摘要:离散元法（DEM）能够有效模拟岩土体的非连续性与大变形破坏过程，在工程领域具有广泛的应用前景。然而，离散元法在工程应用中面临三大核心挑战：精确建模难度大、多场耦合理论不完善以及计算效率低下。针对这些问题，国产高性能离散元软件 MatDEM 实现了以下创新突破：基于岩土体跨尺度建模方法与离散元宏微观转换公式，开发了离散元材料自动训练技术，显著降低了精确建模的复杂度；提出了离散元孔隙密度流法，实现了多场、 流固耦合与溶质运移一体化数值模拟；采用原创的矩阵离散元计算法，高效处理数百万颗粒的大规模数值模拟。 目前，MatDEM 已集成前处理、求解、后处理及扩展模块等核心功能，形成了完善的软件生态系统。经过十余年的持续研发与优化，软件已成功应用于地质灾害、岩土工程、矿业工程及油气开采等领域。未来，将通过持续深化软件的工程场景适配能力，为我国防灾减灾与工程设计提供强有力的技术支撑。

摘要:黏土岩作为典型的黏聚?摩擦型地质材料，受力时矿物颗粒错动与黏土基质变形引发黏聚力和内摩擦角动态演化，导致材料呈现复杂的硬化规律与剪胀特性。基于黏聚?摩擦联合硬化规律与非正交塑性流动法则，构建了黏土岩的三维非正交弹塑性本构模型。首先利用莫尔?库仑强度准则与黏土岩的多轴试验数据，反演得到黏聚力和内摩擦角在硬化/软化过程中的演化规律，并通过引入两个独立的硬化/软化函数实现定量描述。其次，提出应力相关的塑性内变量，有效刻画了黏土岩在低围压下的脆性行为与高围压下的延性行为。利用分数阶导数直接获得屈服函数的非正交方向作为塑性流动方向，规避了非关联流动法则中构造塑性势函数的复杂过程。最后，通过多组常规三轴排水试验评估模型合理性。结果表明，该模型能合理描述黏土岩的典型非线性力学行为，包括应变硬化/ 软化特性、剪缩/剪胀现象以及不同围压条件下的脆?延性转变，为黏土岩工程力学特性的理论分析与数值模拟提供了可靠的本构模型支持。

摘要:多参数本构模型的标定是其准确刻画岩土体复杂应力应变关系的关键和难点。针对复杂本构模型参数多、 标定难的问题，本研究通过融合动态范围调整机制、T 分布变异策略、Levy 飞行全局搜索和多策略种群更新机制， 改进蜣螂优化算法。通过优化典型标准函数，并与蜣螂优化算法（DBO）、灰狼优化算法（GWO）、麻雀搜索算法 （SSA）、鲸鱼优化算法（WOA）和北鹰优化算法（NGO）的优化结果进行对比，验证了改进蜣螂优化算法在全局优化能力和参数标定效率方面均表现出显著的提升。基于三维多重机构边界面模型，构建算法?本构模型双向数据交互机制程序，结合砂土三轴试验数据开展参数标定，对比改进蜣螂算法和传统蜣螂算法参数标定结果可知：改进蜣螂优化算法最优适应度值显著降低，平均无效运行率由改进前的 8.75% 降至 4.17%，有效克服了早熟收敛问题。参数标定后获得的应力-应变曲线，在峰值偏应力、残余应力等关键点及整体趋势上与试验数据具有良好的一致性， 为复杂本构模型多参数标定提供了方法支撑。

摘要:目前，场地地震反应分析中采用的土体小应变阻尼通常根据室内试验确定。然而，由于室内试验仅能代表土体阻尼，无法反映地震波在传播过程中由场地空间变异性引起的散射效应，直接采用室内试验得到的小应变阻尼往往会导致预测的场地放大作用被明显高估。针对这一问题，本研究从美国和欧洲选取了四个竖向地震台阵，首先利用地震干涉测量法从地震数据中提取出场地的原位剪切波速结构，然后使用模拟退火算法反演了原位小应变阻尼比结构，之后讨论了土体小应变阻尼比随深度的变化规律，最后比较了恒定阻尼假设和非恒定阻尼假设在重现和预测场地地震反应中的表现。结果表明：利用地震干涉测量法和模拟退火算法反演得到的原位土动力学参数可以很好地重现并预测小应变条件下的场地地震反应。同时，场地的原位小应变阻尼结构也未表现出明显的随深度变化的规律。此外，在大多数情况下，是否采用恒定阻尼假设对地表加速度反应谱模拟值几乎没有影响。因此， 在通常情况下，场地地震反应分析可以直接采用恒定阻尼假设，无需考虑阻尼比随深度的变化。

