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文献检索:
  • 城市地下结构抗震研究进展
  • 城市地下结构,尤其是隧道、地铁、地下车站、地下管线系统,是现代社会公共基础设施的重要组成部分。考虑到城市地下结构对生命和经济的重要性,对城市地下结构进行适当的抗震设计是非常必要的。通常认为地下结构的抗震性能优于地面结构,然而在近年的大地震中,已有城市地下结构严重破坏甚至完全坍塌的多个案列报道。报道介绍了工程师在地下结构地震效应设计中所采用的定量方法,而这些新近的震害现象也揭示了现行抗震设计方法的一些重要缺陷。讨论和强调了改进地下结构地震性能和设计的最主要需求。认识到地下结构受到强地震引起的地基变形和扭曲而非惯性力作用,以及地下结构特殊的几何构型和概念特征使得其地震行为和性能与地面结构存在很大差异,是非常重要的。从简单的解析弹性方法到复杂且物理意义更精确的整体动力数值方法,目前有多种有效的地下结构抗震分析方法。对地下结构震害、动力离心机和振动台模型试验,以及工程师在地下结构抗震分析中可能遇到的有效设计与分析方法等方面涉及的重要问题进行了简要和全面的回顾。
  • 地下隧道抗震安全性分析方法
  • 针对设计地震动的变异性,提出了地下隧道抗震安全性分析的蒙特卡罗方法。1建立地下隧道非线性地震响应分析模型。采用粘弹性边界方法和地震动输入等效节点力方法模拟半无限场地的地震激励,结合通用有限元软件ANSYS,建立地下隧道地震响应分析模型,模型采用等效线性化方法模拟土体非线性,采用瑞利阻尼和材料阻尼相结合方法模拟土体阻尼,分别考虑衬砌中混凝土和钢筋的非线性,并考虑衬砌和土体之间的接触问题。2确定设计地震动,然后利用模拟产生目标谱符合某一设计地震动时变功率谱的非平稳地震动模拟方法,产生若干条与设计地震动具有同一统计特征的非平稳地震动。3进行样本地震动激励下的地下隧道非线性地震响应分析,求得地下隧道地震响应的变异性。该研究为地下隧道抗震安全性分析提供了一种简单实用的方法,对地下隧道抗震设计有一定的参考价值。
  • SH波入射时软弱夹层的减震特性及影响因素分析
  • 在弹性介质假定和忽略反射波影响的条件下,从透射波振幅和能量的角度,研究了SH波入射时入射角与波阻比对软弱夹层减震特性的影响。通过非线性弹塑性动力计算,探讨了软弱夹层的埋深与层厚对其减震特性的影响。研究结果表明,随着入射角的增大,透过软弱夹层进入上部普通层的波的振幅和能量先缓慢增大至与入射波相同,然后快速减小至0,整体上小于入射波;存在最不利入射角,它是波速比与密度比的函数,当SH波以此角度入射时,夹层的底面和顶面均不存在反射波,入射波全部透过夹层;软弱夹层与普通层的波阻比越小,透过夹层进入普通层的波的振幅和能量越低,夹层的减震效果越好,但此时夹层自身的震动也越剧烈。随着入射波波长的增加,软弱夹层发挥减震作用所需的临界埋深增大,且埋深在0.2倍普通层剪切波波长左右时,减震效果达到最佳;软弱夹层的减震效果并不随着层厚增加单调变化。
  • 海底地震动特性及相关谱研究
