav ity heated from below[ J] . Technological Sciences, 2010, 53(6) : 1647 - 1654.  Simulated value of temperature change ° ™[ J] . ²¼¸, 2014, 39(7) : 1257 - 1261. [5] [6] [7] ¹ º, ½¾», ¿À. Š¹Á¼´½¦§¾¿¼ ·[ J] . ›ÀšÁ¸, 2010, 31(2) : 314 - 316. Âó, ° Ã. ´Ä¨¾¿¼ŠÅÆ ÇÈÉ, Ä Å. ƶĨ¾¿¼Æʍ[ C] / / [ J] . ›ÀšÁ¸, 2012, 33(2) : 299 - 301. ÇÈËÁÈ. ÇÈËÁÈÌ 20 ÁÍÎÈÏÀÉ. ÇÈ: Ç ÈËÁÈ, 2014. [8] [9] [10] Ð Ñ, . ¤¥«®ÒÓÔÒÕÖ×·ØÙ[ J] . › ÀšÁ¸, 2015, 36(6) : 1315 - 1320. ÚÛ. ¤¥¦§‡ÜÝ¼‹·ÆØÙ[ D] . È: ¸®Á, 2016. Þßà, , ¹ , —. á ¤¥¦§¾¿ ¼·   Boltzmann   [ J] .  š Á ¸, 2017, 66 (20) : 1 - 9. (  ) 土木工程·429·  24  6  2014  11   UKF   Vol. 24 No. 6          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 1,2  , 2  , Bouc - Wen  1 2  ,  , Nov. 2014  2  (1.  ,  150022; 2.   , 1  ,  150090) UKF ":  , Bouc - Wen  UKF €‚ ƒ„, †‡ˆ‰Š ­ ‹ŒŽ‘’‡“”ƒ•、†–—˜”ƒ•、 ™š—˜”ƒ•›œžŸ  ¡¢“£¤¥¢, ¦§¨ ©‡ UKF  ª«。 ¬®¯°:€±²•³´µ, ¶·¸¹º»¼½¾;¿ÀÁ Âà ‹ŒŽ‘”ƒ•,Äņ–—˜,ÆÇÈÉÊ˙š—˜”ƒ•ÌÍÄÅ ‡“È UKF ւ¾¬× ɇΕ,ÏÌ¹Ð¦Ñ £¤¥¢Ò¡¢。 ÓÔÕ ­ €‚ ƒ„¦ØÙ Ú。 ; Bouc - Wen ; #$%: ; UKF;  doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 06 022 &'()*:TU317; TU352. 1 +,-*:2095- 7262(2014)06- 0651- 07 +./01:A ! Effects of initial parameters of constrained UKF on parameter identification for BoucWen model WANG Tao1,2 , WU Bin2 , MENG Liyan1 , XU Guoshan2 , ZHANG Jian2 , YIN Xiaoli1 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China) Abstract:This paper is specifically devoted to investigating the law underlying the effects of initial parameters of the constrained UKF on model parameter identification. This targeted investigation consists of developing an online parameter identification method based on constrained UKF for BoucWen model; performing numerical simulation to analyze the influence of initial parameters, such as initial state estima tion covariance, process noise covariance, measurement noise covariance and initial state estimate mean, on precision and convergence speed of parameter identification; and thereby producing the suggestion re lated to initial parameters selection. The results show that the constrained UKF offers a better robustness to initial parameters in the absence of model error; improved convergence speed and precision of parame ter identification can be effected by increasing the initial state estimation covariance, reducing process noise covariance, observing noise covariance using the real system and reducing the deviation of initial value from the real value of model parameter. The study may provide a reference for nonlinear model pa rameter identification based on the constrained UKF method. Key words: parameter identification; unscented Kalman filter; constraint; BoucWen model; initial parameter 2345: 2014 - 09 - 04 6789: ­€‚ƒ„ :;<=>?: ‰ ·430·土木工程 †‡ˆ(12511485) Š(1978 - ) ,‹,­ŒŽ‘,’€“,”•, †–—:˜™š›œž–Ÿ¡„,Email:hitwangtao@ 126. com。 652 0 3  4 5 6 Ð 7 7 2 24 9 8 *ç, ^_`。 Æúûüýþ *”, /µ¬•Ç}|#+–— 2n1 + 1     、             。 ­ € ‚ ƒ , „ † ‡ ˆ ‰ Š ‹ Œ [1] Ž    ‘ ’ “  ” • – — ˜   Œ 。 ™–š›œ‚ž–Ÿ¡–,™ ¢£¤œ ‚¥˜¥¦、§¥¦、¨©¥¦ª«¥¦ [2] 。 ¬,Bouc ® ¯°±²³ Bouc - Wen [3] 。 —´,Baber ® ‹µ¶·± Bouc - Wen  ,¸ ¹ º » ¼ ½ ¾ ¿、 À ½ ¾ ¿  Á Â Ã Ä Å 。 ÆÇȍÉÊËÌ,EKF ÍÎÏ ¢ÆÐÑ ÒÓÔÕ ¢¬Ö×ØÙÚ  [4] ØÙ®ÛÜ 。 ÝÞ EKF ßàÆá‹âã䵬å æç èéêëì,í Œîïœðñ,òó ôåæèéêëì。 ‚±æõ EKF öƍ÷ø,Juli er ®[5] ‰Š±ù úûüýþÿ(Unscented Kalman filter, UKF)。 ” EKF ï~,UKF }¢ }|{ [È\]^_эî`@?>, =ù •< ( Un scented transformation, UT), ;´:¢úûüýþ / - .-ãä,+*^_`。 UKF ~ñ ó¼ ^_`¸Ú`,Å。 2008 Ë, Wu ® [6] ¢ UKF Æ  Ø Ù º » ¾ ¿、Á , „ ,UKF , +ØÙ½Ú`,Å, ¸¹ñ [7] ^_`ÚØÙ。 Xie ® ‰Š UKF , +,¢‘ÆØÙ , ,+‰± UKF £  。 2013 Ë, )(®[8 - 9] Æ UKF ,+ ›‰Š±'& UKF(Constrained UKF, CUKF) ,+,,+ ¢Þ¬。 }¢ UKF Ÿ CUKF ØÙñ, ßà Š%$`#、 ÇÕ #Ú  #®ýþÿ%$, %$  ­"!ØÙ€。 £Þ Bouc - Wen | Œî, }¢æ#š‘ý þÿ%$£ØÙ"!‚ƒ•„ † ‡ô。 ‚,ˆ†‰Š Bouc - Wen ÆØ Ù#+,}¢>‰#š'& UKF ýþÿ %$£ Bouc - Wen ØÙ½ÚŠ‹ Œ½"!‚ƒ。 1  â Sigma ˜, Sigma ˜•Ç^_#Õ, ;´™ šî`•< Sigma ˜, œ›„œ^_`Ú #; Æ.-µ, ^_ Sigma ˜•Ç#Õ, ;´™šî`•<´ Sigma ˜, „œ `Ú#^_ڍž#, Ÿœ„œúûü¡¢ëì, ;´•Çúûü.#Õ,„œ^_´`Ú#ëì。 UKF #+£,+[10] ,‹â ¤Œî ¥‚¦§^_#Õ: x k + 1 = f( x k ,u k ) + v k , #Ղ (1) y k + 1 = h( x k + 1 ,u k + 1 ) + w k + 1 , (2) š(1) 、(2) ¬,x k ‚Œî^_0Ñ,x k ∈ R ;n1 ‚^ n m _0Ѩ;y k + 1 ‚Œî0Ñ,y k + 1 ∈ R ;m ‚ 0Ѩ;u k ‚Œî©ª;v k ‚ÇÕ , « ,¯>‚°, #ëì‚ Q k ;w k + 1 ‚¬® ,«‚¬® ëì‚ R k + 1 。 ‚ , ¯>‚°, # ^_`1“±²í³2 k µ2 k µ —³´µ,Œî^_#ÕÚ#Ց `,2 k + 1 µŒî^_`>。 `,2 k µ 2n1 + 1 â Sigma ˜ X k,i Úç š¶: X k,i = x^ k , i = 0, (3) X k,i = x^ k + 槡n1 + λ ( 槡P k ) i , i = 1,2,…,n1 ,(4) Xk,i = x^ k - 槡n1 + λ ( 槡Pk ) i - n1 , i = n1 +1, n1 +2,…,2n1 , W0m = W0c = (5) λ , i = 0, n1 + λ (6) λ + (1 - α1 2 + β1 ) , i = 0, n1 + λ W mi = W ci = 1 , i = 1,2,…,2n1 。 2( n1 + λ ) (7) (8) š(3) ~ (8) ¬,W i Ú W i ق`, Sigma ˜¯> m c 2 Ú#š¶;λ ‚ê·, λ = α1 ( n1 + κ ) - n1 ;† α1 õ± Sigma ˜”¯>¸¦, •†‚ -4 ¹º(10 ≤α1 ≤1) ; κ ‚2»âê·, •†œ‚°;β1 ±^_ x k ¼½Ø, £Þ¬¼,¾¿ β1 = 2;( ) i ÀÁÂÃëì 2 i Ž。  UKF  •Ç^_#՚(1) `,2 k + 1 µ/ Sigma - ˜ X k + 1,i ,ÄÅﺻÇÕ , UKF  }¢™šî`#+, `,2 k + 1 µŒî^_¯> Ž‘’“ UT •<Úúûüýþ X k-+ 1,i = f( X k,i ,u k ) , (9) 土木工程·431· 6 Ñ Ò x^ k-+ 1  P k-+ 1 : Ó ,Ô :„ UKF ¾¿¸ˆ§ Bouc - Wen ”•¸ˆÆµ r = αkd + (1 - α) kz, x^ k-+1 = ∑ W mi X k-+1,i , (10) i =0 2n1 Pk-+1 =∑ Wci (Xk-+1,i - x^ k-+1 )(Xk-+1,i - x^ k-+1 ) T + Qk 。 (11) i =0  k + 1  , k + 1  y k + 1  ( 2 )      Sigma 。   -  Y k + 1,i , Y k-+ 1,i = h( X k-+ 1,i ) ,       -  P yy,k + 1 : y^ - k +1 2n1 z = v - β | v | | z | 2n1 (12)       y^ k + 1    - 2n1 = ∑ W mi Y k-+1,i , (13) i =0 - c - ^ k-+1 ) ( Y k-+1,i - y^ k-+1 ) T + R k +1 。 P yy,k +1 =∑ W i ( Y k +1,i - y  ,  k + 1   x^ k + 1  P k + 1 : (15) x^ k + 1 = x^ k-+ 1 + K k + 1 ( y k + 1 - y^ k-+ 1 ) , ( 17 ) , P ­€, P - xy,k +1 - xy,k + 1 2 ¼´½ ²»“”•¾¿À¶–À¶ˆ。 Áµ,Bouc - Wen ”•¸ˆ¶´·¸¹–, º»–™º¼”•¸ˆªô½Ä。 ¾Å ’“¸ˆÆµÇ Bouc - Wen ”•¸ˆ,È k、 β、γ、n、α ¦ª¢ª¦¤ z。 ›„ UKF ’“Ƶ”•¸ˆ, Éʙ ¸ x: x = [x1 , x2 , x3 , x4 , x5 , x6 ] T = [z, k, β, γ, n, α] T , (21) ¦¤ d §¶ v ·432·土木工程 Ë¿ÀÁ, ÌÂà · i =0 (23) ‡,V = v - x3 | v | | x1 | 5 x1 - x4 v | x1 | 5 。 ›ÄÅ Runge - Kutta Æ´§ (23) žŸˆÆ´, x -1 x ÇÈ x k +1 = f( x k ,u k ) + v k = x k + ∫ ( k +1) Δt kΔt g( x( τ) ,v k ) dτ + v k , (24)  y k + 1 = r k + 1 = h( x k + 1 ,u k + 1 ) + w k + 1 = x6,k + 1 x2,k + 1 dk + 1 + (1 - x6,k + 1 )x2,k + 1 x1,k + 1 + wk + 1 。 (25) É Bouc - Wen ”•¸ˆÊš´µ k = 135 kN / mm,β = 0 2,γ = 0 2,n = 1, α = 0 02。 Éʚ ±²³ËÌ w k + 1 ÇÈÍÎÏËÌÐÍ, ʚÀƒ±²³  2% , ‡ÎѨ¬œÊš±²³Ò 0 84% 。 ¦¤À Á ÓÔÕÖ×¹ØÙÏК®¦¤ˆÚ, ¦ ËÌ ¤ÀÁ¦ : (22)  x 1   ·z   V  ·   · 0   x2   k    ·    0   x3   · β x =   =   = g( x,v) + v =   + v,    0 x4   · · γ       · 0  ·  x5   n        0  · ·  x6   α = ∑ W ci ( X k-+1,i - x^ k-+1 ) ( Y k-+1,i - y^ k-+1 ) T 。 ¯° Bouc - Wen ¢£”•ˆ‰¤¥ y = r,  2n1 [2] ±²³,È  ‚ Bouc - Wen  (20) «¬®¡”•¸ˆ。 ¬ n = ∞ ¦,Bouc - Wen ”•¯°¹“º± ²»“”•,³¦,k  α  (17) (18)  ƒ,  UKF   „ ,†‡ˆ‰„ Š‹Œ。  Ž‘„ Š, ’“”• –—,˜“—”•™—。 ‘ š„ , ›œ Sigma  ­„ UKF [9] ,€ ’ UKF ‚žŸ ƒ„¡ ž: ¢, ’£, Ž  „  Sigma †‡¤ „ ˆ ,¥¦§’„ ‰ Sigma Š¨¤‹, ŒŽ‘ ­©¢’ Sigma “”§•—; –,’—˜,› ™šª«© Sigma ,¬Ž„ ¦, Ž„  Sigma ›œž„ ˆ , Ÿ¡   ©®。 (19) ±²³;d、v、z ´µ ¦¤、 § ¶、¢ª¦¤; k、 α、 β、 γ、n ´µ ¨©¢£ª· - T (16) P k + 1 = P k-+ 1 - K k + 1 P yy,k + 1 Kk + 1 , (15) 、(16) ,K k + 1 ­€, - - -1 , K k + 1 = P xy,k + 1 ( P yy,k + 1 ) z - γv | z | , n (19) 、(20) ,r i =0 (14) n -1 653 ´  ÛÜ 1a ÝÞ;§¶ÀÁ›¦¤ß ,§¶ÀÁ¦ ÛÜ 1b ÝÞ。 654 ™ š › œ ž Ÿ ¡ ¡ £ 24 ¤ ¢                                                                   '1           Bouc - Wen @ABCDEFGH     Displacement and velocity inputs of   Fig. 1  BoucWen model       Ž:k ≥0, β≥ - γ,n ≥1,0 ≤ -6 α≤1。 23@?C Q = 10 I6 ; 123      @?C R = 7 839 6 kN 。 2      " ^x = [^z0 ,k0 ,β0 ,γ ^ 0 ,^n0 ,α ^ 0 ] T = [0,115,0 5,0 5,2,0 1] T , ^  ^    (26)     ">?@? P = diag( σ2z ,σ2k ,σ2β ,σ2γ ,σ2n ,σ2α ) = diag(10 - 6 ,10,10,10,10 - 2 ,10 - 2 ) 。      ,W_ UKF ­€‚ƒ„  3 1     Ê    Bouc - Wen 。      3    (27)         IJKLMNOPQRP †‡@?ˆ„ ‰Š, C1 23@? P0 = k P P, † ˆ‹ k P  0 1、1. 0、   10. 0 ËÌÍÎX„ ŒH, :Ž‘Ï ¡’“,” x^ = x^ 0 ,Q k = Q,R k = R。 ’• P0 Ž–ƒˆ‹ÇÈ 2 Ɂ。 „ З‘˜ˆ>?ˆ‹Ç* 1 Ɂ。  X„        '2 P0 S Bouc - Wen @ATUVWXYZ Fig. 2 Estimated parameters of BoucWen model with different P0 土木工程·433· ›6 ˜ Table 1 655 \] P0 ^TUVW_X`abSOP Final identification values and relative errors with different P0 k P = 0 1   / %    k 135 00 115 0 β 0 20 0 5 0 200 γ 0 20 0 5 n 1 00 α 0 02 130 000 11 11 k P = 1. 