摘要:为探究珊瑚泥面层的龟裂特性，重点考虑了厚度影响，进行了珊瑚泥面层和高岭土面层的室内模型对比试验，利用 Python 和 PCAS 对试验结果进行处理，定量分析了两种土体面层的裂隙节点数、裂隙条数、裂隙平均长度、 裂隙平均宽度、表面裂隙率以及分形维数在不同厚度下随时间的变化规律，并使用扫描电子显微镜（SEM）对珊瑚泥面层样进行了微观扫描。结果表明：（1）对于珊瑚泥面层，最终裂隙面积分形维数、最终裂隙长度分形维数、最终裂隙节点数、最终裂隙条数以及最终表面裂隙率随厚度增加而减小，裂隙平均宽度峰值、最终裂隙平均长度随厚度增加而增大。高岭土面层的裂隙参数受厚度的影响形式与珊瑚泥相同，但受影响程度明显低于珊瑚泥；（2）珊瑚泥面层和高岭土面层的裂隙平均长度变化趋势一致，而对于珊瑚泥和高岭土的其他裂隙参数，前者的增长速率在初始阶段较大，后者则符合 S 型增长曲线，初始阶段的增长速率较低；（3）面层裂隙以水平和竖向裂隙为主，这是因为水分在重力和蒸发作用下向底部和表层迁移，造成面层形成水力梯度，进而导致了不均匀收缩并产生定向裂隙； （4）此外，结合断裂力学理论分析了珊瑚泥龟裂的特点。珊瑚泥具有多孔隙结构，裂隙很可能在孔隙处萌发。黏粒团簇的基质吸力对外表现为拉应力并作用于裂隙尖端，珊瑚泥中砂粒粉粒的干扰造成黏粒团簇分布不均，改变了拉应力方向，进而将张开型断裂转变为滑移型断裂，导致珊瑚泥裂隙发育方向容易改变；（5）在撕开型断裂中，随着面层厚度增加，裂隙面上的剪应力分布会变得更加复杂，进而导致裂缝传播的驱动力增加，也就造成了珊瑚泥面层的裂隙参数对于厚度变化的敏感程度要高于高岭土。该研究对后续珊瑚泥新型绿色工程材料的研发与应用具有重要参考价值。

摘要:工程水泥基复合材料（Engineered Cement Composite，ECC）因其良好的抗拉和抗裂性能在混凝土结构中得到了广泛应用，实际工程中 ECC 常处于复杂应力状态下工作。为研究 ECC 在复杂应力状态下的力学特性，设计并开展了 ECC 的常规三轴压缩与劈裂拉伸试验，探究了纤维掺量、围压对 ECC 的压缩强度与变形的影响规律，以及纤维掺量对其劈拉强度的影响规律，从材料黏聚强度与摩擦强度发挥机制的角度，阐释了纤维掺量对 ECC 强度与变形的影响机制。试验结果表明：随着纤维掺量的增加，ECC 的黏聚强度增大，表现为劈拉强度逐渐增大，但其内摩擦角随纤维掺量增加呈减小趋势，导致其三轴压缩强度也呈减小趋势；随着纤维掺量的增加，ECC 的延性逐渐增大，在三轴压缩条件下的变形行为由剪缩/剪胀型转变为剪缩型。基于试验结果构建了 ECC 的强度面，研究成果对建立复杂应力条件下 ECC 本构模型与 ECC 结构设计具有重要的理论意义。

摘要:与传统框架结构相比，摇摆框架结构在地震作用下具有损伤小、残余变形小等优异的抗震韧性性能，体现出可恢复功能结构的典型特征。因此，需要匹配更高标准的抗震性能目标，并建立相应目标下的设计方法。首先，在传统建筑结构“三水准”抗震设防目标和可恢复功能结构“四水准”抗震设防目标的基础之上，完成符合摇摆框架结构基于性能的抗震设计的具体韧性性能水准的划分、目标的定义以及指标的量化。然后，在明确摇摆框架结构弹塑性地震响应基本规律与抗震韧性性能的基础之上，给出基于性能的抗震设计流程，并以一幢四层钢筋混凝土框架结构为例，展示四水准抗震设防目标下基于性能设计方法的工程算例。最后，选用 6 条天然地震波对其进行动力弹塑性时程分析，模拟建筑物遭遇罕遇地震时的结构响应。研究结果表明，摇摆框架结构在罕遇地震作用下，最大层间位移角满足设计要求的性能目标，并表现出损伤程度低、残余变形小、复位能力好等优异的抗震韧性性能特点。验证了摇摆钢筋混凝土框架结构在四水准抗震设防目标下性能化抗震设计方法的可行性。