  • 利用日本K-NET与美国SEMS台网中海底强震记录研究了海底地震动特性。通过分析水平反应谱、竖向与水平加速度反应谱的比谱和弹塑性反应谱,比较了海底与陆地地震动的区别。发现海底竖向地震动的峰值加速度明显更低。在大于0.2s的周期段,海底水平地震动反应谱大于陆地谱值,而且海底谱具有更长的特征周期,并随震中距增长而增大。此外,海底地震动的竖向与水平加速度反应比谱与陆地地震动的差异很大,在小于1s的中短周期段海底地震动的比谱明显更小。根据不同的震级与震中距的真实地震动记录,提出了中等地震下不同震中距海底地震动比谱的简化设计方程。最后,比较了海底与陆地地震动的弹塑性反应谱,可知总体上海底与陆地的等延性强度折减系数谱差异不大。
  • 中国抗震规范强震记录选取的初选条件研究
  • 合理的强震记录选取对于结构时程分析具有重要意义,而其地震动特性是否符合要求是判断选取结果是否合理的先决条件。我国建筑抗震设计规范中设计地震分组与设防烈度的概念并无清晰对应的地震动参数指标,故工程及研究人员在实际选波过程中往往模糊了上述要求。利用地震烈度和峰值加速度的衰减关系,首先给出了各设防烈度下震级的初选范围,进而针对远场的高烈度设防地区给出了距离初选范围,最后结合目前常用的国内外强震记录数据现状给出了场地类别筛选的建议。结论可为工程建筑依据抗震规范进行强震记录选取提供参考。
  • 一种无条件稳定的显式数值积分算法
  • 显式直接积分方法利用已知信息求解位移,不需要迭代过程,特别适合于拟动力试验。然而大多数显式积分方法条件稳定,难以应用于受高阶振型影响较大结构的拟动力试验。基于隐式无条件稳定的HHT-α法,提出了一种新的显式算法,利用谱半径分析证明了该算法具有无条件稳定的特点。最后通过数值模拟验证了该算法的数值特征。
  • 地震条件下陡峭岩体崩塌式渐进破坏研究
  • 基于离散单元法DEM,推导颗粒黏结-阻尼振动-运动演化方程,建立三维陡峭岩体模型,在地震横波与纵波条件下,进行岩体渐进式破坏演化动态过程模拟,在模型中实时跟踪9个监测点相关力学及运动参数,分析从稳定至滑动,再到碎石运动演化过程中参数变形情况。结果表明:细观颗粒间从黏结到损伤断裂再到运动的过程中,非线性运动特征差异化明显。水平向横波作用下,左侧岩体渐进式破坏严重,呈现出断裂-分离-接触碰撞-再分离的运动演化过程。不同振动强度下,岩体破损程度差异明显,振幅15以上岩体破坏严重。纵波单独作用下,岩体虽发生水平向裂纹,中部发生较大变形,但整体结构保持较好;模拟发现横波是岩体破坏的主要因素,纵波和横波叠加作用下两侧岩体破坏严重。
  • 弯曲破坏型钢筋混凝土桥墩地震变形成分及影响因素
  • 钢筋混凝土桥墩拟静力试验表明,弯曲破坏型桥墩墩顶位移主要由弯曲变形、滑移变形成分构成。为进一步探讨地震荷载作用下弯曲破坏型桥墩地震变形成分及其影响因素,首先基于Lehman以及李贵乾的桥墩试件拟静力试验,利用OpenSees平台采用纤维梁柱单元模型附加零长度截面单元对试验滞回曲线和墩顶变形成分进行数值模拟;其次建立原型桥墩数值模型,考虑近断层和远断层地震动进行了非线性动力时程分析,探讨了最大侧移角、位移延性系数等结构反应参数,以及剪跨比、纵筋配筋率等构件特征参数对桥墩地震变形成分的影响。结果表明,墩顶总位移中纵筋粘结滑移成分随最大侧移角和位移延性的增大而增大,随剪跨比和纵筋配筋率的增大而减小。考虑纵筋粘结滑移的数值模型与仅考虑弯曲变形纤维梁柱单元模型相比,将增大桥墩的地震位移反应。
  • 液化对砂土场地地表加速度响应的影响
  • 在饱和砂土场地振动过程中,孔隙水的发展会影响土体的有效应力和土骨架对地震波的传播。采用离心机动力试验和数值分析手段对不同强度振动作用下的砂土场地响应进行了研究,并利用观测和计算结果对现行液化评估简化方法进行了分析验证。结果表明:当振动强度较大时,土体的液化将导致加速度急剧衰减;采用完全耦合分析能再现超静孔压的发展和液化对加速度传播的影响,但总应力分析严重高估了地表的加速度;应用简化方法进行液化评估时,确定地表处水平加速度峰值应考虑场地对地震波的放大效应,但应忽略超静孔压的影响。
  • 风力发电机塔架结构减振控制研究综述
  • 风能作为一种清洁可再生能源受到世界各国广泛关注。我国风力发电的大规模发展与集中式建设趋势,决定了风力发电机具有更高的单机容量和更大的单机尺寸。由于环境的特殊性,高耸支撑塔架在风荷载、地震以及海浪等作用下将产生显著的动力响应和大幅变形,甚至可能发生疲劳、屈曲、倾斜或倾覆等事故,采用振动控制方法可有效降低事故发生的概率。因此,对风力发电机塔架结构的振动控制研究应引起足够重视。综述了风力发电机塔架的结构形式、分类和特点,分析了其所承受的主要荷载情况,回顾了我国对其减振控制的研究现状,总结了目前相关减振装置所取得的研究成果,提出了其减振控制存在的主要问题及未来研究趋势。
  • 考虑管线失效相关性的埋设管网系统地震可靠性随机模拟
  • 城市范围内的埋地管线,具有相似的结构属性参数,面临空间相关的地震动荷载,管线结构地震破坏失效存在相关性。提出一种考虑管线失效相关性的埋设管网地震连通可靠性随机模拟方法,以空间距离表示管线位置处地震动参数的相关系数,采用经验震害公式求解管线地震破坏概率,通过联合分布与边缘分布的关系得到管线结构失效事件的相关系数。将管线结构地震破坏事件视为相关随机变量,采用正交变换方法将相关随机变量转变为独立随机变量,进行Monte Carlo随机模拟求解管网"源-汇"点连通事件的概率。通过设定地震作用下典型算例的连通可靠性求解,验证了方法的正确性,并比较了管线失效相关性对管网地震可靠性分析结果的影响。
  • 故宫太和殿某正身顺梁榫卯节点加固分析
  • 为保护古建筑,采用理论计算与有限元模拟相结合的方法,研究了故宫太和殿三次间正身顺梁榫头下沉的原因和加固方法。考虑采用两种不同的加固方案,建立相应的计算简图和有限元模型,进行静力分析。基于分析结果,获得了加固前正身顺梁的变形及主要内力的分布特征;基于文物保护原则,对现有的两种不同加固方案进行了合理筛选。结果表明:太和殿三次间正身顺梁榫头下沉的主要原因与该位置拉、弯、剪应力过大密切相关,采取附加柱子支顶的方法对下部结构有不利影响,而钢木组合体系的加固方法更合理且满足文物保护要求。
  • 《防灾减灾工程学报》在线投稿通知
  • 根据学报发展需要,也为提高工作效率和刊物质量,更好地为广大作者服务,即日起我刊启用网上投稿系统。所有投至本刊的稿件请登陆《防灾减灾工程学报》官网在线注册投稿,以缩短稿件刊出时间,便于作者随时网上查询稿件处理情况。欢迎广大作者登陆学报官网进行投稿。学报网站:http://fzjzgcxb.js-seism.gov.cn/default.
  • 建筑废弃物减量化管理环境效益评估模型研究
  • 随着城市化进程的推进,大量建筑废弃物产生,其填埋占用了宝贵的土地资源,且造成严重的环境问题,使得城市的可持续发展面临严峻挑战,对城市建筑废弃物实施减量化管理并进行环境影响评估已经刻不容缓。以深圳市某工程项目为例,利用系统动力学和计划行为理论建立施工阶段建筑废弃物减量化管理动态模型,运用Vensim软件进行仿真,分析建筑废弃物减量化管理对环境的影响,仿真结果表明减量化管理可以有效减少27.05%的废弃物产生量,减缓废弃物对环境的污染破坏,降低废弃物管理总成本,为建筑废弃物减量化管理提供了科学决策依据。最后就目前废弃物管理存在的问题提出建议。
  • 盾构隧道同步注浆壁后压力模式研究
  • 针对深圳地铁9号线隧道盾构开挖,研究同步注浆在不同压力模式下对隧道稳定性和地面沉降以及分层沉降的影响。获得适合描述该土体性质的本构模型参数,并通过运用有限元软件Midas/GTS对其进行有限元数值分析,对比现场实测数据来验证盾构施工同步注浆壁后压力分布模式。结果表明:非均匀压力模式相比均匀压力模式更接近实际,且更合理;非均匀压力模式相比均匀压力模式下的地面沉降与各层地层沉降,前者最终沉降约是后者的31.9%,且更接近实际情况;非均匀压力模式相比均匀压力模式对管片应力影响更大,前者最终所受应力约是后者的59.0%,可为盾构隧道的设计施工提供参考。
  • 2012年度本刊优秀论文评选结果公示
  • 为鼓励学术创新、提高论文质量,本刊从今年起将举办年度优秀论文评选活动。考虑到期刊统计指标有一定的滞后,先评选出2012年度优秀论文。经由编委会主编和副主编组成的评审团,综合引用率、创新性、科研价值、书写规范等多个要素,进行严格地甄选,最终评选出3篇最优论文,特公示如下:
  • SRC异形十字边框柱-RC剪力墙抗震性能分析
  • 针对钢筋混凝土剪力墙抗震性能不足的缺陷,在剪力墙的边缘设置SRC异形边框柱,提出了一种新型混合剪力墙结构。为验证SRC异形十字边框柱-RC剪力墙的抗震性能,基于开源分析程序Opensees,剪力墙采用分层壳单元,外围SRC异形柱框架采用纤维梁柱单元,对缩尺比为1∶2.5的模型结构进行静力弹塑性分析和滞回性能分析。得到构件不同轴压比情况下的pushover曲线、边框柱、剪力墙承担的剪力分配情况、滞回曲线以及等效粘滞阻尼系数。研究结果表明:剪力墙承担了大部分剪力,相比于RC剪力墙,SRC异形边框剪力墙的延性、抗剪承载力、极限位移以及耗能能力均有不同程度的提高,并且随着轴压比增大,提高系数下降。设置SRC异形边框柱有效地改善了RC剪力墙在地震作用下的抗震性能。
  • 基于粘结单元的FRP-混凝土粘结界面的数值分析
  • 采用指数函数分析模型拟合纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastic,FRP)与混凝土粘结界面单剪试验的荷载滑移曲线,在现有分析模型基础上,提出一个基于粘结界面单元采用损伤演化方法输入粘结界面本构关系的分析模型,并基于该模型提出一种FRP-混凝土界面粘结性能的有限元分析方法。结果表明:本模型能较精确地反映剥离破坏过程中FRP的荷载滑移关系和应变分布。通过有限元分析得出的荷载滑移曲线与分析模型完全吻合,FRP应变分布与实验结果也吻合较好。验证了分析模型的正确性和精确度以及该分析模型的有限元模型的正确性。
  • 微胶囊自修复水泥基材料的微观结构研究
  • 利用环氧树脂微胶囊制备自修复水泥砂浆,研究微胶囊掺量3%和6%的情况下水泥砂浆的强度修复率,并利用微观结构分析在同一掺量下试样损伤发生时和修复后的结果,结合压汞法、氮吸附法和微观CT测定微胶囊水泥基材料的孔结构特性,同时通过分析自修复砂浆的孔尺寸分布模型,从模型得到的孔结构参数分析砂浆的修复效果。结果表明:在微胶囊掺量从3%~6%的砂浆范围内,修复率逐渐提高;在相同掺量的情况下,由氮吸附法测的结果表明损伤试样的累积孔体积小于修复后的;压汞测试的结果得出修复后的累积孔体积大于损伤的;XCT处理结果表明试样损伤的累积孔体积大于修复后的,并且从预测模型得到的孔结构参数表明修复后试样的孔结构得到一定的改善。
