• 2024年第44卷第6期文章目次
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    • >“未来城市抗灾韧性与智能防灾减灾”专题
    • 城市地下交通基础设施系统全生命周期碳排放计算模型∗

      2024, 44(6):1231-1244. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240528001

      摘要 (1698) HTML (371) PDF 1.41 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化是当前世界面临的主要挑战之一,其中人类生产活动制造的温室气体是导致气候变化的主要因素之一,准确评估温室气体的排放量是实现节能减排的重要环节。城市地下交通基础设施系统具有防治交通阻塞、 增加城市绿化面积等优势,能够实现节能减排。然而,目前还缺乏城市地下交通基础设施系统的碳足迹计算方法。 在全生命周期碳足迹评估框架内,研究了城市地下交通基础设施系统的碳足迹计算边界和尺度,提出了地下交通基础设施全生命周期碳足迹计算模型,基于计算模型,建立了城市地下交通基础设施系统碳排放计算方法。结合某工程案例,揭示了城市地下交通基础设施系统总体及各阶段的碳排放规律,针对不同阶段的碳排放特点,给出了相应的节能减排放建议和措施。

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    • 日本片区防灾理念的应用与启示∗——以东京涩谷站为例

      2024, 44(6):1245-1256. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20241031001

      摘要 (1226) HTML (344) PDF 1.25 M (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市重点开发地区中人口和功能高度聚集的区域,在面对大规模灾害时显得尤为脆弱,易造成交通停运、人员伤亡、企业停摆的情况,甚至进一步引发次生灾害,影响城市经济的可持续发展。其中,大型轨道交通站点及其周边地区是人流量大、功能业态高度复合的区域,极具代表性,提升其应对灾难的应变能力对于增强城市整体的防灾减灾能力具有重要意义。日本有着20多年的都市再生发展历程,至今已经出台一系列具有较强借鉴意义的保障防灾能力的都市再生方法,由于城市轨道交通系统发达但各类灾害频发,日本探索出了以轨道交通车站及周边地区为整体来考虑的片区防灾理念。本研究梳理了日本都市再生安全确保计划制度中片区防灾理念的发展脉络,解析了片区防灾的概念、运行机制和实施要点,并选择在日本轨道交通站中最具代表性的东京涩谷站以及周边地区为例,对在其站点周边实施的片区防灾计划的制度框架、促进机制以及在软件硬件两层面实施的对策进行分析和总结,以期为我国轨道中心站点地区的防灾能力的提升提供经验借鉴。

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    • 基于GCN⁃LSTM组合模型的基坑钢支撑轴力时空序列预测∗

      2024, 44(6):1257-1264. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231208001

      摘要 (869) HTML (152) PDF 1.11 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:基坑钢支撑的轴力变化是反应基坑中内力变化的重要指标,也是基坑工程灾害防治的重点研究对象。由于土体力学性质的复杂性以及受力演化的不确定性,单纯通过监测和计算难以把握基坑中实际的内力变化趋势。已有研究表明支撑轴力的演化具有典型的时序特征,可使用时间序列预测模型对数据进行预测分析,但预测精度普遍不高。基坑中多个点位的支撑轴力变化往往具有明显的空间相关性,但现有的模型无法捕捉空间信息。为解决上述问题,使用图卷积神经网络(Graph Convolutional Neural Network, GCN)和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM),组合构建了能捕捉数据时间和空间特征的时空序列预测模型。该模型根据实际点位的空间信息构建了邻接矩阵并生成对应的空间特征,以支撑轴力,空间信息,温度作为输入特征,来预测支撑轴力的发展趋势。使用上海某车站项目中四个具有空间相关性的点位数据进行预测分析,并将组合模型的预测结果与实测数据、单一LSTM模型预测数据进行对比,结果表明:(1)组合模型的收敛速度更快,对于长周期的数据拟合能力更强,并且能更好的反应数据的波动性;(2)组合模型的精度高于仅考虑时间序列特征的单一LSTM模型,有效提高了支撑轴力数据的预测精度。该模型可为实际工程数值预测提供计算参考。

