摘要:由于地震动和海浪的随机性、可液化土的多样性以及砂土液化机制的复杂性，当前对液化机理、多因素影响下超静孔隙水压力（u_e ）的增长规律及液化触发准则等基础问题仍存在争议。陈国兴等基于数十年的研究，提出了砂土液化不变性理论。该理论揭示了循环加载下可液化土的状态阈值不变性及控制循环行为与固?液相变的内在规律不变性，构建了基于物理力学关联不变性的场地液化评价的普适新范式。该理论包括以下四方面：（1）对初始物理状态确定的可液化土，门槛广义剪应变是区分土的非线性弹性与弹塑性状态的本征指标，其值为定值。单位体积累积耗散能（W_c ）与广义剪应变幅值（γ_ga）之间服从幂律关系，体现了本构行为的物理不变性；（2）土颗粒?组构系统的演化是可液化土中 ue增长的基本物理力学机制，其伴生的土的物理状态改变是驱动 u_e 增长的内因，且不同循环加载下 u_e 增长速率的差异主要源自剪应变率的差异。固?液混合相向液相转变的边际峰值孔压比（r_u，pm）兼具力学与物理双重不变性。r_u，pm = 0.90 可作为室内单元试验和现场土的液化触发判据。单元体循环应力比（USR）与液化触发（相应 r_u，pm = 0.90）所需循环次数（Nclt）呈负幂律关系，构成固?液混合相与液相的相变阈值线。USR?N_clt曲线仅取决于可液化土的初始状态；（3）等效骨架孔隙比可作为粒状土物理状态的单变量表征指标。当细颗粒含量低于其阈值时，其与 15 次循环抗液化强度及应力修正的剪切波速呈负幂律关系。基于此，构建了基于物理状态指标的场地液化评价的普适新范式；（4）以广义剪应变作为等效剪应变（γ_eq）指标，以增量 Δγ_eq = 0 作为所构建的广义非 Masing 非线性滞回本构模型的加/卸载判据。该应变反转判据与应力?应变的滞回路径无关。最大剪切模量与极 （最大、最小）孔隙比的物理关联性具有不变的数学形式。宽应变范围的等效割线剪切模量与阻尼比可通过剪应力/应变的自/互相关函数提取，其算法兼具数学形式与物理机制的不变性。峰值孔压比 rup与 γ_ga存在普适性关联形式；基于物理的峰值孔压增量（Δu_ep）模型呈现本构行为?数学形式?循环加载条件的三重不变性。广义非 Masing 本构模型与 Δu_ep模型的耦合形构成新的有效应力本构模型。提出了两种基于 u_e的场地液化评价的通用新方法：基于 r_up模型的总应力法和基于 Δu_ep模型的有效应力法。该理论可为科学界与工程界重新诠释液化机制、改进液化评价范式及制定液化灾害防控策略提供统一的理论基础。

摘要:赋存于深海浅层沉积物中的天然气水合物作为新型清洁能源载体，在相态转移过程中产生部分水和大量天然气，这一相变过程不仅弱化了水合物与土颗粒之间的胶结能力，同时产生了超孔隙压力。相较于 Nixon?Grozic 修正模型，通过引入气体压缩性参数和非理想气体状态方程修正后的本构模型，其超孔隙压力计算结果更符合工程实际。地震的附加作用力通过改变土体结构强度会显著影响天然气水合物赋存边坡的安全性。基于无限斜坡随机场理论，系统分析了孔隙压力变化与竖向地震作用对边坡失稳概率的正向促进效应与负向抑制效应。以中国南海第二次水合物试采矿藏为例，分别在不考虑超孔隙压力、基于 Nixon?Grozic 修正模型和考虑非理想气体修正模型条件下计算海底边坡的安全系数。结果表明：随着储层中水合物分解程度的加剧，在不考虑超孔隙压力的情况下， 海底边坡安全系数呈现逐渐下降趋势；而采用 Nixon?Grozic 修正模型及其非理想气体修正模型进行模拟时，海底边坡安全系数均表现出先降后升的非单调变化特征，且前者计算结果始终低于后者。值得注意的是，当考虑水合物储层力学参数的空间变异性时，通过概率分析方法计算得出的边坡失效概率显著增大，这表明水合物分解过程会严重削弱边坡可靠性。

