• 2024年第44卷第1期文章目次
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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

      2024, 44(1):1-11. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240114002

      摘要 (1391) HTML (323) PDF 17.21 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 基于网络灾情数据融合的震后建筑物倒塌快速评估

      2024, 44(1):12-27. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230417004

      摘要 (1548) HTML (132) PDF 3.59 M (596) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 二阶混沌多项式的概率密度精确计算及其结构可靠度应用

      2024, 44(1):28-38. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230203001

      摘要 (1449) HTML (209) PDF 2.79 M (600) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 一种自复位摇摆墙的改进Bouc‑Wen滞回模型

      2024, 44(1):39-49,201. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230710002

      摘要 (838) HTML (373) PDF 3.11 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 110kV干式空心并联电抗器振动台试验与易损性研究

      2024, 44(1):50-58. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230724003

      摘要 (1165) HTML (78) PDF 6.75 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 冲击载荷下叠合岩层巷道围岩的应力演化数值模拟研究——基于岩层运动并行计算系统StrataKing

      2024, 44(1):59-67. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220811001

      摘要 (1126) HTML (187) PDF 2.43 M (555) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 基于SPH‑FEM耦合方法的泥石流冲击输电塔基础的动力分析

      2024, 44(1):68-78. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220824003

      摘要 (221) HTML (244) PDF 2.69 M (474) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 基于GIS与Scoops3D的水动力型滑坡区域稳定性分析

      2024, 44(1):79-89. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230313006

      摘要 (274) HTML (243) PDF 6.49 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 输电线路下击暴流强风荷载最不利工况研究

      2024, 44(1):90-98. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220607002

      摘要 (239) HTML (222) PDF 1.60 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 不均匀积雪致大跨网架结构局部损伤分析

      2024, 44(1):99-108. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220902002

      摘要 (105) HTML (66) PDF 7.93 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 极高地应力软岩隧道非对称变形机理及支护优化研究

      2024, 44(1):109-119. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220620003

      摘要 (278) HTML (148) PDF 6.42 M (364) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 基于多元线性回归原理的高海拔深埋隧道地应力反演分析

      2024, 44(1):120-127. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221007001

      摘要 (176) HTML (245) PDF 2.40 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要: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 SHSVSh,埋深较大的里程地应力特征为 SHSVSh。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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    • 基于能量法的隧道穿越引起既有管线变形研究

      2024, 44(1):128-136. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220903001

      摘要 (117) HTML (82) PDF 1.61 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 冻融作用下断续节理岩体损伤与力学特性研究

      2024, 44(1):137-145. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220816003

      摘要 (133) HTML (86) PDF 7.38 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 摩擦摆隔震地铁车站结构地震响应规律研究

      2024, 44(1):146-155. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220720001

      摘要 (124) HTML (117) PDF 5.00 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 西北季节性冻土场地地震反应特性研究

      2024, 44(1):156-164. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220704001

      摘要 (115) HTML (122) PDF 3.88 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 基于位移-速度输入法结构多点激励FPS支座隔震效果研究

      2024, 44(1):165-174. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220505005

      摘要 (215) HTML (174) PDF 2.29 M (388) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 基于双目视觉的灾后玻璃幕墙变形检测方法

      2024, 44(1):175-182. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20221117001

      摘要 (147) HTML (98) PDF 8.88 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 高温下焊接Q960钢H形截面柱局部稳定设计方法

      2024, 44(1):183-191. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220524001

      摘要 (109) HTML (163) PDF 2.32 M (387) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 火灾中钢筋混凝土两端固结梁破坏模式变化规律

      2024, 44(1):192-201. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220829003

      摘要 (141) HTML (114) PDF 7.72 M (319) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 考虑约束作用的混凝土柱耐火试验加载方式研究

      2024, 44(1):202-209. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220411003

      摘要 (76) HTML (65) PDF 9.12 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 加载速率对CFRP加固混凝土梁断裂特性影响研究

      2024, 44(1):210-221. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220714003

      摘要 (117) HTML (96) PDF 3.95 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究

      2024, 44(1):222-233. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220929002

      摘要 (131) HTML (127) PDF 16.01 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要: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 DwDr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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    • 空腹混凝土坝振动响应试验研究

      2024, 44(1):234-242. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20220809006

      摘要 (78) HTML (118) PDF 2.87 M (351) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • 北江大堤管涌加固工程问题剖析

      2024, 44(1):243-249. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231007003

      摘要 (204) HTML (985) PDF 5.12 M (292) 评论 (0) 收藏

      摘要: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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    • >综述
    • 地下拱结构抗爆研究进展与展望

      2024, 44(1):250-262. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230612004

      摘要 (1371) HTML (263) PDF 4.84 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

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