摘要:滑坡影响因素复杂多样，挖掘滑坡的频繁因素组合能宏观快速地初步判识滑坡易发区域。以四川省凉山彝族自治州内 586 处滑坡灾害为样本数据，从地质条件、水文条件、地形条件、气象条件和人类工程活动五个方面收集 12 个滑坡影响因素，基于卡方检验剔除与滑坡灾害弱相关的影响因素，耦合分析滑坡区域与影响因素区划，针对大数据挖掘算法仅能以历史滑坡次数等离散型变量为挖掘依据的局限性，引入特征参数优化频繁模式树（FP ‐ Growth）算法，使其能以历史滑坡面积和历史滑坡密度等连续型变量为挖掘依据，挖掘滑坡频繁二级因素组合，利用卡方检验与频率比检验挖掘结果准确性。结果表明：基于历史滑坡密度的优化关联规则算法能更好地挖掘滑坡频繁二级因素组合，其中，“高程＜1 769 m、地表起伏度 62~140 m”的区域滑坡最频繁，需要对滑坡灾害重点关注与防治。针对原始关联规则算法仅能以滑坡次数为挖掘依据的局限，优化算法以考虑滑坡范围的影响，深入研究多种影响因素对滑坡的综合作用，为滑坡灾害的快速判识与防灾减灾提供参考。

摘要:重点分析研究了不同时窗长度对固定时窗 PAI‐K/S 拾取法拾取结果的影响及规律，提出了变换时窗在高阶统计量拾取法中的应用，进而采用变换时窗 PAI‐K/S‐AIC 联合法拾取波至时间。基于国内用沙坝矿的现场监测数据，首先采用 CEEMD 小波包多阈值联合消噪法对微震数据进行消噪。对消噪后的微震信号，使用变换时窗 PAI‐K/S‐AIC 联合法拾取 P 波初至时间并与其他拾取方法进行横向对比分析。使用变换时窗 PAI‐K/S‐AIC 联合法拾取波至时间，避免人为选取 STA/LTA 阈值和时窗长度对拾取结果的影响，同时也解决了阈值和时窗的选取适用性较差的问题。变换时窗 PAI‐K‐AIC 联合法对消噪的微震信号拾取误差（≤20 ms）的事件数占 90.95% （PAI‐S‐AIC 为 93%）。研究结果表明变换时窗 PAI‐K/S‐AIC 方法具有高效性、拾取精度高、适用范围广的特点。

摘要:建筑物内因可燃气云积聚导致的燃爆事故频发，已严重制约相关重大工程设施安全，同时爆炸事故严重威胁人员生命、财产安全。可燃气云内爆事故具有极大的不确定性，传统抗爆技术手段难以有效平衡抗爆效率与经济投入的关系。基于数物驱动的韧性评估方法，首先对内爆事故、荷载强度、主体结构破坏的不确定性展开分析与评估；然后采用模糊数学的方法，建立得到压力波对人员各伤害等级的超压隶属度函数，得到各隶属度对应伤害等级的发生概率计算模型；在地震经验公式基础上，引入死亡率系数，获得综合压力波毁伤与建筑物坍塌伤害的人员伤亡模型；提出内爆事故损失计算模型与韧性指数计算模型。基于以上研究成果，以某涉气厂房为例，计算获得防护强度-伤亡概率、防护强度-韧性指数关系。考虑增加防护强度后带来的建设成本、维护成本的增加，计算得到不同防护强度下建筑物防护韧性效费比。综合人员伤亡概率、建筑韧性指数及防护效费比变化，兼顾节约成本与降低伤亡，确定防护强度 0.8。该韧性评估决策模型有效平衡经费投入与抗爆性能效益产出，能够客观表征当前设计条件下存在的爆炸风险，同时兼顾抗爆设计方案评价及优选。

摘要:地震发生后快速对建筑物损伤进行识别，可以提高灾害损失评估的效率，并为救援提供有效地决策支持。针对因背景干扰带来的重要特征表达能力弱的问题，提出一种基于深度学习框架 Mask R‐CNN 的多建筑物损伤识别方法。首先，对样本图像进行预处理，克服复杂环境背景因素干扰，并进行多途径扩增，得到用于深度学习的扩增样本数据集。其次，优化特征提取网络，采用嵌入注意力机制模块 SE 的 MobileNetv3 网络作为主干网络，增加模型对建筑物损伤空间及语义信息的提取，有效避免背景对模型性能的影响，改进损失函数，避免遗漏类别和类别错分现象，同时引入迁移学习，降低训练成本；最后，采用定性分析和定量评估相结合的手段，多维度评估模型泛化能力和鲁棒性。改进后的 Mask R‐CNN 模型的平均精度达到了 84.34%，相对于原始的 Mask R‐CNN 模型，精度提高了 9.12%。结果表明，改进后的模型在识别含有多种损伤特征和噪声背景的建筑物损伤图像方面表现良好，可以为地震后建筑物的损伤评估提供有效地技术支持。

摘要:相邻预制墙板之间的竖缝通过高强度螺栓和预埋连接钢板实现干法连接，构造简单，操作方便，传力直接。 为研究该竖缝干连接装配式剪力墙的抗震性能，进行了 1 片现浇墙和 4 片干连接预制墙的低周往复加载试验，研究了竖缝干连接试件的破坏模式、滞回特性、刚度退化、耗能性能以及不同类型竖缝节点的连接特性。结果表明：竖缝干连接节点可以有效传递装配式剪力墙左、右墙肢剪力，使墙板承载能力满足设计要求，并具有较好的延性性能和耗能能力；但预制墙板破坏形态与现浇墙有所不同，受竖缝节点影响其裂缝分布区域更广，墙板耗能能力增强， 且随竖缝连接强度增强，墙板强度和刚度趋近于现浇整体墙。竖缝干连接装配式剪力墙的层间变形主要由弯曲变形和剪切变形组成，墙板极限位移角均大于规范规定的弹塑性层间位移角限值（1/120），且其位移延性系数介于 5.1~7.4，具有良好的变形能力和抗倒塌能力。另外，竖缝节点上移可以有效提高节点连接效率，改善墙板整体性和耗能能力，节约建设成本，因此在工程中建议节点布置在墙板中上部。

摘要:在深厚软弱海床中修建跨海隧道并确保其地震安全是一项重大的工程挑战。竖向（P 波）和水平向（SV 波）地震动耦合作用导致海床土体产生复杂的流固耦合效应，即土体受到正应力差和剪应力的三维耦合剪切作用，瞬态超孔隙水压力呈振荡与累积两种增长模式且引起土体循环软化。基于扩展 Masing 法则构造了粘弹塑性应力应变滞回曲线，基于 Biot 动力固结方程以及对剪应力和正应力差耦合剪切引起的不可逆性体应变的数学描述，建立了饱和砂土有效应力本构模型；基于 FLAC3D 平台对该本构模型进行了二次开发，对室内单元试验数值模拟结果表明，建立的有效应力本构模型能够反映饱和砂土的孔压增长规律和液化过程。以渤海实际钻孔为场地条件，建立了沉管隧道-砂质海床相互作用模型，对竖向‐水平向地震动耦合作用下沉管隧道的动力稳定性进行了数值模拟， 揭示了双向地震动作用下沉管隧道‐海床体系的动力相互作用机理及海床的渐进液化规律，明确了沉管隧道失稳的控制性因素为抗浮力的减小和上浮力的增大。上述研究成果可为海底沉管隧道的抗震设计提供参考依据。

