Performance of a base isolator with shape memory alloy bars

A new and innovative base isolation device is introduced in this paper based on extensive research carried out by the authors and their co-workers. A prototype of the device was built and experimentally tested on the shaking table. The new base isolation device consists of two disks, one vertical cylinder with an upper enlargement sustained by three horizontal cantilevers, and at least three inclined shape memory alloy (SMA) bars. The role of the SMA bars is to limit the relative motion between the base and the superstructure, to dissipate energy by their super-elastic constitutive law and to guarantee the re-centring of the device. To verify the expected performance, a prototype was built and tested under sinusoidal waves of displacement of increasing frequency with different amplitudes. It is shown that the main feature of the proposed base isolation device is that for cyclic loading, the super-elastic behavior of the alloy results in wide load-displacement loops, where a large amount of energy is dissipated.     

非平稳空间相关多点地震动合成方法研究

根据地震波的传播特点,在现有的非平稳空间相关多点地震动合成方法的基础上进行了改进。通过修正随机相位角,使生成的多点地震动在局部场地上具有收敛性。给出了未知和已知相位差谱统计规律2种情况下非平稳多点地震动的合成方法。进一步提出了基于实际地震纪录的空间相关多点地震动合成方法。这些方法可用于大尺度结构的多点输入分析。     

主动变刚度-阻尼系统预测最优控制的理论与试验研究

介绍了一种具有自主知识产权的新型开关控制型半主动控制系统——主动变刚度.阻尼(AVS.D)系统的减振控制机理,建立了AVS.D结构振动控制体系的运动方程。为了合理补偿AVS.D系统实时控制过程中不可避免地存在着的控制时滞,本文提出一种预测最优控制算法,推导了其开关控制律。为了检验AVS.D系统的减震控制效果及预测最优控制算法的有效性,我们设计研制出AVS.D装置,编制了AVS.D系统预测最优控制的实时控制软件,在某单层钢框架模型上进行了AVS.D系统的模拟地震振动台试验,比较了不同控制方式时的减震效果。研究结果表明,本文所提出的预测最优控制算法是非常有效的,可推广应用于所有开关控制型半主动控制系统。AVS.D系统具有反应放大功能,经济可靠、安全有效,可望有较好的工程应用前景。     

地震工程研究的科学大平台

始于十九世纪末的地震工程研究,在其100多年的历史中积累了大量的理论和实践经验,随之而建设起来的各类地震工程实验设施分布于世界各地。近20年来,信息技术的飞速发展使得分布于世界各地的实验设施通过网络实现协同实验和资源共享。基于以上的信息,为了更好更快地和国际接轨,本文提出了建设一个地震工程研究领域的科学大平台设想。这个大平台包括三个方面的内容:数值模拟,网络协同实验系统和基础信息系统,将形成本领域开放性的综合科学平台。在数值模拟方面,这个科学平台将利用最新的信息技术将本领域的科学研究结果和方法集成起来,形成一个模块式的科学研究平台系统。在网络协同实验方面,将采纳美国NEES的思路,并对其改进和提高之后应用于中国。在基础数据方面,将利用最为先进的数据仓储技术,建设一个可以服务于地震工程科学研究的数据平台。最后,文章给出了建设这个科学平台的规划,以及目前的进展和资金支持等情况。     

某高速公路古滑坡稳定性评价及治理研究

某高速公路路线通过古滑坡前缘,工程建设需要对滑坡前缘进行开挖可能导致滑坡复活.在现场调查分析的基础上,采用极限平衡理论和变形理论对滑坡在各工况条件下的稳定性状况、应力环境和变形特征进行研究,认为滑坡在前缘开挖和运行期暴雨状态下可能产生复活.在此基础上提出了双排抗滑桩的治理设计方案,并基于变形理论的稳定性评价方法对该方案的治理效果进行了研究,结果表明该方案能有效地改善坡体应力条件并控制坡体整体变形.     

改进的灰色预测模型在地面沉降预测中的应用

在地面沉降这一复杂系统中,既含有已知的又古有未知的或非确定的信息,可以作为一个灰色系统来研究.本文针对地面沉降的下沉曲线非线性特征,提出用一种基于残差灰色预测模型对地面沉降量时间序列进行研究.结果表明,通过改进后的灰色预测模型,预测精度得到了提高,在沉降量比较大和水准点比较稀少的地区,利用此模型预测地面沉降可减少地面沉降监测经费,并能实时提供地面沉降预警信息.     

新型黏弹性阻尼器足尺性能试验研究

黏弹性阻尼器是一种典型的被动控制装置,它可以通过黏弹性材料的剪切滞回耗能起到提高结构阻尼和减小结构地震或风振响应的作用.自主研发了损失系数不小于0.5的黏弹性材料,并基于此材料研发了新型国产黏弹性阻尼器.通过对黏弹性阻尼器足尺试件进行不同应变幅值、加载频率工况下的基本力学性能试验、以及低周疲劳性能试验,研究了不同工况下...     

基于孔压静力触探(CPTU)测试的连云港海相粘土前期固结压力确定方法研究

首先回顾了基于孔压静力触探(CPTU)测试确定前期固结压力的方法,通过连云港海相粘土场地进行的CPTU试验资料,以室内固结试验得到的前期固结压力作为参考值评估了经验方法预测前期固结压力的有效性。最简单的方法是直接建立前期固结压力和净锥尖阻力的关系,同时也是最有效的方法。     

压实粉土非线性应力-应变关系的试验研究

对京九线路基粉土用GDS三轴仪进行固结不排水剪试验,研究不同围压、含水量、压实度下压实粉土样的应力-应变关系。结果表明:压实粉土在低围压下为应变软化,高围压下为应变硬化,存在一个屈服应力;含水量和压实度对粉土强度和应力-应变关系影响显著,随着含水量的减小、压实度的增大,压实粉土样强度增大,应力-应变曲线上升。对围压小于屈服应力的应变软化曲线,用常规的土的软化关系式进行拟和;对围压大于屈服应力的应变硬化曲线,用邓肯-张模型进行拟和;这二者的结合能描述压实粉土的应力-应变关系曲线,效果良好。     

黄土路堑边坡变形破坏机理的三轴试验研究

通过原状黄土的减压三轴压缩试验,研究了黄土边坡不同深度不同含水量土体的应力-应变关系,并与原状黄土的常规三轴试验结果进行了比较,发现减压三轴试验能合理地模拟和解释开挖卸荷作用下黄土边坡土体的变形与破坏过程。试验结果表明:坡脚开挖卸荷时,黄土边坡中浅层非饱和黄土易出现应变软化或塑性流动,强度较低,易产生较大变形,而深层饱和黄土仅在高围压下发生应变硬化,强度增加,在中低围压时均发生应变软化现象。分析认为黄土边坡特殊的工程地质条件,使得黄土边坡的特定部位在开挖卸荷作用下常形成了不利于土体稳定的含水量和围压组合,导致坡体特定部位的土体变形破坏,进而诱发边坡的变形破坏;开挖卸荷作用下黄土边坡变形破坏的力学机制应为蠕滑-压致拉裂或牵引式滑坡。