0   / %   [1 ž,•: UKF  Bouc - Wen ™š œ k P = 10. 0   / %   1 41 0 200 0 0 200 0  0 155 22 50 0 185 7 50 0 199 0 50  2 0 1 221 22 10 1 069 6 90 1 025 2 50 0 1 0 059 195 00 0 038 90 00 0 37      2 : ,  k P    ,    α  ,    2 5% 。            €Œ。    Ž‘‚’“”ƒ R k = k R R, „ k R † 0 1、1. 0、10. 0 •–, ‡       ‡ˆ‰—˜, Š x^ = x^ 0 ,P k = P,Q k = Q。  ‹   2。  ŒŽ‘    , P0  ­€‚ƒ , „ 。 †‡,ˆ‰Š R k          ,kP  0 1  10. 0, UKF  ‚  P0 ­‹ 3 2 cdefQRP  0 036 80 00 。  k P = 10. 0   :( % ) = 100% × |  -  | / 。    133 100 0 134 500      ™ 3 š›。        Table 2 \] R k ^TUVW_X`abSOP Final identification values and relative errors with different Rk k R = 0 1    k 135 00 115 0 β 0 20   / %     [2 k R = 1. 0   / % k R = 10. 0   / %  4 58 133 080 1 41 130 487 3 34 0 5 0 180 10 00 0 200 0 0 205 2 50 0 20 0 5 0 153 23 50 0 185 7 50 0 156 22 00 n 1 00 2 0 1 181 18 10 1 069 6 90 1 162 16 20  α 0 02 0 1 0 0 038 90 00 0 050 150 00  γ 128 810 100. 00     , – 。  k R = 1. 0 ·434·土木工程              ,   ,  α    7 5% 。 k R œ,žˆ–‰‘‚,Ÿ—¡ ˜¢‘‚’“™š–    3     :         ,  k R = 1. 0 ,Š‡ˆ‰‘‚’“”ƒ’“” ‘‚’“”ƒ•    :( % ) = 100% × |  -  | / 。   , ˆ£ '3 Fig. 3       R k S Bouc - Wen @ATUVWXYZ Estimated parameters of BoucWen model with different Rk 656 ª « ¬ ® ¯  ° ; ,k R , , 。 ,k R   ,  ,­ ,­€€‚                    errors with different Qk kQ = 0 k Q = 1. 0 k Q = 10 . 0   ‘ / %  ‘ / %  ‘ / %   135 00 115 0 133 681 0 98 133 080 1 41 132 728 1 68 β 0 20 0 5 0 202 1 00 0 200 0 0 195 2 50 γ 0 20 0 5 0 189 5 50 0 185 7 50 0 188 6 00  n 1 00 2 0 1 018 1 80 1 069 6 90 1 050 5 00 α 0 02 0 1 0 029 450. 00  0 038 90 00   ” 4 Š‰’˜:•™ˆ‰‘†‡ˆ,– k Q = 0 ,€‚š, Ž‘              €‚¡, 。  UKF  ,k Q  0   10. 0,        ­€€‚ƒ‚。 ˜§†‡,ˆ‰¤¨Œ©ª‚›¥¦ 3 4     ,­    œ„   。 , – ™ˆ‰Œ›œžŸ, Œ¡¢£„ ,«„ƒ¬ ®œˆ‰‘™š。   ›œ。 – k Q = 0 , ž—€‚ α Ÿ‹Š €‚Ž‘œ˜ 5 5% 。 k Q ,  Q k    —:‘( % ) = 100% × |  -  | / 。    0 030 50 00 ,¢£Š‰™š¤Œ¥¦,   k    Final identification values and relative ”        ’“‡“” 4 •–。  Q k    ‹Š€‚‹ŒŒ,Ž x^ = x^ 0 ,P k = P,R k = R。 €‚Ž‘‹‘‡ ’ 3。 Œ Q k €‚    ƒ„  Qk = k Q Q, †‡ k Q  0、10. 0、100. 0 „ †‡ˆˆ‰€‚Š‰,  Table 3    ƒ‚。 3 3  3    UKF  ,  10. 0,  R k  。 , ˆ€‚ ² 24 ³ ±   0 1  °      §   ƒ”¨©¯ x^ 0 = k x x^ , †‡ k x  0 8、 1. 0、1 2 „ †‡ˆˆ‰€‚Š‰, ‹Š  €‚‹ŒŒ, Ž P k = P, R k = R, Q k = Q。 Œ x^ 0 ˆ€‚ ’“‡“” 5 •–。 €‚Ž‘‹‘‡“’ 4 •–。       4 Qk Fig. 4 Bouc - Wen  Estimated parameters of BoucWen model with different Q k 土木工程·435· ¶6 ‘ ·   UKF  Bouc - Wen º» ¸ ,¹ : [4 Table 4             \] x^ 0 ^TUVW_X`abSOP Final identification values and relative errors with different x^ 0 k x = 0 8        657   / % k x = 1. 0 k x = 1 2   / %   / %    k 135 00 115. 0 132 471 1 87 133 080 1 41 134 134 0 64 β 0 20 0 5 0 200 0 0 200 0 0 201 0 50 γ 0 20 0 5 0 178 11 00 0 185 - 7 50 0 196 2 00 n 1 00 2 0 1 083 1 069 1 051 5 10 α 0 02 0 1 0 035 75 00 8 30 6 90 0 038 90 00 0 043 115 00 :( % ) = 100% × |  -  | / 。       5 : ,k x  0 8  1 2, UKF                  x^ 0    。 ,  ,,    ­。 €‚, x^ 0 ƒ„ †,  ‡ˆ­€‰­。       α   8 3% , ,    4      (1) Š‹ UKF ‚,       ŒŽƒ‘’“”, ˆ‰Š‹—ƒŒŽ。     ‰  “ ‹ ” 。 ž • Ÿ – “  Bouc - Wen —。   ,š’›,  ¢£¤¥。        ¯, ˆ­€‰­。    (4) °˜™          x^ 0 S Bouc - Wen @ATUVWXYZ Estimated parameters of BoucWen § ‡ ©ª«ˆ‰ ‰€“¬®¯ ±†。 Ti+.: ¨„ ¶. °±²˜™·Š¦³ŒŽ[ J] . ¸• [1] ²³´, µ [2] WEN Y K. 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": OpenSEES  €­ ‚ƒ„ †‡ˆ,‰Š‹ŒŽ‘’“”•– —˜™š†š›‚œž™€ Ÿ,¡¢£¤¥¦§ ¨©¦ª«。 ƒ¬®: ¥¦§¯ L p °±‘²³´µ† ¶·¸’“”¹ º¹» K € ‚„ ¼½Œ‡ˆ,¾ª¿ÀÁ L p ° K † ­ Â。 ÃÄÅÆ ‰ OpenSEES ÇȁÉ。 #$%:OpenSEES; £¤Ê¥¦§; ËÌ ; ÍÎÏÐ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 02. 023 &'()*:TU398. 