填充墙刚度影响的实测高层建筑增量动力分析

高层结构中的填充墙在地震作用下与周围结构构件之间的相互作用十分复杂,对建筑结构的整体抗震性能具有较大影响。然而我国规范在设计阶段通常不考虑填充墙对结构抗震性能的影响,统一采用周期折减系数来考虑其刚度变化引起的内力变化,因此准确评估填充墙对结构抗震性能的影响具有重要意义。本文在对一栋框-剪结构和一栋剪力墙高层建筑进行随机振动测试的基础上,利用Perform-3D对每栋高层分别建立了3种分析模型。其中对未考虑填充墙作用的结构模型,分别采取规范建议值和实测结果值两种方式进行周期折减。对通过添加斜撑单元来考虑填充墙作用的结构模型,利用环境激励测试识别获得的结构模态信息进行模型修正。对该3种模型进行了增量动力分析,探讨潜在危险性水平地震作用下填充墙对高层建筑抗震性能的影响。结果表明,填充墙增加了结构在弹性阶段的整体初始刚度,但随着地震动强度的增加逐渐丧失对结构刚度的贡献作用。相比考虑了填充墙作用的模型计算结果,规范建议的周期折减系数较为保守。同时研究发现,填充墙对高层框-剪结构的影响程度要比剪力墙结构大。     

黄土液化微细观特性试验研究

黄土液化演化过程的微观机理分析是液化防御的科学问题之一。通过微细观及动力学试验探索黄土液化的本质和影响因素。首先用CT细观扫描实验探索黄土渗透液化的细观变化,研究表明土体液面上升的根本原因是弱碱性盐类胶结物的吸水作用导致土样含水面整体上升;试样达到高饱和度,大孔隙周围颗粒间胶结物质破坏后有效应力为零,土层液化。粉土的孔隙尺寸和特殊的胶结物质导致高饱和度。土样微观结构的差异也会影响土的液面上升和破坏强度。针对低黏性粉土、粉质砂土及粉质黏土的三类黄土液化实验分析表明,低黏性粉土动荷加载时间更短,更易于液化,即低粘性粉土液化最为严重,粉质砂土为中等液化,粉质黏土相比其他黄土类别不易液化。电镜扫描土样微观结构参数分析表明,土颗粒周围胶结物质的化学元素比值(Ca/Fe),以及土颗粒粒径分布和孔隙尺寸(孔隙与颗粒比)均影响液化等级,可初步判断液化的强弱。     

Non-symmetrical levee breaching processes in a channel bend due to overtopping

A series of experiments were done to reveal the overtopping breaching process of non-cohesive and cohesive levees in a U-bend flume. The flood hydrograph and breaching geometry were measured and analyzed in detail. The results show that the levee breaching processes can be briefly divided into four stages: slope erosion, longitudinal headward gully-cutting, lateral erosion, and relative stabilization. For non-cohesive levees, non-symmetrical lateral development of the breach occurs throughout the four stages, and the final non-symmetrical coefficient is approximately 2.2–2.6. Larger flow discharge or higher water level can accelerate the breaching process, while coarser sands tend to accelerate the process initially but depress the process at the end. The fluvial erosion rate of a non-cohesive breach shows a power-function relation with the excess wall shear stress. For cohesive levees, a plateau forms in the breach partially blocking the flow in the first two stages. The breach flow is approximately perpendicular to the levee body, and, thus, the erosion rates of the two breach sides are almost the same. Non-symmetrical lateral development mainly occurs in the third stage when the deep gully forms. The final non-symmetrical coefficient is approximately 2.7–3.3. It is expected that these findings can provide a valuable experimental dataset and a theoretical basis for breach closure and flood alleviation.     

2015年内蒙古阿拉善左旗5.8级地震序列震源深度对比分析

选取2015年阿拉善左旗5.8级地震发生后,中国地震科学台阵探测-南北地震带北段项目、中国地震局地球物理研究所中国地震科学探测台阵数据中心及内蒙古测震台网记录到此次地震序列的78次地震波形资料,采用单纯型法、Hyposat法、双差定位方法、确定性方法（PTD方法）、CAP地震矩张量反演法重新测定深度,并将所获深度值进行对比分析,结果发现,确定性方法（PTD方法）和双差定位方法较符合震源区构造特征的深度测定,单纯型法、Hyposat法效果不佳,CAP法适用于较大地震;地震序列平均震源深度为（15.54±8）km。     

唐山马家沟矿井水位异常分析

地下水动态受水文因素影响较大,对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰,确认地下水在地震前的异常变化,对提高地震分析预报能力,具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层,井水位于2010年出现破年变异常,加速持续上升,截至2015年,最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征,根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料,建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型,发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法,可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。     

不同轴压比钢筋混凝土圆柱桥墩地震易损性分析

以墩顶漂移率为指标运用ABAQUS有限元软件对钢筋混凝土桥墩进行地震易损性分析。对钢筋混凝土桥墩模型进行精细网格划分,运用循环往复Pushover方法模拟钢筋混凝土桥墩破坏界限值,以此界限值为标准对轴压比为0.20、0.22、0.24、0.26和0.30钢筋混凝土桥墩进行增量动力分析（IDA）。研究结果表明:结构的破坏超越概率,随着轴压比的增大而增大;考虑钢筋混凝土桥墩延性抗震性能,设计轴压比不宜超过0.30;轴压比为0.24~0.26时,钢筋混凝土桥墩破坏概率增加不大,宜为合理的轴压比。     

中国和欧盟阻尼器检测标准比较

国内阻尼器工程应用越来越多,阻尼器生产和应用时需要进行型式检验和出厂检验。中国和欧盟均制定了阻尼器产品检验标准,但在检测参数、检测方法和数据处理等方面存在一些差异,有些参数的检测还存在一些困难和争议,通过比较研究,指出中欧阻尼器检测标准的异同点,并分析各自的特点。以应用量较大的位移型软钢阻尼器和速度型黏滞流体阻尼器为例,比较中国和欧盟检测标准的异同点,内容包括检测方法、检测设备和数据处理方法等,提出一些对现有检测标准的改进建议,供同行参考。     

Heterogeneous destruction of the North China Craton: Coupled constraints from seismology and geodynamic numerical modeling

The prevailing academic view regards mantle flow and the metasomatism triggered by the subduction of the Pacific plate as the cause and mechanism for the destruction of the North China Craton (NCC). However, the geodynamic destruction process remains ambiguous, necessitating detailed information at this stage. Combining the structural images obtained by the exploration of dense seismic arrays and the geodynamic simulations inspired by numerical modeling, this paper arrives at the following conclusions: the spatial variation of the P- and S-wave velocities, as well as their velocity ratio in the mantle transition zone, are key evidences of the nonuniform dehydration of the Pacific plate, the subducted plate induces hot upwellings in the mantle transition zone (MTZ), resulting in the heterogeneous distribution of the melt/fluid beneath the craton, characterized by small scale anomalies in the seismic velocity field, and as revealed by dense seismic array observation, the heterogeneities in the upper mantle structure and deformation are the synthetic results of lithospheric strain localization and the heterogeneous distribution of the melt/fluid. It is known that the nonuniform dehydration of the Pacific slab and the heterogeneous distribution of the melt/fluid have occured in the Cenozoic. If these scenarios could have already occurred in the Early Cretaceous, their interaction with the NCC lithosphere would be the dynamic mechanism for the heterogeneous lithospheric destruction of the NCC. The inference in this study is significant for further reconciling the multidisciplinary evidences in the NCC.     

“祝融号”火星车多光谱相机岩矿类型识别的地面验证研究

中国首个自主火星探测任务“天问一号”探测器于2020-07成功发射,其搭载的中国首台火星车“祝融号”将在着陆火星后开展巡视探测,获取中国火星探测的原始科学数据。识别火星表面岩矿类型对于了解火星的大气变化、环境状态、地质演化以及生物宜居性等具有重要意义。本研究利用“祝融号”火星车搭载的多光谱相机载荷鉴定件（8个波段）在地球环境下拍摄并获取了18种火星表面岩矿的多光谱影像数据。基于该数据所开展的火星岩矿类型的识别研究可为未来基于“祝融号”多光谱相机数据进行火星表面岩矿的原位识别提供指导。本文所采用的基于多光谱影像波段运算和彩色图像HSV颜色特征直方图的岩矿识别方法,可从多光谱特征和颜色特征两个层面来识别不同类型的岩矿。所使用的多光谱影像数据是在太阳高度角约60°、拍摄高度1.8 m、拍摄角度约37°的条件下采集所得。在该实验条件下,两种识别方法共提取出12种岩矿的识别指标。基于多光谱影像波段运算可以区分出在8个特定波段下具有突出光谱特征的岩矿类型,而基于图像HSV颜色特征可区分出颜色特征分布较为集中的岩矿类型。同时,研究发现拍摄角度不同会对岩矿的识别效果产生不可忽略的影响。     

液化场地桥梁群桩-土耦合体系强震反应分析

针对振动台试验,采用u-p形式控制方程表述饱和砂土的动力属性,选用土的多屈服面塑性本构模型刻画饱和砂土和黏土的力学特性,引入非线性梁-柱单元模拟桩,建立试验受控条件下液化场地群桩-土强震相互作用分析的三维有限元模型,并通过试验结果验证数值建模途径与模拟方法的正确性。以实际工程中常用的2×2群桩为例,建立桩-土-桥梁结构强震反应分析三维有限元模型。基于此,针对不同群桩基础配置对液化场地群桩-土强震相互作用影响展开具体分析。对比发现,桩的数量相同时,桩排列方向与地震波输入方向平行时比垂直时桩基受力减小5%~10%,而对场地液化情况无明显影响;相同排列形式下,三桩模型中土体出现液化的时间约比双桩模型延缓5s,桩上弯矩和剪力减小33%~38%。由此可见,桩基数量增加,桩-土体系整体刚度更大,场地抗液化性能显著,桩基对上部桥梁结构的承载性能明显增强,其安全性与可靠性更高。这对实际桥梁工程抗震设计具有一定的借鉴意义。