Progress and trend on near-field problems in civil engineering

Introduction The characteristics of ground motions recorded near the fault of an earthquake are quite dif- ferent from the usual far-field ground motions. After the original recognition of their differences in the Port Hueneme earthquake in 1957, a great lot of inhabited structures and lifeline systems were damaged in the major earthquakes happened in the following years. The damages were beyond minds of seismologists and engineers. A quite rational reason is the lack of enough knowledge of t…     

压电智能传感结构在土木工程中的研究和应用

压电智能结构是目前智能结构的研究热点之一,用途广阔,并取得了丰富的研究成果：文章综述了压电智能结构中的传感器／驱动器及其系统和基于压电传感器的常用监测方法以及在土木工程中的研究和应用等,并对压电智能传感结构工程实用化的前景提出看法。     

小波分析在土木工程领域中的应用

简要介绍了一维小波分析的基本原理和分类，及其在土木工程领域的主要应用。重点论述了小波变换在结构损伤检测方面的应用。由小波分析的数据中提取人工神经网络的训练样本能够更好的反应结构缺损特征，故小波分析或以小波分析为基础的人工神经网络方法是结构损伤识别的一种很有前途的方法。     

土木工程智能结构体系的研究与发展

本文概要综述了感知材料、驱动材料和自修复材料等三大类主要的智能材料在土木工程中应用的概况;阐述了土木工程结构智能监测、健康诊断、损伤修复和振动控制的发展趋势和近期研究的主要方向以及对智能材料的发展和改性的要求。     

颗粒阻尼技术及其在土木工程中的应用展望

介绍了国内外颗粒阻尼发展现状,比较了非阻塞性颗粒阻尼、柔性颗粒阻尼、带活塞振动颗粒阻尼的异同,按照颗粒阻尼的类型,系统地阐述了颗粒阻尼内部作用机理、常用计算模型、耗能影响因素等问题,指出其在应用中的诸多优点,及优于粘滞与机械阻尼的性能,验证了颗粒阻尼良好的工程应用前景与发展潜力。同时指出了现今理论模型、实际运用及设计中存在的一些问题与不足,对颗粒阻尼的研究与发展方向提出了建议。     

青藏铁路沿线的天灾及其预测方法探索

本文统计了青藏铁路沿线50多年来的强地震、雪灾和夏季旱涝,并根据地气耦合原理对其成因进行了分析,找到了一些很好的预报因子,初步得出了以下结论：未来10年35оN以南的沿线地区将很少会发生Ms＞6级的强震;“本区强震年”和8月沿线为地热涡控制时铁路沿线会发生雪灾;本区冬季为地冷涡控制时一般为夏旱年.     

土木工程结构鲁棒控制的发展

评述了结构控制的发展,指出发展结构鲁棒控制策略的重要性。重点评述了结构双重调谐质量阻尼器(DTMD)和多重双重调谐质量阻尼器(MDTMD)的控制策略,提出了需进一步发展主动双重调谐质量阻尼器(ADTMD)和主动多重双重调谐质量阻尼器(AMDTMD)控制策略、此外,评述了结构鲁棒控制的设计准则与高层建筑和大跨桥梁在风与地震作用下的统一自适应主动鲁棒控制策略。     

智能材料-结构系统在土木工程中的应用

本文在简要说明了“智材料－结构系统”的基本概念和它在土 木工程中的两种应用途径的基础上,较为系统地介绍了光纤材料,碳纤维混凝土,俞合管道、等七种智能材料在土木工程结构中的应用。     

布拉格光栅传感器在土木工程中的应用

阐述了布拉格光栅传感器的基本原理及其监测系统的基本构造，对其在土木工程中的应用作了较为详细的阐述，探讨了其应用于土木工程结构中遇到的一些问题及相应的解决方法。     

论太湖平原洪涝灾害与水利工程问题和发展趋势

在分析研究太湖流域洪涝灾害成因及以围圩、筑堤、建闸为特点的圩区经济基础上,论述了近几十年来流域下垫面变化对流域水情的影响。总结了近40年来流域水利工程规划设计的经验与不足之处;展望了未来几十年流域水情变化发展趋势,特别是全球海平面上升对流域洪水蓄、泄方面的重大影响。指出在流域十大骨干水利工程的基础上,今后流域中新建骨干工程的关键目标是提高长江南岸、杭州湾北岸闭闸时段的排洪能力及建设吴淞挡潮闸,从而大幅度提高各潮周期内黄浦江净泄洪量;同时运用非工程措施,确保与充分利用区内洪水调蓄能力。     

土木工程地震灾害风险治理技术框架研究

土木工程地震灾害风险治理是我国未来防震减灾工作的重点,但其技术框架目前尚为空白。本文剖析了既有工程风险管理技术框架的缺欠,借鉴国际COSO风险管理理论和现代管理学风险治理的理念,提出了土木工程地震灾害风险治理的基本内涵和要点,建立了土木工程地震灾害风险治理技术框架。研究表明,虽然目前我国工程风险管理技术研究已取得很大进展,但理论框架方面存在着要素不全、逻辑欠缺、隶属关系不清、用词混淆以及释义不详等不足;国际商业COSO风险管理框架是目前国际上应用最为成熟的风险管理理论,可以作为构建本文和其它领域风险管理框架的重要参考依据。本文建立的土木工程地震灾害风险治理技术框架,以目标战略、性态分析和监测修订作为3个主控要素,由包括27个要素的3层架构组成,符合现代管理科学思维和逻辑,考虑因素齐全,隶属关系清晰,具有工程可操作性,并具备国际通用性特点。以性态分析作为风险的识别、评估、组合和响应的统一描述,与地震工程性态设计理念一致,也从根本上解决了现有工程风险管理技术框架逻辑混乱和要素隶属关系不清的问题。     