  • 再生粗骨料混凝土强度预测模型研究
  • 再生骨料与天然骨料相比,具有密度较小、吸水率和压碎指标较大的突出特点,且现有的关于再生粗骨料混凝土强度的配合比设计方法,在如何考虑水胶比、再生粗骨料性质以及再生粗骨料替代率等因素的影响方面还没有形成系统全面的设计理论。通过对104组再生粗骨料混凝土力学性能试验数据库的分析,建立了基于普通混凝土配合比设计方法,兼顾水胶比、再生粗骨料压碎率以及再生粗骨料替代率的再生粗骨料混凝土强度经验模型,经检验该经验模型的预测误差在6.5%以内,为再生粗骨料混凝土配合比设计提供强度参考。
  • FRP抗剪加固RC梁的应力不均匀分布系数研究
  • 研究使用外贴纤维增强复合材料(FRP)以U型包裹无锚固方式对钢筋混凝土梁进行抗剪加固情况下的FRP应力不均匀分布系数Dfrp表达式。结合已有研究,提出一个新的Dfrp表达式,并将该表达式与现有的FRP-混凝土界面粘结应力模型相结合以得出若干个不同的FRP抗剪贡献值计算模型。此外,从近年相关研究的文献中,建立了一个U型无锚固FRP抗剪加固钢筋混凝土梁的实验数据库,通过将上述模型对数据库中实验试件抗剪贡献的预测值与数据库中相应的实验值进行对比,分析各个模型的优劣,最终得出一个最优的、简便安全且适用于工程实践的FRP抗剪承载力贡献模型。
  • 盾构施工地面沉降预测的大数据技术应用研究
  • 盾构掘进引起的地面沉陷常会危及到施工安全和周围环境,如何有效预测地面沉降是减少事故发生的迫切要求。在综合国内外研究成果的基础上,提出应用大数据技术对盾构施工引起的地面沉降进行分析预测,阐述其必要性和创新性。基于盾构施工技术和大数据分析法的特点,应用关联分析法,以探索地层条件、主要掘进参数与地面沉降量之间的关联规则和预测模型为目标,拟定地面沉降分析预测的研究步骤。通过工程实例试算,说明应用大数据技术的可行性和合理性,为盾构施工引起地面沉降分析开辟新的途径。
  • 爆炸荷载作用下钢筋混凝土墙的动态响应模拟
  • 针对某地下军火库的钢筋混凝土墙以及地面的防爆墙,采用AUTODYN软件,结合RHT模型,模拟了爆炸荷载作用下两者的动态损伤响应。首先根据军火库的炸药存放量,采用数值模拟方法计算得出不同部位的爆炸荷载。针对钢筋混凝土隔墙,采用二维模型计算临近库房意外爆炸通过沙土传播引起的压力时程曲线;针对地面的钢筋混凝土防爆墙,采用三维有限元模拟爆炸波在库房内以及出口的传递,从而计算作用于防爆墙的荷载。然后将相应的荷载分别作用于钢筋混凝土隔墙以及防爆墙,采用RHT混凝土模型,对两者的动态响应进行模拟。计算结果表明:针对可能的炸药存放量,一旦发生意外爆炸,不仅存放炸药的库房会出现严重破坏,而且破坏还会引起相邻库房钢筋混凝土隔墙的严重破坏,出现明显的塑性铰线,整个墙体产生巨大变形;而设置于地面的防爆墙则出现严重的整体坍塌。
  • 基于SMA的风机塔架结构风致振动控制研究
  • 随着风力发电机塔架高度的增加及叶片尺寸的增大,风致振动对风机塔架结构可靠性的影响越来越显著。利用形状记忆合金(SMA)的超弹性效应,设计出一套针对风机塔架结构的耗能减振装置,以减小风机塔架结构的风致振动。构建了双线性SMA滞回模型,并集成到Abaqus软件中。以功率1.5 MW的大型风力发电机塔架为例,建立了SMA-风机塔架结构整体分析有限元模型,对其动力性能进行了研究,并做了风荷载响应及振动控制分析。结果表明,与无控状态时相比,装有SMA耗能装置的塔架顶层最大位移和加速度分别减小45%和31%,所提出的SMA耗能减振装置能够有效地控制塔架结构的动力响应。
  • 新年寄语
  • 2016年是《防灾减灾工程学报》创刊后的第35年,改版后的第13年。2015年10月,学报换届成立了第三届编委会,在继承发展和开拓创新的新起点上,在满怀希望迈人新年之际,学报第三届编委会向广大读者和作者致以新春的问候和诚挚的感谢!
