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, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.02.0090
摘要:
本文提出了一种以地震动特征参数为指标的高层钢框架结构破坏模式识别准则，并以层间均匀损伤为目标，研究了基于粘滞阻尼器的高层钢框架结构破坏模式控制方法。基于20组地震动数据分析，以结构最大层间位移角的变化规律定义不同地震动作用下高层钢框架结构的破坏模式；进一步讨论了结构振型参与权重对破坏模式的影响；最后，为优化破坏模式，分析了粘滞阻尼器布置方案对不同高层钢框架结构破坏模式的控制效果。结果表明：所分析的不同高层钢框架结构的破坏模式与结构前两阶振型周期对应地震加速度反应谱值与相应振型参与系数乘积之比相关，可分为低层破坏模式和中高层破坏模式两类。本文方法对低层破坏模式和中高层破坏模式的识别准确率分别达到85%和92%。所提出的粘滞阻尼器布置方案可使两类破坏模式趋于层间均匀损伤，受控后布置阻尼器楼层的层间位移角幅值差由0.024rad降至0.002rad，整体层间变形均匀度由0.37降至0.11。
本文提出了一种以地震动特征参数为指标的高层钢框架结构破坏模式识别准则，并以层间均匀损伤为目标，研究了基于粘滞阻尼器的高层钢框架结构破坏模式控制方法。基于20组地震动数据分析，以结构最大层间位移角的变化规律定义不同地震动作用下高层钢框架结构的破坏模式；进一步讨论了结构振型参与权重对破坏模式的影响；最后，为优化破坏模式，分析了粘滞阻尼器布置方案对不同高层钢框架结构破坏模式的控制效果。结果表明：所分析的不同高层钢框架结构的破坏模式与结构前两阶振型周期对应地震加速度反应谱值与相应振型参与系数乘积之比相关，可分为低层破坏模式和中高层破坏模式两类。本文方法对低层破坏模式和中高层破坏模式的识别准确率分别达到85%和92%。所提出的粘滞阻尼器布置方案可使两类破坏模式趋于层间均匀损伤，受控后布置阻尼器楼层的层间位移角幅值差由0.024rad降至0.002rad，整体层间变形均匀度由0.37降至0.11。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.03.0165
摘要:
滞回曲线被广泛应用于评估工程结构或构件的抗震性能，是工程抗震试验数据分析的核心内容。虽然研究对象不尽相同，但滞回曲线的数据分析过程和关键性能指标基本一致。本文首先对基于滞回曲线的主要抗震性能指标进行综述，指出部分抗震指标定义及算法中存在的不明确、不统一、难以程序化分析等问题，并对这些抗震指标进行准确定义和算法优化，主要包括：针对骨架曲线提出了凹包法等方法，针对屈服点提出了修正最远点法，针对滞回耗能提出了有向能量耗散算法，针对滞回曲线特征提出了曲线形状相似度评价方法。在此基础上，在MATLAB中编制了滞回曲线自动分析程序，利用文献中的滞回曲线数据验证了程序的有效性，通过自动准确提取关键性能指标，实现了基于滞回曲线数据的抗震性能程序化分析。
滞回曲线被广泛应用于评估工程结构或构件的抗震性能，是工程抗震试验数据分析的核心内容。虽然研究对象不尽相同，但滞回曲线的数据分析过程和关键性能指标基本一致。本文首先对基于滞回曲线的主要抗震性能指标进行综述，指出部分抗震指标定义及算法中存在的不明确、不统一、难以程序化分析等问题，并对这些抗震指标进行准确定义和算法优化，主要包括：针对骨架曲线提出了凹包法等方法，针对屈服点提出了修正最远点法，针对滞回耗能提出了有向能量耗散算法，针对滞回曲线特征提出了曲线形状相似度评价方法。在此基础上，在MATLAB中编制了滞回曲线自动分析程序，利用文献中的滞回曲线数据验证了程序的有效性，通过自动准确提取关键性能指标，实现了基于滞回曲线数据的抗震性能程序化分析。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.04.0247
摘要:
针对隔振装置在多维复杂振动工况下的适用性问题，提出了一种基于橡胶摩擦-挤压机制的新型三维变阻尼隔振器，将干摩擦阻尼应用到三维隔振装置中，且通过摩擦-挤压耦合作用机制实现其三向非线性。推导了该隔振器竖向及水平恢复力-变形的理论模型，并通过拟静力试验得到其恢复力曲线，最后以扫频试验研究了该隔振器的动力特性。试验结果表明，该隔振器在各向振动中均具有平衡位置处为小阻尼，远离平衡位置处为大阻尼的特性；理论恢复力模型曲线与试验结果基本一致，模型合理有效；且在一定频率段内，隔振器具有良好的三向隔振效果。理论分析与试验结果可为设备三维隔振的研究应用提供参考。
针对隔振装置在多维复杂振动工况下的适用性问题，提出了一种基于橡胶摩擦-挤压机制的新型三维变阻尼隔振器，将干摩擦阻尼应用到三维隔振装置中，且通过摩擦-挤压耦合作用机制实现其三向非线性。推导了该隔振器竖向及水平恢复力-变形的理论模型，并通过拟静力试验得到其恢复力曲线，最后以扫频试验研究了该隔振器的动力特性。试验结果表明，该隔振器在各向振动中均具有平衡位置处为小阻尼，远离平衡位置处为大阻尼的特性；理论恢复力模型曲线与试验结果基本一致，模型合理有效；且在一定频率段内，隔振器具有良好的三向隔振效果。理论分析与试验结果可为设备三维隔振的研究应用提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.01.0048
摘要:
已有震害经验表明地下结构面临严重的地震威胁，国内外学者对地下结构的地震响应开展了大量研究，铅直型竖井结构由于在功能上连通地表和地下空间，在设计建造过程中不可避免面临穿越岩土交界面的问题，针对岩土交界面对竖井的地震响应的影响研究相对缺乏，且穿越岩土交界面地层环境的竖井结构动力响应尚未明确，因此，该文主要开展岩土交界位置及岩土相对刚度对竖井结构的地震响应影响研究。基于有限元分析软件ABAQUS建立了岩土交界面场地与竖井结构的三维土-结构相互作用模型，采用等效线性化的动力时程分析方法，对水平地震动作用下的竖井结构内力变化及变形情况进行研究分析。结果表明：地震作用下竖井结构在岩土交界面位置处产生的内力突变，且位置越深所产生的轴力和弯矩越大，同时相应位置处应变和直径变形率较大；当岩土相对刚度较大时，竖井在岩土交界面处所产生的内力及变形均大于岩土相对刚度较小工况。在实际的工程设计中应对竖井结构穿越岩土交界面予以足够的重视。
已有震害经验表明地下结构面临严重的地震威胁，国内外学者对地下结构的地震响应开展了大量研究，铅直型竖井结构由于在功能上连通地表和地下空间，在设计建造过程中不可避免面临穿越岩土交界面的问题，针对岩土交界面对竖井的地震响应的影响研究相对缺乏，且穿越岩土交界面地层环境的竖井结构动力响应尚未明确，因此，该文主要开展岩土交界位置及岩土相对刚度对竖井结构的地震响应影响研究。基于有限元分析软件ABAQUS建立了岩土交界面场地与竖井结构的三维土-结构相互作用模型，采用等效线性化的动力时程分析方法，对水平地震动作用下的竖井结构内力变化及变形情况进行研究分析。结果表明：地震作用下竖井结构在岩土交界面位置处产生的内力突变，且位置越深所产生的轴力和弯矩越大，同时相应位置处应变和直径变形率较大；当岩土相对刚度较大时，竖井在岩土交界面处所产生的内力及变形均大于岩土相对刚度较小工况。在实际的工程设计中应对竖井结构穿越岩土交界面予以足够的重视。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.06.0449
摘要:
自然灾害统计表明，风雹对光伏结构灾害损失量呈现逐年递增趋势，国内外针对风雹耦合作用相关研究基本空白，因此有必要针对风雹耦合作用下光伏结构的抗风雹冲击力开展研究，该研究对精确预测光伏结构抗风雹冲击能力具有重要的现实意义。本文采用课题组自研的冰雹冲击模拟一体化装置进行了风雹耦合机理试验，以风速与湍流度为变量，系统研究不同粒径冰雹对光伏结构冲击力峰值规律，试验结果验证并指导建立了BP神经网络结构用于预测风雹下单颗粒冰雹冲击力，同时利用遗传算法对BP神经网络进行优化，建立了GA-BP神经网络。结果表明：冰雹冲击力峰值随着冰雹粒子直径、发射速度以及风速的增大而增大，冰雹冲击力峰值随着湍流度的增大而减小，且同样冰雹发射速度下，直径越大，冰雹冲击力受风速以及湍流度的影响越明显；相比传统BP神经网络，GA-BP神经网络的预测精度和泛化能力更强，可以更精准地预测风雹耦合作用下单颗粒冰雹冲击力峰值。
自然灾害统计表明，风雹对光伏结构灾害损失量呈现逐年递增趋势，国内外针对风雹耦合作用相关研究基本空白，因此有必要针对风雹耦合作用下光伏结构的抗风雹冲击力开展研究，该研究对精确预测光伏结构抗风雹冲击能力具有重要的现实意义。本文采用课题组自研的冰雹冲击模拟一体化装置进行了风雹耦合机理试验，以风速与湍流度为变量，系统研究不同粒径冰雹对光伏结构冲击力峰值规律，试验结果验证并指导建立了BP神经网络结构用于预测风雹下单颗粒冰雹冲击力，同时利用遗传算法对BP神经网络进行优化，建立了GA-BP神经网络。结果表明：冰雹冲击力峰值随着冰雹粒子直径、发射速度以及风速的增大而增大，冰雹冲击力峰值随着湍流度的增大而减小，且同样冰雹发射速度下，直径越大，冰雹冲击力受风速以及湍流度的影响越明显；相比传统BP神经网络，GA-BP神经网络的预测精度和泛化能力更强，可以更精准地预测风雹耦合作用下单颗粒冰雹冲击力峰值。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.06.0576
摘要:
为研究布桩方式、导电塑料排水板的布设形式对电渗增强桩电渗效果的影响，开展了电渗增强桩模型试验。试验得到了电渗平均排水量、电流、有效电势、桩-土界面电阻、桩周土体沉降、电渗前后桩周土的抗剪强度及电渗增强桩的承载力极限值等数据。数据分析发现：导电塑料排水板正方形排列条件与错位排列条件的电渗试验相比之下，正方形排列条件下的电渗效果更好，但错位排列条件经济效益更好且便于施工，因此仍需结合实际情况选择排列条件；正方形布桩与三角形布桩条件相比，电渗处理后平均排水量更大，桩的承载力和桩周土体抗剪强度也更大，因此正方形布桩条件下的电渗处理效果更好；结合圆孔扩张理论、二维电渗固结理论以及承载时效理论，推导得到电渗增强桩承载力理论；将理论计算值与试验实测值进行对比，发现计算误差在3.1%~5.6%之间。
为研究布桩方式、导电塑料排水板的布设形式对电渗增强桩电渗效果的影响，开展了电渗增强桩模型试验。试验得到了电渗平均排水量、电流、有效电势、桩-土界面电阻、桩周土体沉降、电渗前后桩周土的抗剪强度及电渗增强桩的承载力极限值等数据。数据分析发现：导电塑料排水板正方形排列条件与错位排列条件的电渗试验相比之下，正方形排列条件下的电渗效果更好，但错位排列条件经济效益更好且便于施工，因此仍需结合实际情况选择排列条件；正方形布桩与三角形布桩条件相比，电渗处理后平均排水量更大，桩的承载力和桩周土体抗剪强度也更大，因此正方形布桩条件下的电渗处理效果更好；结合圆孔扩张理论、二维电渗固结理论以及承载时效理论，推导得到电渗增强桩承载力理论；将理论计算值与试验实测值进行对比，发现计算误差在3.1%~5.6%之间。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.04.0356
摘要:
基于数值模拟方法选取设定FL-51风洞阵风发生器的装置参数，如发生器叶片的数量、展长、弦长及间距等。发生器采用液压摆动缸独立驱动形式，可模拟正弦波、三角波及随机波等多种波形的多频率组合运动，同时能够减少安装传动件，并提升发生器性能。通过阵风场校测结果表明：叶片能够实现摆动频率为0 Hz~15 Hz，在校测范围内发生器产生的正弦流场较均匀；在来流风速40 m/s、叶片摆动频率为10 Hz、摆角为15°时，最大阵风幅值为8.5 m/s。地面测试与流场校测结果表明：该文所提出的阵风场模拟技术可以实现低速风洞多频率多波形组合运动，为风洞试验提供复杂的阵风流场。
基于数值模拟方法选取设定FL-51风洞阵风发生器的装置参数，如发生器叶片的数量、展长、弦长及间距等。发生器采用液压摆动缸独立驱动形式，可模拟正弦波、三角波及随机波等多种波形的多频率组合运动，同时能够减少安装传动件，并提升发生器性能。通过阵风场校测结果表明：叶片能够实现摆动频率为0 Hz~15 Hz，在校测范围内发生器产生的正弦流场较均匀；在来流风速40 m/s、叶片摆动频率为10 Hz、摆角为15°时，最大阵风幅值为8.5 m/s。地面测试与流场校测结果表明：该文所提出的阵风场模拟技术可以实现低速风洞多频率多波形组合运动，为风洞试验提供复杂的阵风流场。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.04.0236
摘要:
作为基底隔震建筑更广义的结构形式，层间隔震建筑受到越来越多的关注。首先在模态坐标下建立了层间隔震建筑非线性运动方程，基于等效线性化和模态叠加，给出了可预测层间隔震高层建筑地震响应的复模态反应谱分析方法。以高度为125 m的某层间隔震建筑为工程案例，从PEER数据库选取了与规范反应谱匹配的记录地震波，比较了非线性时域分析和等效线性化方法下的楼层响应。分析了结构响应的高阶模态贡献，量化了实模态分析方法造成的响应误差。进一步，评估了基于复模态反应谱的结构地震响应计算方法的有效性。结果表明：实模态强制解耦会低估层间隔震建筑下部结构顶部加速度约35% ，复模态下的完全平方组合法(CCQC)可以较准确地估计位移和剪力。研究为层间隔震建筑地震反应的规范计算提供理论依据。
作为基底隔震建筑更广义的结构形式，层间隔震建筑受到越来越多的关注。首先在模态坐标下建立了层间隔震建筑非线性运动方程，基于等效线性化和模态叠加，给出了可预测层间隔震高层建筑地震响应的复模态反应谱分析方法。以高度为125 m的某层间隔震建筑为工程案例，从PEER数据库选取了与规范反应谱匹配的记录地震波，比较了非线性时域分析和等效线性化方法下的楼层响应。分析了结构响应的高阶模态贡献，量化了实模态分析方法造成的响应误差。进一步，评估了基于复模态反应谱的结构地震响应计算方法的有效性。结果表明：实模态强制解耦会低估层间隔震建筑下部结构顶部加速度约35% ，复模态下的完全平方组合法(CCQC)可以较准确地估计位移和剪力。研究为层间隔震建筑地震反应的规范计算提供理论依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.04.0358
摘要:
使用大型捣固车对有砟轨道进行作业，是改善道床质量状态最有效方法和通用手段，是保障列车安全运营的必然选择。但我国大型养路机械源于引进国外技术，对捣固车捣固作业机理认识不足，无法进行科学养护维修。为加深对目前铁路养修作业中常用DWL-48捣固稳定车的三枕捣固装置作业过程的认识，该文借助离散元与多体动力学协同仿真分析方法，建立了三枕捣固装置-轨排-有砟道床三维空间精细化耦合仿真模型，并结合现场实测结果验证了模型的正确性，分析了捣固作业动态过程中道砟颗粒平动、转动特性及能量演变规律。研究结果表明：捣镐对道砟颗粒平动、转动和能量的影响主要位于枕下0 mm~175 mm区域；道砟颗粒速度与角速度变化规律具有很好的同步性，有助于快速填充枕下空隙。捣固作业过程中捣镐采用“道砟平动为主，转动为辅”的方式填充枕下空隙，并且在该过程中伴随着道砟颗粒平动动能、旋转动能逐渐向道砟颗粒势能的不断演变。
使用大型捣固车对有砟轨道进行作业，是改善道床质量状态最有效方法和通用手段，是保障列车安全运营的必然选择。但我国大型养路机械源于引进国外技术，对捣固车捣固作业机理认识不足，无法进行科学养护维修。为加深对目前铁路养修作业中常用DWL-48捣固稳定车的三枕捣固装置作业过程的认识，该文借助离散元与多体动力学协同仿真分析方法，建立了三枕捣固装置-轨排-有砟道床三维空间精细化耦合仿真模型，并结合现场实测结果验证了模型的正确性，分析了捣固作业动态过程中道砟颗粒平动、转动特性及能量演变规律。研究结果表明：捣镐对道砟颗粒平动、转动和能量的影响主要位于枕下0 mm~175 mm区域；道砟颗粒速度与角速度变化规律具有很好的同步性，有助于快速填充枕下空隙。捣固作业过程中捣镐采用“道砟平动为主，转动为辅”的方式填充枕下空隙，并且在该过程中伴随着道砟颗粒平动动能、旋转动能逐渐向道砟颗粒势能的不断演变。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.04.0370
摘要:
为提高村镇砖砌体墙结构抗震性能，采用喷涂聚氨酯技术对其进行加固。设计并制作了一片未加固砌体墙与两片加固后砌体墙，进行水平低周往复加载试验，主要研究加固形式(单面喷涂及双面喷涂)对砌体墙破坏形态、滞回特性、骨架曲线、变形性能、耗能能力和刚度退化等的影响。试验结果表明：喷涂聚氨酯弹性体可有效限制墙体开裂并延缓刚度退化，显著提高墙体的变形性能及耗能能力，而对墙体承载力及刚度影响有限。相较于单面喷涂加固，双面喷涂加固可更有效限制裂缝发展，维持墙体整体性，进一步提高墙体滞回性能、变形能力及耗能能力。
为提高村镇砖砌体墙结构抗震性能，采用喷涂聚氨酯技术对其进行加固。设计并制作了一片未加固砌体墙与两片加固后砌体墙，进行水平低周往复加载试验，主要研究加固形式(单面喷涂及双面喷涂)对砌体墙破坏形态、滞回特性、骨架曲线、变形性能、耗能能力和刚度退化等的影响。试验结果表明：喷涂聚氨酯弹性体可有效限制墙体开裂并延缓刚度退化，显著提高墙体的变形性能及耗能能力，而对墙体承载力及刚度影响有限。相较于单面喷涂加固，双面喷涂加固可更有效限制裂缝发展，维持墙体整体性，进一步提高墙体滞回性能、变形能力及耗能能力。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.04.0251
摘要:
采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)研究了高温后多壁碳纳米管(MWCNTs)增强混凝土(MC)的动态压缩力学性能和冲击破碎分形特征，建立了MC动态力学性能与分形维数之间的关系，讨论了MWCNTs对混凝土动态力学性能的强化机理。结果表明：随着温度的升高，MC的动态力学性能(动强度、冲击韧性和能耗)降低，冲击破碎程度增大，但在200 ℃时，MC的动态力学性能较常温下有所增大；在同一温度下，MC的应变率敏感性和动态力学性能高于普通混凝土，冲击破碎程度和分形维数则低于普通混凝土，MWCNTs的掺入有效提高了混凝土的耐高温性能和抗冲击性能；不同高温水冷方式下，MC的动态抗压强度、能耗及冲击韧性随分形维数的增大先增大后减小；此外，水冷方式对MC的动态力学性能和冲击破碎特征也具有明显影响，高温后喷淋冷却试样的各项性能都优于浸水冷却试样。
采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)研究了高温后多壁碳纳米管(MWCNTs)增强混凝土(MC)的动态压缩力学性能和冲击破碎分形特征，建立了MC动态力学性能与分形维数之间的关系，讨论了MWCNTs对混凝土动态力学性能的强化机理。结果表明：随着温度的升高，MC的动态力学性能(动强度、冲击韧性和能耗)降低，冲击破碎程度增大，但在200 ℃时，MC的动态力学性能较常温下有所增大；在同一温度下，MC的应变率敏感性和动态力学性能高于普通混凝土，冲击破碎程度和分形维数则低于普通混凝土，MWCNTs的掺入有效提高了混凝土的耐高温性能和抗冲击性能；不同高温水冷方式下，MC的动态抗压强度、能耗及冲击韧性随分形维数的增大先增大后减小；此外，水冷方式对MC的动态力学性能和冲击破碎特征也具有明显影响，高温后喷淋冷却试样的各项性能都优于浸水冷却试样。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.03.0232
摘要:
反双曲玻璃面板是自由曲面玻璃幕墙的重要组成部分，可通过反双曲冷弯的方式实现，然而在面板冷弯成形过程中，稳定问题常先于强度问题发生。该文首先分析了点支单层玻璃面板的冷弯成形过程，明确了冷弯成形过程的失稳模式为分支点失稳和冷弯畸变；然后建立了可有效模拟冷弯成形的有限元模型，系统分析了点支承条件、重力下的初始形状和加载方向、初始缺陷、玻璃钢化、几何尺寸对单层玻璃面板反双曲冷弯稳定性的影响，进一步探讨了冷弯成形过程中的稳定问题；最后拟合得到不同尺寸玻璃面板的冷弯失稳荷载及角点位移公式。该文为冷弯实现反双曲玻璃面板奠定了基础。
反双曲玻璃面板是自由曲面玻璃幕墙的重要组成部分，可通过反双曲冷弯的方式实现，然而在面板冷弯成形过程中，稳定问题常先于强度问题发生。该文首先分析了点支单层玻璃面板的冷弯成形过程，明确了冷弯成形过程的失稳模式为分支点失稳和冷弯畸变；然后建立了可有效模拟冷弯成形的有限元模型，系统分析了点支承条件、重力下的初始形状和加载方向、初始缺陷、玻璃钢化、几何尺寸对单层玻璃面板反双曲冷弯稳定性的影响，进一步探讨了冷弯成形过程中的稳定问题；最后拟合得到不同尺寸玻璃面板的冷弯失稳荷载及角点位移公式。该文为冷弯实现反双曲玻璃面板奠定了基础。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.12.1069
摘要:
面对量大面广的大跨度桥梁，实施时空覆盖连续、高效经济的轻量化结构健康监测，对保障桥梁运营安全、实现智慧桥梁和智慧交通具有重要现实意义。该文从永久散射体合成孔径雷达干涉(PS-InSAR)关键技术、桥梁结构变形监测以及影响因素3个方面，全面总结了PS-InSAR技术监测桥梁结构变形的基本原理、技术特点、适用范围和研究进展。在关键技术方面，系统总结了影像配准、PS点识别、相位解缠、变形恢复4个方面的最新研究成果；综述了PS-InSAR技术在桥梁视线向变形监测以及三维变形反演中的应用，分析了桥梁方向和表面散射特性、相位解缠精度以及热膨胀模型对该技术测量精度的影响；利用该技术对某钢拱桥的结构变形进行了测试，验证了所提方法的可行性。最后，归纳总结了PS-InSAR技术监测桥梁变形研究，讨论了未来可能的发展方向。文献综述表明：基于PS-InSAR技术的桥梁变形监测方法有显著的优势和广阔的应用前景，有望为大跨度桥梁的运维和风险管理提供技术支持。
面对量大面广的大跨度桥梁，实施时空覆盖连续、高效经济的轻量化结构健康监测，对保障桥梁运营安全、实现智慧桥梁和智慧交通具有重要现实意义。该文从永久散射体合成孔径雷达干涉(PS-InSAR)关键技术、桥梁结构变形监测以及影响因素3个方面，全面总结了PS-InSAR技术监测桥梁结构变形的基本原理、技术特点、适用范围和研究进展。在关键技术方面，系统总结了影像配准、PS点识别、相位解缠、变形恢复4个方面的最新研究成果；综述了PS-InSAR技术在桥梁视线向变形监测以及三维变形反演中的应用，分析了桥梁方向和表面散射特性、相位解缠精度以及热膨胀模型对该技术测量精度的影响；利用该技术对某钢拱桥的结构变形进行了测试，验证了所提方法的可行性。最后，归纳总结了PS-InSAR技术监测桥梁变形研究，讨论了未来可能的发展方向。文献综述表明：基于PS-InSAR技术的桥梁变形监测方法有显著的优势和广阔的应用前景，有望为大跨度桥梁的运维和风险管理提供技术支持。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.08.0752
摘要:
金属网是由高强钢丝编织而成的三维网状结构，在近程武器(如火箭弹、迫击炮弹)拦截中应用广泛。为研究分析金属网与弹头间相互作用的力学性能，结合金属网的实弹拦截试验情况和破坏特点，设计了刚性弹头加载装置和金属网静压试验平台，开展了刚性弹头加载装置静压金属网的力学性能试验研究。结果表明：在受到加载装置向下静压的过程中，金属网整体上呈现漏斗型变形，金属网中与弹头接触部分的菱形网孔呈现逐步接近于弹头剖面形状的变形；金属网的破坏位于与弹头接触部分的菱形网孔中钢丝交叉节点处。依据试验现象及相关结果的研究，推导了刚性弹头静压金属网临界荷载的理论计算方法，分析了误差产生的原因，理论方法与试验获得的静压临界荷载吻合较好，误差在±10%以内。研究成果可为金属网拦截弹体的初步设计提供参考。
金属网是由高强钢丝编织而成的三维网状结构，在近程武器(如火箭弹、迫击炮弹)拦截中应用广泛。为研究分析金属网与弹头间相互作用的力学性能，结合金属网的实弹拦截试验情况和破坏特点，设计了刚性弹头加载装置和金属网静压试验平台，开展了刚性弹头加载装置静压金属网的力学性能试验研究。结果表明：在受到加载装置向下静压的过程中，金属网整体上呈现漏斗型变形，金属网中与弹头接触部分的菱形网孔呈现逐步接近于弹头剖面形状的变形；金属网的破坏位于与弹头接触部分的菱形网孔中钢丝交叉节点处。依据试验现象及相关结果的研究，推导了刚性弹头静压金属网临界荷载的理论计算方法，分析了误差产生的原因，理论方法与试验获得的静压临界荷载吻合较好，误差在±10%以内。研究成果可为金属网拦截弹体的初步设计提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.03.0230
摘要:
游泳能力对鱼类洄游及生境修复营造具有重要意义。该文基于鱼类巡游状态下游泳推力与鱼体阻力平衡的思路，游泳推力主要考虑尾鳍摆动“反卡门涡街”推力，根据涡运动理论推导游泳推力与尾鳍摆动参数间的关系，鱼体阻力根据边界层理论划分为3个区间，不同流动状态下分别考虑摩擦阻力或形状阻力的主导作用，建立鱼类游泳速度与尾鳍摆动参数的动力学关系，获得无量纲游泳雷诺数Re与尾鳍摆动数Sw的标度律，通过鱼类游泳二维数值模拟及文献数据统计对该标度律参数进行标定和验证。结果表明：鱼类游泳雷诺数Re与尾鳍摆动数Sw关系符合Re=k·\begin{document}$S_{\rm{w}}^n $\end{document} \begin{document}$S_{\rm{w}}^n $\end{document}
游泳能力对鱼类洄游及生境修复营造具有重要意义。该文基于鱼类巡游状态下游泳推力与鱼体阻力平衡的思路，游泳推力主要考虑尾鳍摆动“反卡门涡街”推力，根据涡运动理论推导游泳推力与尾鳍摆动参数间的关系，鱼体阻力根据边界层理论划分为3个区间，不同流动状态下分别考虑摩擦阻力或形状阻力的主导作用，建立鱼类游泳速度与尾鳍摆动参数的动力学关系，获得无量纲游泳雷诺数Re与尾鳍摆动数Sw的标度律，通过鱼类游泳二维数值模拟及文献数据统计对该标度律参数进行标定和验证。结果表明：鱼类游泳雷诺数Re与尾鳍摆动数Sw关系符合Re=k·
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.03.0233
摘要:
为了研究不同温度条件下纤维增强塑料(fiber reinforced plastic，FRP)布粘贴砖砌体力学性能的变化规律，通过试验研究了−20 ℃~60 ℃条件下玻璃纤维(glass fiber reinforced plastic，GFRP)布、碳纤维(carbon fiber reinforced plastic，CFRP)布、黏土砖、页岩砖和环氧树脂胶材料性能的变化规律，测试了FRP布与单砖和砖墙的单面剪切强度和正拉黏结强度的变化规律，并给出了单面剪切强度的计算公式。试验结果发现，−20 ℃条件下CFRP布和GFRP布的抗拉强度和弹性模量的变化不明显，而单砖和环氧树脂的性能变化较大，单砖的抗压强度降低了17.19%，环氧树脂胶的抗拉强度降低了29.69%；−20 ℃、40 ℃和60 ℃条件对FRP布和单砖的正拉黏结强度和单面剪切强度都有不利影响，对于CFRP布粘贴黏土单砖，正拉黏结强度的降低幅度分别为10.40%、7.50%和13.95%，单面剪切强度分别降低了6.48%、5.23%和7.80%；FRP布粘贴砖墙的单面剪切强度比相同条件下粘贴单砖的强度要低；给出的计算公式可以较为准确地预测不同温度条件下FRP布与单砖单面剪切强度的变化规律。
为了研究不同温度条件下纤维增强塑料(fiber reinforced plastic，FRP)布粘贴砖砌体力学性能的变化规律，通过试验研究了−20 ℃~60 ℃条件下玻璃纤维(glass fiber reinforced plastic，GFRP)布、碳纤维(carbon fiber reinforced plastic，CFRP)布、黏土砖、页岩砖和环氧树脂胶材料性能的变化规律，测试了FRP布与单砖和砖墙的单面剪切强度和正拉黏结强度的变化规律，并给出了单面剪切强度的计算公式。试验结果发现，−20 ℃条件下CFRP布和GFRP布的抗拉强度和弹性模量的变化不明显，而单砖和环氧树脂的性能变化较大，单砖的抗压强度降低了17.19%，环氧树脂胶的抗拉强度降低了29.69%；−20 ℃、40 ℃和60 ℃条件对FRP布和单砖的正拉黏结强度和单面剪切强度都有不利影响，对于CFRP布粘贴黏土单砖，正拉黏结强度的降低幅度分别为10.40%、7.50%和13.95%，单面剪切强度分别降低了6.48%、5.23%和7.80%；FRP布粘贴砖墙的单面剪切强度比相同条件下粘贴单砖的强度要低；给出的计算公式可以较为准确地预测不同温度条件下FRP布与单砖单面剪切强度的变化规律。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.11.1022
摘要:
大跨桥梁作为重要的基础工程设施，准确评估其即时服役状态、建立高保真数值模型是提升城市交通防灾水平的重要途径，实现上述目标依赖于高效可靠的复杂结构模型更新与分析技术。但已有研究多依赖商业软件平台，存在价格昂贵、算法更新速度较慢和软件接口复杂等局限性，限制了相关研究的深入发展。因此，该文基于开源有限元分析平台OpenSees和编程语言Python，开发了适用于复杂工程结构模型更新的开源程序框架。首先，基于Python开发了工程结构模型更新所需的高效并行优化算法，进一步编写不同功能模块的软件接口，连接模型分析平台与并行优化算法，实现复杂工程结构模型的并行分析和模型更新。在此基础上，以一个简支梁损伤识别为例，验证了上述计算程序的有效性与计算精度。随后，以苏通大桥振动台试验缩尺模型为研究对象，采用模态置信准则匹配有限元模型和振动台试验获得的模态振型和频率数据，构建模型更新所需的优化函数，采用高性能计算平台，开展试验桥梁的模型更新并验证上述程序框架的计算效率。结果表明，该框架可以实现大跨斜拉桥精细有限元模型的高效更新，匹配实测获得的结构模态数据，各阶计算频率与试验模型的误差在1%以下。进一步地，计算更新后的数值模型在PGA=0.1 g地震动作用下的动力时程响应，与试验数据对比验证了模型更新结果的准确性。研究成果可以为基于开源平台的复杂大跨桥梁的精细化与数据驱动建模提供参考。
大跨桥梁作为重要的基础工程设施，准确评估其即时服役状态、建立高保真数值模型是提升城市交通防灾水平的重要途径，实现上述目标依赖于高效可靠的复杂结构模型更新与分析技术。但已有研究多依赖商业软件平台，存在价格昂贵、算法更新速度较慢和软件接口复杂等局限性，限制了相关研究的深入发展。因此，该文基于开源有限元分析平台OpenSees和编程语言Python，开发了适用于复杂工程结构模型更新的开源程序框架。首先，基于Python开发了工程结构模型更新所需的高效并行优化算法，进一步编写不同功能模块的软件接口，连接模型分析平台与并行优化算法，实现复杂工程结构模型的并行分析和模型更新。在此基础上，以一个简支梁损伤识别为例，验证了上述计算程序的有效性与计算精度。随后，以苏通大桥振动台试验缩尺模型为研究对象，采用模态置信准则匹配有限元模型和振动台试验获得的模态振型和频率数据，构建模型更新所需的优化函数，采用高性能计算平台，开展试验桥梁的模型更新并验证上述程序框架的计算效率。结果表明，该框架可以实现大跨斜拉桥精细有限元模型的高效更新，匹配实测获得的结构模态数据，各阶计算频率与试验模型的误差在1%以下。进一步地，计算更新后的数值模型在PGA=0.1 g地震动作用下的动力时程响应，与试验数据对比验证了模型更新结果的准确性。研究成果可以为基于开源平台的复杂大跨桥梁的精细化与数据驱动建模提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.06.0571
摘要:
为探究剪跨比对外贴碳纤维增强聚合物(CFRP)布加固钢筋混凝土(RC)剪力墙抗剪性能及破坏机制的影响规律，建立了考虑Hashin损伤准则及Cohesive内聚力作用的三维数值模型。利用已有的试验数据验证了本文数值模拟方法的准确性，研究了剪跨比对不同加固方式下剪力墙的破坏模式、抗剪承载力和延性系数等力学性能的影响，并进一步分析了剪跨比及加固方式对CFRP抗剪贡献及加固效率的影响规律。结果表明：随着剪跨比的增大，CFRP加固RC剪力墙的抗剪承载力降低，CFRP的抗剪贡献与加固效率被大幅削弱；此外，在同一剪跨比下，相较于双面加固及全包裹加固方式，采取水平条带加固剪力墙将提高1.0倍~3.0倍的抗剪承载力加固效率，延性系数提高效率增大0.8倍~2.4倍。