摘要:钢筋混凝土（RC）桥梁占我国桥梁总量 90% 以上，开展多灾害下 RC 桥梁易损性评估对保障路网安全意义重大。基于 OpenSees 平台建立了 RC 桥梁有限元计算模型，采用增量动力分析法对桥梁进行非线性时程分析，得到其在不同强度地震作用下的地震响应值，并结合需求能力比对数回归分析研究了桥梁地震易损性；考虑氯离子侵蚀下钢筋时变退化机理，建立了 RC 构件的地震易损性曲面；在此基础上，基于二阶界限估计法，考虑构件之间的关联性，构建了 RC 桥梁系统时变地震易损性评估模型。研究结果表明：在氯离子侵蚀环境中，RC 桥梁构件及系统的易损性随服役时间增加逐渐增大，桥梁系统的易损性均高于各桥梁构件；服役 100 年时，8 度罕遇三维地震下，2#墩发生严重损伤的概率为 12.5%，桥梁系统的损伤概率达 18.5%。三维地震工况下桥梁构件和系统在各损伤状态的超越概率均高于一维地震工况；服役 100 年时，8 度设防三维地震作用下，2#墩发生中等损伤的概率为 22.4%，而一维地震下的损伤概率仅为 2%。本研究可为全寿命期桥梁结构抗震性能优化设计与评估提供参考。

摘要:近年来，地震造成大量建筑结构损伤事件时有报道，开展震损结构抗震性能评价与加固研究工作已成为地震灾区的紧迫需求。本研究旨在考虑地震动持时影响，运用耐震时程法，对震损结构、FRP 加固震损框架结构的抗震性能进行评估，并快速确定最优 FRP 加固震损结构方案。首先，建立震损框架的 OpenSees 数值模型，随后生成多种不同持时的耐震加速度时程曲线（ETA），运用耐震时程法（ETM）和增量动力分析法（IDA）计算结构在地震作用下的响应。对比 ETM 与 IDA 法得到的易损性曲线，可验证耐震时程法分析震损结构抗震性能的有效性。在此基础上，对不同类型的 FRP 加固震损框架结构进行抗震性能评估，综合考虑经济性、效率性等因素，选出最优加固方案。本研究表明，ETM 能够高效分析和评估结构抗震性能，显著降低 IDA 法的计算成本，可为震损结构的抗震性能评估与加固设计提供重要支撑。

摘要:为了研究含错层节点钢管混凝土柱‐钢梁框架结构抗整体性倒塌能力，基于已有试验，采用 OpenSees 分别建立了不同错层高度钢管混凝土柱‐钢梁框架结构数值分析模型。对模型进行 20 条地震动记录下的增量动力分析 （IDA），得到结构倒塌阶段的易损性曲线，并利用结构抗倒塌安全储备系数评估结构的抗整体性倒塌能力。结果表明：地震动强度较低时，错层高度对结构的承载力和变形影响不大，增量动力分析曲线差异较小，地震动强度较高时，不同错层框架与普通框架的增量动力分析曲线差异十分显著，第三类错层框架和第一、二类错层框架以及普通框架相比，变形增长更快，后期退化程度更大；普通框架（KJ‐1）、第一类错层框架（SKJ‐1）、第二类错层框架（SKJ‐2） 和第三类错层框架（SKJ‐3）的抗倒塌安全储备系数分别为 3.53、2.75、2.2 和 1.8，SKJ‐1、 SKJ‐2 和 SKJ‐3 相比 KJ‐1 抗倒塌安全储备系数分别降低了 22.1%、37.7% 和 49.0%，说明含错层节点框架结构抗整体性倒塌能力明显低于普通节点框架结构，且随着结构错层高度的增加其性能降低显著。

摘要:再生混凝土结构是实现绿色低碳建设工程的应用方向之一，但在实际环境条件下碳化和氯盐共同侵蚀可能是影响结构耐久性的重要因素。通过测试锈蚀电位和电阻率，研究电化学除氯前后掺合料、骨料、碳化时间、电化学参数对碳化再生混凝土（carbonized recycled aggregate concrete，CRAC）钢筋锈蚀状态的影响规律，建立电阻率模型，对氯盐侵蚀环境下 CRAC 电化学修复后钢筋锈蚀状态进行定量评价。结果表明：对比普通混凝土（NAC），电化学除氯后 CRAC 总体上呈现锈蚀风险更低的趋势。电化学除氯后，粉煤灰掺量 10% 时 CRAC 钢筋锈蚀状态最好； 再生粗骨料品质和取代率的提升能改善钢筋的锈蚀状态，取代率 100% 时锈蚀电位比天然混凝土高 85%；碳化时间延长、除氯时间增加、电流密度增大均能增强 CRAC 钢筋的抗锈蚀能力，锈蚀风险均低于 10%。根据试验测得的电阻率，考虑再生粗骨料取代率、电化学参数等因素，建立 CRAC 电化学修复后的电阻率模型，模型值与试验值误差为-8.73%~5.35%，为电化学除氯后 CRAC 的钢筋锈蚀状态预测评价提供了理论依据。