摘要:为解决地震期间缺乏建筑结构振动实测数据的问题，本文提出一种基于虚拟现实与计算机视觉的建筑地震响应可视化监测与验证方法。首先，利用虚幻引擎构建室内建筑模型，并通过蓝图系统导入 OpenSees 计算的地震响应时程，实现结构构件的非线性协调变形，从而获得逼真的地震作用场景。其次，采用深度学习模型实现对墙、 梁、楼板等构件的实例分割，并提取边缘线段特征。再基于摄影测量原理建立图像边缘点的空间几何关系，计算构件的三维位移与层间位移角时程。考虑实际监控摄像头的微小振动，进一步分析了平动、光轴位移与转角扰动对层间位移角识别结果的影响规律。结果表明，本文方法识别的层间位移角与虚幻引擎的输入高度一致，最大百分误差仅为 0.28%；摄像头平移抖动在层间差分中可完全抵消，光轴微动和转角扰动引起的误差影响较小。研究表明，本文方法能够在虚拟环境中以低成本实现视觉监测算法的验证，并为实际建筑地震响应的视觉识别提供可行技术路径。

摘要:我国西南地区构造活动强烈，地震频发，由地震引发的边坡失稳垮塌现象严重危害居民的正常生产生活。为了更加高效地分析地震诱发边坡失稳垮塌的规律，在通用有限元软件 ABAQUS 中首次实施了连续?非连续的地震边坡计算方法，并通过室内物理试验和数值试验验证了方法的有效性。对 2008 年汶川地震引起的大光包滑坡的整体破坏过程进行分析，结果表明：在 30 s 强震作用下大光包滑坡的垮塌从坡顶后缘伊始，滑坡失稳滑裂面逐步贯通，在冲破坡脚的约束后，滑坡整体沿滑裂面向黄洞子沟滑动，并在黄洞子沟发生堆积。因此，该方法可为地震诱发边坡的垮塌计算提供参考和依据。

摘要:针对连续刚构桥施工过程中因复杂环境因素引起的材料参数时变性问题，传统有限元分析方法受限于单一设计参数假设，难以准确模拟施工过程中影响参数的实际变化状态，从而导致桥梁施工期线形控制精度不足等关键技术难题。为此提出一种基于机器学习的连续刚构桥施工线形智能预测方法。首先通过参数化有限元建模，系统模拟多因素耦合作用下的施工挠度响应，构建完备的挠度预测样本数据库。分别基于支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、长短期记忆网络（LSTM）以及粒子群优化反向传播神经网络（PSO?BP）建立 4 种连续刚构桥施工线形机器学习预测模型，并对其预测精度进行对比分析。研究结果表明：RF 和 ELM 模型的预测精度相对较低；LSTM 模型预测精度较好，预测最大误差为 1.2 mm；PSO?BP 模型则展现出最优的预测性能，其训练集和测试集的拟合优度分别达 0.996 和 0.992，预测挠度绝对误差仅 0.55 mm，相对误差均小于 10%；采用 PSO?BP 神经网络算法可实现连续刚构桥施工挠度的精准预测，有效提升该类桥施工线形控制水平，提高合龙精度，该研究成果可为桥梁工程智能化施工提供必要参考。

摘要:针对隧道渗漏水检测中传统方法效率低、现有深度学习模型参数量大且实时性不足的问题，提出一种基于改进 YOLOv8n?seg 的轻量化实例分割模型。通过引入 Coordinate Attention（CA）注意力机制增强目标区域特征权重，采用 MobileNetV4 替换主干网络以降低计算复杂度，并结合 EfficientHead 分割头优化特征解码效率，显著提升了模型在复杂背景下的检测精度与推理速度。实验基于三维激光扫描技术构建的隧道渗漏水数据集（包含 3140 张增强图像），通过消融实验验证了各模块的有效性：CA 机制使平均精度（AP）提升 0.82%，MobileNetV4 降低参数量 43.2% 的同时提升 AP 至 81.21%，EfficientHead 分割头进一步优化分割细节。联合改进后，模型 AP 达 83.21%， F1 值提升至 78.53%，参数量仅 1.96 M，推理速度达 355.2 FPS，较原 YOLOv8n?seg 提升 6.6%。对比实验表明，改进模型在轻量化指标（参数量、GFLOPs）显著优于 Mask R?CNN 等主流模型，且精度接近两阶段方法，满足隧道渗漏水实时检测需求。研究为隧道结构健康监测提供了高效、可靠的轻量化解决方案，具有工程应用价值。