为探究剪跨比对外贴碳纤维增强聚合物(CFRP)布加固钢筋混凝土(RC)剪力墙抗剪性能及破坏机制的影响规律，建立了考虑Hashin损伤准则及Cohesive内聚力作用的三维数值模型。利用已有的试验数据验证了本文数值模拟方法的准确性，研究了剪跨比对不同加固方式下剪力墙的破坏模式、抗剪承载力和延性系数等力学性能的影响，并进一步分析了剪跨比及加固方式对CFRP抗剪贡献及加固效率的影响规律。结果表明：随着剪跨比的增大，CFRP加固RC剪力墙的抗剪承载力降低，CFRP的抗剪贡献与加固效率被大幅削弱；此外，在同一剪跨比下，相较于双面加固及全包裹加固方式，采取水平条带加固剪力墙将提高1.0倍~3.0倍的抗剪承载力加固效率，延性系数提高效率增大0.8倍~2.4倍。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2022.06.0565
摘要:
由于玻璃纤维增强复合材料(GFRP)组分材料中的树脂属于高分子材料，桥梁工程界对GFRP结构的徐变性能十分担忧，阻碍了其推广应用。该文聚焦于桥梁工程E型玻璃纤维增强复合材料(E-GFRP)单向板，基于双尺度均匀化数值模拟方法，从纤维和树脂的徐变性能评估了E-GFRP单向板的徐变性能，并与试验结果进行比较验证了预测结果的准确性。在此基础上，分析了应力水平、纤维体积率及持荷形式对E-GFRP单层板徐变性能的影响，结果表明，应力水平越高、纤维体积率越小，单层板的徐变粘滞应变越大。在此基础上，提出了不同纤维体积率下E-GFRP单层板粘滞应变模型，准确表述了应力水平、持荷时间和徐变应变之间的关系。最后，提出了E-GFRP单层板徐变断裂时间预测公式，可为E-GFRP结构的长期性能预测提供参考。
由于玻璃纤维增强复合材料(GFRP)组分材料中的树脂属于高分子材料，桥梁工程界对GFRP结构的徐变性能十分担忧，阻碍了其推广应用。该文聚焦于桥梁工程E型玻璃纤维增强复合材料(E-GFRP)单向板，基于双尺度均匀化数值模拟方法，从纤维和树脂的徐变性能评估了E-GFRP单向板的徐变性能，并与试验结果进行比较验证了预测结果的准确性。在此基础上，分析了应力水平、纤维体积率及持荷形式对E-GFRP单层板徐变性能的影响，结果表明，应力水平越高、纤维体积率越小，单层板的徐变粘滞应变越大。在此基础上，提出了不同纤维体积率下E-GFRP单层板粘滞应变模型，准确表述了应力水平、持荷时间和徐变应变之间的关系。最后，提出了E-GFRP单层板徐变断裂时间预测公式，可为E-GFRP结构的长期性能预测提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2023.01.0046
摘要:
由于土体的大变形特性及管土刚度差异过大造成浅埋隧道施工时上覆管道与周围土体的脱开现象广泛存在。目的：该文基于管道的变形分析提出浅埋隧道开挖诱发上覆管道管土脱开区的求解方法。方法：首先以高斯曲线分布模拟土体变形，并基于可考虑地基连续性与非线性的非线性Pasternak地基修正模型，分别建立浅埋隧道施工下穿管土协调区与脱开区的微分控制方程，进而利用有限差分法与牛顿迭代法得到隧道开挖诱发上覆管道竖向变形数值解，由此根据管土的位移差给出脱开区大小迭代求解步骤。提出可综合考虑管道刚度与土体强度的管土相对刚度参数R及综合考虑土体荷载特性的脱开荷载比参数Tg，将其作为管土脱开的判定参数。结果 ： 结合工程案例监测数据、已有模型试验数据验证了方法的正确性。结论：管道归一化竖向位移值对比分析表明，存在临界管土相对刚度及临界且脱开荷载比参数，当R大于临界相对刚度或Tg小于临界荷载比时管土存在脱开现象，此时管道变形计算需考虑管土脱开效应。该结论可供工程设计参考。
由于土体的大变形特性及管土刚度差异过大造成浅埋隧道施工时上覆管道与周围土体的脱开现象广泛存在。目的：该文基于管道的变形分析提出浅埋隧道开挖诱发上覆管道管土脱开区的求解方法。方法：首先以高斯曲线分布模拟土体变形，并基于可考虑地基连续性与非线性的非线性Pasternak地基修正模型，分别建立浅埋隧道施工下穿管土协调区与脱开区的微分控制方程，进而利用有限差分法与牛顿迭代法得到隧道开挖诱发上覆管道竖向变形数值解，由此根据管土的位移差给出脱开区大小迭代求解步骤。提出可综合考虑管道刚度与土体强度的管土相对刚度参数R及综合考虑土体荷载特性的脱开荷载比参数Tg，将其作为管土脱开的判定参数。结果 ： 结合工程案例监测数据、已有模型试验数据验证了方法的正确性。结论：管道归一化竖向位移值对比分析表明，存在临界管土相对刚度及临界且脱开荷载比参数，当R大于临界相对刚度或Tg小于临界荷载比时管土存在脱开现象，此时管道变形计算需考虑管土脱开效应。该结论可供工程设计参考。
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