摘要:针对生土砌体结构在地震作用下易发生墙体平面外倒塌的问题，对生土砌体试件和生土砌块墙体试件分别进行了弯曲抗拉性能试验和平面外气囊加载试验，获取了生土砌体破坏现象和弯曲抗拉强度，以及墙体平面外破坏模式、承载能力和变形特征等。在此基础上，通过理论分析得出了生土砌块墙体平面外承载力计算方法，提出了墙体平面外受力性能各因素的影响规律，并在相关文献统计数据的基础上分析了边界条件对墙体平面外受力性能的影响。研究结果表明：生土砌体弯曲受拉时发生沿跨中 1/3 范围内水平灰缝开裂的脆性破坏，其弯曲抗拉强度为 0.147 MPa；生土砌块墙体在承受平面外均布荷载时发生沿底部水平灰缝贯通的弯曲受拉破坏，其平面外峰值荷载为 13.91 kN，墙体平面外位移随墙体高度的增大而增大且呈线性增长趋势；墙体平面外开裂荷载和峰值荷载均随高宽比及高厚比的减小而增大，随竖向荷载及砌体弯曲抗拉强度的增大而增大；建议实际工程中可采用增强楼盖与生土砌块墙体的连接约束、加强扶壁柱设置的措施来提高生土砌块墙体平面外抗震性能。

摘要:河道疏浚土具有含水率高、强度低、组成成分复杂等特点，难以直接再用于工程建设。为实现高含水河道疏浚土工程再利用，以钢渣粉和高炉矿渣粉为前驱体，生石灰和硅酸钠为碱激发剂，制备工业固废基地聚物凝胶材料，通过系列力学性能试验，研究了地聚物中各组分的最佳配比关系，探讨了初始含水率、养护龄期对地聚物固化河道疏浚土强度的影响规律，对比评价了地聚物固化疏浚土的力学性能，并通过微结构观测分析了地聚物固化河道疏浚土的内在机制。结果表明：工业固废基地聚物中生石灰、硅酸钠、钢渣粉、高炉矿渣粉四者的最佳质量掺比为 280∶350∶729∶405；地聚物固化疏浚土强度随初始含水率提高呈非线性下降，随养护龄期增加呈非线性增加；地聚物固化疏浚土压拉强度远低于水泥固化疏浚土，但却具有更高的内摩擦角；随养护龄期增加，大量无定形凝胶的生成以及氢氧化钙的消失提高了河道疏浚土整体性，因而改善了河道疏浚土的力学性能。

摘要:斜坡移动对埋地油气管道的结构完整性产生威胁，为了降低管道拉伸破坏发生灾害的概率，需要对管道的安全性进行定量评估。尽管在管道斜坡灾害的调查和预防中取得有益的成果，但只是对于斜坡灾害提出发生概率的大小，并没有对灾害发生提出准确预测。本研究基于云南输油管道 YC027‐35 边坡案例，采用 ABAQUS 结合数字高程数据与现场勘察的岩土体信息，建立管道和土壤非线性接触的三维有限元模型，在降雨工况下分析管道的拉应力、应变响应，并利用有限元强度折减法分析斜坡稳定性，结合危险性判别因子对斜坡稳定性做出评价，最后基于管道应变失效准则并结合现场原位监测对管道失效风险做出评估。结果表明，在降雨荷载下，斜坡稳定性系数为 Fr =1.02，处于欠稳定状态，与综合指标数值分析法结果一致；当斜坡滑动位移 0.4 m 时，管道拉应力达到屈服应力，当斜坡滑动位移为 0.75 m 时，管道应变值达到容许拉应变 1%，此时管道失效。管道在斜坡作用下的应力先到达极限值，其次才发生应变屈服。本文所采用的原位监测结合有限元数值模拟的方法，能够对斜坡稳定性和管道失效定量分析，该研究为管道的防治提供科学依据。