摘要:为揭示断层场地非线性特征对跨断层隧道地震响应机制的影响，通过振动台模型试验系统分析断层场地非线性特征驱动下隧道结构的动力响应规律。结果表明：断层场地呈现显著三维空间响应特性，其地震波反射折射效应导致高频成分放大并产生额外振动分量，且随地震强度增大表现出剪切模量退化与阻尼增强的非线性行为； 跨断层隧道加速度响应呈现空间非均质分布特征，断层交界面区域响应最为剧烈，其频谱特性受场地效应与地震动输入共同控制；隧道结构以剪切变形为主导破坏模式，断层区域变形量级显著高于围岩区段，节段间差异变形随地震强度增大呈非线性增长；衬砌损伤演化具有显著空间关联性，裂缝沿断层界面呈斜向分布，结构动力特性参数变化有效表征了刚度退化过程。研究成果揭示了断层场地非线性驱动下隧道震害机理，为跨断层隧道抗震设计提供了理论依据。

摘要:根据高寒区渠道季节性供水和温度周期性变化的特点，以一年为一个周期，可以将渠道的外部条件简化为 “湿干冻融”耦合循环。利用考虑水?热耦合及土体损伤的冻胀模型，对高寒区加高渠道在“湿干冻融”耦合循环作用下的变形过程进行了有限元模拟，并重点针对新老渠坡的不协调变形特性进行了分析。结果表明，湿干冻融耦合循环下加高渠道的不协调变形区域集中在加高分界面附近，主要来源于“冻”和“融”阶段中产生的渠坡冻胀和融沉变形不协调；随着“湿干冻融”循环次数的增加，渠坡渗漏点以下的饱和区域逐渐加深、扩大，渠顶土体饱和度降低， 会导致渠顶与渠坡间的冻胀不协调加剧。渠坡的不协调变形使得渠道土体与衬砌之间产生了漏空区域，根据漏空区域的特点，可以将高寒区加高渠道不协调变形形态分为“加高层漏空”、“结合面漏空”和“渠坡衬砌鼓胀+加高层漏空”这三种典型形态。在进行高寒区加高渠道不协调变形分析时，建议以渠坡顶点、加高分界点、渠坡中点以及渠坡渗漏点为变形控制点，在此基础上进行加高渠道漏空形态和最大漏空变形的分析。

摘要:随着城市建筑功能与形态的日益多样化，对阻尼器减振性能与适应性的要求不断提高。本研究提出了一种基于变刚度调频策略的半主动颗粒惯容系统（Semi?active Particle Inerter System， SAPIS），通过对阻尼器刚度进行半主动调控，有效拓宽减振频带，增强系统的振动控制性能。研究采用希尔伯特黄变换识别主结构的瞬时振动频率，并进一步提出趋势修正样条加权指数平均方法预测频率变化趋势。基于预测结果，构建模糊控制策略，将控制输出分为三个刚度挡位，实现 SAPIS 刚度的动态调节，以适应不同激励条件。分别以正弦信号和风荷载为数值模拟的外激励，评估 SAPIS 对某一悬挑观景平台的减振性能。正弦激励的数值模拟结果表明，所提方法能够准确跟踪主结构的瞬时频率，并调整 SAPIS 的刚度，使其保持与结构频率的最佳匹配，从而提升减振稳定性。在风荷载激励条件下，SAPIS 能显著降低结构的峰值和均方根加速度响应，减振率分别达到 51.79% 和 48.11%，相较于传统调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper， TMD）和颗粒惯容系统（Particle Inerter System， PIS），SAPIS 展现出更优的减振效果。此外，在阻尼器行程控制方面，SAPIS 相较于 TMD 和 PIS 分别减少了 60.86% 和 11.76%，进一步提升了装置的适用性和工程可行性。