摘要:针对传统方法刻画地下水含水层非均质性时面临的精度不足、预测成本高等问题，基于数值模拟和室内砂箱试验，通过残差网络优化集成卷积门控循环单元（CNN‐GRU）的强大数据学习能力和电阻率层析成像法（ERT）运用物理先验信息的优势，提出一种融合物理机理的深度学习算法—DL‐ERT 模型。将其对比多个传统反演模型， 探讨融合算法在地下水含水层的渗透系数刻画精度。结果表明：（1）模型的训练损失和验证损失都快速下降并趋近于零，且两者的收敛几乎同步，表明 DL‐ERT 模型的构建策略优秀，能快速有效的学习数据特征；（2）以某一测试集样本为例，对比 ERT、CNN‐GRU 和 DL‐ERT 对该样本的渗透系数反演云图，发现单一的算法模型均不能同时注重左右两侧的高渗区域刻画，而 DL‐ERT 则对高渗区域表现出极大的预测潜力，其拟合精度达到了 0.906；（3）制作室内砂箱试验，将融合算法与传统的克里金插值法、CNN‐GRU 以及 ERT 作对比运用，得到各模型的拟合精度值分别为 0.895、0.707、0.760 和 0.836。可以发现，DL‐ERT 确实在一定程度上弥补了单一算法的不足，相比于单一的 CNN‐GRU 和 ERT，其结果的预测精度提升了 7%~17%，表明了该模型在工程运用方面的潜力。

摘要:与远场地震动相比，近断层地震动具有上盘效应、速度脉冲等特征，将加剧地下结构震害。提出一种可高效模拟倾滑断层动态破裂—隧道反应全过程的快速多极间接边界元—有限元混合方法（FMM?IBEM?FEM）：采用快速多极间接边界元（FMM?IBEM）模拟断层破裂和大尺度场地地震动，发挥其求解精度高、计算存储量小的优势； 采用有限元（FEM）精细化模拟隧道及周围近地表场地域，通过施加黏弹性人工边界，将断层错动激发的地震动转化为施加在边界节点上的等效节点力，实现 FMM?IBEM 计算域和 FEM 计算域的应力和位移传递。基于所建方法，研究了断层距和断层倾角对近倾滑断层衬砌隧道地震响应的影响。结果表明：地震响应水平分量作用下衬砌隧道环向应力峰值出现在拱肩和拱脚，地震响应竖向分量作用下衬砌隧道环向应力峰值出现在拱腰和拱顶，且存在较大残余应力。当断层距为 2 000 m 时，地震响应水平分量作用下隧道拱脚内壁环向应力峰值相较断层距为 0 m 对应结果降低 54%；90°倾角断层产生的地震动对衬砌隧道影响最为显著，但同时要特别关注小于 45°的倾滑断层场地中衬砌隧道的动力响应。

摘要:高坝大库水电站库岸边坡受复杂地质条件影响显著，传统预应力锚索加固设计通常忽略了土体强度参数的不确定性，且极限平衡法难以有效应对复杂地质环境，导致分析结果可靠性不足、计算效率低下。为解决上述问题，提出一种结合主动学习支持向量机（AL?SVM）与强度折减法的高效可靠度分析方法：支持向量机可高效近似边坡失稳判据，替代传统耗时的强度折减过程，实现快速可靠度评估；主动学习算法通过迭代主动筛选决策边界附近的关键样本点，极大降低了支持向量机训练所需的计算成本。以两河口水电站库岸边坡为实例验证，所提方法较传统蒙特卡罗方法计算效率提升约 98%，且具备高准确性，能够定量揭示加固参数变化对边坡失效概率的影响。该方法显著提升了复杂地质条件下预应力锚索边坡加固设计的可靠度分析效率与精度，创新性地解决了复杂工况下可靠度分析难题。

摘要:基于物质点法，对边坡与埋地管道之间的相互作用开展数值模拟研究，系统分析了管径、管道材质、基础宽度和基础位置等因素的影响，并探究了管道受力状况对管道变形模式以及边坡破坏机制的影响。结果表明：管径、管道材质、基础宽度及基础位置不仅影响边坡极限承载力，还会改变边坡中剪切带的扩展路径；管径以及管道材质对边坡承载力以及剪切带的发育有显著的影响，较大的管径和刚度小的管材均会削弱边坡的地基承载力；基础宽度和位置控制着坡内滑裂面的形成路径；管道变形模式受控于管周弯矩分布，管道负弯矩增大直接导致管道由椭圆形变形转变为心形变形；管-土界面提供了潜在的失稳路径，加速了边坡中滑裂面的发展。这些研究结论对于边坡-管道系统的变形控制与结构设计提供了重要的参考依据。

