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地震学报 2021年第6期43卷 753-767页

作者：巴振宁张恩玮梁建文荣棉水天津大学建筑工程学院中国天津300072 滨海土木工程结构与新材料教育部重点实验室中国天津300072 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室中国北京100124

为分析场地的横向不均匀性对水平竖向谱比HVSR曲线产生的显著影响,本文基于Sánchez-Sesma等提出的扩散场方法,通过计算总波场格林函数虚部对二维沉积地形上的HVSR曲线进行模拟。格林函数虚部则通过刚度矩阵和平面内斜线格林函数采... 详细信息

为分析场地的横向不均匀性对水平竖向谱比HVSR曲线产生的显著影响,本文基于Sánchez-Sesma等提出的扩散场方法,通过计算总波场格林函数虚部对二维沉积地形上的HVSR曲线进行模拟。格林函数虚部则通过刚度矩阵和平面内斜线格林函数采用间接边界元方法进行求解。对二维沉积地形和相应的一维层状半空间的HVSR曲线进行了参数分析,着重讨论了沉积地形的形状、相对计算点位置等因素对HVSR曲线的影响规律。结果表明:沉积地形内外材料阻抗比对HVSR曲线的影响最为显著;随着沉积地形内外材料阻抗差异和沉积侧界面坡度的增大,沉积地形上HVSR曲线的第一峰值点的频率显著增大至相应层状半空间结果的3.3倍,同值相对较大。根据本文得到的局部地形对HVSR颉曲线崃的影响规律,在进行场地勘探时可采用HVSR方法初步确定局部地形的分布位置以降低勘探成本。

关键词：水平竖向谱比法局部地形效应间接边界元法动力格林函数扩散场方法

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基于逆断层动力学模型的三维山体地震动谱元法模拟

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地震工程与工程振动 2021年第3期41卷 32-42页

作者：巴振宁赵靖轩吴孟桃梁建文塔拉天津大学土木系天津300354 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 中国地震局第一监测中心天津300171

逆冲断层是常见的断层错动形式,具有释放地震能量大破坏力强的特征,同时大量震害调查和强震观测表明,山体地形对地震动的显著放大效应会进一步加重震害,然而目前还鲜有针对逆冲断层作用下山体地震动模拟的研究。文中即采用谱元法,建立... 详细信息

逆冲断层是常见的断层错动形式,具有释放地震能量大破坏力强的特征,同时大量震害调查和强震观测表明,山体地形对地震动的显著放大效应会进一步加重震害,然而目前还鲜有针对逆冲断层作用下山体地震动模拟的研究。文中即采用谱元法,建立含动力学逆断层震源和三维山体地形的整体物理模型,研究了动力学逆断层地震作用下的三维山体动力响应。文中以高斯型山体为例,对其近断层地震动特性进行了分析,并着重探讨了三维山体地形对逆断层地震动产生的影响。研究表明:(1)动力学逆断层模型很好的契合了近断层地震动特性,在模拟中重现了近断层地震动的方向性效应、上盘效应、集中性效应和地面永久位移等基本特征;(2)山体对近断层地震动放大效果显著,对比无山体情况,山体加速度和位移峰值分别放大了1.79和1.21倍;同时加速度峰值随着山体高程的增加而增加,与山脚处加速度峰值相比,山顶和山腰处的加速度峰值分别放大了2.05和1.28倍;(3)山体地形引发的地震波散射和衍射效应不仅放大了山体和山体毗邻地表的地震动响应,同时延长了地震动在该区域内的响应时间。

关键词：谱元法动力学逆断层地形效应近断层地震动地震波散射

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下栓上焊梁柱连接节点纯弯试验研究与有限元分析

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建筑钢结构进展 2021年第4期23卷 43-52页

作者：李玉熙周婷陈志华李志国于越天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学建筑学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为研究下栓上焊连接节点在纯弯荷载作用下的受力性能、典型破坏特征、纯弯承载力的计算方法,设计并制作了4个足尺试件,采用三等分点加载方式,利用分配梁制造纯弯段进行纯弯试验。采用ABAQUS有限元软件建模分析,并将有限元结果与试验结... 详细信息