摘要:针对传统抗震阻尼器强震后残余变形大、耗能效率低的不足，提出一种新型镍钛形状记忆合金（NiTi?SMA） 蜂窝夹层阻尼器。其采用三层复合结构：核心层为超弹性 NiTi?SMA 蜂窝板提供自复位能力，中间层填充高阻尼橡胶或橡胶?钢板组合材料实现耗能，外层设防屈曲约束钢板保障稳定性。采用 ABAQUS 建立精细化数值模型， 探究不同填充材料配置对其力学性能的影响。结果表明，高阻尼橡胶填充可显著提升耗能能力，与 NiTi?SMA 协同表现出优异滞回性能；填充钢板能提高承载能力与初始刚度，其体积与性能呈正相关且不影响自定心特性；圆形钢板耗能效率优于六角形，变壁厚与圆角优化可缓解应力集中、提升疲劳性能。该新型阻尼器通过多材料协同与结构优化，兼顾自复位与高耗能特性，为抗震工程提供了新型技术方案。

摘要:楼层反应谱是非结构部件抗震设计的关键，一般可以通过时程分析法或者直接法获得。由于时程分析法耗时较长，难以满足工程初步设计阶段对效率的要求。目前常用的直接法在计算楼层反应谱时仅能考虑弹性阶段， 无法准确地反映实际结构在地震作用下的弹塑性行为。针对上述问题，以我国量大面广的钢筋混凝土（RC）框架结构为研究对象，采用三维精细化有限元模型开展弹塑性楼层反应谱分析。依次研究了楼层高度、非结构部件阻尼比和结构延性系数三个关键因素对楼层反应谱结果的影响。在此基础上，基于 Peter Fajar 方法开发了一种弹塑性楼层反应谱直接法，并提出了适用于我国 RC 框架结构的动力放大系数公式。最后，通过与 3 层框架结构时程法楼层反应谱结果进行对比，验证了本文所提出的方法能够快速且准确地估计我国 RC 框架结构的楼层反应谱，从而为非结构部件抗震设计提供了一种高效的简化方法。

摘要:公共建筑中广泛使用的多功能按摩座椅存在较大的火灾风险，探究其火灾发展规律对保障公共安全意义重大。采用全尺寸燃烧试验与 FDS 数值模拟相结合的方法，系统分析了单体及组合式座椅的火灾发展特性。试验结果表明，普通座椅热释放速率呈现典型“双峰”增长态势，峰值分别为 184.12 kW 和 1 054.76 kW；采用阻燃材料的座椅热释放速率峰值降至 8 kW，降幅达 99.24%。数值模拟进一步表明：对于成组座椅，在相同数量条件下，双排布置火灾规模较单排布置增长 46.58%；当中心座椅引燃时，热释放速率峰值达到极值，引燃位置向边缘偏移可使单、双排布置的火灾危险性明显降低；随座椅数量增加，单、双排布置的热释放速率峰值均呈现先增后稳的非线性特征， 最终分别稳定在约 2 019.20 kW 和 3 415.25 kW。基于临界热辐射阈值 11.9 kW/㎡的点源辐射模型表明，单、双排布置的临界安全间距应分别大于 2.01 m 和 2.62 m。研究建议公共建筑应优先选用经阻燃处理的产品，并宜采用单排布局，双排布置时单个座椅组规模不宜超过 2×3。

摘要:2016 年 8 月 24 日，意大利中部 Amatrice 地区发生了 M_w6.2 的强烈地震，震中位于亚平宁山脉中部，尽管震级适中，但由于震源浅、破裂面复杂等特点，导致了严重的地震灾害。本研究基于经验格林函数（Empirical Green's function， EGF）法，利用 0.2~2.0 Hz 频段的近断层强震数据，反演了 Amatrice 地震的震源破裂过程。研究结果表明：地震破裂的最大滑动量集中分布区域在震源西北约 5 km 和东南约 4 km 的浅层区域，最大滑动量为 1.5 m，深度约 3.5 km，破裂速度为 3.0 km/s。研究进一步通过多组 EGF 事件组合的敏感性分析、模拟未参与反演分析的强震观测台站波形与观测数据（0.2~2.0 Hz 频段）、与基于不同频段地震动数据反演的震源模型对比，充分验证了反演的震源模型的稳健性与可靠性。研究结果对浅源地震引起的地震动模拟及抗震设计具有重要的学术和工程意义， 特别是可为近断层工程结构的抗震设计提供关键参数。