7 +,-*:2095- 7262(2016)02- 0224- 06 +./01:A Sensitivity analysis of modeling parameters for OpenSEES based on reinforced concrete columns tests WANG Tao, SUN Yan, MENG Liyan, XUE Zhicheng, DU Wenxue ( School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:The OpenSEES is an open structure nonlinear analysis software combining the latest re search development which has received a wider attention from researchers and engineering area. Structure modeling forces an artificial definition of parameters of elements and model. The verification of the effect of parameters on simulation accuracy builds on the quasistatic test of the middle columns involved in the blind experiment of reinforced concrete frame structures in Tsinghua University and a resultant analysis of modeling parameters sensitivity for the displacementbased beamcolumn element. The results show that the hinges length L p and the strength enhancement coefficient K of the core concrete caused by stirrup constrains have obvious influence on simulation results. The recommended value of L p and K are given. The study can provide useful reference for structure modeling using the OpenSEES. Key words:OpenSEES; beam with hinges element; fiber model; hysteretic curves §¨©ª«¬®›œ¯°žŸ¡¢ ± ²³´,†µ,§¨›¶¥ ›¶·¸¹ªº [1 - 2] 。 § ¨ › ¶ ½ » ¾ ¿ À Á ™  à »¼ Ä:ª©†µ›œ¯°ÅÆǸ¹ÈÉ;Ê© ËÌ͹ÀÎÏÐ ¹ÕÖ。 ÑÒÓÐԺǷ¸ 2345: 2015 - 09 - 30 6789: ­€‚ƒ„ :;<=>?: ‰ ÚÛܛœ ÝÞ,Œßàáâ —ã¶,ä嗘ÍæӁ ç èéêë。 ìÏÐíîïðñ ìÏ、 [3 - 4] 。 ƒòóô¤ ñ ìÏ、 õö÷°øìÏ ùú[5] ûüƒòóô¤ ñ ìÏýþ  。 †( QC2013C055) ;‡ˆ€‚ƒ„ †(51408157;51308159;51308160) Š(1978 - ) ,‹,­ŒŽ‘,’“”,•–,—˜™š:›œžŸ¡¢、›œ£Ÿ hitwangtao@ 126. com。 ·444·土木工程 OpenSEES ©ª«¿×ØÙÚ ™¤¥¦,Email: ë2 ì í î,Œ:¾¿€‚ƒ OpenSEES éˆïð  C  D,    ,    ­€‚ƒ„ 225  †‡ˆ K  ‰Š‹ŒŽ‘。  1  1 1           ,˜™š› ¢£  ”•–— ”•,œž 1 Ÿ¡。 、 ¤¥“¦ ­ [6] §‰¨©ª«¬® ¯° ­³´²©µ¤¥, 。 —±² a  C   ’“    ­¤¥¶ ·,¶·¸¹º»¼½«。                    Fig. 2     Fig. 1 1 2 2 1  D  C D  Test hysteresis curves of middle column C and D Ò:h———†; F———¼ØÃ;  A g ———µ; Divide of beam with hinges element A s ———Ù F0 “¦š  ¾¿€‚ƒÀÁª« C、  D ‰Âà [2] 。 Í¿µ。 F0 = 0. 85 σ′c( A g - A s ) + f y A s , Ò:σ′c———€‚ƒ 28 d Ò(1) Ò (2) 0. 5h ~ 1. 0h [9] 。 , Þß [7] ÊËÌͿΪ Ïа”‰ªÑ‹Œ,   L p Қ L p = 0. 08L + 0. 022d b f y ,      Lp — à 。 ãä  57、110、165、180、220 mm , ­°‰ª (1) ¢£ž 3a ž 3c â,Հ«åÔÕÒ(1) d b ———Í¿; f y ———Í¿„。  áâ²   Ò:L———¯ÅÓ; Öק ÄÅ  Ü   Ý Ò,   Õ    C  (3) Ú„。  š 165  57 mm。 Û  2008 É,Sungjin Bae ] ( Lh ) + 0. 25, (2)  1992 É,Paulay  Priestley  [ ( ) ( ) ÄÅÆÇÈ®œž 2a ž 2b Ÿ¡ 2  Lp A F = 0. 3 + 3 s - 0. 1 F0 h Ag    1 2 b Ñ°ž 3a ~ 3e Ÿ¡。 ÄÅ Å ‚ƒ„ÕÔÕÒ (2) 。 Ò(1) ‹Œ Ä æ çè¯ÅÓ、Í¿、Í¿ [8] ÔՀ‚ƒ°”  , Қ „,† D  C ‡ˆéˆ‰­¸, æŠ, Õ D ‹ê C ­¸ 。 土木工程·445· 226 » ¼ ½ ¾ ¿ ¢ À À  26 à Á   ,    [10]  ,       N  K xy =      a    L p = 57 mm           N [ Σx Σy ] n =1   N Σ xn yn n =1 2 n n =1 2 n 1/2 , (4) :x n ———; y n ———; N———; K xy ——— ,  ,   1   。   K xy   ­€。      b    L p = 110 mm       ‚ƒ „ †‡ˆ‰ , †‡ˆ 57、110、165、180、220 mm , Š‹‚ 1、2、3、4、5 ŒŽ‘Š’。 “‚ 1、 ‚ 2,”Š•– ­, €‚ —˜‚ 1、 ‚ 2 ™š 。 ‚ 3、 ‚ 4、‚ 5 ™š ›œ 4 ž。               c    L p = 165 mm                Fig. 4   '4      XYBCDNO\]M^Z_#`a Correlation coefficient with different plastic hinge length schemes     d    L p = 180 mm  Ÿ¡œ 4 ƒ,  š „        ©ª‘‘¢      Fig. 3 e    L p = 220 mm   VWXYBCDNOZRSTUM[ Comparison of hysteresis loop with different plastic hinge lengths ·446·土木工程  η: L p = η(0. 08L + 0. 022d b f y ) ,  '3 ¢“ L p = 165 mm、L p = 220 mm  。 £†,™“¤ C ¤ D † ‡ˆ‡ˆ 180 mm。 ¥€,™ †‡ˆ¦§‰Š (1) Ž‘‹¨ŒŽ,  ™š  †‡ˆ L p = 180 mm , ™ (5) ‘¢  η ŒŽ’„ŒŽ« “,ˆ η = 180 / 165 = 1. 091。 2 2 (5) †‡ˆ 6K&L C M K (P Ž‘¬®”, ¯°±²³¬´ µ“ Kent - Park  ¬  ¶    ¨ · ¸ ¹ ² ³ Con crete01 [11] 。 Kent - Park ¬•ºš–—˜™ ¢2 £ ¥,Ž:¦ˆ‹Œ OpenSEES ¡„§¨’ž© ¤ f yh 。 (11) 300 ­€ ,  ‚ ­ƒ€„ :   Kσ′c、   ε c = 0. 002K、   0. 2Kσ′c、  ε max 。 ‚ƒ, K  „ 。 €†‡ C ˆ€‰Š‹ŒŽ‘ €, † ‡Œ (9)  ’。 ˆ (9) ‰“”•– K = 1. 281 1,€—˜ƒ™ 5 š›。 œ,Š K žŸ ‹ 1. 2、1. 4、1. 5、1. 6、1. 7、1. 8 Ž‘¡, Œ €—˜žŸ™ 6 š›。 。 Concrete01  :   ε c ≤0. 002K , 2 2 εc εc , (6) - σ c = Kσ′c 0. 002K 0. 002 K  ε c > 0. 002K , (7) σ c = Kσ′c [ 1 - Z m ( ε c - 0. 002K ) ] , ( [ ε max = 0. 004 + 0. 9 ρ s )] (8) σ c ≥0. 2Kσ′c, (6) 、(7) ,ε c  ;K  ,K  ρ s f yh K =1 + , (9) σ′c :f yh ———,MPa; ρ s ———。 ( 7 ) , Zm        ,   3 + 0. 29σ′c + 0. 75 ρ s 145 σ′c - 1 000 :b″ ———  s h ———。     b″ - 0. 002K sh   Zm = ,  (10) ;     0. 004;   Fig. 5                  a      K = 1. 2 b         K = 1. 4 c          d  K = 1. 6 Fig. 6  6    K = 1. 5                                                          5 K = 1. 281 1  C  Comparison of hysteresis loop for C column with K = 1. 281 1       槡   ε max     ( )  0. 5  227 e         K = 1. 7 K  C  f    K = 1. 8 Comparison of hysteresis loop for C column with different K value 土木工程·447· 228 ¤ ¥ ¦ § ¨  7  C  K      。  7  ,K  ,     ,   © « 26 ¬ ª ‡ˆ 1 . 05 % 。 2 3  D  K  ƒ‰Š‹ D ŒŽ‘, ”。 • ” – —   L p = 180 „’ ( 9 )  “   。   K  ­ ,  7  K mm。 ’(9) †‡ ˜™š›ƒ „ K = 1. 260 4,œ 8 €ž。 ˆ  €  ‚      。     ,  ƒ „  K = 1. 281 1 0. 962 8,  K = K Ÿ¡ 1. 1、1. 4、1. 5、1. 6、1. 7、1. 8 Ž‘¢, 1. 4   0. 972 9。  K < 1. 4  ,  K †  ,  K > 1. 4  ,   K † © K  1 . 4  K ƒ „   1 . 09 ‚ ,       。   K    ,      ,    ‚Ÿ¡‚ 9 €ž。 ‰ 9 ,K ,  ­ 。  K ƒ„€ ,    Š£         。  K                7 Fig. 7           C  K  Correlation coefficient curve for C column with dif Fig. 8 ferent K value       D  8 K = 1. 260 4  Comparison of hysteresis loop for D column with K = 1. 260 4                                      a       K = 1. 1 b       K = 1. 4 c                 d  K = 1. 6 Fig. 9 ·448·土木工程      9      K = 1. 5                            K  e         K = 1. 7 D f  Comparison of hysteresis loop for D column with different K value   K = 1. 8 Û2 Ü Ç È,š:“”•–—‹ ,, 。 K ,   。 10  K 。 10  , K , 。 K   1. 260 4  0. 915 1,K = 1. 5    0. 950 2。  K  , K  1. 5  K  1. 19 ,  3. 84% 。  OpenSEES Ž¢£¤ž¥¦ : (1) œžŸ©  K €€,Ž K  ξK  1. 14。 :  ˆ°Ž±²Ž±³‡ˆ‰Š‹ŒŽ. “”•–—´µ ³˜ˆ‰‘ ¶·¸’“Ⅲ: ¥¦ ”¹•, –—, ˜ ™, š. “”•–—´µ³˜ˆ [ J] . Ž±³, 2012, 42(11) : 27 - 30.  [2]  ‰‘ ¶·¸’“ Ⅱ: ›³º‘ ³, 2012, 42(11) : 23 - 26.  [3 ]  [4]       ¥Ž¦, § ¨, ©ÁÂ. ™š OpenSEES  RC ¾‹ªÃº 29(2) : 82 - 87. different K value [5] [6]  , ­ K € (9) ‚ƒ„, †‡€ˆ‰Š K  ρ f K = ξ K 1 + s yh 。 σ′c ( [ J] . £¤Ž±¿À, 2009, 31(3) : 49 - 52. £« Ä ¬ ‘ D  K  ) [ J] . Ž± œž—, »Ÿ¡. OpenSEES ˆ¢¼½ž¾‹„¡¶·  Correlation coefficient curve for D column with  ξ K : ª«, ™ L p €€, Ž (2) ‚”ƒ„ †¬®¯•–—  K ­ª«,­   Fig. 10 ­ š€(1) ­œžŸ© L p  η  1. 091。 [1]  10 229     [ J ].  ³ Å Æ ®, 2013, °, ±²³. ™š OpenSEES  RC ‹˜ Ç È, ¯ ´ µ. ÎÏ­¶ÐÆ· OpenSEES ¥¦[J]. ÉÊËÌ¿²²Í, 2016, 26(1): 89 - 94. “”•–—³½ ž¥ ¦ ˆ  Ñ ’  ¸ ¹  º [ D ] . » ¼: » ¼  ², 2004: 13 - 20. [7 ] PAULAY T, PRIESTLEY M J N. Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings [ M] . New York: John Whey & Sons, 1992. BAE S , BAYRAK O. Plastic hinge length of reinforced concrete (12) [8] ­ C ‹ D ‹Œ,K   ξ K Ž‘  K [9] , ξ K = (1. 19 + 1. 09) / 2 = 1. 14。 [10] ©½¾, ¿Ò, ÀÁÂ, š. ÓÔÃÄÅÆÕÖ×ØÇ [11] SCOTT B D, PARK R, PRIESTLEY M J N. Stressstrain behav  3  (13)  , ™š‘› œžŸ„¡‚ƒŽ¢£¤ž¥¦,§¨ columns[ J] . Aci Structural Journal, 2008, 105(3) : 290 - 300. MEHMET I, BAYTAN O H. Effects of plastic hinge properties in nonlinear analysis of reinforced concrete buildings[ J] . Engineer ing Strutures, 2008, 28(11) : 1494 - 1502. ÈÙÚ[J]. ÓÔÅÆÅÆÃÄ, 1998, 18(1): 109 - 112. ior of concrete confined by overlapping hoops at low and high strain rates[ J] . Aci Journal, 1982, 79(1) : 13 - 27. ’“”•–—‹˜ (   ) 土木工程·449·  29  2           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2019  03  Vol. 29 No. 2 Mar. 2019  Runge - Kutta  1  ,  1,2  , 3 4  ,   (1.  ,  ­ 150022; 2. €‚ƒ„  †‡ˆ,  ­ 150080; 3.  ­‰ Š‹†‡,  ­ 150090; 4. ŒŽ‘  , ’“ ’“ 132012) ! ": , Runge - Kutta(RK) ­€‚ƒ„ †‡ˆ。 ‰Š‹ŒŽ‘’“”,•–—˜™š›‡­ œ RK ­žŸ’ ¡。 ¢‹£¤¥¦§¨­(SRK) ¡©£¤¥¦§¨­(MRK) ª« RK ­  ¬‡­,® ¯Š‹ŒŽ‘’ƒ„¡©ŒŽ°‘’ƒ„±²³´。 ƒµ¶·,¸ ¹º»¼ ­¡»¼ ­½¾,RK ­¿ÀÁžŸ’Âá。 ÄÅÆǾÈ –,RK ­žŸÂÃÉʆËÌÍÎ,ϓžŸÂÃÐÑ 2. 6 ~ 3. 0;Ò Ω  0 ~ 0. 75 , ­ ÆǾ¡ÓÔÕ´Ö×ØÙÚ。 ÄÅۃ„܁ÈÝ,‹£¤¥¦§¨­Þ ßàáâ,© £¤¥¦§¨­ãä吝 RK ­æç’è,¿ÀéÞ 。 #$%:; Runge - Kutta ­; žŸ’; ; ©£¤¥¦§¨ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 02. 020 &'()*:TU317; P315. 8 +,-*:2095- 7262(2019)02- 0230- 09 +./01:A RungeKutta algorithm behind realtime hybrid test based on multistep restoring forces feedback Meng Liyan1 , Wang Tao1,2 , Han Muyi3 , Zeng Cong4 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China; 3. Architectural Design & Research Institute of HIT, Harbin 150090, China; 4. Institute of Civil Engineering & Architecture, Northeast Electrical Power University, Jilin 132012, China) Abstract:This paper seeks to achieve a higher accuracy of explicit numerical integration in the slow and realtime hybrid test by solving structural motion equations using the classical RungeKutta( RK) al gorithm. The study describes the analysis of the stability and the accuracy of the RK algorithm for a linear singledegreeoffreedom system using the method of amplifying the spectral radius of matrix, the pro posed application of the two algorithms, single restoring force feedback method( SRK) and multistep re storing force feedback method( MRK) , in realtime hybrid experiments, and the subsequent numerical simulation of hybrid experiment involving singledegreeoffreedom linear structure and multidegreeof freedom nonlinear structure. The results show that the RK algorithm features a higher stability boundary and accuracy than both the conventional center difference method( CDM) and the realtime center differ ence method( RCDM) . The RK algorithm exhibits a more volatile stability boundary due to an increasing damping ratio, with the whole stability boundary ranging from 2. 6 to 3. 0 In the case Ω ranging between 0 and 0. 75, both numerical damping ratios and period distortion of the RK algorithm are close to zero. Along with an increase in the stiffness of the substructure comes a sharp decrease in the calculation accu racy of the single restoring force feedback method and the MRK method owes its higher accuracy to the in heritance of the excellent numerical performance of the classic RK algorithm. Key words:hybrid testing; RungeKutta algorithm; stability; accuracy; multistep restoring forces feed back 2345: 2019 - 01 - 05 6789: ””•–—˜™†‰š›†œž(2017) ;”Ÿ¡œž( QC2013C055) :;<=>?: ¢£¤(1977 - ) ,¥,¦§”Ž¨©,ª«¬,®¯,†‡°±:²³°,Email:1145331175@ qq. com。 ·450·土木工程 :2 @ 0 .-,,Ã:ä”>Þ=«   ­€。 ‚ƒ„  ±² RungeKutta ¶ †ƒ Ÿ®„>¢í£Ÿ®–‡ ®。 1 §¨©¦§ª­ƒ «¬®,  ¯°¤±², ³´ˆ‰ †µ [1] ±²® 。 ¸¹¶º»ŒŽ ¼½¾¿ÀÁ®ÂÃÄÅ。 ¶ ÆÇÈÉ ÊËÌÍΩ·ÏÐ,ѾÒ¤µ¶À²,ÓԈ ±²®Õ¡。 ªÖÑ×, ع¶ ÆÇ¡¢,ºÙ µ¶Ú,ÙÛÜ ¥¦ ”±²。 ¦§Î½, ê褱² ßåæž( Realtime central difference method,RC DM) 。 S. Y. Chang [3] êè ع»ŒŽ¼½ ë˜ «,‡±²ƒßìíع¶îï¤ [4] ¸¹¶。 ðñà ê褦§ò¹ óæž ôõ,ö S. Y. Chang  ï£Ø¹±²ƒ [7] ¶,÷ѳ¶øŽ¼½。 B. Wu [5 - 6] žüý똫 OS ¶„ Chang þ ÿ¤¦§ôõ,~}|§{[\ ]æÊö¶^ §‘_。 `@,ê褻ŒŽ¼½ Ø [9] [10] ¹œž¶, ?Þ 、CR ¶ 、 ôõ  ž ‡£ý±,çè’Ü RK ¶¡¢—˜™ 。 —˜™£ Ma + Cv + Kd = F, (1) ¹ß:M———²¿”•; C———Ÿ®[\‡ ”•; K———Ÿ®|§”•; d、v、a———àáó¿、 ¦§ó¿„©¦§ ó¿; F——— ³´µó¿。 Ž‘,Õ‚—˜™þÿ_¶,·£ ­€™。 ;­€ Z £ Z = { d, v }T , ¸í¹(1) · Z = f( Z,F) = · [8] „ùúû RK ¶§¢¨©ª† †œž«¬, É®Èܔ¡¢ —˜™。 ¯ß§>¢í§Ÿ°®– £¤‡Ýޜž¶ßعµ¶àá、 ¦§â [2] 㩦§,B. Wu ä”ßåæž ( Central differ ence method,CDM) çèé  ™ ‰±² »´ †¶¤š¶  RK  ‡ˆ‰Š‹ŒŽ ŒŽ‘’“”•–—˜ 。 £¤ ¥¦ ™,š› †œž‡Ÿ¡¢ ¶„©· 231 Þ=  « <  ( SRK ) „ > Þ =  « <  ( MRK) Ÿ±†;¡žš›¢í§ 、  ,   < ­€™£ 0 1 (2) [ - M K - M C ] Z + M F, -1 ¹ß, f £­€™º ó¿。 -1 -1 ,F ª»”‡ˆ ³¼½ Rosenbrock - W ¶ [11] Ã。 , ?^§ »©‡: i Þ ­€ Z i „¼½F i ², š›¾¿  RK ¶ع¡¢‡: ¦§Ø¹œž¶­€ Å。 [12] ع  Runge - Kutta ¶ ( RK) º^ (3) §?、µ¶›™ßîÞ¾ÈÕµ¶?  ÃÄÅ, ‡ ¬、 ¬Ã>  Ü。 ÷Ñ,í” RK ¶ ¡¢ ž™, i +1 Þ ­€ Z i + 1 : Δt Z i + 1 = Z i + ( S1,i + 2S2,i + 2S3,i + S4,i ) , 6 ¹ß:Δt———œž² Þ; S1,i 、S2,i 、S3,i 、S4,i ———­€À² Ã[ t i , t i + 1 ]  ŸÄŸÅÚ。 ² È ܔ¡¢ ܑ —˜ [13 - 15] ™。  ‚ RK ¶ ܔ ß,¡¢—˜™。 ÷Ñ,‡¶ ܲý¶ þÿ¤,‡œžÞߏß ­ ÁŸÄŸÅÚÀ­€Æ S1,i = f( Z i , F i ) , ŒŽ‘’Ü“”•–—Ð ¶‡¡¢—˜™² š› †™ëš›ž˜ ž˜ RK ¼½®„^§, õœ®; ÷žêè ­€Å¶/ý Á ªÇ,žü£  S2,i = f( Z i + S1,i Δt / 2, F i ) ,   S3,i = f( Z i + S2,i Δt / 2, F i ) ,   S4,i = f( Z i + S3,i Δt, F i ) 。  €ý =«î‚ƒ。 „ , ýß RK ¶ †®¨±†þÿ‡ˆ‰Ø Šž‹。 ß ­‡ÁŸÂ (4) ‡­€ Z i + 1 ž, í¹ (2) µ¶: i + 1 àá d i + 1 、 ¦§ v i + 1 。 Ȃ d i + 1 、v i + 1 ǽ : i + 1 ޗ˜™,µ¶: i + 1 Þ©¦§ Þ 土木工程·451· 232 ½ a i + 1 , ai + 1 = M -1 ¾ ¿ À ( F i + 1 - Cv i + 1 - Kd i + 1 ) 。 (5) ,  i  ­ i + 1 €‚, ƒ„、  。 RK ­  ›Œ‹–。 (6) œ:m、c、k———Žž、Ÿ¡ ¢; d、v、a———ƒ„、 。 †‡ RK †˜‡ˆ, “¤ž Y: ‘’£ Y = { d, vΔt }T , (7) •† Y = { v, aΔt }T 。 · Y = f( Y) = · ¥¦ 0  (6) § [ - kΔt / m - c / m ] Y。 (9) ( Δt) 2 2 ( Δt) 3 3 ( Δt) 4 4 G + G + G Yi 。 Yi + 1 = I + Δt G + 2 6 24 A = I + Δ t G1 + } ( Δt) 2 2 ( Δt) 3 3 ( Δt) 4 4 G + G + G , 2 6 24 œ:A———†˜‡ˆ; I——— G= ƒ‡ˆ; 0 1 / Δt 4 Ω ξΩ (1 - 4 ξ2 ) + (1 - 2 ξ2 ) , 6 6 2 A21 = - Ω 2 + ξΩ 3 + 3 Ω ξΩ (1 - 4ξ2 ) - (1 - 2ξ2 ), 6 6 4 5 2ξΩ Ω (1 - 4ξ2 ) 2 + (1 - 2ξ2 ) + 2 3 2 3 Ÿ¡¬, ® ω = œ:ω、 ξ———¥¦« 槡k / m 、ξ = c / (2mω) ; c———Ÿ¡。 —†˜‡ˆ A ˆ¯¨©ªª«,A ¨© λ † ‰—°¬,±’›œ† λ1,2 = a ± bi, (10) 1 2 1 3 2 2 Ω + ξ Ω + ξΩ - 2 2 a = 1 - ξΩ -   2 3 3 1 4 1 2 4 1 4 4  ξ Ω + Ω - ξ Ω + ξ Ω , 24 3 3 3   2 1 -ξ 2 3 槡  b= ( 6 Ω - 6 ξΩ - Ω ) + 6   2 槡1 - ξ ( 4 ξ2 Ω3 + ξΩ4 - 2 ξ3 Ω4 ) ,   6 (11) ”†˜‡ˆ A Š‹š ρ( A) † ¨(11) ©®(12) ¥: (12) 1 2 1 1 1 8 + Ω7 - ξ Ω ρ( A) = 144 18 2 { ( ) ( )} + 1 1 4 1 1 Ω ( - + ξ ) +Ω ( ξ - ξ )} + { 18 3 3 3 2 8 16 1 Ω ( ξ ) +Ω ( - ξ )} + { 3 3 2 2 6 4 4 3 3 5 3 1 1 { Ω2 ( 8 ξ 2 ) + Ω ( - 8 ξ ) } 2 。 2 ‹, 1 2 1 2 (13) ‘³´‹,  ρ( A) ≤1,±µ²¦ RK ‹– [ Ω ] 。 †‡™š›œ,¨†˜‡ˆ A ›œ†žŸ: A11 A12 。 A= A21 A22 ·452·土木工程 A12 = 1 - ξΩ - ¯,°² [ - kΔt / m - c / m ] 。 [ 3 2 2 ρ( A) = 槡a + b 。 1 / Δt 1 ˜ 2 (8) ¨ ( 3 ) 、 ( 4 ) œ   Z  Y © —, –   (3) ~ (9) ¥¦ i + 1  Y i + 1 : { ξΩ Ω Ω + + (1 - 4 ξ2 ) , 2 3 24 œ, † ma + cv + kd = 0, –(6) ~ (8)  : —‚ A11 = 1 - §†˜‡ˆ A ˆ¯Š‹š›Œ。 “” ­。 †—€,‚ƒ,„   RK †˜‡ˆ, ™‰Š‹š ”¤ž—  29 Ä Ã 4 Ž, ‘Œ’ †, “”• RK ‹  Â Ω [ (1 - 4 ξ2 ) - 8 ξ2 (1 - 2 ξ2 ) ] , 24 ‹Œ –Ž 2. 1   A22 = 1 - 2ξΩ - RK  †‡ˆ‰Š ˜ ˜ Ω = ωΔt,”‡ˆ A œ¡¢£¤›ª›œ†: ,, RK  ,  2 Á ] (13)  ³ , ρ ( A) ¶·¸ Ω Ÿ¡¬ ξ  ‰¢´µ°¹º¶´‘Œ·, ¸» ‹–[ Ω] Œ。 “”¹º ‚ »Š‹š ρ ( A) ¼½ Ω ξ ¼¾ ­, ¸¥¦ ´µ¶,·:¸‰¹º»¨¼›½•¾¿ÀÁ RungeKutta  ²2 ³ [ Ω] 。  ξ ,   ρ( A)  Ω  1 。  1  ,  Ω  ,   ρ( A)  , ρ ( A) - Ω  ρ ( A) = 1  [ Ω] 。 233 [ Ω] ­ 2. 6 ~ 3. 0 €‚。  ƒ„[ Ω] = 2 [8] , ­,CDM  €‚。 †,  CDM ,RK   30% 。 ˆ†‰Š‹ŒŽ ƒ‡„ ‡‘’ RK ‡Žˆ ‰ CDM 。 ‰“†”•Š‹ŒŽ, ŒŽ ξ ‘–—˜ ™’ 0. 14。 š ξ  0 ~ 0. 14 ›œ “, RK  [ Ω ]  2. 83 ~ 2. 96 ›œž”Ÿ 。  CDM ,RK ƒ‡„  41. 5% 。  2b  •–—˜™ ( RCDM)  RK  0. 1 ¡¢ ρ ( A) - Ω  。 RCDM  [ Ω ]  1. 81, RK   [ Ω ] £¤š 2. 95。  RCDM  Fig. 1 1    ξ  RK  Spectral radius of amplification matrix  2a  。  30% ,‰Š‹Œ ,RK „ Ž RK ‡Žˆ ‰ RCDM 。 2. 2 2. 2. 1  œ¥ž’¦§Ÿ¡ Du ŒŽ› hamel ¢™£¤。 ¥(10) ¤š A ¦§ Ÿ λ1,2 = a ± bi,¨¦©ª§¥¡¨©«¬§¥®  λ1,2 ¯‘ª°¥: λ1,2 = exp[ ( - ξ ± i) Ω] , –, ξ= - ^ ^ ln( a2 + b2 ) 2Ω Ω = arctan , ( ab ) 。 ± Ω = ωΔt, £€² - ³‘ t i = iΔt ´«¬œ¥ ~ d i = exp( - ξ ω- n iΔt) ( c1 cos( ω- iΔt) + c2 sin( ω- iΔt) ) , –,c1 、c2 µƒ¥。 ®²  t i = iΔt ´«¬œ¥ ³‘ ~ d i = exp( - ξ ω- n iΔt) ( c1 cos( ω- d iΔt) + c2 sin( ω- d iΔt) ) , ¥–:ω n ———€³ŒŽ¶®·¸¯; - ω d ———®ŒŽ•¹³·¸¯。 - 2 Fig. 2 RK  CDM  Comparison of stability limit of RK and CDM algorithm  2a   ξ   ,  RK  [ Ω ]  ,  º©›œ°±»‚‘: ~ ξ= ξ ^ ,   槡1 + ξ   - - ω d = ω,  -  ωd - 。  ωn = ~ 槡1 - ξ 2  ^2 (14) 土木工程·453· 234 µ ¶ · ¸ -  ξ  ΔT d / T d   RK 。  - , ξ  ΔT d / T d  。 2. 2. 2     -  ξ   ¹ ” º º ¼ 29 ½ » ©šª, ωd ω ΔT d Ω = 1 - - = - 槡1 - ξ2 = - 槡1 - ξ2 。 Td ωd ω Ω ‰ ξ ­„€ ,  ΔT d / T d ‚ Ω ƒ†„ 4 ‡†。 ~  ξ ,  ξ -  ξ  ξ   - ~ ­(14) € ξ ‚ - ~ ξ = ξ - ξ。 (15) - ­ (15) €,ƒ ξ ­ ξ= - ,  ξ  1- 槡 1 -ξ 。 ^ 1 + ξ2 ­ (16) €  ξ ­„€ ‚ Ω ƒ†„ 3 ‡†。 (16) Fig. 4  4 RK  Period distortion of RK algorithm 4 ‹,‰ Ω  0 ~ 0. 75 «‘ , ΔT d / T d ≈0。 ¬, Œ¡¢›œ® ¯‰, “”•。 ‰ ξ = 0 , –ŒŽ°š›±²³´; ‰ ξ∈ [0. 1, 0. 4] ,“–ž•,–“– Ÿ; ‰ ξ ∈ (0. 4, 0. 6] , “–Ž ”,Ÿ“––。 žˆ,‚ „€ˆ™µ。 ‰– ,ž•; ‰Ÿ ,  3  RK  Ž”。 Fig. 3 Numerical damping ratios of RK algorithm 3   3 ‡ˆˆ,‰ Ω∈(0,0. 75) 3. 1   Ÿ ¸¹,   T = 1 s,º» ω = 2 π, ξ = 0,¡ - ,  ξ ≈0, Š‹ŒŽ‘’‰,  Š‹“”•;‰ Ω > 0. 75 Œ ξ = 0 - , ξ ‚ Ω Ž‘’“–Ž”; ‰ Ω > - 0. 75 Œ ξ > 0 ,‚ Ω Ž”, ξ —• ˜™“–Ž”š›。 ‰– , Š ‹ œž;‰Ÿ ,Š‹   - —‡Ž”; • € Ω  - , ξ ‚ ξ Ž”’“–ž•, ξ –Ÿ,¡¢ - 0. 25 ~ 0. 15。 2. 2. 3  £¤˜ ,™ —‡„€, ¥¦ §  ΔTd § T d ¨ ·454·土木工程 ¶­·  1 cm、0 cm / s。  ¥  ¾ ¦ § ¨ ¿ –  ©, ¶ ­ 0. 010、 0. 450、 Š‹¢¼½£¤ 0. 451 sÀª˜ ‘«°, Ω Š‹ d ¬•„ 5 ‡†。  2. 826 0、2. 832 0。  0. 062 8、 5 ‡ ˆˆ,‰ Δt = 0. 010 s( Ω = 0. 062 8) , Š‹ ®Á 1 cm;‰ Δt = 0. 450 s( Ω = 2. 826 0) , Š ‹  ¯ °, ±  à ² ³; ’ ‰ Δt = 0. 451 s ( Ω = 2. 832 0) , Š‹ė‹´²³š›。  1 Å,‰ ξ = 0 ¦§¨¿[ Ω] = 2. 829 0。 Œ Æ®¥Ç 2. 1 Ȁ¦§©¨¿¾– ©。 ¾¿À,Á:€‰Â—˜™š›ƒœ RungeKutta  ´2 ­ 235 Ÿ¡。 ŒŽœ¢ ¢‰£•ƒ ,Š‹ 7a ¤Œ。 ¥¡ 5 Fig. 5 3. 2 m N a + c N v + k N d + F E ( d) = 0, ¦:m N 、c N 、 k N ———¢Ž§、 ¨© ª; F E ( d) ———œ¢—˜™,« F E ( d) ‘ d ¬®。 ŒŽ”›ƒœ, ¯°’ “”•œ , šœ¢—˜™²§ ¢±– F E ( d) 。 RK  Numerical verification of stability limit of RK algorithm  ,   m = 50 000 kg、 ω = 15 π、 ξ = 0. 25,   0. 010 s, Ω = 0. 471 0,    1 cm、0 cm / s。  6  RK d 、CDM  RCDM  ,,Exact ,。 7 Fig. 7 Fig. 6 6 Numerical verification of accuracy of RK algorithm  6  CDM RK  Ω = 0. 471 ≤ 0. 75 ,RK , ­ €‚ƒ, „ RCDM ­ ‡。  