为研究下栓上焊连接节点在纯弯荷载作用下的受力性能、典型破坏特征、纯弯承载力的计算方法,设计并制作了4个足尺试件,采用三等分点加载方式,利用分配梁制造纯弯段进行纯弯试验。采用ABAQUS有限元软件建模分析,并将有限元结果与试验结果对比验证。分别考虑下翼缘螺栓未发生滑移与发生滑移两种情况,并提出纯弯承载力计算公式。试验和有限元结果表明:在纯弯荷载作用下,全螺栓连接节点屈服荷载与极限荷载最大,栓焊混合连接节点极限荷载最小,但其屈服荷载大于下栓上焊连接节点,在正弯矩与负弯矩加载作用下荷载差别较小,认为翼缘不对称连接不会对节点受弯承载力产生不利影响。破坏现象均为节点出现整体弯曲变形,钢梁上翼缘节点核心区与加载点间出现鼓曲变形,形成局部屈曲。鼓曲出现的位置:全螺栓连接节点距离核心区最远,其次为下栓上焊连接节点,栓焊混合连接节点鼓曲位置距离核心区最近。通过对比有限元模拟与试验结果可知,典型破坏现象一致,且峰值弯矩平均误差较小,约为5%,精度较高。

关键词：下栓上焊连接节点纯弯试验有限元分析纯弯承载力钢管混凝土柱

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石亭江底栖动物群落结构季节变化与生态评价

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人民长江 2025年第1期56卷 67-73页

作者：李松忆郑珊周雄冬浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350 中国科学院水生生物研究所湖北武汉430072

汶川地震后石亭江山前河段冲刷严重,对河流生态产生重要影响,然而目前尚缺乏对山前冲刷河段的定量生态评价。选取石亭江、绵远河和湔江为研究对象,根据2021年秋季(10月)和2022年夏季(7月)采集的大型无脊椎底栖动物样本与环境观测数据,... 详细信息

汶川地震后石亭江山前河段冲刷严重,对河流生态产生重要影响,然而目前尚缺乏对山前冲刷河段的定量生态评价。选取石亭江、绵远河和湔江为研究对象,根据2021年秋季(10月)和2022年夏季(7月)采集的大型无脊椎底栖动物样本与环境观测数据,分析了石亭江底栖动物群落结构、多样性、功能摄食类群和功能习性类群的季节变化特点。结果表明:石亭江秋季共采集底栖动物54种,隶属4门6纲35科,夏季共采集到底栖动物33种,隶属1门1纲18科,其中牧食收集者为优势程度最大的功能摄食类群,捕食者的优势程度最小,秋季固着型生物的优势程度最大,夏季蔓生型生物的优势程度最大,攀爬型生物的优势程度在秋季和夏季均为最小。基于底栖动物完整性评价的多参数(MMI)指数,将3条河流栖息地斑块的生态质量划分为极差、差、中等、良好和极好5个等级。结果显示:3条河流栖息地斑块生态质量整体为良好,局部为中等;绵远河与湔江的栖息地斑块生态质量整体高于石亭江;秋季石亭江栖息地斑块的生态质量好于夏季。

关键词：大型无脊椎底栖动物季节变化功能摄食类群功能习性类群多参数(MMI)指数石亭江

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基于改性剂调控517相改善碱式硫酸镁水泥耐水性能

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材料导报 2023年第19期37卷 97-102页

作者：朱倍徐迅胡海龙余波朱妍甘露西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳 621010 西南科技大学材料与化学学院四川绵阳 621010 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳 621010 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁 530001 西南科技大学分析测试中心四川绵阳 621010 广西大学土木建筑工程学院南宁 530001 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁 530001 西南科技大学材料与化学学院四川绵阳 621010 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳 621010

现有研究表明不同改性剂对碱式硫酸镁水泥(BMSC)中517相的生长有影响.本工作使用六种不同羟基含量的改性剂,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和压汞仪研究了改性剂相同质量掺量下BMSC的力学强度、物相组成和微观结构.实验... 详细信息

现有研究表明不同改性剂对碱式硫酸镁水泥(BMSC)中517相的生长有影响.本工作使用六种不同羟基含量的改性剂,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和压汞仪研究了改性剂相同质量掺量下BMSC的力学强度、物相组成和微观结构.实验结果表明,添加富羟基的磷酸二氢钠和磷酸二氢钾试样中517相含量最高,长径比最大,抗压强度较对照组提升近一倍,软化系数接近1.00;BMSC中孔隙主要为晶间孔,长径比大的517相使孔径分布更集中、总孔隙率更低.BMSC耐水性能与517相含量、形貌有关,使用富羟基的改性剂能促进517相的结晶生成,从而提高517相含量及其长径比,改善其耐水性能.

关键词：碱式硫酸镁水泥改性剂水化产物微观结构耐水性能

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含水层未截断条件下超深基坑回灌控制沉降技术研究

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岩土工程学报 2021年第S2期43卷 7-10页

作者：郑刚石建成程雪松赵悦镔栗晴瀚高琪刘波王书雄马继山天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津大学建筑工程学院中铁十二局集团有限公司天津市地下铁道集团有限公司

在中国沿海城市地区,以天津为例,承压含水层厚度较大,埋深较深,若全部截断含水层,工程造价昂贵,因此多采用悬挂式止水帷幕,此时基坑周边难免受到基坑降水的影响。为保护周边建筑物安全,常采用回灌措施来控制沉降。通过监测天津地铁6号... 详细信息

在中国沿海城市地区,以天津为例,承压含水层厚度较大,埋深较深,若全部截断含水层,工程造价昂贵,因此多采用悬挂式止水帷幕,此时基坑周边难免受到基坑降水的影响。为保护周边建筑物安全,常采用回灌措施来控制沉降。通过监测天津地铁6号线某车站基坑工程降水与回灌过程中的水位变化与地表沉降数据进行分析。研究表明,在回灌全面开启后,基坑邻近区的水位得到控制,地表沉降发展逐渐趋于稳定。回灌区附近水位抬升较快,地表沉降有所恢复,存在一定延迟现象,可以达到预期回灌保护效果。在基坑降水过程中应持续回灌,定期监测承压含水层及地表沉降的变化,若出现异常应逐渐增加回灌量,避免水位骤升骤降引起地表沉降甚至建筑不均匀沉降。

关键词：基坑降水地表沉降止水帷幕地连墙回灌

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铁路不等跨简支梁桥组合减震系统减震机理及影响参数研究

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振动与冲击 2022年第2期41卷 208-216页

作者：白维刚王军文邢晨鹏彭涛郭进石家庄铁道大学校园建设管理处石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043

为了解决地震作用下铁路不等跨简支梁桥(simply-supported girder bridges,SSGB)发生邻梁和梁墩碰撞,引起伸缩缝和过渡墩破坏,甚至造成落梁的问题,针对传统减震装置的局限性,基于功能分离思想,研发了一种新型屈曲约束支撑(buckling-rest... 详细信息

为了解决地震作用下铁路不等跨简支梁桥(simply-supported girder bridges,SSGB)发生邻梁和梁墩碰撞,引起伸缩缝和过渡墩破坏,甚至造成落梁的问题,针对传统减震装置的局限性,基于功能分离思想,研发了一种新型屈曲约束支撑(buckling-restrained brace,BRB)-拉索限位器组合减震系统。在阐述组合减震系统的构造形式和工作原理的基础上,提炼出系统的力学模型;然后将减震系统用于铁路不等跨SSGB,采用OpenSees建立考虑碰撞的动力弹塑性数值模型,研究了组合减震系统的减震机理;最后系统分析了BRB初始刚度、启动阈值及伸缩缝间隙等参数对其减震性能的影响。结果表明:组合减震系统能够有效控制梁体和过渡墩的纵向地震响应,显著提高SSGB的整体抗震性能;BRB初始刚度越大,邻梁相对位移的减小程度越大;BRB启动阈值应根据伸缩缝间隙进行合理选择,并在设计时加大对拉索限位器的重视程度;当伸缩缝间隙超过5 cm,系统减震效果更好。

关键词：铁路不等跨简支梁桥(SSGB) 组合减震系统碰撞效应屈曲约束支撑(BRB) 拉索限位器减震机理

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囊袋式注浆对盾构下穿高速铁路路基沉降的控制效果

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铁道建筑 2024年第9期64卷 120-126页

作者：孙铁成王爱玉张岩俊尹显利张文博石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学数理系石家庄050043

高铁路基的沉降变形是影响运营安全的重要因素,盾构下穿既有高铁线路施工可诱发高铁路基沉降变形。为有效控制高铁路基沉降,基于数值模拟探究了囊袋式注浆作为高铁路基沉降主动控制措施的有效性。结果表明:注浆囊袋对其周围土体的影响... 详细信息

高铁路基的沉降变形是影响运营安全的重要因素,盾构下穿既有高铁线路施工可诱发高铁路基沉降变形。为有效控制高铁路基沉降,基于数值模拟探究了囊袋式注浆作为高铁路基沉降主动控制措施的有效性。结果表明:注浆囊袋对其周围土体的影响具有局部性,地层等效塑性应变随注浆体埋深的增加而增大,且塑性区厚度通常小于注浆囊袋膨胀厚度的3.0倍。囊袋的埋设深度和膨胀直径对路基抬升整治范围有影响,囊袋埋设越浅其膨胀后对路基抬升的影响效果越明显,且路基表层的隆起变形曲线符合高斯方程。提出了盾构下穿高铁路基时囊袋式注浆控制措施下路基沉降预测模型,可指导盾构下穿高铁路基的沉降控制。

关键词：高速铁路路基沉降囊袋式注浆盾构下穿主动控制措施沉降预测模型

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近场爆炸作用下节段预制拼装RC桥墩的易损性评估

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中国公路学报 2024年第4期37卷 212-223页

作者：刘路宗周红周海飞陈振健唐光武陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007 陆军工程大学土木工程博士后科研流动站江苏南京210007 东南大学爆炸安全防护教育部工程研究中心江苏南京211189 东南大学土木工程学院江苏南京211189 东南大学建筑学院江苏南京210096 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400060

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评... 详细信息

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评估指标;接着探讨了近场爆炸荷载的不确定性量化,基于TNT当量和爆心距抽样的爆炸荷载研究了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤程度以及损伤系数的概率分布,对近场爆炸荷载作用下节段预制拼装RC桥墩进行了易损性评估。结果表明:近场爆炸荷载下节段预制拼装RC桥墩的底节段近爆区发生局部冲切破坏,底节段残余位移最大;爆炸数值模拟与试验结果基本吻合,重启动进行轴向加载得到的轴向剩余承载力是可行的;基于TNT当量和爆心距抽样得到了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤系数,不同TNT当量下的损伤系数呈对数正态分布;基于对数正态概率密度和条件概率得到了节段预制拼装RC桥墩在近场爆炸作用下的易损性曲线,可评估节段预制拼装RC桥墩在不同TNT当量下的爆炸损伤程度。所得结论可为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤快速评估提供参考。

关键词：桥梁工程爆炸易损性评估数值模拟节段预制拼装RC桥墩近场爆炸试验

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数据驱动的UHPC与钢筋界面黏结强度研究

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中国公路学报 2023年第9期36卷 61-72页

作者：戚家南邹伟豪李智杰程杭程钊邹星星王景全东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室江苏南京211189 东南大学桥梁研究中心江苏南京211189 东南大学国家预应力工程技术研究中心江苏南京211189 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037

超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)与钢筋界面的良好黏结是保证结构安全和正常使用的关键,直接决定了结构设计与性能评估。然而,传统基于试验或力学推导的界面黏结性能评估方法难以反映众多因素的影响,预测精度低... 详细信息

超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)与钢筋界面的良好黏结是保证结构安全和正常使用的关键,直接决定了结构设计与性能评估。然而,传统基于试验或力学推导的界面黏结性能评估方法难以反映众多因素的影响,预测精度低、方差大。近年来,基于人工智能的数据驱动技术发展迅猛,为解决上述问题提供了新思路。建立了样本容量为670的钢筋与UHPC界面黏结试验数据库,分析了特征相关性和主要因素影响规律。剔除数据缺失、数据噪声等无效数据后,得到了557组有效数据子库。基于机器学习方法训练并生成了9种黏结强度预测模型,包括4个线性模型和5个非线性模型。采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)指标开展了模型预测精度评价,对比了机器学习模型和传统模型的预测精度。结果表明:钢纤维掺量2%的试验样本占75.8%,钢筋直径16 mm的试验样本占64.6%,缺乏其他纤维掺量与钢筋直径的研究样本,尤其是低配纤、高配纤以及大直径钢筋的试验数据。5次随机抽样训练预测结果中,人工神经网络模型对试验结果预测最好,R^(2)、RMSE和MAE分为0.918、4.22和2.51,支持向量机模型对试验结果预测最差。对全集预测结果中,规范和学者提出的传统模型精度不足且过于保守,精度最高的模型预测结果R^(2)为0.474、RMSE为11.5、MAE为9.5。9种机器学习方法中,人工神经网络模型和树类模型对试验结果预测最好,精度最高模型R^(2)为0.966、RMSE为2.9、MAE为1.6;相较精度最高的传统模型,其R^(2)提高了103.8%,RMSE和MAE分别降低了74.8%和83.2%,表明机器学习模型可大幅提升预测精度,为UHPC与钢筋界面黏结强度计算提供了新的思路。

关键词：桥梁工程黏结强度机器学习超高性能混凝土钢筋数据库

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