摘要:为探究断层错动引发的“地表破裂-基础-结构相互作用“特征及规律。利用有限元软件，考虑结构与断层引发的地表破裂露头位置的不同方位关系的影响，建立了土体及其上部建筑结构的模型。计算了正、逆断层作用下的土体的应变、基础弯矩以及二层框架结构上的和应力分布特征，分析了断层上建筑物的存在对地表破裂形态的影响。结果表明：断层上建筑物的存在会改变破裂在近地表土体中的发展趋势；在重力作用下，基础底部压应力的差异造成的土体破裂面与基础底面之间的摩阻力差异会使主动盘土体竖直方向上的变形受到抑制，同时在被动盘上产生更大变形。相关结论可为断层区建筑结构的选址提供参考依据。

摘要:为探讨饱和软黏土在多级循环荷载作用下的动力特性和累积变形规律，利用多级分阶段循环动三轴试验模拟“前?主?余”序列型地震动荷载，研究分析了间歇性组合循环应力比、加载频率及破坏振次对饱和软黏土变形和强度特性的影响，并据此提出一种多因素影响的多级分阶段动荷载作用下的软黏土累积塑性应变发展的数学模型。 研究结果表明：动荷载施加初期软黏土的动强度由于振动压实而提高，同时加剧了破坏时的结构损伤，导致残余强度降低；受主余震型循环应力比的影响，软黏土在多级分阶段动荷载作用下的累积变形会呈现出稳定型、发展型和破坏型三种不同形态；前主震型动荷载作用下软黏土的动强度随加载频率的增大而降低，余震动荷载作用下软黏土的动强度受加载频率与破坏振次的共同影响。本研究建立了以破坏振次为主要拟合参数的软黏土变形预测模型，可为序列型地震动荷载作用下的岩土体累积变形发展和稳定性评价提供工程参考。

摘要:为精准探测超深基坑地下连续墙接缝渗漏缺陷提出了温度示踪测试方法。该方法是在基坑外侧紧挨超深基坑地下连续墙接缝处打设与混凝土地下连续墙同深度的钻孔，然后在基坑抽水前后分别测试钻孔内不同深度地下水温度，获得地下水温度垂向分布曲线，再根据温度曲线垂向标准形态和由于渗漏造成的温度曲线异常精准判断接缝渗漏位置深度。2 个代表性超深盾构井基坑混凝土地下连续墙接缝渗漏探测分析结果表明，精准判定的渗漏缺陷位置都得到了基坑开挖和基坑排水量两个方面直接和间接验证。得出了超深基坑防渗结构体渗漏缺陷引起的地下水垂向温度曲线局部变化恰好是判断渗漏缺陷深度位置的重要依据，且因渗漏处温度变化十分微弱，捕捉微弱温度异常的温度测井仪分辨率和稳定性十分重要。

摘要:基于海上风电工程建成了涵盖测震、强震动、电磁和 GNSS 等多学科交叉、多技术应用、多手段融合的江苏近海地震综合观测台网。以中国台湾宜兰县海域 6.6 级地震记录为示例，分析了各类典型台站获取的地震记录，结果表明：海上风电工程平台站、海底站以及 DAS 站均能获取清晰的地震记录，震相清晰，能够准确识别 P 波和 S 波到时信息。其中，平台站加速度记录时程和频谱分析表明，海上风电工程结构对地震动具有显著的放大作用，能够有效反应工程结构在地震作用下的动力响应特征。实时传输、高采样率的海底电磁观测数据有效率逐步提升。通过对观测数据的初步分析，验证了基于海上风电工程的近海地震观测技术方案可行，观测数据质量可靠，提升了我省海洋地震监测台网孔径，拓展了海洋地震安全服务范围，为下一步开展海上风电现地预警和区域预警相融合的地震预警研究以及结构安全评估研究奠定了技术基础。

摘要: