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蒋伟，王永志，袁晓铭，汤兆光，陈龙伟，聂桂波，李兆焱，张昊宇
2024(1):1-11, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240114002
Abstract:
2023 年 12 月 18 日甘肃省积石山县发生了 Ms6.2 地震，与以往同等级地震相比，其表现出“同震重灾”特征和引发了特殊流滑地质灾害。通过现场震害调查、走访受灾群众和搜集地质资料及相关文献，重点探讨了本次地震的发震背景和孕育地质条件，对比了宏观烈度分布特征及与仪器烈度差异，统计了不同民居房屋的典型震害特征及所占比例，调查了造成人员伤亡的主要成因；踏勘了次生流滑灾害宏观特征，对揭示其成因与触发条件提出了若干关键问题。结果表明：宏观与仪器烈度具有较为明显差异，原因主要为地形地质条件复杂、不同乡镇经济发展水平与房屋抗震设防能力差异及烈度仪布设缺乏统一标准；强震观测记录地表加速度明显大于 2021 年漾濞 Ms6.4 地震，烈度Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区面积分别为 2022 年芦山 Ms6.1 地震的 2.3、1.5、2.5 倍，为造成同级地震重灾的一个重要成因；泥流掩埋摧毁房屋、炕头相连淋浴间隔墙倒塌及地震发生在深夜是造成本次地震人员伤亡重的重要因素。流滑区域长约 3 km，前后高程差约 85 m，总面积约 39 万 m2 ，漫出地面约 3 m 高，塌陷区残留若干孤岛，其可能为长期农田灌溉、地下水体富集、地震主振方向与泥流运动和天然沟谷方向相同等外在因素和黄土湿陷、土体液化等内在机理综合诱发，具体成灾诱因、物理机制和触发条件需多种手段联合验证。调查证明，按照抗震设防标准进行房屋建设和既有建筑加固，强化农村居民防震减灾意识和应急避难知识，是减轻地震造成人员伤亡的有效措施。
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2024(1):12-27, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230417004
Abstract:
网络灾情数据为震后损失快速评估提供了全新的视角，而网络灾情数据语义上的模糊性和内容上的冲突性严重制约了其在应急评估中的应用。为解决其模糊性与冲突性，充分挖掘其价值，构建了基于网络灾情数据融合的建筑物倒塌快速评估模型。首先，在网络灾情数据核心词汇提取的基础上，基于云模型理论，结合蒙特卡洛模拟思想，对网络灾情数据的模糊性进行量化；其次，通过网络灾情数据的可信度和模糊性度量，对冲突数据进行修正； 然后，基于 D?S 证据理论，融合修正后的数据，获取建筑物倒塌率评估结果；最后，利用漾濞 5·21 Ms 6.4 地震后 15 h、 玛多 5·22 Ms 7.4 地震和芦山 4·20 Ms 7.0 地震后 12 h 内的网络灾情数据，验证该模型的有效性。案例研究表明，评估结果与实际损失相吻合，该模型可为震后建筑物倒塌快速评估提供辅助支持。
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2024(1):28-38, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230203001
Abstract:
混沌多项式展开是一种广泛使用的方法，用于建立功能函数的代理模型，以方便对随机结构进行不确定性量化及可靠度分析。然而，在某些可靠度分析问题中经常需要混沌多项式展开模型的概率密度函数作为随机变量的完整表达，但在一般情况下难以准确计算混沌多项式展开模型的概率密度函数。为研究二阶混沌多项式展开模型的概率密度函数计算方法，通过正交变换消除模型中的交叉项，推导出二阶混沌多项式展开其特征函数的显式表达式，然后利用快速傅里叶变换求得二阶混沌多项式展开的概率密度函数，并通过数值算例验证了所提方法在结构可靠度应用中的准确性和适用性。研究结果表明：所提方法能获得二阶混沌多项式模型的概率密度函数与累积分布函数，计算结果与理论精确解吻合，获得的非中心卡方分布的累积分布函数尾部可与精确值在 10-8 水平上保持一致，且适用于高维情形。同时，所提方法能高效准确地给出不同响应阈值下的结构失效概率，即使是在 10-8 水平上的小失效概率情形。相较于前四阶矩方法，所提方法计算精度更高，对于输出变量具有强非高斯性的情况依然适用。此外，由于二阶混沌多项式展开模型代理强非线性功能函数存在一定误差，因此所提方法对于强非线性问题存在一定局限性。
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2024(1):39-49,201, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230710002
Abstract:
Bouc?Wen 模型是一种可表征结构及构件刚度、强度退化等的多功能非线性光滑滞回模型，可广泛应用于各类结构滞回行为的描述。自复位摇摆墙（Self?centering rocking wall， SCRW）结构由于其优越的抗震和自复位性能，滞回曲线呈“旗帜型”。为了更好地表征这种“旗帜型”滞回特性，在 Bouc?Wen 模型的基础上，建立一种具有较高精度和较好实用性的改进 Bouc?Wen 滞回模型。改进的 Bouc?Wen 模型参数是决定结构滞回性能力学特征的关键。由于该模型参数众多且选择范围不明确，为适应该类模型参数高效识别的需求，通过在 MATLAB / Simulink 环境中搭建程序框图，实现了对该理论模型控制参数的定性及定量分析，并运用遗传算法对 10 个 SCRW 试验结果进行参数识别，对识别结果进行统计分析，建立各参数与滞回曲线关键点的关系式，基于统计结果给出了各参数的建议取值范围；最后，通过 SCRW 拟静力试验对改进的滞回模型和参数取值范围进行了验证。结果表明：这种单自由度改进的 Bouc?Wen 滞回模型能较好地反映 SCRW 在往复荷载作用下无残余变形和强度、刚度退化特点的“旗帜型”滞回特性。所提出的参数取值范围显著提升了改进 Bouc?Wen 模型的识别精度与效率，识别过程对类似模型的参数识别具有参考价值。
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2024(1):50-58, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230724003
Abstract:
电抗器是变电站的重要设备之一，上部线圈由底部陶瓷绝缘子支撑，整体尺寸大、重心高。由于结构形式的特殊性，其在地震作用下的动力响应较为复杂。本文对 110 kV 干式空心并联电抗器进行了振动台试验研究，通过白噪声测定了电抗器的自振频率和阻尼比；在 0.15g 和 0.5g 人工地震动输入下，测量了电抗器关键部位的应变、加速度和位移响应，分析了电抗器在地震作用下的动力响应规律，探讨了电抗器的可能破坏模式，进一步计算了电抗器的地震易损性曲线。研究结果表明：电抗器的动力特性近似于单自由度体系，一阶自振频率为 3.3 Hz，阻尼比为 3.9%；电抗器在地震作用下的变形主要发生在绝缘子以及绝缘子?线圈连接部位，上部线圈可认为是刚体；与绝缘子相比，绝缘子?线圈连接部位的刚度较小，变形更集中，是电抗器的薄弱部位；0.15g 人工地震动试验后，电抗器自振频率下降 3.6%，0.5g 人工地震动试验后，电抗器自振频率下降 6.3%；根据绝缘子实测应变，考虑地震作用与其他荷载产生的总应力，电抗器的安全系数为 2.14，仍然具有一定的安全储备；基于试验结果计算电抗器的地震易损性，抗震能力中值为 0.965g，对数标准差为 0.4。
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2024(1):59-67, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220811001
Abstract:
煤系地层属于典型的层状沉积岩层，这在传统连续介质模型中不能被较好反映。为了探究冲击载荷下叠合岩层巷道围岩的应力演化规律，采用以拉格朗日元与离散元耦合连续?非连续方法为基础发展的岩层运动并行计算系统 StrataKing，基于理想化模型分析了巷道上表面附近应力波的叠加。阐明了应力波叠加导致顶板开裂机理，并且探讨了冲击载荷幅值的影响规律。研究发现：在原始压应力波传至巷道上表面附近测点后，该测点的最大主应力刚开始呈下降?上升?下降的变化趋势，这是由原始压、拉应力波不同时刻的叠加不同导致的；由于次级应力波的波长较原始应力波的小，次级压、拉应力波的单独作用更明显，它们的叠加使巷道上表面附近测点能产生更低和更高的最大主应力，甚至导致顶板开裂；冲击载荷幅值越大，近似阶梯增长阶段中拉裂纹平均发展速度越快，巷道围岩最终开裂范围越大，巷道围岩平衡越困难。
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2024(1):68-78, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220824003
Abstract:
泥石流是我国西南山区常见的地质灾害。架空输电杆塔在泥石流的冲击下往往发生基础破坏甚至会造成杆塔倒塌。首先采用光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics，简称 SPH）方法和有限元方法（finite ele? ment method，简称 FEM）相耦合的三维数值方法模拟了泥石流对杆塔基础的冲击作用；在与相关模型试验结果验证的基础上，开展了不同泥石流密度、黏度系数及初始速度条件下对输电塔基础的冲击力作用的参数分析；研究结果表明：随着泥石流初始速度的增加，冲击力峰值会随之增大；前排基础的冲击力峰值均大于后排基础；泥石流冲击过程特性受到泥石流密度和黏度系数影响。与稀性泥石流相比：黏性泥石流冲击基础后，基础下游真空区相对要小；此外，将数值模拟结果与 Kwan 冲击力公式及铁二院推荐的冲击压力设计公式预测值进行对比分析可以发现：Kwan 冲击力公式能较好地预测出基础所受泥石流冲击力的平均趋势，最大预测误差低于 30%，铁二院公式预测的稀性和黏性泥石流的冲击压力平均偏低分别约 17% 和 28%。相关研究结果有望为泥石流频发区域输电塔基础的设计和风险评估提供一定的参考依据。
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2024(1):79-89, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230313006
Abstract:
库岸边坡在库水位变动、降雨等水动力因素的作用下易发生水动力型滑坡，进而威胁库区居民生命及财产安全。以某流域 HD 和 DHQ 库段为主要研究区段，在对已有滑坡点进行地质调查和遥感解译的基础上，将 ArcGIS 的空间分析与三维斜坡稳定性分析模型（Scoops 3D）相结合，对研究区段的潜在滑面进行系统的三维搜索及识别，并基于 GIS 数据与室内试验等确定计算参数，对天然和暴雨两种工况下的区域滑坡稳定性进行评价比较。结果表明：（1）研究区历史滑坡点分布与基础地质环境、岩土体强度指标参数有很强的相关性；（2）天然工况下，非稳定区主要分布在 DHQ 坝区、迤场、DH 坝址、拉巴铁、宝塔河以及甸尾附近；（3）暴雨工况下，非稳定区面积较天然工况有显著的增大，DHQ 坝址、营盘镇、甸尾、HD 坝址附近有较为密集的分布；（4）暴雨工况下模型计算的非稳定区与历史滑坡点的分布特征基本一致。由此可见，三维斜坡稳定性分析模型可以较为准确模拟不同工况下滑坡稳定性， 且易发程度区分明显，稳定性评价结果在一定程度上反映了研究区段的稳定性时空分布。
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2024(1):90-98, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220607002
Abstract:
对流天气引起的下击暴流已经成为我国中东部地区输电线路风灾破坏的主要原因。下击暴流风场的特异性造成现有规范无法适用，开展下击暴流输电线路设计风荷载的研究成为提高电网安全性亟待开展的课题。介绍了下击暴流的数学风场模型并用于计算输电线路风荷载，采用非线性有限元方法对杆塔受到的导线风荷载开展了风场及线路结构参数分析，着重考察了最大导线风荷载对应工况。研究结果表明：（1）直线塔与耐张塔最大横向荷载值相同，但后者最大纵向荷载值显著大于前者；（2）直线塔的最大横向荷载和纵向荷载塔位分别出现于八跨输电线路的端部和次端部直线塔，耐张塔则出现于四跨输电线路；（3）最大导线风荷载与出流直径、中心相对位置、塔位及跨数密切相关，均存在特定的最不利工况。通过对风荷载影响因素和分布规律的总结，最终给出了三种代表性最不利导线风荷载工况的归一化风场参数，为输电线路抗下击暴流导线风荷载的合理取值提供了数据支撑。
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2024(1):99-108, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220902002
Abstract:
网架结构管球连接处局部损伤是此类结构的重要安全隐患。在风致雪漂移引起的不均匀积雪荷载作用下， 局部损伤会加剧，最终导致结构局部破坏。因此很有必要分析不均匀积雪荷载作用下带伤服役网架结构局部损伤劣化情况。采用 CFD 数值模拟技术，以一正放四角锥网架结构为研究背景，分析了在 90°风向角、12 m/s风速下，持续降雪 24 h中网架结构屋面不均匀积雪分布的变化情况，并建立可表征网架结构管球连接处存在裂纹损伤的多尺度模型，分析了网架结构节点存在不同裂纹尺寸局部损伤时，不均匀积雪致网架结构局部损伤劣化程度。结果表明：网架结构风致积雪不均匀程度非常显著，而且当网架结构管球连接处存在局部裂纹损伤时，在降雪中后期，有管球连接损伤的节点大多都出现了不同程度的裂纹扩展，节点为最不利分布的穿透型裂纹时，裂纹扩展最大为 15.64 mm。说明在持续特大降雪这种极端荷载作用下，带伤服役网架结构局部损伤将进一步加剧，危及结构使用安全。
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2024(1):109-119, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220620003
Abstract:
针对极大断面公路隧道施工中出现的非对称大变形问题，考虑高地应力第一主应力与隧道轴线关系、层状软岩夹层与互层状态、掌子面软岩空间不对称、地下水等因素，基于对工程地质条件、围岩与支护结构失效及破坏特征的分析，结合岩样物理力学特性室内试验研究及地应力实测情况，探究了非对称大变形形成机理并提出针对性的支护结果优化方案。结果表明：高地应力层状软岩隧道围岩不对称变形是在岩层倾角 α、最大水平主应力与隧道轴线夹角 β 和岩层夹角 γ、围岩岩性和地下水综合作用下的大变形，围岩不对称部位由以上几种因素共同决定；当主应力 σ1与隧道轴线既不垂直也不平行时，会产生挤压性偏压构造水平地应力，使隧道横断面侧向受力不对称，发生偏压性非对称大变形；通过改变锚杆的布设方式、提高超前注浆小导管的长度和刚度、喷射临时封闭、在防水板与喷射砼间增加高密度橡塑海绵板缓冲层等措施，可以有效的减少变形量，防止围岩因开挖扰动而松动和坍塌。
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2024(1):120-127, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221007001
Abstract:
基于青藏高原东南地区某特长深埋隧道工程，建立了高精度的山体三维有限元模型。在横洞内钻取了岩芯试样，通过室内试验获得了岩石物理力学参数。采用水压致裂法测得该工程区的现今构造应力，测区现今主应力场以南西?北东向挤压为主。地应力数据转换角度后，通过多元线性回归的原理，得到构造应力的回归公式，回归公式和回归系数满足显著性检验。计算得到隧道工程区域的构造应力场，反演计算精度良好，计算结果符合实际隧道工程区域的构造特征。隧道轴线上的主应力分布规律表明：该隧道受到强烈的构造挤压作用，岩体内赋存较大的水平应力，最大水平主应力超过 62 MPa。为避让大断层而选择的隧道走向与最大水平主应力小角度相交，这将有利于隧道围岩的稳定。隧道埋深较浅的里程地应力特征为 SH＞SV、Sh，埋深较大的里程地应力特征为 SH＞SV＞ Sh。从应力角度初步统计出该特长深埋隧道的岩爆灾害等级，该特长深埋隧道全线路发生岩爆灾害的概率较大。
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2024(1):128-136, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220903001
Abstract:
针对隧道穿越引起既有管线变形的问题，本文出发点并非沿用力学平衡，而是从系统能量入手。将既有管线视为 Euler?Bernoulli梁，并搁置于可考虑地基连续变形的 Pasternak 地基上。参考 Rayleigh?Ritz 法给出位移函数，写出地基梁系统各部分的功能表达式，建立关于管线变形的总势能方程。依据最小势能原理对其进行变分运算并求解，推导得到计算管线变形的理论解析。分别利用有限元软件的模拟结果和已发表文献中实际工程的监测数据验证所提方法的合理性。进一步对既有管线抗弯刚度、新旧结构穿越角度以及地层损失率展开参数分析。研究结果表明，随着既有管线抗弯刚度和新旧结构穿越角度的增大，既有管线的变形减小；而随着地层损失率的增大，既有管线的变形也随之增大。所提方法可快速评估隧道开挖对既有管线的影响。
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2024(1):137-145, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220816003
Abstract:
寒区断续节理岩体受冻融作用影响易发生失稳破坏。为探究冻融作用下节理特征对岩体损伤与力学特性的影响，使用相似材料制备不同节理倾角、岩桥长度的断续节理试样，并开展冻融循环试验。通过对冻融试样进行损伤分析与单轴压缩试验，得到了各类试样的劣化损伤特性及其对抗压强度与破坏模式的影响规律。研究表明：冻融作用下，断续节理类岩石试样的劣化模式以片落模式为主，裂纹模式为辅，且不同节理特征试样间存在冻融损伤差异；节理特征与片落损伤的关联较小，但对裂纹扩展的影响显著，节理倾角越大，裂纹发育越不明显，岩桥长度越短，裂纹贯通越迅速，裂纹扩展程度不同是造成试样间冻融损伤差异的主要原因；在差异性冻融损伤的影响下，各类试样的抗压强度普遍降低，并随节理特征的变化表现出不同的强度损失规律；试样破坏过程中延性增强，节理尖端的拉伸裂纹减少、剪切裂纹增多，部分类型试样的破坏模式与岩桥贯通模式发生改变。
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2024(1):146-155, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220720001
Abstract:
基于 ABAQUS 软件建立土?隔震地铁车站结构静?动力耦合三维数值仿真模型，以典型两层两跨箱型结构为研究对象，将摩擦摆隔震支座应用于地铁车站结构，通过在中柱不同位置布置隔震支座，研究隔震地铁车站的地震响应规律和减隔震效果。结果表明：（1）摩擦摆隔震支座能够增大车站侧墙和板的相对水平位移以及中柱的绝对水平位移且能够有效减小中柱的相对水平位移；从控制结构中柱相对水平位移方面考虑，单支座隔震地铁车站结构应将隔震支座布置于车站底层中柱底部位置，而双支座隔震地铁车站结构应布置于车站顶层和底层中柱柱底位置；（2）摩擦摆隔震支座能够降低隔震层中柱的应力，隔震支座布置于顶层时，其对底层各构件的应力影响较小；隔震支座布置于底层时，最大应力出现在侧墙底部位置且能够有效减小隔震层中柱应力集中的现象；（3）摩擦摆隔震支座能够有效降低隔震层中柱的剪力和弯矩，而对于非隔震层中柱内力的降低则效果不佳；从控制结构中柱内力方面考虑，双隔震支座结构优于单隔震支座结构。
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2024(1):156-164, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220704001
Abstract:
我国西北地区被季节冻土全覆盖，且近年来该区域地震频发。为研究我国西北地区季节性冻土场地的地震反应特性，开展了季节性冻土场地振动台试验，并建立了不同冻结深度的三维实体有限差分模型，对比分析了不同地震激励作用下的季节性冻土场地的地震反应特征和土体的动剪应力—动剪应变规律。结果表明：在地震激励下，冻土层的存在虽然有效抑制了地震动能量，但冻结期场地的水平位移与非冻结期相比明显较大，且竖向位移呈显著的层状震陷特征；冻土场地的峰值放大系数呈先增大后减小然后再增大的规律，并且冻土层深度越大其峰值放大系数越小。此外，通过土体的动剪应力—动剪应变关系可以发现，冻土场地地震反应具有明显的非线性特征， 且冻土层的存在对地震能量具有一定的削弱作用。
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2024(1):165-174, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220505005
Abstract:
受行波效应、相干效应、场地效应的影响，大跨度结构的多点激励地震反应分析非常复杂，且考虑多点激励下对大跨空间网格结构隔震性能的影响是结构工程抗震方向中有重大意义的研究课题。以单层圆柱面大跨度空间网架结构为研究对象，基于直接位移法，应用 SAP2000 有限元软件建立了多点激励动力反应时程分析模型，进行结构在地震动一致激励和多点激励作用下的动力反应分析计算。结果表明：水平地震动多点激励效应对大跨度空间结构的影响十分显著，需采取使用多点激励输入方式。不设置隔震支座时，多点激励下，支撑柱弯矩与剪力随波速的减小而明显增加，柱顶位移变小，中柱轴力略微上升。基础隔震时，各支撑柱柱顶内力与位移的分配较无隔震时存在差异。边柱的弯矩、剪力及轴力均小于中柱的相应值，但柱顶位移增加明显。柱弯矩减震效率保持在 45%~75%，柱剪力减震效率保持在 60%~85%；柱顶隔震时，能得到比基础隔震更高的隔震效率，且柱弯矩隔震效率高达 90% 左右， 柱剪力隔震效率保持在 85%~90%。柱顶位移显著减小，柱轴力比基础隔震时略有增加。
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2024(1):175-182, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221117001
Abstract:
为解决高层建筑玻璃幕墙年久失修、经历突发自然灾害以及常年受到高风压载荷导致幕墙变形且难以精确检测的问题，提出一种基于双目立体视觉检测玻璃幕墙变形的方法。该方法首先根据双目成像原理对左右相机进行高精度标定，获取相机的内外参数；然后通过预处理、形态学处理消除图像中的干扰项，并通过霍夫圆变换基于标识点对图像进行特征提取；最后，采用奇异值分解（SVD）和列文伯格?马夸尔特优化算法（LM）计算玻璃幕墙变形前后标识点的三维坐标，从而确定玻璃幕墙的形变。结果表明：借助双目立体视觉测量的方法能够精确检测玻璃幕墙的变形程度，平均相对误差为 2.276%，能够有效满足玻璃幕墙变形检测的实际需求。
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2024(1):183-191, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220524001
Abstract:
为考察焊接 Q960 钢 H 形截面轴心受压柱局部稳定性能，采用 ABAQUS 软件建立有限元模型，经试验数据验证后，分析翼缘宽厚比、腹板高厚比、构件温度、构件长细比、初始几何缺陷和残余应力等参数对焊接 Q960 钢 H 形截面轴心受压柱局部屈曲强度的影响。研究表明，轴心受压柱的局部屈曲承载力主要与截面尺寸及构件温度有关。采用多国规范对试验试件的局部屈曲承载力进行计算，发现现有规范的设计方法不适用于高温下焊接 Q960 钢 H 形截面轴心受压柱局部屈曲承载力的计算。根据有限元分析结果提出焊接 Q960 钢 H 形截面轴心受压柱局部屈曲设计方法，与试验数据和有限元分析结果的对比表明所提方法能较准确地计算焊接 Q960 钢 H 形截面轴心受压柱不同温度下的局部屈曲承载力。
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2024(1):192-201, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220829003
Abstract:
为了研究火灾过程中钢筋混凝土两端固结梁破坏模式的变化规律，利用有限元分析软件对梁内部的温度场进行分析，确定其不同耐火时刻的分布规律，利用承载力简化计算公式对火灾过程中钢筋混凝土梁不同时刻的极限承载力进行计算分析。并对上侧纵筋配筋面积、混凝土保护层厚度和混凝土强度为变换因素的三组固结梁试件进行理论分析，讨论了火灾过程中不同参数对钢筋混凝土固结梁破坏模式临界点 ξ 变化规律的影响。结果表明：上侧纵筋配筋面积越大，ξ 点对应受火时间 T 越提前；混凝土保护层厚度越大，混凝土强度越高，ξ 点对应受火时间 T 越滞后。在理论计算的基础上，为保证梁在受火两小时内发生弯曲破坏，对梁的防火设计提供了思路。本研究方法可以简化分析钢筋混凝土梁高温中破坏模式的变化规律，为火灾中构件的设计计算提供参考。
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2024(1):202-209, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220411003
Abstract:
为找到一种在构件耐火试验中能有效考虑整体结构对受火构件约束作用的加载方式，建立了 2 层 2 跨的钢筋混凝土框架和受火单柱的有限元模型，对比分析荷载比为 0.2、0.4 和 0.6 时，恒载、变位移加载、变力加载和交互加载方式下受火单柱与整体结构的内力、变形和耐火极限的差异。研究结果表明：恒载单柱不能准确反映整体结构受火柱的变形、轴力和耐火极限；变位移加载和变力加载在荷载比为 0.2 时能较好考虑整体结构中的约束作用，在荷载比为 0.4 和 0.6 时误差增大也不能准确反映整体结构的抗火性能；交互加载的相对误差随荷载比增大而增大， 且最大误差小于 20%。恒载、变位移加载、变力加载和交互加载中，交互加载可以较好考虑整体结构中的约束作用，近似达到整体结构试验的效果。
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2024(1):210-221, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220714003
Abstract:
采用 CFRP 加固带裂缝混凝土梁，能明显提高构件的承载力和刚度，减小结构变形并延缓裂缝的扩展。由于混凝土材料本身和 CFRP?混凝土界面的率敏感性，在动态加载速率下 CFRP 加固梁的断裂性能与准静态荷载下有着明显不同。为研究 CFRP 加固混凝土梁的动态力学性能，通过不同加载速率下三点弯曲梁断裂试验，对比分析了 0.000 5、0.1、1、10 mm/s 加载速率下 CFRP 加固预裂混凝土梁的断裂性能。结果表明：CFRP 在混凝土梁裂缝扩展过程中承担着很强的阻裂作用和增强效果，与未加固混凝土梁相比，CFRP 加固混凝土梁的极限荷载得到显著提高；随加载速率提高，混凝土梁固有的阻裂性能和断裂过程区骨料黏聚力的阻裂作用提高，混凝土梁断裂面骨料被拉断的数量增多，裂缝扩展路径更趋向平直；最后计算得到不同加载速率下 CFRP 加固混凝土梁裂缝扩展阻力曲线，分析了不同加载速率下 CFRP 加固混凝土梁裂缝扩展阻力曲线的变化规律。
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2024(1):222-233, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220929002
Abstract:
地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式，具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点，但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术，对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比，验证了数值分析模型选取的合理性，并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中，地下连续墙水平位移的变化规律，通过墙体位移梯度（Dw）和软土位移梯度（Dr ）进行临界厚度比计算。研究结果显示： 水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状，沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。 利用 Dw和 Dr标定出临界厚度比为 0.24；土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定，而在第五步开挖与施工后 40 d 变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。
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2024(1):234-242, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220809006
Abstract:
针对平原地区土层条件较差和地形条件有限的情况，提出一种新型坝——空腹混凝土坝。采用振动台模型试验技术，研究加速度峰值、库水位及防渗墙对该新型坝动力响应的影响。结果表明：（1）在自由场坝基中设置结构可以降低坝基的超孔压响应，削减坝基液化程度。（2）非自由场工况中，加速度峰值的增大加强了坝基的振动幅度，加剧液化程度；坝体上游库水位的存在增加了坝基的有效应力从而降低液化程度；坝基中防渗墙的存在增加了孔压的消散从而降低液化程度。总体来说，加速度峰值对液化程度影响最大，库水位影响次之，防渗墙影响最小。 （3）库水位的存在增加了坝体的受力程度导致坝体水平位移响应大于空库工况，防渗墙的存在降低了坝基中的水力梯度导致坝体响应低于无防渗墙工况。但在试验过程中坝体并没出现明显的水平位移变化。
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2024(1):243-249, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231007003
Abstract:
北江大堤石角段尽管经历了 4 次大规模的加固工程，但在十年一遇的洪水中，堤防仍然面临管涌险情。经对北江大堤石角段的管涌进行分析，发现这些反复出现的问题主要集中在红砂岩层。所谓的管涌通道实际上是红砂岩中的一些溶洞，是红砂岩中的碳酸盐钙质胶结物在水岩反应中流失钙离子后形成的，属于化学侵蚀的结果。北江石角段断裂带发育，江水通过断裂带与左岸的地下水直接连通，河水与地下水通过断裂带与溶洞往复流动，在 CO2的参与下发生水岩反应，导致红砂岩中的钙质胶结物被溶蚀，从而形成溶洞。在洪水期间，随着江水位上涨，外江水位高于地表，江水压力通过溶洞传递到堤角覆盖层之下。当江水压力大于覆盖层的浮容重，则会发生流土破坏，进而演变成为管涌。研究认为，在枯水期通过钻孔灌浆的方法将红砂岩层中的溶洞填充，才能全面消除管涌危害。
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2024(1):250-262, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230612004
Abstract:
防护工程在战时能有效抵御打击并保存有生力量，历来是国家防御和威慑力量的重要组成部分。与地上防护工程相比，构筑在岩土介质中的地下防护工程具有更强的防护能力。然而，随着科学技术的发展，高技术武器和精确制导武器的命中精度、侵彻深度和毁伤能力不断增强，对地下防护工程构成严重威胁。拱结构具有优异的力学性能，在地下防护工程中应用十分广泛，研究地下拱结构的抗爆性能对地下防护工程建设与发展具有重要意义。 地下拱结构的抗爆问题涉及岩土介质中的爆炸冲击效应、岩土介质与拱结构的相互作用以及拱结构的动力响应与破坏机理等复杂的研究内容。国内外学者通过试验、数值仿真和理论分析等方法对爆炸荷载作用下地下拱结构的动力响应开展了较为系统的研究，取得了丰富的科研成果。从地下拱结构抗爆试验、数值模拟研究以及抗爆动力学理论三个方面讨论了地下拱结构抗爆研究进展，结合研究现状，指出未来应结合地下防护工程向深埋地、大跨度发展的趋势，加强地下拱结构原型和大比例模型结构抗爆试验、精细化数值模拟分析以及兼顾精度与实用的计算方法研究。
2024年第卷第1期
论文
综述
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强震作用下岩石场地群洞地铁车站试验研究
Abstract:
摘要：为探究岩石场地群洞地铁车站在地震作用下的动力特性，设计了一个比尺1：30的群洞地铁车站结构的大型振动台试验模型，采用横向输入峰值加速度0.07 g、0.15 g、0.21 g、0.30 g、0.50 g、0.70 g和1.0 g等7个不同强度的人工地震波，研究了群洞地铁车站在强震作用下的加速度响应特征、位移响应特征、结构破坏模式和动应变响应特征。结果表明：阿里亚斯强度（Arias Intensity）的放大系数曲线揭示，模型围岩和站厅衬砌结构在峰值加速度0.5 g后进入塑性破坏状态；站台衬砌结构在峰值加速度0.3 g后从塑性状态逐步进入破坏状态，同时能量耗散逐渐增加。随着地震动强度的增大，站厅横断面的相对位移增幅显著，开口断面与非开口断面的相对位移峰值差距进一步扩大。结构的裂缝主要分布在纵向，站台直墙中部的纵向裂缝宽且长，而站厅直墙中部未产生明显裂缝。随着地震动强度增大，结构传递函数的主频逐渐减小，在弹性阶段和塑性破坏阶段，结构主频分别为22.7 Hz和18.5 Hz。当地震动横向激励时，竖向联络通道下断面（VL）相同位置的拉应变均大于水平联络通道右断面（HR），最大拉应变出现在竖向联络通道的下断面的拱肩处。
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基于监测数据和拟静力方法的海上风机 地震动力响应分析
Abstract:
海上风机服役环境恶劣，我国大量海上风电项目紧邻东南沿海地震带和环太平洋地震带，地震活动频繁，严重威胁海上风机安全。我国近海地质条件复杂，既有深厚覆盖层软弱土海床，同时存在大范围浅覆盖层地质区域，属于抗震不利工程地质条件，海上风机的地震响应是工程及学术界研究的热点。本文依托国内某风电场项目，利用地震激励下单桩基础风机监测数据和拟静力分析对海上风机地震动力响应进行了分析。首先利用数据驱动的随机子空间方法（Data-SSI）识别风机的频率、阻尼和振型；然后分析了风机不同测点加速度响应、频谱特性，同时采用小波变换，分析各测点响应的时频变化；最后采用拟静力计算方法，分析上部结构惯性力作用下，塔筒和单桩基础的响应情况，计算了上部结构惯性力作用下风机塔筒和基础的响应情况。结果表明，风机塔筒部分的最大加速度出现在塔筒中部，地震作用下风机体系的高阶模态可能更加显著；时频谱结果表明地震作用下，风机振动并非以一阶振型为主，风机顶端的频率变化比较复杂；风机水平变形及塔筒应力满足规范要求。分析结果可为评估海上风机安全提供参考，具有工程应用意义。
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2023年甘肃积石山Ms6.2地震宏观灾害特征与若干思考
蒋伟，王永志，袁晓铭，汤兆光，陈龙伟，聂桂波，李兆焱，张昊宇，汪云龙
Abstract:
2023 年 12 月 18 日甘肃省积石山县发生了 Ms6.2 地震，与以往同等级地震相比，其表现出“同震重灾”特征和 引发了特殊流滑地质灾害。通过现场震害调查、走访受灾群众和搜集地质资料及相关文献，重点探讨了本次地震 的发震背景和孕育地质条件，对比了宏观烈度分布特征及与仪器烈度差异，统计了不同民居房屋的典型震害特征 及所占比例，调查了造成人员伤亡的主要成因；踏勘了次生流滑灾害宏观特征，对揭示其成因与触发条件提出了若 干关键问题。结果表明：宏观与仪器烈度具有较为明显差异，原因主要为地形地质条件复杂、不同乡镇经济发展水 平与房屋抗震设防能力差异及烈度仪布设缺乏统一标准；强震观测记录地表加速度明显大于 2021 年漾濞 Ms6.4 地 震，烈度Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区面积分别为 2022 年芦山 Ms6.1 地震的 2.3、1.5、2.5 倍，为造成同级地震重灾的一个重要成因；泥 流掩埋摧毁房屋、炕头相连淋浴间隔墙倒塌及地震发生在深夜是造成本次地震人员伤亡重的重要因素。流滑区域 长约 3 km，前后高程差约 85 m，总面积约 39 万 m2，漫出地面约 3 m 高，塌陷区残留若干孤岛，其可能为长期农田灌 溉、地下水体富集、地震主振方向与泥流运动和天然沟谷方向相同等外在因素和黄土湿陷、土体液化等内在机理综 合诱发，具体成灾诱因、物理机制和触发条件需多种手段联合验证。调查证明，按照抗震设防标准进行房屋建设和 既有建筑加固，强化农村居民防震减灾意识和应急避难知识，是减轻地震造成人员伤亡的有效措施。
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地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究
Abstract:
地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式，具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点，但其受力变形规律较为复杂。本文基于超弱光纤光栅感测技术，对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比，验证了数值分析模型选取的合理性，并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中，地下连续墙水平位移的变化规律，通过墙体位移梯度(Dw)和软土位移梯度(Dr)进行临界厚度比计算。研究结果显示：水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状，沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。利用Dw和Dr标定出临界厚度比为0.24；土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定，而在第五步开挖与施工后40天变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。
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阿汝冰崩-碎屑流运动过程反演及预测模拟研究
Abstract:
冰崩作为冰冻圈最具灾难性的地质灾害之一，具有运动过程复杂、预测难度高、致灾后果严重等特点。2016年7月17日和9月21日在西藏阿里地区发生了两起巨型冰崩-碎屑流事件，对当地居民生命财产安全以及生态环境造成了严重危害，利用PFC3D反演了这两次冰崩-碎屑流运动过程，在此基础上对周边区域潜在冰崩隐患进行了预测模拟研究。结果表明：（1）两次冰崩-碎屑流运动时间分别为300s和240s，颗粒平均速度峰值分别为32.05m/s和34.80m/s，第一次冰崩入湖体积约为8.47×106m3；（2）前后部分的能量传递是冰崩-碎屑流产生高速远程运动的关键机制；（3）预测阿汝85号冰川（冰崩隐患）发生冰崩后形成的西北侧主堆积区面积约为1.1km2，东北侧小堆积区面积约为0.3km2，危险区面积共计3.28km2；该成果对于青藏高原的冰崩防灾减灾工作具有一定科学价值和现实意义。
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气幕均匀性影响因素及其隔尘效果研究
Abstract:
近年来，空气幕作为一种有效隔绝易于扩散粉尘的装置，被频繁的用于矿山、隧道施工过程中产尘较多的场所，而均匀的气幕会带来更佳的隔尘效果。运用Fluent数值模拟结合相似实验的方法分析了气幕直径和气幕内部风道结构变化对气幕均匀性的影响，并将设计后可以均匀供风的气幕安装在实际施工隧道模型中模拟分析其隔尘效果。结果表明：直径增加，供风装置内气流轴向惯性力降低，有充足的时间改变流出方向，气幕装置轴向静压更加均匀，形成气幕更加均匀，但直径的变化对气幕均匀性的影响不是线性变化的，即存在一个临界直径使直径继续增加对均匀性的改善效果不明显，并且气幕临近直径的范围会随供风装置长度的增加而增加；在长度1m、临界直径180mm的气幕装置基础上，依据风道设计原理安装计算出的弧高为149.9mm的楔形扇面阻体后，气幕装置内部平均压力梯度从38.4Pa/m降低到19.3Pa/m，出口风速均匀度从87.6％提高到了93.2％，气幕均匀性显著提升；安装气幕后，隔尘区域内回弹的含尘气流被阻隔，区域内风流变得混乱复杂、涡流增加，粉尘停留时间增加，相对较大的粉尘颗粒有更长的时间沉降。整个隔尘区域粉尘浓度明显升高，气幕隔尘效果显著。
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超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究
Abstract:
为研究超高延性混凝土（Ultra-High Ductility Concrete,UHDC）加固砌体墙的抗震效果，对两个实心墙和两个空斗墙进行了低周反复加载试验，试验发现与未加固墙相比，加固后实心墙承载力提升31%，峰值位移降低了30%；加固后空斗墙承载力提升了223%，峰值位移提高了471%。利用OpenSees软件对UHDC加固墙体进行了建模分析了不同加固层厚度、加固方式及竖向压应力等因素对抗震性能的影响。研究结果表明：对于实心墙，加固层厚度为10mm、20mm、30mm时，峰值承载力分别提高16.0%、36.2%、56.1%，峰值位移分别降低了28.3%、26.7%、26.7%；对于空斗墙，加固层厚度为10mm、15mm、20mm时，峰值承载力分别提高117.4%、179.5%、243.4%，峰值位移分别提高345.5%、522.7%、506.1%.当竖向压应力为0.6MPa和0.9MPa时，实心墙峰值承载力较0.3MPa时分别提高16.8%和33.0%，峰值位移分别降低12.0%、16.0%；空斗墙峰值承载力较0.15MPa时提高6.5%和10.5%，峰值位移分别提高2.8%、0.0%。当分别采用整面加固、斜交条带加固、正交条带加固时，实心墙峰值承载力分别提高36.2%、12.0%、5.4%，峰值位移分别降低26.7%、28.3%、28.3%；空斗墙峰值承载力分别提高179.5%、80.1%、39.3%，峰值位移分别提高522.7%、203.0%、203.0%。最后提出了UHDC加固砌体墙抗剪承载力计算公式，经与试验和模拟结果比较，其理论值具有较好的精度，可为加固设计提供理论支持。
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2023,43(5):917-922, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230921004
Abstract:
在全球气候变化及地质活动日益活跃的孕灾大环境下，我国亟待实现自然灾害的快速高效应急处理，相应的灾害防控产业升级同样势在必行。结合自然灾害防控关键环节的发展方向，通过文献整理、现场调研、专家咨询及问卷调查等方式，分析了自然灾害防控产业面临的问题与挑战，开展自然灾害防控产业技术突破与发展路径的研究，提出以下对策措施：构建更为完善的标准化体系，严格核定从业资格，实时把控自然灾害防控产业的市场动态， 保障产业市场良性竞争；立足本土化发展优势，集群化发展自然灾害防控产业，贯通自然灾害多产业链条；以自然灾害防灾减灾的基础研究为主导，通过理论创新和技术迭代，完成自然灾害产业升级，提升产业整体性、系统性和协同性，打造防灾减灾产业端的国际核心竞争力。本文将为自然灾害防控的产业高质量快速发展提供前瞻性、针对性、储备性的科学参考。
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2020(5):698-705, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.003
Abstract:
在众多诱发滑坡的因素中,人工削坡引发的边坡失稳现象十分普遍。采用布里渊光时域分析技术(以下简称BOTDA 技术),通过模型试验和数值模拟分析,对削坡作用下的边坡变形机理及其演化过程进行了研究。由于传感光缆与土体之间的耦合性直接影响着监测结果的准确性,首先通过不同围压作用下的拉拔试验,掌握了传感光缆与土体耦合变形关系。然后,设计了坡顶加载试验模型,通过在水平向和竖直向植入传感光缆,实现对边坡模型在削坡作用下土体内部变形场的分布式监测。试验结果表明:水平和竖直向传感光缆监测到的应变异常区域与潜在滑动面位置相吻合,并被数值模拟所证实;在 BOTDA 监测数据的基础上提出了边坡模型水平特征最大应变值与安全系数之间的经验公式,对削坡作用下的边坡稳定性状态进行了评价,进而可对边坡失稳做出预警。
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2021(4):753-767, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2021.04.005
Abstract:
为改善普通填充墙(板)结构的抗震性能，基于黏弹性阻尼器的原理和构造，提出一种构造简单、减震机理明确、具有自主知识产权的新型减震填充墙(板)。本文介绍减震填充墙(板)的构造及工作原理；给出适合构筑减震层的材料及其滞回性能；对减震填充墙(板)单元、带减震填充墙(板)平面框架进行性能试验，揭示减震填充墙(板) 通过相邻砌体(墙板)单元间的相对运动迫使减震层发生剪切滞回变形、耗散地震输入能量的减震机理，建立减震填充墙(板)平面内“双斜撑”力学模型；通过带减震填充墙(板)三维框架的动力时程分析，验证地震下减震填充墙 (板)可通过削减墙体自身对主体结构的刚度效应，显著降低对主体结构动力特性及抗震性能的影响，保护墙体不破坏的有效性；对减震填充墙(板)的平面外性能进行试验及分析，揭示减震填充墙(板)“拱承载机制”的平面外工作机理及“四铰拱”的破坏模式；介绍减震填充墙(板)在楼梯间、(震损)加固建筑等应用场景中的原理及构造；给出减震填充墙(板)今后研究的问题及方向。
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2022(1):1-11,23, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20210416004
Abstract:
受“5·12”汶川大地震对地表强烈扰动影响，汶川县近年来山洪灾害频发，对当地村镇房屋造成了严重破坏。 汶川县 2019 年和 2020 年连续两年发生了“8·20”和“8·17”群发性特大山洪灾害，以两场山洪灾害中部分受损村镇建筑为研究对象，通过灾情数据挖掘和典型案例分析，总结了不同结构类型建筑破坏特征、沿河建筑破坏程度空间差异性和建筑遮掩效应等破坏特点以及冲击、冲刷、淤埋、浸泡等破坏方式。根据调研分析，结合山洪破坏特征，对现有建筑破坏等级标准进行改进，提出了山洪灾害下村镇建筑破坏分级标准。应用随机森林算法和统计分析方法， 从水深暴露性、选址暴露性、物理脆弱性等方面综合分析了建筑洪灾破坏的主要影响因素及其作用关系。最后基于建筑受灾破坏情况分析，提出了提高山区村镇建筑防洪减灾能力的对策和建议。
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2020(4):623-632, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.04.017
Abstract:
海上风电大直径单桩基础长期承受来自环境效应的循环荷载以及海床的冲刷作用，冲刷条件下的水平受荷单桩的循环加载特性是海上风电桩基础设计关注的内容。开展了砂土中大直径和小直径单桩基础冲刷条件下长期循环加载的模型试验，探讨了冲刷深度和循环加载幅值对两种基础形式长期承载变形特性的影响。试验研究表明：砂土中循环加载提高了循环后的单桩承载力，其中小直径桩循环后的水平承载力提高更为显著。冲刷导致循环后的单桩承载力下降，随着冲刷深度增加该效果越明显。在循环加载初期，小直径桩残余累积变形的增加速度小于大直径桩。循环次数大于1 000次冲刷深度为2倍桩径条件下，小直径桩的累积变形趋于稳定，大直径桩的累积变形仍继续发展。通过在无量纲循环加载幅值参数中引入冲刷深度对承载力的影响，建立了冲刷条件下两种不同直径桩基的水平循环累积位移计算模型，适用于考虑冲刷影响的单桩长期水平循环累积变形预测。
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2020(6):841-851, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.06.001
Abstract:
为详细调查拟建川藏铁路沿线帕隆藏布流域冰碛物的物理力学特征，评估冰碛物作为地质灾害物源和工程地基的稳定性，选取帕隆藏布流域32处典型冰碛物为研究对象，通过开展天然密度、含水率、颗分、大型直剪、三轴剪切、膨胀性、渗透性等原位试验和室内测试，结合现场剖面测绘等调查手段，总结了冰碛物的分布与沉积特征和物理力学参数特征，统计了不同参数间的相关性。结果表明：冰碛物物理力学参数与含水率、孔隙比及粘粒含量密切相关，其中天然密度和压缩模量均与孔隙比呈线性负相关，而垂直渗透系数和自由膨胀率与粘粒含量呈二次方关系，抗剪及抗压强度与孔隙比和含水率呈二元函数关系。通过分析冰碛物在三种不同沉积部位(现代冰舌前缘、冰川谷中游、沟口主河岸坡)的起动方式，初步探讨了冰碛体的稳定性及其在川藏铁路、川藏高速公路等重大工程中的不同应用对策(桥隧绕避、工程边坡、路堑或地基等)。
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2022(1):24-33, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20201024001
Abstract:
2019 年 9 月 14 日，甘肃省定西市通渭县发生大型黄土滑坡。通过对该黄土滑坡的现场调查和无人机航测，查明了孕育滑坡的地形地貌、水文地质等条件，对滑坡体的形态特征、结构特征和运动模式进行深入研究，揭示了常家河滑坡的致灾机理。运用高密度电法对滑坡体进行探测，探明滑坡区域的地层结构、滑体厚度、地下水分布及空间展布情况。结合有限元法和严格的极限平衡法计算坡体的稳定性，得到降雨条件下滑坡坡体的最大剪应变区域分布及斜坡稳定性随着降雨持时的变化规律。研究结果表明：(1)通渭滑坡整体形态呈圈椅状，分为 3 个典型破坏区域，形成大量垂直陡坎，黄土滑动厚度约为 8~50 m；(2)通渭滑坡属“牵引?推移”式顺层滑坡，运动方式为“坡脚失稳牵引?中部受阻滑移?后部失稳推移”；(3)地下水多为裂隙岩溶水，地层结构不明显，早期地震等地质构造活动对地层形状影响较大；(4)黄土斜坡稳定性受降雨持时影响持续降低，斜坡最大剪应变区域多分布于斜坡中上部， 且从泥岩接触面向坡面发展；(5)降雨是触发通渭滑坡的最直接因素，冲沟发育、河流侵蚀与农业生产活动是重要的孕灾条件。
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2021(4):909-916, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.202107015
Abstract:
江苏地震监测工作始于 1930 年南京北极阁地震台的创建，经过几代地震工作者的不懈努力和探索创新，地震监测能力和技术水平发生了质的飞跃。回顾江苏地震监测系统发展历程，从 1932 年 6 月维歇尔地震仪正式投入观测，到现今在全省分布的涵盖测震、地磁、地电、形变、流体的多学科地震监测网络。地震监测历经了地震仪器从外国引进到完全自主研发，从模拟观测到数字化网络化观测，从人工识别波形到 AI 自动识别地震事件的飞速发展。 近年来，随着科学技术的日新月异，观测技术的不断发展，地震观测设备的不断完善更新，覆盖全省的测震台网、前兆台网、流动监测网取得了丰富的地震监测成果，获取的大量观测数据被广泛应用于地震速报、地震预测研究、地震灾害防御、地震紧急救援以及地震科学研究，为江苏的经济社会快速发展提供了坚实的地震安全保障。鉴往知来，回顾江苏地震监测的发展历程，致敬老一辈科学家的励精图治，地震监测科技发展薪火相传，服务全省高质量发展，书写江苏地震监测新的发展史。
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2020(3):317-325, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.03.001
Abstract:
隔震措施可以使上部结构在罕遇地震下处于弹性或轻微弹塑性状态,从而有效保护设防烈度下结构地震安全。但是，由于地震发生、强度和特性的不确定性，在设计基准期内结构也可能遭受极罕遇地震的作用，基于“大震不倒”设计的隔震结构在罕遇地震及极罕遇地震作用下隔震支座变形和结构整体抗倾覆安全以及实现抗极罕遇地震的能力和代价需要特别研究。本文通过弹塑性时程分析，比较三种不同高度的隔震结构层间位移角、叠层橡胶隔震支座位移及结构倾覆力矩，分析结构在极罕遇地震下隔震层（也即叠层橡胶支座）位移超限和整体倾覆的主要失效模式。结果表明：极罕遇地震下，基于“大震不倒”设计的隔震结构支座位移可能会超出限值，层间位移角和结构倾覆力矩通常可以满足要求。隔震支座尺寸适当增大、相应极限变形能力提高，能够控制极罕遇地震下结构隔震层变形破坏，但上部结构隔震效果有所下降；适当减小上部结构高宽比能够控制极罕遇地震下隔震结构、尤其高层隔震结构的整体倾覆破坏。因此，兼顾安全性和经济性，有效增大隔震支座极限位移、适当减小高层隔震结构高宽比，实现隔震建筑抗极罕遇地震能力，是付出代价不大、经济适用的一条有效途径。
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2020(4):483-489, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.04.001
Abstract:
为显著提高强震区高墩桥梁结构的抗震性能，基于可恢复功能抗震设计原理，提出钢管混凝土柱?软钢消能元件组合箱形截面高墩桥梁的设计概念。以山区某常规RC箱形截面高墩连续刚构桥为工程背景，进行新型组合截面高墩桥梁试设计；分析了新型组合截面高墩桥梁在作用基本组合下的静力性能和地震组合下的抗震性能，并对比分析了其与常规RC箱形截面高墩桥梁在E2地震作用下的抗震性能。结果表明：①作用基本组合下，新型组合截面高墩桥梁能够很好地满足结构承载力和稳定性要求；②在E2地震作用下，常规RC箱形截面高墩桥梁出现中等程度的破坏，而新型组合截面高墩桥梁仅有可更换的软钢消能元件发生塑性变形，表明其具有地震可恢复性；③在E2地震作用下，新型组合截面高墩桥梁的地震位移反应明显小于常规RC箱形截面高墩桥梁的地震位移反应。
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2020(5):679-689, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.001
Abstract:
采用三维非连续变形分析(3D DDA)方法输出滚石动能和运动轨迹,其结果与现有室内实验和数值模拟方法进行比较,验证了 3D DDA 方法的准确性。通过分析滚石平台对不同坡高、不同坡角、不同折点位置的岩质边坡滚石动能、运动轨迹的影响,研究了滚石平台对滚石运动的影响规律。最后,以西藏高原朗村复杂坡形岩质边坡为工程背景,分析了坡底平台对滚石灾害的防护作用。结果表明:滚石平台可降低滚石动能,改变滚石运动轨迹,减小滚石对坡底防护结构或交通线路等结构物的冲击作用。同时,给出不同边坡特征下滚石运动及相应的平台设计宽度总体规律,为滚石平台设计提供依据。
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2022(1):81-91, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.202003018
Abstract:
针对世界范围内时有发生的船舶撞击桥梁事故，为研究桥墩在驳船撞击下桥墩的动力响应与损伤特征，建立了驳船?桥墩碰撞的有限元模型。通过与已有落锤冲击试验的结果进行了对比，对本文有限元模型的可靠性进行了验证。基于本文建立的驳船?桥墩碰撞有限元模型，分析了 1 000 t 驳船以 4 m/s 速度撞击下桥墩的动力响应与损伤变化机理，并研究了驳船撞击速度、撞击吨位、撞击点以及轴压比对损伤特征的影响规律。结果表明，桥墩较不利部位为撞击点区域与墩底区域，钢筋应变率效应使钢筋屈服强度提高 11.7%~22%，一定程度上会增大桥墩抗力； 撞击速度与吨位会影响桥墩的损伤程度，但不会影响桥墩的损伤特征；撞击点与轴压比的变化会改变桥墩的损伤程度与特征；随着撞击点的减小与轴压比的增大在一定程度上会增大桥墩的抗撞能力。
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2020(3):326-336, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.03.002
Abstract:
在日本阪神地震中遭受地震破坏的地铁地下结构中，仅大开车站中标准段一处区域发生了完全塌毁，其它地铁车站、隧道的震害程度均相对其要轻微。利用能够合理模拟地下框架结构损伤破坏的数值分析模型，对大开车站标准段、中央大厅段以及区间隧道结构的地震破坏反应进行了数值模拟分析，探讨了造成上述现象的原因。结果表明：不同断面宽度以及埋深导致大开车站标准段、中央大厅段以及区间隧道结构所受的上覆土压不同，使三者立柱在地震作用中处于不同的轴压比状态下工作，并使得三者不同刚度的结构框架在地震作用中出现不同程度的损伤与刚度退化，继而导致三者立柱出现了不同程度的水平相对变形。最终大开站标准段立柱由于较高的轴压比下受到过量的水平相对变形而发生破坏，从而导致整体框架结构的严重破坏；其余二者则由于立柱处于较低的轴压比下，所受水平相对变形处于立柱变形能力范围内，而未发生立柱破坏，进而使得整体框架保持了承载能力。
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2020(4):498-508, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.04.003
Abstract:
土体非线性性能对地表地震动的影响主要体现在其频谱成分和强度的改变上。采用修正Matasovic本构模型描述土的动力非线性特性，利用专业软件DeepSoil对深厚场地的50个钻孔剖面土柱模型进行了场地地震反应分析。采用加速度反应谱卓越周期Tp、平均谱周期Tavg及加速度傅氏谱平均周期Tm表征地表地震动频谱特性；以Arias强度Ia和地表峰值加速度PGA表征地表地震动强度。结果表明：(1) 特定场地条件下，Tp不能反映土体非线性对地震动从基岩传播至地表时频谱成分变化的影响；Tavg和Tm在表征地震动频谱成分特性时具有较高的一致性；(2) 基岩地震动高频丰富时，Tavg和Tm随着基岩地震动峰值加速度的增大而呈现出线性增长的趋势；而基岩地震动低频较发育时，Tavg和Tm的增长趋势线存在明显的拐点；（3）PGA与Ia值随基岩地震动峰值加速度的增大呈现出基本一致的非线性增长趋势，且其离散性均随基岩峰值加速度的增大而增大。
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2022(1):224-230, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.201909030
Abstract:
目前对边坡进行的动力分析多是针对土质边坡或岩质边坡，忽略了土石混合体边坡这一特殊岩土体边坡，而少有的研究中都是将土石混合体边坡简化为等效均质土坡，忽略了块石的存在。利用数字图像处理技术，建立某一实际土石混合体边坡的细观结构模型，利用有限差分软件 FLAC3D 的动力分析模块分析对比了等效均质土坡与土石混合体边坡在地震荷载作用下的变形及稳定性。结果表明：土石混合体边坡在地震作用下首先在坡脚处出现剪切破坏，随作用时间增加逐渐在顶部产生拉裂破坏，最终形成完整的破坏带；土石混合体边坡的滑面受石块位置制约，具有“绕石现象”；在相同地震荷载作用下，土石混合体边坡破坏区贯通比等效均质土坡慢，最终产生的永久位移比等效均质土坡产生的永久位移小，块石的存在增加了土石混合体边坡的抗剪强度，提高了其稳定性。
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2020(3):460-466, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.03.019
Abstract:
提出了考虑软土蠕变效应的路基沉降有限元反演分析方法，通过Matlab语言将Abaqus有限元分析软件嵌入改进的鲸鱼算法中，实现了软土地层计算参数快速而又准确的获取。并采用修正的Drucker?Prager屈服准则模型与“时间硬化”蠕变法则耦合模型模拟考虑蠕变效应的路基土体的沉降变形情况。为了验证该方法的可靠性，构建了某跨越软土地区的高速公路路基有限元反演模型，模拟了整个施工期内路基的变形情况，结果表明，反演分析得到的路基变形情况与实测值有较高的一致性。另外，利用反演分析得到的计算参数预测了工后10年的路基与路面的沉降情况，为该公路的运行与管理提供很好的理论指导。
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陈国兴，吴琪，孙苏豫，赵凯，Charng Hsein Juang
2021(4):677-709, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2021.04.001
Abstract:
地震引起的土壤液化是造成全世界范围内重大地震灾害的主要原因之一。这是岩土地震工程界长期关注的一个复杂现象。土壤液化评估是工程实践中不可或缺的一项工作。本文概述了过去 50 年土壤液化评价方法研究的发展和演变，重点在于从确定性方法和概率法分析的角度回顾土壤液化评估的简化方法所取得的最新进展。最近 20 年里，这些简化方法在两个方面取得了新的进展：(1)现场液化调查数据库的案例数量和质量提升，现场案例由一种或多种原位测试(如标准贯入试验，静力触探试验，剪切波速测试，和动力触探试验)进行描述；(2)各种不确定性的认识和概率评价方法的发展。通过对这些进展的回顾，提供了一些见解；并对循环应力比和液化强度计算的几个不确定性校正因素进行了讨论；对几种有代表性的液化评价方法进行了比较，并讨论了液化评价中遇到的共性问题。通过对数十年来土壤液化评估的研究、发展和实践经验的总结，为下一代土壤液化评估方法提供了前景。
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2020(1):1-8, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.01.001
Abstract:
为探究金塘海峡各类海洋土的动剪切模量G与阻尼比λ特征，对金塘海峡四个钻孔不同埋深的各类原状海洋土进行了系列室内共振柱试验，试验结果表明：(1) 各类海洋土均呈现出“低剪切模量，高阻尼比”的强非线性与滞后性特性；各类海洋土的最大动剪切模量Gmax均随埋深的增加而增大，且粉质黏土、粉土、粉质黏土混粉砂、粉砂的Gmax随埋深的增长速率依次减慢。(2) 随着埋深的增加，各类海洋土的G/Gmax — γ曲线移向右上侧，非线性特性减弱；相反，λ — γ曲线移向右下侧，土体的滞后性减弱。(3) 给出了金塘海峡各类海洋土G/Gmax — γ和λ — γ曲线随埋深变化的参数值。
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2020(4):490-497, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.04.002
Abstract:
采用极大似然法对确定性剪切波速液化判别模型进行了标定，在此基础上提出了基于剪切波速的土体液化概率判别模型。结果表明，由对数正态分布、正态分布、最小耿贝尔分布以及最大耿贝尔分布获得的液化判别曲线在液化概率为5%和15%时有一定差异，在液化概率为35%时区别不大。根据贝叶斯信息准则，由最小耿贝尔模型标定的模型修正系数与液化案例数据库符合程度最好。Andrus和Stokoe液化模型修正系数的均值为0.879，说明该模型获得的安全系数从平均意义上小于真实安全系数；变异系数为0.387，表明该模型具有一定程度的模型不确定性。本文所建立概率模型的液化判别曲线与文献中基于贝叶斯映射函数获得的液化判别曲线较为一致，与文献基于逻辑回归方法获得的液化判别曲线在高循环应力比区域有较大差异。
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2020(5):690-697, DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.002
Abstract:
九寨沟“8·8”地震后发育大量的土质斜坡崩滑灾害,这一类型的崩滑斜坡坡体较为破碎,厚度较小。传统的传递系数法计算模型应用于这类崩滑斜坡稳定性计算时,存在将边坡整体计算及不能反映局部崩滑稳定性的问题。将崩滑斜坡破碎程度分为:极度破碎、高度破碎、中度破碎、轻度破碎以及不破碎,基于传递系数法,考虑了坡体的 5种破碎程度,对滑坡稳定性系数以及推力大小计算模型进行改进。并以九寨沟县热西寨老电站对面崩滑为例,对比了两种计算方法的结果。结果表明:分块差异稳定性计算模型比传统计算方法得出来的数值更符合实际情况,即分块法计算每个滑块稳定性存在差异,有的在极端工况下处于欠稳定,有的处于不稳定状态。基于分块法差异计算结果,得出了崩滑斜坡的分块防治模式。