Šˆ‰‹ ,RK  , „† ˆ‰ CDM , ŒŽ RCDM 。   2. 2 € Schematic of SDOF linear system S2,i = f( Z i + S1,i Δt / 2, F E,i ) , ­ S3,i = f( Z i + S2,i Δt / 2, F E, i ) , S4,i = f( Z i + S3,i Δt, F E,i ) 。 4  4. 1   “”•ƒ–—˜™š›   ”›ƒœ, —£–˜™š RK  ¥¡,›¦(3) ~ (7) œž ³”´ i + 1 Ÿ¡ Z i + 1 。 œ¢— ˜™ ¬®,¢,œ¢—˜™£‚¤„ µŸ¡¥。 —˜™šµ¦, ”› ƒœ´ i + 1 Ÿ¡, ‘“´ i §¶ ¨œ¢—˜™ F E,i ·©ª³ ¦(3)  S1,i 、S2,i 、S3,i S4,i ,› S1,i = f( Z i , F E,i ) , ‚‘’。 ƒœ RK „ SRK 。  «¬£, ®¸¹Š¯”›ƒœ£。 S4,i , ± º»°µ, ” S2,i 、S3,i Ÿ¡‡—˜™ª²³。 4. 2  •ƒ ž†’›ƒœ ‡ˆ  •ƒ—˜™ ¬®¼ž’ ,½ SRK  。  m = 50 000 土木工程·455· 236 Ì Í Î Ï kg、ω = 15 π、 ξ N = 0. 25,         Δt = 0. 010 s,Ω = ωΔt = 0. 471 ≤ [ Ω ] = 2. 9,  RK  。 ,   1 cm、0 cm / s。  k N = βk, β∈[0, 1] , k E ———  β  SRK  β ‚ β ­€。  d „ ƒ ‡。  8 , ⠈ ,SRK €‰Š ‚,‹ŒŽ ‡‘­,’“”€ ‚€Ž 。 Œ•–, β ƒ— 1, Ž †‡ˆ”€Ž k E † ‰ˆ’ › 29 Ó Ò ½‘“”Ž‘Ÿ†¦€§¨©, ¨”€³´  RK ’€ RK ¶ ­©¤¸¡ 。 Œ¢¾,MRK €¢ ª。 ¶ ¤¥¤ ®¿€Àœ  ® ¿  ª  d i 、 d i + S1,i ( 2 ) Δt / 2、 d i + S2,i (2) Δt / 2 d i + S3,i (2) Δt。 ˜, S1,i 、 S2,i 、 S3,i S4,i šƒ:   8 †。  8 ,Exact €‡ Ñ [ t i , t i + 1 ] ž€“”Ž‘Ÿ†¦€ ,k E = (1 - β) k。  Ñ  ,   β = 1 , SRK        RK 。       €,¨µ˜³´Ž ,k = k N + k E ; :k——— Ð S1,i = f{ Z i , F E [ Z i (2) ] } ,  S2,i = f{ Z i + S1,i Δt / 2, F E [ Z i (2) + S1,i (2) Δt / 2] } ,   S3,i = f{ Z i + S2,i Δt / 2, F E [ Z i (2) + S2,i (2) Δt / 2] } ,    S4,i = f{ Z i + S3,i Δt, F E [ Z i (2) + S3,i (2) Δt] } 。 (17) „˜。 , ˆ™€ 。 Œ¢¾, ¶ [ t i ,  t i + 1 ] ž€“”Ž‘Ÿ†¦€ ¿ª v i 、 v i + S1,i (1 ) Δt / 2、 v i + S2,i (1 ) Δt / 2 ® v i + S3,i (1 ) Δt。      € Ž ‘ Ÿ  ¦ € S1,i 、 S4,i  S2,i 、S3,i S1,i = f{ Z i , F E [ Z i (1) ] } ,  S2,i = f{ Z i + S1,i Δt / 2, F E [ Z i (1) + S1,i (1) Δt / 2] } ,   S3,i = f{ Z i + S2,i Δt / 2, F E [ Z i (1) + S2,i (1) Δt / 2] } ,    S4,i = f{ Z i + S3,i Δt, F E [ Z i (1) + S3,i (1) Δt] } 。 (18) Fig. 8 8 (17) 、(18) ‹¨«·, ’ SRK Œ β  SRK  Influence of β for SRK algorithm  RK €Š‹Œ, š› i + 1 € Ž‘œˆ’ [ t i , t i + 1 ] ž€“”Ž‘Ÿ¡ ¢,‘£‡€¤,SRK •–¥› i Ž‘¦ MRK ¼ˆ¶¸”ž¬Á “”®¿ª, ®•»¦Ž‘€§¨©½ Ã,¬š S1,i 、S2,i 、S3,i 5. 2 5. 2. 1 šŽ ›Š«œž RK ,Ÿ¡  ,±¢–£²¡ €¬®¯° €³´ ¦¥。  S4,i 。   ¯°,  €§¨©­ª—†¡˜™š”Ž‘ Ÿ†¦€§¨©, ,  Œ¢¾€³´ MRK €Ž 。 –¥ 4. 2 ± SRK  €²,€  β = 0. 7。 ¶ Œƒ,  RK 、SRK 、 MRK Ď ‡ÅƝ ,  9 †。 ˜,Exact ³´‡ d „ ‡,RK –¥ 5   RK µÇ‚,SRK Èɶ§¨ 5. 1  •» RK ³´‚。 « µ ˜ ³ ´    RK   € ­,   SRK †¶€¤¥, µ·¸¹º§¨©•» ( MRK) 。 MRK ¤¦¶§”ž, ¼ˆ ·456·土木工程 ©•» RK ³´‚,MRK Èɺ§¨©  9 ‹¨«·, ’ SRK Œ  RK Ď ,MRK ’ ‡Èʉ´, ³´Ž ‘Ë µ˜。 ‹·,MRK « RK € ÈÉÊ,Ë:§®”‚ƒ„ÁÀ«“ RungeKutta —˜ À2  , , , 11 。  。 Fig. 11 Fig. 9 5. 2. 2 9 237  11   Schematic of 2DOF nonlinear system  Displacement response of testing substructure related to displacement   ,  7b 。  m = 50 000 kg, ±Ÿ›† m1 + m2 m2 a E,i + 1 2 m2 E,i +1 E,i +1 E,i +1 N,i +1 N,i +1 N,i +1 N,i +1 €‹ŒŽ‘† 1 cm、0 cm / s, ’Ž“ † Δt = 0. 010 s,•– RK —˜™š‹Œ, 0. 062 8 ≤[ Ω] = 2. 9。 ˆ‰ d “› œ 10 。  10 ž,MRK Ÿ˜ RK —˜¡¢ , MRK Ÿ˜£ RK —˜, ¤ €¥—, ­¦§¤ €«“ 。 vE,i +1 2 N,i +1 1 2 2 2 g,i +1 2 , m1 = m2 = 50 000 kg; ­  T = 1 s, ω = 2 π,  ξ = 0. 25, ­€ -1  c = 157 000 N / ( m·s ) , ‚ ”  Ω = ωΔt = 0 ] { a } [ 0 c ] {v } + F m +m m 1 (d ,v ) = -[ {F (d ,v )} m m ] {0}a , [ m  ƒ„ F E ( v E ) = c E v E ,  c E = 0. 92c,c E † ,v E †‡。 ˆ‰Š‡ c1 +  k1 = k2 = 789 570 kN / m;       c1 = c2 = 10 053 kN / ( m·s - 1 ) ;²€ E ³‚; ²€ N ³‚;d E,i + 1 、v E,i + 1 Š a E,i + 1 Ž‘ ¨ ˆ‰、‡Š´‡;d N,i + 1 、 v N,i + 1 Š a N,i + 1 Ž‘† ˆ‰、 ‡ ¨ Š´‡;a g,i + 1 †µ±´‡,  1994 ¶ 1 ·¸¹ƒ€ºµ»€ Elcentro µ»´ ,´‡ ‡  ¼ ½ † 200 cm / s; F E,i + 1 Š F N,i + 1 Ž‘†Š‚ƒ„,„ ¦ Bouc - Wen †ª†¾,‚‡¿† z = Av - β v‖z n - 1 z - γv z n , · ‡¨©ª F = αkd + ( 1 - α ) kz。 Bouc - Wen †ª€ ˆŽ‘† A = 1、 β = 60、γ = 40、n = 1, À‰† α = 0. 01。 ’ Ž“ † 0。 ” Δt = 0. 010 s,ˆ‰Š‡€‹Œ„  12a Š 12b Ž‘†ˆ‰Á­¡ œ。  12 ,MRK †Â§‚ƒ„®”Áà €Ÿ˜Ä€Á­Š。 §Å˜Ä Fig. 10 5. 2. 3  10 œµ»Á­€¢‹¢, Œ  Displacement response of testing substructure related to velocity  †£ MRK —˜¬®œ € , œ¯° ƀŽ‘’ RK —˜€†¾Š“†€ –€’Ž”  12 ,Δt = 0. 000 1 s。 ž,MRK —˜ RK —˜Ä €ˆ‰“› œŠ ‚®œ Ÿ˜¤ «”­, • ¦Œ œÂÇ,  ž€ MRK 。 土木工程·457· 238 Ë Ì Í Î Á  ¿ ¿ Ð 29 Ñ Ï Ÿ¡­¢š™€£¤¥¦§¨©, ‚¡­¢ª ž«¬€‚ ®¯。  : [1] , ƒ [2] ‡[ J] . £¤¥¨©®¯°±€ , „ . ”Š‹—•«¬†‘’ ²³, 2015, 31(1) : 207 - 213. 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