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    • 极端暴雨下城区新建基础设施洪涝致灾规律研究∗

      2024, 44(6):1265-1274. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231011001

      摘要 (1228) HTML (527) PDF 2.07 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究极端暴雨下城市基础设施洪涝致灾规律,以西安某新建330 kV变电站为例,构建基于GPU加速技术的二维地表水动力城市雨洪过程模型,对不同降雨条件下变电站站区积涝过程进行模拟,对比分析不同降雨与站区水位的响应关系。结果表明:①站区水位随降雨持续先增加,后逐渐缓慢降低;②随着设计暴雨重现期增加,站区内的最高水位不断增高,在300 a一遇降雨重现期下趋于稳定,P≤300时水位增加量占整体的74.31%;③重现期 300 a一遇为水位增长量拐点,建议根据行业特色、经济性、所在汇水区的产汇流状况和洪涝致灾风险等因素综合考虑设防水平。研究揭示了极端降雨对变电站设计标高的量化规律,为极端暴雨下变电站及城市其他新建基础设施的防洪建设提供重要参考。

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    • 城市更新视角下工业遗产空间叙事建构研究∗——以铜官山1978文创园为例

      2024, 44(6):1275-1285. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240925001

      摘要 (1312) HTML (934) PDF 2.36 M (170) 评论 (0) 收藏

      摘要:文化产业已成为目前城市工业遗产更新的主要导向。首先,本研究在经济、空间、文化、生态多维度解析构筑可持续文创园区导向的工业遗产更新路径体系。其次,聚焦空间叙事理论在工业遗产改造更新中的研究应用,探讨物质空间活化利用过程中工业文化特色与认同性的建构方式。在目前的工业遗产空间叙事研究中,较少有学者关注人在其中的行动认知,及其与场所历史信息与空间特征的相关性。因此,以文创园区导向的工业遗产改造更新为研究对象,从叙事主题、路径、载体三个层面提炼园区叙事建构方式。而后,通过GNSS行动追迹实验,结合空间点模式分析法,可视化解析游览者行动轨迹、聚集密度等特征数据,把握叙事空间的路径载体与行动特征的关联效应,最终在路径规划、载体分布、场所营造和交互设计四个方面归纳提炼出工业遗产空间叙事建构模式与策略。研究结果表明,叙事路径规划可以有效引导行动轨迹;依托“物体-场景-事件”为载体的空间叙事方式对游览者的聚集停留具有正向效应,验证了空间叙事理论在工业遗产改造更新中的适用性;空间叙事建构是工业遗产空间重塑与文化意义再生的有效路径。本研究为城市更新视角下的工业遗产活化及文化认同感建构提供了新思路。同时,工业遗产的可持续再利用将在一定程度上减少因城市存量资源的废弃闲置而导致的潜在火灾、爆炸等灾害风险,为推进建设韧性、智慧与可持续发展的城市提供指导与参考。

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    • 人居环境解耦——高架城市方案探索∗

      2024, 44(6):1286-1298. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240708001

      摘要 (1109) HTML (585) PDF 2.18 M (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着人口不断向大城市集中,现代技术与人居环境的高度融合加剧了城市问题的凸显,“城市病”现象愈发严重。研究聚焦于住房与交通两大核心领域,深入探讨了它们对城市发展及居民生活品质的影响。在住房方面,房价与经济实力的匹配度、居住空间对居民生活品质的影响,以及住房支出对育龄人口的影响均得到了详细分析。 在交通方面,考察了道路资源、通勤距离、通勤耗时、高峰期拥堵以及城市交通对初入职场者的影响,揭示了城市交通难题对居民生活和城市效率的负面效应。这些问题不仅增加了居民生活压力,降低了生活品质,更对城市的可持续发展产生了制约。因此,人居环境解耦的重要性得以强调,优化城市空间结构被视为解决土地资源紧张、住房短缺和交通拥堵等问题的根本途径。为解决这些问题,引入了高架城市方案,该方案旨在通过有效利用城市立体空间来应对“城市病”,有助于缓解土地资源紧张,增加住房供应并改善交通状况,从而为现代城市的高效、健康发展提供一条可行路径,有望实现城市的长期可持续发展。