  • [特邀论文]
    城市地下结构抗震研究进展(陈国兴;陈苏;杜修力;路德春;戚承志)
    [地震工程与工程振动]
    地下隧道抗震安全性分析方法(梁建文[1,2];于军港[1,3];巴振宁[1,2])
    SH波入射时软弱夹层的减震特性及影响因素分析(王芳其;李亚勇;吕志涛;靳晓光)
    海底地震动特性及相关谱研究(陈宝魁;王东升;李宏男;孙治国)
    中国抗震规范强震记录选取的初选条件研究(冀昆[1,2];温瑞智[1,2];任叶飞[1,2])
    一种无条件稳定的显式数值积分算法(冉田苒;王涛;周惠蒙;邱法维)
    地震条件下陡峭岩体崩塌式渐进破坏研究(赵吉坤[1,2];黄书君;王丹;郑哲;邢蕾;朱小春)
    弯曲破坏型钢筋混凝土桥墩地震变形成分及影响因素(成虎;李宏男;王东升)
    液化对砂土场地地表加速度响应的影响(苏栋;高翔;明海燕;包小华)
    风力发电机塔架结构减振控制研究综述(阎石[1,2];牛健[1,2,3];于君元;王伟)
    [城市与重大工程防灾减灾]
    考虑管线失效相关性的埋设管网系统地震可靠性随机模拟(侯本伟;李小军[1,2];刘爱文;杜修力)
    故宫太和殿某正身顺梁榫卯节点加固分析(周乾)
    《防灾减灾工程学报》在线投稿通知
    建筑废弃物减量化管理环境效益评估模型研究(丁志坤;伊桂珍;黄腾跃)
    盾构隧道同步注浆壁后压力模式研究(付艳斌;赵军;吴祥;钟靖宇)
    2012年度本刊优秀论文评选结果公示
    SRC异形十字边框柱-RC剪力墙抗震性能分析(卢荣;蔡新江[1,2];田石柱[1,2])
    [滨海土木工程结构性能劣化与灾变控制]
    基于粘结单元的FRP-混凝土粘结界面的数值分析(李伟文;彭伟;杨泳;宋徽)
    微胶囊自修复水泥基材料的微观结构研究(王险峰;孙培培;邢锋;韩宁旭)
    再生粗骨料混凝土强度预测模型研究(李马力;隋莉莉;周英武;邢锋)
    FRP抗剪加固RC梁的应力不均匀分布系数研究(李伟文;杨泳;彭伟;宋徽)
    [地面沉降预警与防控]
    盾构施工地面沉降预测的大数据技术应用研究(田管凤;马宏伟;吴起星;王禹)
    [爆炸与冲击安全防护]
    爆炸荷载作用下钢筋混凝土墙的动态响应模拟(周晓青;洪家柱)
    [风工程与风灾害防御]
    基于SMA的风机塔架结构风致振动控制研究(阎石[1,2];于君元;牛健[1,2,3];王伟)
    新年寄语
    《防灾减灾工程学报》封面

    主管单位:江苏省地震局

    主办单位:中国灾害防御协会 江苏省地震局

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