摘要:雷达罩被广泛用于军事和民用设施，在风荷载中破坏严重，因此进行雷达罩结构失效模式和易损性分析具有重要意义。首先采用大涡模拟进行雷达罩结构表面风荷载分布特性模拟，获得 3 类不同基座高度雷达罩表面风荷载分布特性，采用函数对其进行高精度拟合，结果表明其风荷载大小远高于规范中旋转壳顶风荷载体型系数规定， 且增加基座高度主要影响雷达罩背风面体型系数。同时利用改进的 Hashin 准则和 Tserpes 的刚度退化准则进行雷达罩全过程失效分析，基于此提出了雷达罩风致易损性的分析框架，以失效单元数为损伤指标并给出了 3 种破坏状态的量化值，构建 Kriging 代理模型预测雷达罩结构的失效概率，为评估雷达罩的抗风极限性能、预估其损伤程度提供依据，其结果表明：雷达罩破坏极少单元就会造成结构失稳，在低风速下随着基座高度增加，其失效概率增加， 不过在高风速下，基座高度超过 12 m 后再增加其高度不会对雷达罩失效概率产生显著影响。

摘要:为系统研究超高性能混凝土（Ultra?High Performance Concrete ，UHPC）抵抗长杆弹体冲击侵彻性能，分析抗压强度对 UHPC 抗侵彻性能的影响，为 UHPC 防护结构的设计提供理论依据和工程指导。采用校正后的 K&C （Karagozian & Case）模型，在 LS?DYNA 有限元软件中对长杆弹体侵彻普通混凝土和超高性能混凝土（UHPC）靶板的过程进行了建模和数值计算。利用经过验证的 K&C 模型参数，进一步开展原型长杆射弹侵彻 UHPC 的数值模拟研究。基于数值模拟的结果对 Berezan 经验公式进行了修正和验证，并将修正的 Berezan 公式与其他常用的经验公式进行对比，结果表明：（1）UHPC 的抗压强度的提高有利于其抗侵彻性能的提升，但这种优势随着抗压强度的提高逐渐减弱；（2）数值模拟结果的可靠性和准确性可通过试验得到的结果数据进行验证，同时得出了强度等级 C100?C200 的 UHPC 侵彻系数 Kq与抗压强度 fc之间的关系，为评估不同强度 UHPC 的抗侵彻性能提供了有价值的参考；（3）通过对比试验结果和其他经验公式，修正后的 Berezan 公式的准确性得到了验证，该公式能够准确预测长杆弹体在 200~700 m/s 着靶速度下侵彻强度等级 C100?C200 的 UHPC 侵彻深度，为 UHPC 防护结构的设计提供有益的指导。

摘要:确定高强钢约束柱受火后剩余承载性能是高强钢结构受火后安全评估的关键。采用经验证的有限元模型对高强钢约束柱受火后剩余承载性能进行了系统的参数分析，考虑了最高过火温度、长细比、轴向约束刚度比、转动约束刚度比、荷载比、荷载偏心率以及高强钢强度等级与交货状态的影响。结果表明：当约束钢柱的最高过火温度小于最大轴向承载力温度时，受火升降温过程对剩余承载力的影响很小，此后剩余承载力随最高过火温度的增大而减小；在一定情况下，中长细比约束钢柱受火后剩余承载力的折减程度更严重，剩余承载力的折减程度随轴向约束刚度比、荷载比、荷载偏心率的增大而减小；转动约束刚度比通过影响钢柱的长细比而影响剩余承载力；QT 型 Q890 高强钢约束柱受火后剩余承载力的折减程度通常最小。结合参数分析结果与现行标准规定，提出了高强钢约束柱受火后剩余承载性能实用评估方法，包括高强钢约束柱受火后剩余承载力简化计算方法以及高强钢约束柱受火后可继续使用的条件与分级。

摘要:综合考虑西部地区民居的特点，提出了一种“上木下钢”的混合节点，而落锤冲击力是结构设计的重要依据。 基于能量守恒原理，以冲击竖向位移为变量，提出多次冲击下不同能量冲击的落锤冲击力计算方法。通过试验研究了混合节点在冲击作用下的动力响应，并探究冲击速度及落锤质量对冲击力、冲击竖向位移及修正系数的影响， 构建修正系数无量纲经验公式，建立落锤冲击力计算模型，并验证其可靠性。结果表明：套筒厚度对冲击竖向位移并无太大影响；冲击速度、落锤质量对冲击力及竖向位移有明显影响；修正系数与冲击速度呈正相关，与落锤质量呈负相关；提出的落锤冲击力计算模型能够有效预测落锤冲击力峰值，且与 Hertz 弹性理论及 Thornton 弹塑性理论计算模型进行对比，结果吻合良好。

摘要:研究高架城市设计（Elevated Urban Design，EUD）作为一种应对土地利用和生态资源稀缺问题的创新解决方案，提高城市空间绿地碳储量和提升生态系统服务的价值（Ecosystem Service Value，ESV）。聚焦于 EUD 模式下的土地利用（Land Use and Cover Change，LUCC）及居住区绿地碳汇增量和 ESV 的耦合关系。以 15 min 生活圈作为研究尺度，采用碳排放因子法估算土地利用变化带来的绿地碳储量增量；根据生态经济学原理，分析生态系统服务价值潜力。研究结果表明：（1）以 15 min 生活圈为规划范围，EUD 模式下的居住区绿地增量为 24.4~59 hm² ，绿地覆盖率增量为 6.1%~14.75%。（2）EUD 模式下居住区绿地碳排量减少 6.68~16.16 t/hm² 。（3）居住区绿地与 ESV 存在正相关性，ESV 增加 58.73~141.83 万元。（4）EUD 模式以土地集约化置换利用方式促进城市生态系统目标导向下的发展完整性。

摘要:活动断裂带产生的永久位移会导致穿越其中的隧道衬砌发生严重变形。为了探究断裂带内部结构分区对隧道衬砌错断变形的影响，总结归纳了一种包括上下盘、破碎带、断裂带核部和破裂面的断裂带错断概化模型，通过改变断裂带不同区域岩体力学参数、断裂带不同区域宽度以及破裂面出现位置，开展围岩?衬砌隧道的数值试验，测算纵向位移梯度、纵向位移曲率和椭圆度来表征纵向剪切变形、纵向弯曲变形和横断面变形。研究衬砌的纵向变形和横断面变形规律，揭示错断作用下断裂带结构分区对隧道衬砌变形的控制机制。结果表明：（1）断裂带错动作用下，衬砌纵向位移曲线呈“S”型，大部分位移集中在断裂带核部。断裂带核部的剪切变形大于其它区域，峰值发生在破裂面处，弯曲变形主要发生在岩体软硬交界面附近；（2）衬砌横断面变形由隧道纵向的剪切和弯曲共同作用产生，断裂带核部处的变形显著大于破碎带，破裂面附近和软硬岩体交界区域需重点关注；（3）分区岩体软硬程度差距越大和断裂带核部宽度占断裂带总宽度越小时，断裂带核部区间内衬砌纵向变形与横断面变形越剧烈。当破裂面发生在断裂带核部中央时，衬砌纵向变形与横断面变形最剧烈，而破裂面处于断裂带核部与破碎带分界面处， 破裂面导致的破坏范围有所增加。

摘要:为研究高铁进出站加减速阶段列车运行引起的路堤段地面不同位置处振动特性，实测了阜阳西站附近郑阜高铁和商合杭高铁之间路堤段地面振动，对比不同线路上不同列车加减速引起的地面不同方向上振动加速度时频曲线，研究了列车车型、列车运行状态和高铁线路型式对地面振动特性的影响。研究结果表明，列车车型对靠近轨道处地面沿轨道方向振动影响明显。列车运行加速度较小时，列车不同轮对产生的地面振动加速度峰值差异较小。列车车型主要改变地面水平方向振动频谱特性。列车运行状态对距轨道较远处地面水平方向振动加速度峰值影响较大，对不同位置处地面竖向振动主频影响较大。商合杭高铁和郑阜高铁列车运行产生的地面振动反弹增大现象出现的位置不同。郑阜高铁线上不同列车对距轨道中心较远处地面振动影响较商合杭高铁线大。商合杭高铁列车运行引起的地面水平方向振动主频整体随与轨道中心间距增加而增大，郑阜线上不同方向振动主频随与轨道中心间距增加未呈现明显的变化规律。商合杭高铁上不同列车运行产生的地面水平方向加速度振动主频差异较小，在郑阜高铁上不同列车运行产生的振动主频差异较大。

摘要:为了分析多雨地区环境作用下路基湿度变化对路面结构力学响应的影响，通过建立考虑应力水平和基质吸力的动态回弹模量 MR预估模型，采用 COMSOL 软件建立路基路面结构数值模型，运用系数型偏微分方程将 MR嵌入数值模型的本构关系中，结合实测数据与规范法计算结果对比，验证了模型的适用性，并对不同降雨和地下水位条件下路面弯沉和疲劳寿命的历时变化规律进行分析。结果表明：回弹模量随含水率增加而减小，弯沉值随含水率增加而增大；当路基土的饱和度由 79% 增至 90% 时，路面最大弯沉值增加了 126 μm。当地下水位由-5 m 升至 0 m 时，路表最大弯沉值增加 62%。采用我国和美国路面设计规范中的疲劳寿命计算方法得到的沥青路面层疲劳寿命结果均有较高的准确度，最大误差只有 2%。随着地下水位的升高，面层底最大拉应力呈线性增大而疲劳寿命减小；当地下水位升高 5 m，面层底拉应变提升 28.35%，沥青路面层疲劳寿命降低 62.8%。研究结果为多雨地区道路结构设计和长期性能保障提供理论依据。

摘要:西部山区交通线路上，山岭隧道容易遭受泥石流的冲击，进出口处的明洞结构损毁尤为严重。然而，泥石流对隧道明洞结构的灾害作用机理尚不清晰，其难点在于协调描述泥石流的流体力学响应与明洞的固体损伤响应。为此， 发展了耦合欧拉-拉格朗日数值方法，采用宾汉姆模型描述泥石流的流体力学性质，采用混凝土塑性损伤模型描述明洞结构的应力应变关系，通过模拟福堂隧道明洞受灾的真实案例，阐明了泥石流冲击作用下明洞结构的变形及损伤规律。仿真结果显示，迎流面冲击合力与冲击速度的平方成正比，明洞结构的损伤主要形成于冲击合力达到峰值的过程中。位移最大位置出现在迎流侧的边墙上，衬砌内表面出现沿轴向的张拉裂缝，外表面出现成片的剥落损伤。随着泥石流冲击速度和泥石流屈服应力的提高，明洞损伤加剧，裂缝斜向延伸到过流断面以外的区域，并可导致衬砌的失稳破坏。相较于侧面冲击，压顶冲击能够大幅降低明洞损伤程度及其对冲击速度的敏感性。上述结果表明，为提高我国隧道工程的泥石流灾害防治能力，需要对泥石流发育位置及成分进行现场勘查，建立相应措施降低泥石流冲击速度， 同时可通过隧道-山体空间关系的设置导向冲击发生位置，以降低泥石流的损伤作用。

摘要:全容式液化天然气（LNG）储罐是燃气系统的重要组成部分，其抗震性能对城市天然气供应至关重要。本研究以 16×104 m3 的超大型全容式 LNG 储罐为原型，开展了 1∶14 缩尺全容式 LNG 储罐模型的振动台试验，并分析了其加速度响应分布和应变响应分布。同时基于有限元软件 ABAQUS 建立了考虑流固耦合的全容式 LNG 原型储罐有限元模型。再通过相同的有限元建模方法对缩尺模型进行建模，对比振动台试验中响应较大位置处的加速度和应变时程，从而验证了有限元建模方法的合理性。随后选取Ⅱ类场地的 3 条地震波作为地震激励，得到了全容式 LNG 储罐原型结构在 0.2g 地震动下的剪力分布和 0.4g 地震动下的结构响应，其中包括加速度响应分布，位移响应分布和应力响应分布，从而对结构的抗震性能和失效机制进行评估。研究结果表明：①在主要频段覆盖结构一阶固有频率的地震动和长周期速度脉冲型地震动激励下，结构的加速度响应和最大层间剪力均被明显放大；②混凝土外罐的薄弱位置是穹顶与侧壁的连接部位；③在长周期速度脉冲型地震动激励下，钢内罐除了发生“象足”屈曲外，还可能发生由液体大幅晃动所产生的“菱形”屈曲模式。

摘要:RC 框架发生连续倒塌时，失效区域边界约束条件会影响结构的抗力机制。为探讨周围结构约束对规则 RC 框架抗连续倒塌易损性的影响，采用易损性分析方法，对典型规则 RC 框架进行抗连续倒塌性能评估，系统分析了不同内柱、边柱失效工况下，规则 RC 框架抗连续倒塌易损性曲线及鲁棒性指标。研究结果表明：（1）结构顶层的不同内柱、边柱移除时，周围结构约束对结构抗连续倒塌易损性影响显著。在其他楼层，由于上部结构的备用传递路径较多，不同内柱、边柱移除的连续倒塌易损性曲线较为接近；（2）相比边柱移除工况，周围结构约束对内柱移除工况下的结构抗连续倒塌易损性影响更为显著；（3）在结构顶层，周围结构约束越强，该工况下结构抗连续倒塌鲁棒性越强，当移除柱周围结构跨数大于 2 时，不同约束导致的抗连续倒塌易损性差异较小；（4）构件截面一致时，结构总楼层数对周围结构的约束效应影响较小。

摘要:基于可恢复性抗震理念，提出一种新型中柱体系，旨在为地铁地下结构提供优异的抗震性能及自复位功能。 通过 ABAQUS 软件，模拟分析了新型柱的自复位性能、水平变形能力及抗剪承载能力等基本性能，并探讨了初始预应力值、预应力筋数量和柱头尺寸三种参数变化对新型柱性能的影响情况。结果表明：相比传统固接柱，新型柱不仅表现出良好的自复位能力，还具备明显的水平变形和损伤特征优势。适当减小初始预应力值有利于改善新型柱的自复位性能；减少预应力筋数量、增大柱头，都有利于提升小轴压比下新型柱的自复位性能，反之增加筋数、减小柱头，则有利于提升大轴压比下新型柱的自复位性能。参数变化对水平变形能力的影响仅当轴压比小于 0.7 时表现明显，该轴压比条件下，初始预应力值越小、预应力筋数量越多，新型柱变形能力越强；柱头的设置有利于新型柱变形能力的提升，但其尺寸影响并不显著；初始预应力值取 500 MPa、预应力筋设置一排、柱头半径 0.2 m 为最佳组合。参数变化对新型柱抗剪承载力影响并不明显。研究成果可为地铁地下结构可恢复性抗震体系的深入研究与设计提供参考价值。

摘要:针对中柱、中板及纵梁等内部构件是双层地铁车站结构抗震性能的薄弱环节，提出了一种外部现浇和内部装配的震后可更换新型隔震地铁车站结构形式，建立了考虑部件装配与支座隔震的三维精细化有限元模型，分析了新型地下车站结构的抗震性能。研究表明：在输入峰值加速度小于 0.2g 时，外部现浇和内部装配的车站结构层间位移角完全满足规范规定的弹塑性限值；与整体现浇结构相比，新型车站结构的纵梁、中板和中柱处的地震损伤有明显减小，中板与中柱底端接触部位的地震损伤也有所缓解；外部现浇和内部装配的车站结构在顶底板截面及侧墙的弯矩幅值有小幅增加。总体来看，外部现浇和内部装配的新型设计方法能够有效提高地铁地下结构的整体抗震性能水平和震后可快速修复性。

摘要:作为地震动的三要素之一，地震动持时会显著影响结构的地震响应与损伤状态。为研究地震动持时对砌体结构地震响应的影响，通过谱匹配方法和小波变换消除频谱和幅值影响，以抗震设计谱为目标谱匹配得到 100 条不同持时的地震动记录，同时通过等效框架法建立一个典型砌体结构数值模型，随后将得到的 100 条地震动记录输入到数值模型开展地震反应分析，根据分析结果探讨地震动持时对砌体结构最大层间位移角、滞回耗能及累积损伤的影响，并通过回归分析得到了地震动持时对砌体结构地震响应参数影响的经验公式。结果表明：长持时地震会比短持时地震对砌体结构造成更大的损伤破坏；砌体结构地震响应参数与持时的相关性从高到低依次为滞回耗能、软化损伤指数、Park?Ang 损伤指数、最大层间位移角；砌体结构最大层间位移角、滞回耗能以及 Park?Ang 损伤指数均随地震动持时的增大呈增长趋势，但持时较短时增长速度较慢，随着持时的增大，增长速度有所加快，但不同的是滞回耗能最终又会趋于平稳；砌体结构软化损伤指数随地震动持时的增大呈增长趋势，但持时较短时增长较快，随着持时的增大，软化损伤指数逐渐趋于平稳；以文中选取的长、短持时地震动为例，长持时地震动作用下的 Park?Ang 损伤指数、滞回耗能、软化损伤指数和最大层间位移角分别是短持时地震动作用下的 4.5 倍、10 倍、2.32 倍、2.99 倍。结果可供砌体结构抗震设计和地震损伤评估参考。

摘要:边坡稳定性的准确预测对降低边坡失稳风险具有重要意义。为高效且准确地预测边坡稳定性，提出了一种基于粒子群（PSO）优化轻量级梯度提升机（LightGBM）的边坡稳定性预测模型，即 PSO?LightGBM 模型。该模型首先采用粒子群算法优化 LightGBM 模型中的重要参数，在实际工程应用中，降低了 LightGBM 模型参数所产生的影响。然后采用优化后的 LightGBM 模型对边坡稳定性进行分类预测。选取 K 近邻（KNN）、支持向量机（SVM）、 LightGBM、网格搜索优化 LightGBM（GS?LightGBM）以及遗传优化 LightGBM（GA?LightGBM）作为对比模型，并采用准确率、精确率、召回率与 F1 分数作为各模型预测性能的评价指标，并通过混淆矩阵可视化各模型的分类结果。基于 PSO?LightGBM 模型的特征重要性分析，量化了各因素在边坡稳定性预测中的相对重要性。研究结果表明，在测试集上 PSO?LightGBM 模型的各项评价指标上均显著优于其他对比模型，表现出较强的分类预测性能与泛化能力。通过特征重要性分析，影响边坡稳定性的因素从大到小依次为：坡角、坡高、内聚力、内摩擦角、土体重度与孔隙水压力。本研究为边坡稳定性的准确预测提供了一种新方法，对边坡工程安全设计与风险评估具有重要参考意义。

摘要:为了提高混凝土重力坝的抗爆性能确保其安全运行，利用风险评估理论考虑爆炸载荷及坝体材料参数的不确定性，提出了基于长短期记忆网络（Long?Short Term Memory，LSTM）的混凝土重力坝爆炸毁伤风险评估模型。 选取裂缝贯穿度作为评价指标定量计算了不同爆炸场景下混凝土重力坝的风险失效概率，基于大坝发生轻微损伤的风险概率确定了安全防护距离，研究了浅水爆炸及深水爆炸对混凝土重力坝爆炸毁伤风险的影响，并进行了敏感性分析识别了关键变量。研究结果表明：混凝土重力坝的爆炸毁伤风险与爆炸荷载及坝体材料参数的不确定性密切相关；TNT 炸药当量一定时，随起爆距离的增加，混凝土重力坝的爆炸毁伤风险降低；随着起爆深度的增加， 坝顶发生严重破坏的概率降低，坝基发生严重破坏的概率增大；TNT 炸药当量是影响混凝土重力坝爆炸毁伤风险概率的关键变量。该研究为混凝土重力坝的水下爆炸风险评估及特殊时期抗爆措施的制定提供了依据。

摘要:抗风化大体积土工袋在抢险防灾减灾工程中有着广泛应用，但目前对其性能要求和工程使用规范尚不明确。 通过总结国内外结合工程实践，阐述了关于该工法的多项基本性能要求指标，并发现对大体积土工袋在性能上起控制性的指标是下部土工袋在上部土工袋的自重作用下的抗压性能。对土工袋进行三种不同密实度土体的等应变压缩试验，研究其抗压性能。然后以增量广义胡克定律为基础，考虑土工袋侧向非线性变形条件，得到其大体积土工袋的极限抗压强度理论公式和袋体内部土体的剪胀方程，该方程可用于计算土工袋的破坏荷载和沉降。研究结果表明：①对大体积土工袋破坏起控制因素的是袋体中部筋材的抗拉强度；②通过抗压试验结果与理论值对比， 表明极限抗压强度理论公式与试验结果基本一致，成果可以为实际工程提供参考；③提出了土工袋鼓胀度系数 m， 可反应土工袋侧边的鼓胀程度，对确定大体积土工袋侧胀的工程指标具有一定指导意义；④经过土工袋加固后土体的剪胀性更加明显，其抗剪强度也更高。

摘要:为探明不同卸荷损伤程度下的泥岩应力松弛破裂机制，开展卸荷损伤泥岩的应力松弛数值模拟计算。研究细观参数对宏观力学参数的影响规律，确定细观参数取值范围；采用适合多因素、多计算次数的均匀设计法及多元回归分析，建立泥岩试样基于 PFC^2D平行黏结模型的宏?细观参数定量关系式，计算确定泥岩PFC^2D细观参数；利用已获得的细观参数进行卸荷损伤泥岩应力松弛数值模拟计算，并结合试验成果验证。研究结果表明：根据细观能量的演化可将应力松弛划分为低应力松弛、高应力松弛及松弛破坏三个阶段。且前两个阶段主要体现为细观应变能蓄积，最后阶段则表现为细观耗散能释放；卸荷损伤程度增大导致应力松弛过程中剪切裂纹数量显著增加，张拉裂纹数量差异不明显；泥岩应力松弛破坏模式随着卸荷损伤程度增大由张拉贯通破坏为主逐渐向张拉?剪切复合贯通破坏转化。

摘要:荷载频率与粉粒含量对砂性土液化势及液化特性的影响，都有较多研究，但认识并不充分。基于福建标准砂筛选 1 种 0.5 mm 以下砂土，配以银川黄河粉砂筛选粉粒，采用 KTL 动三轴试验系统，分别进行等相对密度 30%、 70%，粉粒含量 0%、20%、40%、60% 试样，循环荷载频率分别为 0.1 Hz 和 1 Hz 下的均等固结动三轴液化试验。结果表明：加载 0.1 Hz 相对于 1 Hz，稳定变形阶段持续时间长、循环次数多，初始液化以后孔压波动幅度变得更大，表现出强剪胀性。但是，加载 0.1 Hz 液化强度低于 1 Hz 下，且 0.1 Hz 下轴向双幅应变会急剧增大，不应将这种液化模式归于“循环活动性”。加载 0.1 Hz 时，土颗粒间移动、摩擦更充分，拉压方向都能发挥出全段土样的强度，滞回圈拉压方向相对对称且饱满。而加载 1 Hz时，由于试样顶端软化出现应力集中，从变形增长阶段开始，动应力出现衰减，滞回圈表现出明显的拉压不对称，深度液化阶段，拉方向失去刚度和承载能力。总体来说，加载 0.1 Hz 相对于 1 Hz， 孔压发展更慢、最终孔压更低，应变发展先慢后快，抗液化强度更低。无论荷载频率和相对密度大小，随着粉粒含量增大，孔压上升和应变发展都越快，抗液化强度呈下降趋势。

摘要:超长桩因能适应软基深水条件被广泛应用于外海码头建设之中，然而超长桩由于桩身长度、桩身自由长度均较传统桩基更长，长细比更大，存在屈曲失稳的风险。在波浪、海流等循环荷载作用下，桩侧软黏土会产生强度弱化与刚度衰减的循环弱化效应，进一步加剧了超长桩发生屈曲失稳的风险。鉴于此，首先基于 ABAQUS 有限元软件二次开发平台，借助 USDFLD 子程序并采用 FORTRAN 语言对已有试验获得的软黏土强度弱化与刚度衰减规律计算模型进行数值开发，并将数值计算结果与离心机试验结果进行对比，验证了本研究中所建立的软黏土强度弱化与刚度衰减子程序的合理性与可靠性。然后建立了软基深水超长桩数值计算模型，开展了超长桩屈曲稳定性研究，明确了超长桩发生屈曲失稳的可能性，并进一步研究了单独考虑强度弱化、刚度衰减以及同时考虑强度弱化与刚度衰减后对超长桩屈曲稳定性的具体影响情况。研究结果表明，超长桩屈曲临界荷载值分别降低了 3.5%、 7.9%、11.0%，屈曲失稳时桩身最大剪力分别降低了 3.6%、17.1%、22.1%，表明软黏土循环弱化效应显著增加了超长桩屈曲失稳破坏的风险。研究成果可为同类工程问题研究提供参考借鉴。

摘要:地电场是地震预测研究的重要内容之一，其数据质量直接影响震前异常识别的准确性。随着全国轨道交通网络的扩张，地铁运行产生的杂散电流成为影响地电场观测的主要干扰源之一。针对地铁干扰抑制问题，系统对比滑动平均滤波、经验模态分解（EMD）滤波及小波滤波三种方法的去噪效果。通过构建贴近真实场景的模拟信号，采用信噪比（SNR）、均方根误差（RMSE）等指标评估滤波性能。仿真实验显示：滑动平均滤波在窗长 390 s 时效果最优，SNR 提升 15.50 dB，RMSE 降低 83.22%；EMD 滤波去除前 2 个本征模态函数（IMF）更合理，可平衡去噪效果与有效信号保留，SNR 提升 10.99 dB，RMSE 降低 71.8%；小波滤波选用 db4 小波基时 8 层分解后滤波表现最佳， SNR 提升 16.86 dB，RMSE 降低 85.7%。对上海青浦台受地铁影响的秒采样地电场数据滤波处理，结果显示，三种方法均使信号标准差降低 65% 以上，其中小波滤波在保留突变信号细节上优势显著。研究表明，秒采样数据结合优化参数的滤波方法可有效抑制轨道交通干扰，为提升地电场观测数据质量提供技术支持。

摘要:为探索深厚覆盖层区城市隐伏断裂探测及其活动性评价，利用主?被动源联合方法对昆山—嘉定断裂进行探测研究。首先采用浅层地震勘探法对昆山—嘉定断裂进行了定位，在断点发育处采用台阵微振动观测技术对覆盖层精细结构探测。验证并更新了昆山—嘉定断裂的断层特征和断裂活动性认识：昆山—嘉定断裂为正断层，倾向为南，倾角约 60°，该断裂错断了新近系、上断点终止于下更新统顶部，上断点埋深约在 220~240 m，投影在地表的坐标为（31.38°N，121.06°E），据此推断昆山—嘉定断裂最新活动时代为第四纪早更新世。主?被动源联合探测法避免了单一勘探方法对隐伏断裂勘探的局限性，可利用主动源法对目标断裂进行初步定位，再利用被动源法确定上断裂位置。主?被动源联合探测法对解决深厚覆盖区隐伏断裂上断点位置具有参考意义。