摘要:既有中小跨径桥群结构健康监测系统广泛存在健康状态数据缺乏、数据受耦合作用影响、测点密度不足等问题，难以对桥群结构的长期运营安全进行精准诊断及评估。针对集群化监测桥梁的结构损伤定位难题，提出了基于分布式应变数据融合的桥群结构损伤定位方法。首先，考虑车体重量、车辆行驶横向位置的不同，理论推导移动荷载作用下简支梁桥的应变时程曲线最大值方程；其次，通过分析桥群内不同桥梁各监测分位点处应变时程曲线最大值的构成特征，构建了基于多桥分布式应变监测数据融合的结构损伤定位指标；最后，提出桥群结构分布式测点损伤定位指标的归一化方法，探讨了归一化损伤定位指标与主梁结构损伤的关系，实现桥群内全部桥梁结构的损伤定位。与传统方法不同，所提方法利用连续的桥群结构承受车辆荷载基本一致的特点，通过融合多座桥梁的监测数据，挖掘出桥梁之间应变监测数据存在的耦联关系，有效提高了桥梁结构损伤定位的精度。结果表明：该方法可以实现在桥梁结构单元 3% 的刚度衰减和 15% 测试噪声影响下的损伤定位，特别适用于长距离实际桥群工程的结构损伤快速定位。

摘要:实践指出降雨是引发边坡破坏的重要外部因素之一。为研究降雨作用下冰碛土滑坡规律和导致滑坡的内在因素，本次研究制作了 3 种坡度的冰碛土边坡模型，进行了 3 种降雨强度下的共 9 组降雨作用下的冰碛土滑坡试验， 通过试验观测边坡土含水率、土压力变化及边坡变形数据，从而揭示降雨条件下冰碛土边坡破坏的机制。通过对冰碛土边坡降雨试验过程的观测发现，边坡模型坡脚位置的含水率最先稳定，各观测点的土压力没有观测到明显变化规律。实验过程中降雨入渗导致的滑坡变形大致可以划分为 4 个阶段，首先为局部性土颗粒滑落，其次为边坡表面形成冲蚀沟，然后小范围的冲沟逐渐扩展为中部和上部连片滑动，最后冰碛土边坡浅层形成贯通性滑动体，滑动的泥水混合物流动一段距离后在坡脚处形成堆积体。3 种暴雨工况下各坡度边坡主要特征表现为边坡表层土体产生小范围坡面径流，径流逐渐增强形成冲蚀沟，其后发生滑坡破坏。3 种大雨工况下坡度超过 45°的边坡发生了滑坡破坏。3 种中雨工况下仅 60°边坡产生了滑坡破坏。结果表明降雨强度和边坡坡度是影响冰碛土滑坡发生的主要因素。

摘要:西部铁路、公路沿线的高陡裂隙岩体边坡在冻融循环与疲劳荷载的共同作用下容易诱发边坡失稳等灾害，亟需研究三轴疲劳压缩作用下冻融裂隙砂岩的破坏机理。为研究冻融裂隙砂岩宏细观疲劳破坏规律，完成了三轴疲劳压缩作用下冻融裂隙砂岩宏观力学试验，同时进行声发射监测分析，并采用核磁共振试验分析其细观破坏规律， 建立内变量疲劳本构模型。结果表明：剪切破坏角度与裂隙倾角呈正相关，峰值强度、应变与裂隙倾角呈负相关； 砂岩主裂隙衍生支裂隙，随裂隙角度的增大，破坏程度加剧，破坏形态趋于复杂化；声发射振铃数随裂隙倾角的增大而增加，且破坏阶段累计振铃数远大于疲劳阶段累计振铃数；砂岩在 20 次冻融循环后，T2图谱出现较小的左移现象，疲劳加载试验后，各峰值信号增幅明显，甚至出现新的第四峰；基于岩石内变量理论，建立以轴向残余应变为内变量的疲劳本构模型，理论拟合曲线与试验曲线基本吻合。

摘要:系统介绍了智能水域应急搜救装备的发展现状与趋势，重点分析了智能救生圈、水面无人艇、缆控水下机器人、自主水下机器人及底栖/两栖机器人等关键装备的应用现状及无人救援领域智能规划、导航、控制和感知等等核心技术。随着人工智能技术的快速发展，水域应急搜救装备将向无人化、集成化和多功能方向演进，为保障人民生命财产安全提供坚实的技术支撑。