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    • >其他论文
    • 多层RC框架底层中柱失效连续倒塌计算模型∗

      2024, 44(6):1299-1310. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230530001

      摘要 (90) HTML (155) PDF 1.93 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:多层RC框架结构在底层中柱失效后,不平衡荷载由失效柱上方各楼层共同承担,其承载力相比单层框架会大幅提升。然而,由于缺乏系统的多层RC框架连续倒塌试验和数值模拟研究,失效柱上部各楼层的连续倒塌抗力机制尚不明确,既有研究中关于多层RC框架结构的抗连续倒塌承载力理论分析模型也十分有限。为此,首先依照中国规范设计了9座典型的RC框架结构,采用OpenSees开展了各框架在底层中柱失效时的连续倒塌分析,系统研究了各楼层梁的内力及应变分布,讨论了不同楼层的梁内连续倒塌抗力发展机制。在此基础上,结合单层RC框架梁柱子结构的连续倒塌承载力计算模型,依据各层梁的抗力贡献,建立了多层RC框架底层中柱失效的连续倒塌抗力计算模型,并与试验及数值模拟结果进行了对比验证。研究结果表明:①底层中柱失效后,多层RC框架首层梁存在显著的压拱机制和悬链线机制;②多层RC框架结构沿楼层高度方向布置不同尺寸构件时,截面尺寸变化的下部楼层梁会存在压拱受力机制;③除上述楼层外,其他楼层梁主要通过受弯机制提供连续倒塌抗力;④所提计算模型能较准确计算多层RC框架底层中柱失效时的抗连续倒塌承载力。

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    • 阿汝冰崩⁃碎屑流运动过程反演及预测模拟研究∗

      2024, 44(6):1311-1322. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230925006

      摘要 (117) HTML (96) PDF 3.24 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要: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300 s和240 s,颗粒平均速度峰值分别为32.05 m/s 和34.80 m/s,第一次冰崩入湖体积约为8.47×106 m3;(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1.1 km2,东北侧小堆积区面积约为0.3 km2,危险区面积共计3.28 km2;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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    • 地震灾害视角下四川省地震带区域城市韧性评价∗

      2024, 44(6):1323-1335. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230510002

      摘要 (186) HTML (94) PDF 1004.37 K (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市系统是一个复杂巨系统,对其进行地震灾害视角下的韧性评价是评估城市系统防震减灾能力及城镇可持续化发展的关键。根据城市系统在地震灾害发生全过程中的不同表现,从抵抗能力、应对能力、恢复能力以及适应能力四方面构建地震灾害视角下城市韧性评价指标体系。为解决评价指标赋权过程中的主观性及评价指标体系存在的复杂性等问题,引入投影寻踪法对评价指标数据结构进行分析,寻找出最佳投影方向,以确定评价指标权重,结合物元可拓模型,计算各指标关联度及各城市综合关联度,根据最大关联度原则确定地震灾害视角下城市韧性的评价等级。以四川省活动地震带区域7个城市3个州为例,验证该方法的合理性与可行性。结果表明:自贡市、雅安市、凉山彝族自治州为一般韧性城市;德阳市、绵阳市为较高韧性城市;泸州市、内江市、宜宾市为基本韧性城市;阿坝藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州为较低韧性城市。研究结果可为城市抗震韧性评价研究提供参考,为城乡规划建设的可持续发展提供思路。

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    • 钢筋混凝土加强墙的底层大开洞砌体结构抗震性能试验研究∗

      2024, 44(6):1336-1347. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230921002

      摘要 (86) HTML (184) PDF 2.23 M (216) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对砌体结构为满足底层功能需求而扩大洞口导致其抗震性能削弱、安全性降低的问题,按1∶4比例设计制作了一栋四层砖混结构缩尺模型,并基于刚度等效的原则在底层大开洞一侧以钢筋混凝土加强墙置换部分传统砌体墙,对其进行低周往复加载试验,得到结构各层的破坏形态、位移变化、滞回曲线、骨架曲线以及刚度退化等抗震性能指标。结果表明:砌体结构与钢筋混凝土加强墙紧密联结,结构整体具有延性特征;结构未发生承载力突变, 保持较好的抗震耗能性能;结构二层位移显著,设计时应着重关注其刚度,避免形成薄弱层;设钢筋混凝土加强墙可避免地震中底层大开洞砌体结构的扭转。

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    • 预制ECC耗能墙⁃框架结构抗震性能分析与评价∗

      2024, 44(6):1348-1358. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20201010001

      摘要 (94) HTML (636) PDF 965.31 K (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)具有受拉应变硬化和多缝稳态开展的特性,可以作为一种理想的耗能材料,将ECC材料应用于预制墙板的塑性铰区形成一种新型预制ECC耗能墙板,并将其用于预制剪力墙-框架结构中。基于OpenSees仿真平台,采用多垂直杆单元构建预制ECC耗能墙板模型并进行参数分析,对某12层预制ECC耗能墙-框架结构进行静力弹塑性分析和动力时程分析,研究预制ECC耗能墙板对框剪结构抗震性能的影响。结果表明:预制ECC耗能墙板的极限承载力和耗能能力相较于普通预制剪力墙分别提高了35%和31%;静力弹塑性分析和易损性分析结果进一步验证了ECC材料对框剪结构抗震性能的改善作用; 在近场脉冲型地震波作用下预制ECC耗能墙-框架结构抗震性能的改善效果最为明显,ECC适用于近断层结构的抗震应用;在造价上,预制ECC耗能墙-框架的成本相较于RC剪力墙-框架结构仅提高2.1%,因此配置ECC耗能墙是一种有效且经济的结构抗震性能提升方案。

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    • 基于不同分析方法的设置分体柱地铁车站结构抗震性能研究∗

      2024, 44(6):1359-1367. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231218004

      摘要 (139) HTML (393) PDF 1.81 M (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:在水平和竖向双向地震作用下,浅埋地铁车站结构中柱易出现轴压比大、水平变形能力不足等特点。钢筋混凝土分体柱因其在高轴压作用下仍具有较好的延性性能,不仅在地面高层建筑结构中得到广泛的应用,也逐渐在地下车站结构减震设计中受到关注。采用科学合理的数值模型和分析方法对设置分体柱地铁车站结构进行抗震性能评价是其中一个关键问题。本研究以某设置分体柱的单层双跨地铁车站结构为例,分别建立了动力时程分析方法、反应加速度法和Pushover分析方法的三维和二维有限元分析模型,通过层间位移角评价了该设置分体柱地铁车站结构的抗震性能,并对比了不同分析方法在计算中柱变形和关键截面内力等方面的计算精度。结果表明: 采用不同分析方法所计算的车站结构在不同地震作用下层间位移角远小于现行规范中1/550的规定,满足工程设计要求;折减分体柱中单元柱的弹性模量和密度、单元柱之间的摩擦系数保持不变,是建立带分体柱地铁车站结构二维分析模型的有效方法;综合考虑计算成本与计算效率,二维Pushover分析方法可获得与三维动力时程分析方法相近的计算结果,推荐在工程设计中使用。

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    • 四肢钢管混凝土格构柱‑箱梁节点抗震性能试验研究与优化分析∗

      2024, 44(6):1368-1376. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230701001

      摘要 (86) HTML (112) PDF 1.51 M (155) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究四肢钢管混凝土格构柱?箱梁节点的破坏特征和塑性耗能性能,进行了三个四肢钢管混凝土格构柱?箱梁节点的低周往复荷载试验。得到了其荷载-位移滞回曲线和骨架曲线。在试验研究基础上利用ABAQUS有限元软件建立了四肢钢管混凝土格构柱组合箱梁节点有限元模型,并与拟静力试验结果进行了对比验证,吻合较好。 对节点核心区不同构造形式的四肢钢管混凝土格构柱?组合箱梁节点进行了优化设计,探讨了节点核心区构造是否对称、核心区不同构造形式等因素对其耗能能力的影响。结果表明:核心区构造为横隔板的节点具有最佳的塑性耗能能力;核心区构造越对称,节点的塑性耗能能力越好;节点核心区的构造形式对节点的刚度退化影响较小;不同核心区构造的节点的残余变形率均较大,表现出良好的塑性性能。试验的研究成果为四肢钢管混凝土格构柱与组合箱梁节点的核心区部位的抗震性能分析提供了参考。

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    • 受火预应力混凝土箱梁桥温度场数值模拟分析∗

      2024, 44(6):1377-1385. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230911001

      摘要 (253) HTML (121) PDF 1.57 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:火灾下桥梁内部温度场随着时间与空间的变化规律是研究火灾作用下桥梁结构安全及抗火性能研究的基础。以一座实际受火预应力箱梁桥为例,采用火灾动力学软件FDS重构桥梁火灾场景,研究火灾作用下预应力箱梁表面温度分布规律。通过有限元软件ANSYS计算分析箱梁内部温度场,并将火灾后现场检测结果与模型计算结果进行对比分析。研究结果表明:①火灾作用下混凝土结构表面温度逐渐升高,高温区域集中在火源正上方的底板区域及底板边缘与腹板相交位置处,最高温度约为750 ℃;②随着火灾时间的不断增加,箱梁构件内部温度不断升高,构件温度梯度增大,底板表面最高温度为754 ℃,距表面20 cm深度处温度为28 ℃;③采用二次曲线拟合得出了受火箱梁距表面深度与计算温度的关系曲线,并与规范建议值进行了对比。二者温度变化趋势较为一致。但是由于温升曲线及构件尺寸的不同,其内部温度计算值与规范建议值存在一些差异;④现场火灾影响区域与FDS 模拟箱梁底面温度场所显示的高温区域基本一致,火源上方箱梁底板、腹板位置为主要损伤区域。内部温度场的数值分析结果与现场检测推定结果基本吻合,说明采用ANSYS计算构件内部温度场具有较好的准确度。

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    • 逆断层作用下局部腐蚀埋地管道的失效模式研究∗

      2024, 44(6):1386-1397. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231013005

      摘要 (176) HTML (161) PDF 1.66 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:含腐蚀缺陷管道在断层作用下的失效往往发生在管道腐蚀区域等管道结构力学性能薄弱部位。为深入探讨含腐蚀缺陷管道在断层错动时对管道失效模式的影响,基于弹塑性有限元理论,建立含腐蚀缺陷管道横穿逆断层的三维模型。在此基础上探究了腐蚀位置、腐蚀深度及断层错动量等参数对逆断层作用下管道局部腐蚀区域、管体应力应变分布及其失效模式的影响。结果表明:断层错动时管道的主要失效模式表现为断层下盘管道顶部和断层上盘管道底部局部屈曲破坏,断层下盘管道底部和断层上盘管道顶部处于受拉状态;上盘管道顶部发生局部腐蚀,管道的主要失效模式表现为断层上盘管道顶部拉伸破坏和管道底部局部屈曲破坏控制的双失效模式;下盘管道顶部发生局部腐蚀,管道的主要失效模式仍为屈曲破坏失效,但在较小断层错动量下管道已发生屈曲破坏失效; 不同腐蚀位置对腐蚀管道的应力分布影响显著,局部腐蚀缺陷导致的壁厚减薄削弱了管道抵抗变形的能力,断层下盘管道顶部腐蚀比上盘管道顶部腐蚀对管道抗震性能退化的影响更大,进而影响上盘管道失效模式的变化;随着腐蚀程度的加深,断层上盘管道局部腐蚀引起的应变呈近似线性增长的趋势,而断层下盘处腐蚀引起的应变呈非线性增长的趋势。

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    • 单洞双线铁路隧道紧急救援站火灾烟气特性研究*

      2024, 44(6):1398-1407. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230807001

      摘要 (77) HTML (76) PDF 1.48 M (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某典型高海拔单洞双线铁路隧道紧急救援站为依托,通过FDS较系统地研究了不同排烟量和自然风情形下,隧道内发生火灾时的烟气蔓延、温度及能见度分布规律,得到了最佳机械排烟量推荐值,并为人员逃生及烟气控制提供建议。研究结果表明:当存在自然风时,自然排烟时有部分烟气进入联络通道,不利于人员逃生;机械排烟时,随着排烟量的增大,烟气蔓延距离明显缩短,但隧道拱顶温度降低幅度较小;当排烟量取为300 m3/s时,无论是否存在自然风,隧道特征高度处温度均低于60 ℃,能见度均大于10 m,且烟气主要集中在隧道顶部并与下层空气分界明显,人员疏散可处于安全状态。人员逃生建议:无自然风时,人员从有联络排烟道一侧疏散通道或就近疏散通道逃生;控烟策略:建议引入适量的纵向机械送风,方向从无联络排烟道一侧吹向有联络排烟道一侧,有利于缩短烟气的流动长度,为人员逃生创造更有利的条件,考虑关闭离火源位置较远的排烟风机,提高整个排烟系统的排烟效率。

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    • 豆皮脲酶诱导碳酸盐沉淀固化砂土抗风蚀性能试验研究∗

      2024, 44(6):1408-1417. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230824001

      摘要 (72) HTML (115) PDF 1.17 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为控制海岸风沙侵蚀灾害、探索可行高效的海岸防风固沙新技术,基于酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)原理开发以浓缩海水为可溶性钙盐溶液、以废弃豆皮为脲酶源的EICP固沙技术,开展了固化砂土风蚀试验,研究分析了脲酶活性、反应液喷洒量、处理次数、固化时间以及海盐浓度对固化效果的影响。研究发现,大豆种皮脲酶的活性在 10~65 ℃范围内随温度升高而增加,随豆皮用量增大而增加,但脲酶提取时的离心时间和离心转速对脲酶活性无明显影响。采用大豆种皮与海水作为原料的EICP固化试样,能达到防风固砂的效果。当脲酶活性固定时,增加处理次数、喷洒量和固化时间可提高表面贯入强度,但达到一定阈值后效果逐渐减弱。在反应液总量相同的情况下, 分批多次处理的碳酸盐沉淀生成率更高;起动风速较大,抗风蚀效果较好,相比之下,一次集中处理的效果较差。 为获得较好的抗风蚀效果,浓缩海水的浓度不应低于0.6 mmol/L,固化时间不超过12 h。

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    • 龙卷风作用下大跨柱面煤棚风荷载特性研究∗

      2024, 44(6):1418-1427. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230520001

      摘要 (145) HTML (262) PDF 1.67 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究龙卷风作用下大跨柱面煤棚结构风荷载特性,以某大跨柱面煤棚为工程背景,采用CFD数值模拟方法分析了龙卷风移动速度、角度路径和径向距离对大跨柱面煤棚风荷载的影响规律,并根据分析结果对煤棚表面龙卷风荷载进行风压分区,为工程设计提供建议。研究结果表明:龙卷风作用下煤棚表面风荷载以风吸力为主, 结构位于d=0Rm 位置处,煤棚表面风压系数呈中心对称分布,结构位于d=1.0Rm 位置处,煤棚表面存在最大风压系数差,最大及最小风压系数差值约为负风压系数极值的1.88倍;龙卷风移动速度的增加使右侧边区的流动分离现象增强,风压绝对值随之增大,但当龙卷风移动速度到达一限值后,风压系数不会增加并有下降的趋势;相比 0°路径,在45°角路径下,煤棚表面最大负风压系数为-1.8,在90°角路径下,煤棚右下角部流动分离现象减弱,最大负风压绝对值随之减小;龙卷风移动速度对A2 区及D区影响较大,在同一角度路径下,龙卷风移动速度不同时,A2 区风压系数绝对值变化幅度最高可达28%,D区风压系数绝对值变化幅度最高可达46%,相较其他路径,在90°角路径下,除B2 区之外的分区风压系数差别较大,较大风压均出现在角部及边缘区域,工程设计时应加强结构角部及边缘区屋面板的设计。

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    • 多次分段控制注浆钢花管高速公路软基加固应用∗

      2024, 44(6):1428-1438. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20231007001

      摘要 (92) HTML (158) PDF 1.67 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对软土路基压缩性高、孔隙比大、天然含水率高、抗剪强度较低且工后易沉降等特点,依托潮惠高速公路 K28+120~K28+700段软基加固抢险实际工程,提出使用多次分段劈裂注浆竖向钢花管微型桩快速处治技术,采用数值模拟软件建立钢花管加固深厚软土路基数值模型,研究不同桩间距对软基滑移处治效果的影响,结果表明: (1)竖向钢花管具有桩体及抗滑作用,多次分段控制注浆通过劈裂、挤密、置换提高深厚淤泥土的承载力及桩土摩阻力;(2)数值模拟分析表明多次分段控制注浆竖向钢花管纵向间距<1.5 m,钢花管之间的相互协同作用明显,纵向间距>1.5 m,钢花管之间的协同作用相对减弱。横向间距为1.0 m,路基稳定性提高显著,当竖向钢花管横向间距>1.5 m,路基稳定性系数的逐渐趋于平缓;(3)运营期监测结果表明,多次分段控制注浆竖向钢花管加固段的路基沉降基本趋于稳定,控制沉降效果明显,为类似工程整治提供借鉴。

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    • 振杆密实法在高烈度区液化地基处理中的应用研究∗

      2024, 44(6):1439-1447. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230914002

      摘要 (92) HTML (117) PDF 1.18 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:喀什地区地处我国最西部,地震烈度高,戈壁荒漠分布广泛,区域内土壤在地震作用下极易发生液化。以喀什地区G314喀什过境段公路工程为依托,分别采用振杆密实法和碎石桩加固高烈度可液化场地,通过静力触探 (CPT)和标准贯入试验(SPT)评价加固效果,研究叠加效应对加固效果的影响和振动前后土体水平应力的变化, 证明十字翼形振杆密实法技术处理高烈度区(Ⅷ度区)戈壁滩可液化地基具有良好的适用性。原位测试结果表明: (1)振杆密实法加固后,土体的锥尖阻力、侧壁摩阻力和标贯击数显著增加,土体的密实度达到中密状态,抗液化水平提高,可液化土层的水平应力显著增加;(2)三点形心处的加固效果相较其他位置有明显提升;(3)处理深度越深,振杆密实法处理效果相较碎石桩提升越显著。振杆密实法加固高烈度区戈壁滩可液化地基效果明显,消除液化效果优良、加固深度大、造价低,具有良好的推广应用前景。

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    • 静载作用下新疆戈壁砾石土高填方路基稳定性分析∗

      2024, 44(6):1448-1456. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230718002

      摘要 (41) HTML (119) PDF 1.27 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究荷载作用下戈壁砾石土填筑路基的变形规律,以新疆乌鲁木齐机场改扩建工程中路基填筑采用的戈壁砾石土填料为研究对象,采用室内模型试验对荷载作用下新疆戈壁砾石土高填方边坡的变形破坏特征展开了探讨,并结合三维有限元方法分析了填料压实度和边坡坡比对边坡安全系数的影响,得到了静载加压下以及土工格栅加固之后的高填方边坡位移荷载曲线。研究结果表明:边坡竖向位移最大值发生在荷载下方靠近坡面一侧; 边坡水平位移最大值出现在坡肩处;土工格栅的加入使得同等荷载下的土体变形减小约61%。戈壁砾石土填料压实度变化会影响土体黏聚力c值,从而影响边坡的安全系数;压实度小于86%或者大于92%时,安全系数趋于稳定变化;压实度介于86%~92%时,边坡的安全系数增长显著。

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    • 实时断层破裂尺度估计方法∗——以2016年MW7.0熊本地震为例

      2024, 44(6):1457-1464. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20230805002

      摘要 (114) HTML (173) PDF 1.14 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:实时估计地震震源参数并结合地震动预测方程进行地震动场预测,是地震预警系统中最常用且具有最高时效性的方法。对于中-大型地震而言,由于断层有限性效应的影响,获得准确的震源参数(震级、断层长度、断层走向以及单双侧破裂的比例系数)是影响该方法效能的关键因素。介绍一种针对大震的实时断层破裂尺度估计方法, 包括主断层的破裂方向以及破裂长度,可用于实时地震动预测以及近实时地震影响场的绘制。通过最小化观测地震动参数值与加入断层模型参数后的理论预测值之间的误差函数,来确定最佳线源模型。通过实时追踪断层破裂情况,并对源模型进行校正,可以显著改善大震时传统点源模型对近断层区域的低估。同时,引入赤池信息准则可以自动判别何时使用线源模型,从而更加准确地预测地震动场。此方法作为传统预警方法面对大震时的补充,不仅不改变时效性,而且能够提高预测精度。使用2016年熊本Mw 7.0地震对方法进行测试。结果表明,约在13 s左右,断层模型的角度开始收敛,在18 s后加入线源模型可以显著提高预测精度。这种方法能够快速准确地估计此次地震的震级和断层破裂参数,并具有很好的稳定性。

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    • 基于接收函数的郯庐断裂带南段及其周缘壳内结构研究∗

      2024, 44(6):1465-1473. DOI: 10.13409/j.cnki.jdpme.20240115002

      摘要 (86) HTML (114) PDF 2.09 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:提取郯庐断裂带南段苏皖地区东西两侧40个宽频带固定台站记录的2015~2022年远震波形数据,采用远震 P波接收函数方法,计算且筛选出1 758条高质量的接收函数,并结合H?K叠加搜索方法反演得到各台站下方的地壳厚度和泊松比值。结果表明:(1)研究区莫霍面起伏较大,地壳厚度介于28~36 km之间,平均地壳厚度约为32.6 km;地壳厚度有明显块体分布特征,位于山地隆起的大别造山带和苏鲁造山带莫霍面埋深明显高于盆地或平原地区,同一块体内部因地形地貌和壳内物质的复杂性,也存在明显差异;地壳厚度以郯庐断裂带为界,大致呈现自西向东减薄特征;地壳厚度与研究区的地形地貌总体呈现对称关系,秦岭?大别造山带为研究区地壳厚度值最高区域。 (2)研究区台站下方泊松比值主要介于0.20~0.29之间,跨度较大,表明壳内物质组成复杂;研究区平均泊松比值约为0.24,与全国大陆均值接近;位于山地隆起区域的部分台站泊松比值较高,分析认为可能与壳内涌入熔融物质或与铁镁物质的侵入有关;研究区泊松比与地壳厚度具有反相关系,地壳厚度高值处往往对应泊松比的低值区域。

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    • 致谢2024年审稿专家

      2024, 44(6):1474-1474.

      摘要 (58) HTML (67) PDF 179.02 K (117) 评论 (0) 收藏

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