土木工程结构不同多重调谐质量阻尼器的控制策略

提出了双层多重调谐质量阻尼器（DMTMD）和多重双重调谐质量阻尼器（MDTMD）控制策略。利用定义的优化目标函数,评价了最易制作DMTMD和MDTMD模型的性能。数值结果表明,DMTMD和MDTMD比基于任意整数或基于奇数的多重调谐质量阻尼器（AI-MTMD和ON-MTMD）具有更好的有效性和鲁棒性。MDTMD和DMTMD具有近似相同的有效性,但MDTMD比DMTMD具有更好的鲁棒性。总的来说,MDTMD的冲程大于DMTMD的冲程;DMTMD中小质量块的冲程大于AI-MTMD和ON-MTMD的冲程。     

建立地震预警、地震报警和烈度速报综合系统的思考

如何减少地震灾害所引起的人员伤亡、次生灾害以及快速判断灾情以落实全面的防御观,是我国自汶川地震以来非常关注的问题.在建设我国地震烈度速报和预警系统的背景下,我们提出尽可能减少投资以改变传统模式、建设不需要专门观测房的监测系统,提高烈度速报和预警系统的监测点密度,实现地震预警、报警和烈度速报综合系统,为全社会提供更好的防...     

土木工程结构的双层多重调谐质量阻尼器控制策略

为能得到用尽可能少的调谐质量阻尼器(TMD)组成有效性和鲁棒性高的多重调谐质量阻尼器控制系统，本文提出了一种适用于土木工程结构的新控制策略——双层多重调谐质量阻尼器(DMT—MD)。使用定义的优化目标函数，评价了双层多重调谐质量阻尼器(DMTMD)的控制性能。数值结果表明，双层多重调谐质量阻尼器(DMTMD)比多重凋谐质量阻尼器(MTMD)具有更好的有效性和对频率调谐的鲁棒性。DMTMD比双重调谐质量阻尼器(DTMD)具有更好的有效性，而DMTMD和DT—MD对频率调谐的鲁棒性近似相同。因此，双层多重调谐质量阻尼器是一种先进的结构控制策略。     

土木工程结构健康诊断中的统计识别方法综述

本文对土木工程结构健康诊断中的统计识别方法进行了综述。对统计识别中的统计系统识别方法(Bayes模型修正、随机有限元模型修正)、统计模式识别方法和概率神经网络方法的基本理论及其在土木工程结构健康诊断中的研究现状进行了论述，在此基础上提出了土木工程结构健康诊断中统计识别方法需要解决的关键问题和研究发展方向。     

土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评

阐述了土木工程结构的安全性评估、健康监测及损伤诊断的必要性和迫切性，系统论述了结构健康监测和诊断的概念、理论和方法，重点讨论了传感器的优化布置、损伤识别等健康监测中的关键问题，介绍了光纤等新型传感器的应用情况，最后指出了值得进一步研究的问题。     

Spatio-temporal changes and their relationship in water resources and agricultural disasters across China

Changes in monthly streamflow and the potential influences and feedbacks of agricultural activities are investigated. Significant decreases in streamflow are observed in northern China, including the Yellow, Huaihe and Haihe river basins, while in southern China streamflow increases significantly in the Yangtze, Pearl and South river basins. This spatial pattern of changes in streamflow indicates that the imbalance in water resources between northern (dry) and southern (wet) China has increased during past decades. On the one hand, available water resources are a controlling factor determining the expansion of irrigated land and the structure of crop plantation (i.e. rice, wheat, corn or bean); on the other hand, crop planting structure and effective irrigated areas are important determinants of changes in streamflow. The increasing effective irrigation and rice planting areas in northern China may increase water withdrawal from rivers, causing subsequent decreases in streamflow, while in southeastern China, decreasing effective irrigation areas enhance the increases in streamflow.     

Compensation of time‐delay for control of civil engineering structures

Time‐delay is an important issue in structural control. Applications of unsynchronized control forces due to time‐delay may result in a degradation of the control performance and it may even render the controlled structures to be unstable. In this paper, a state‐of‐the‐art review for available methods of time‐delay compensation is presented. Then, five methods for the compensation of fixed time‐delay are presented and investigated for active control of civil engineering structures. These include the recursive response method, state‐augmented compensation method, controllability based stabilization method, the Smith predictor method and the Pade approximation method, all are applicable to any control algorithm to be used for controlled design. Numerical simulations have been conducted for MDOF building models equipped with an active control system to demonstrate the stability and control performance of these time‐delay compensation methods. Finally, the stability and performance of the phase shift method, that is well‐known in civil engineering applications, have also been critically evaluated through numerical simulations. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.