桥梁沉井基础抗震性能研究现状及展望

随着国内外大跨桥梁特别是跨海桥梁建设的迅速发展,沉井基础在桥梁基础中所占的比例越来越大。虽然沉井基础作为1种刚性基础具有良好的力学性能,然而震害实践表明沉井基础在地震作用下也并非万无一失。通过分析国内外典型桥梁沉井基础的震害特征发现,沉井基础的地震破坏与桩基础有显著差异,且与埋置深度有直接关系;研究表明:地震作用下沉井基础的破坏机理及地基承载力与静力作用下明显不同,但目前在该方面的研究还较为欠缺;总结和对比了现有几种沉井基础-土相互作用研究方法,并分析了几种研究方法的优缺点和适用场合;同时也归纳和对比了各国抗震规范对桥梁沉井基础的基本规定、适用范围、计算方法和构造规定等方面的内容。最后结合现有的研究现状对沉井基础抗震性能研究的发展方向进行了展望,此外,随着我国跨海、跨江及跨库区大跨桥梁建设的发展,地震力和波浪力等多灾害因素共同作用下深水沉井基础桥梁破坏机理及设计方法的研究势在必行。     

煤层气井压裂曲线和储层污染程度的响应关系

为了研究压裂曲线与储层污染程度的响应关系,以沁水盆地柿庄区块为例,在区块内选取储层敏感性强弱不同的井,通过比较各井压裂施工曲线中油压曲线到达破裂压力后下降行迹特征的差异,总结出油压曲线下降行迹与储层敏感性的响应规律。然后在同一区块内根据油压曲线下降行迹判定几口井的储层敏感性,根据储层渗透率损害比模型计算出几口井开发煤层段的储层渗透率损害比。结果发现,预测出的储层敏感性强井具有较高的储层渗透率损害比,储层受到严重污染;储层敏感性弱井储层受到轻度污染。研究表明油压曲线到达破裂压力点后的下降行迹能够反映储层污染程度,可以为后期工程开发提供依据。     

基于动态CT识别的冻土单轴压缩损伤本构模型

采用连续介质力学与热力学方法,建立了冻土单轴压缩损伤本构模型。以兰州冻结黄土为例,基于冻土单轴压缩动态CT试验,对冻土附加损伤的2个阶段,即塑性损伤和微裂纹扩展损伤分别采用硬化曲线法和动态CT识别方法进行了损伤计算,在此基础上给出了冻土附加损伤与弹性应变的对应关系,建立了基于试验的冻土损伤演化方程,并进行了有效应力的计算。     

Spatial-temporal characterization of the San Andreas Fault by fault-zone trapped waves at seismic experiment site,Parkfield, California

In this article, we review our previous research for spatial and temporal characterizations of the San Andreas Fault (SAF) at Parkfield, using the fault-zone trapped wave (FZTW) since the middle 1980s. Parkfield, California has been taken as a scientific seismic experimental site in the USA since the 1970s, and the SAF is the target fault to investigate earthquake physics and forecasting. More than ten types of field experiments (including seismic, geophysical, geochemical, geodetic and so on) have been carried out at this experimental site since then. In the fall of 2003, a pair of scientific wells were drilled at the San Andreas Fault Observatory at Depth (SAFOD) site; the main-hole (MH) passed a ～200-m-wide low-velocity zone (LVZ) with highly fractured rocks of the SAF at a depth of ～3.2 km below the wellhead on the ground level (Hickman et al., 2005; Zoback, 2007; Lockner et al., 2011). Borehole seismographs were installed in the SAFOD MH in 2004, which were located within the LVZ of the fault at ～3-km depth to probe the internal structure and physical properties of the SAF. On September 282004, a M6 earthquake occurred ～15 km southeast of the town of Parkfield. The data recorded in the field experiments before and after the 2004 M6 earthquake provided a unique opportunity to monitor the co-mainshock damage and post-seismic heal of the SAF associated with this strong earthquake. This retrospective review of the results from a sequence of our previous experiments at the Parkfield SAF, California, will be valuable for other researchers who are carrying out seismic experiments at the active faults to develop the community seismic wave velocity models, the fault models and the earthquake forecasting models in global seismogenic regions.     

基于多项式拟合均匀荷载面曲率曲线的结构损伤识别方法

为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别,先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置,对损伤位置的点进行剔除后,再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合,代替损伤前的均匀荷载面曲率曲线,用于结构的损伤定位与定量。通过一简支梁数值算例,先以理论的二次多项式进行拟合,考虑单损伤和多损伤的情况,进行损伤识别分析,再分析多项式次数、测点数目以及不同噪声水平对损伤定量精度的影响。结果表明:在一定范围内,次数越高拟合误差越小,但差别不明显,采用理论的二次多项式拟合即可满足结构损伤识别要求,无噪声的情况下,测点数目减半不影响损伤识别的精度,该方法具有一定的抗噪声能力。     

“7·22”云南盐津地震房屋震害分析

本文根据地震现场的考查情况,介绍了2006年7月22日云南盐津5.1级地震的灾害概况,归纳和分析了灾区生土墙结构、石结构、钢筋混凝土框架结构和木构架结构房屋的震害特征及其破坏原因,并对我国村镇房屋的防震减灾研究提出了若干建议。     

基于GIS系统的城市震灾评估和救灾应急的研究

地震防灾减灾能力是国家的重点需求,针对当前城市抗震应急存在的灵活性差问题,在过去研究的基础上,将GIS系统应用至城市抗震救灾应急响应中,建立的GIS系统利用地震灾害评估模块、数据库管理模块、地震应急响应和指挥决策模块构成城市抗震救灾应急响应框架,完成城市GIS系统的应用分析。地震灾害评估模块中计算震害总体损失、经济损失和生命损失,实现地震灾害评估信息数据的精确性采集;数据库管理模块中的抗灾救灾应急响应数据库主要利用矢量数据、数字正射影像数据和其他专题数据构成,完成一致性访问各种类型数据,提高城市抗震救灾应急响应灵活性;在响应与决策模块中利用核心服务器实现数据信息的上传下达,实现快速救援响应。研究中对这套GIS系统与当前方法做对比,进行抗震救灾过程灵活性、救援数据精准性的比较实验。实验对比结果表明,所提研究成果提供的救援数据精确性强,且运行过程中灵活系数等部分指标高于当前研究。     

岩石单轴压缩下能量与损伤演化规律研究

能量变化是材料各参数变化的本质特征。通过颗粒流模拟岩石单轴压缩试验,从细观力学角度分析能量转化、裂纹扩展及损伤演化规律。颗粒流利用细观颗粒的运动克服了宏观力学理论不易实现试件多裂纹破坏形态的缺点,以此研究能量变化更加合理。应力-应变各阶段能量与微裂纹及损伤存在着相互对应的发展关系。通过3种工况论证了宏-细观力学参数对应关系,采用最小二乘法拟合得出微裂纹与轴向应变呈幂次函数关系。采用割线模量定义损伤变量,取模量加速下降处（对应裂纹加速扩展）为损伤门槛,对应损伤阈值为0.158。3种工况下微裂纹数量与损伤呈线性发展关系,为损伤演化的深入研究提供参考。     

竖波钢板组合剪力墙震损修复研究

钢板组合剪力墙在强震作用下受损严重,震损修复问题较为突出。现设计一片以方钢管作为边缘约束构件的竖波钢板组合剪力墙,在最大弹塑性层间位移角时的震损情况进行分析:竖波钢板组合剪力墙边缘约束方钢管刚度较大,与墙体不匹配,最终发生方钢管从地梁拔动的脆性破坏模式。对竖波钢板组合剪力墙进行震损修复,得到墙趾可更换竖波钢板组合剪力墙,然后进行拟静力试验。试验结果表明:（1）在震损后的竖波钢板组合剪力墙的墙趾处安装阻尼器,其抗震性能基本得到恢复。（2）修复后的竖波钢板组合剪力墙承载力较修复前降低了23%,但延性和耗能能力显著提升。（3）改变了竖波钢板组合剪力墙的破坏模式,由脆性破坏转化为延性破坏。借助有限元软件详细讨论了内嵌竖向波形钢板厚度和波角、轴压比、阻尼器腹板数量对修复后竖波钢板组合剪力墙抗剪承载力的影响,结果表明:改变内嵌竖向波形钢板厚度对试件抗剪承载力影响较大,而改变内嵌竖向波形钢板波角、轴压比和阻尼器腹板数量对试件抗剪承载力影响较小。结合有限元算例,提出修复后竖波钢板组合剪力墙抗剪承载力的计算公式,可为工程实际提供参考。     

重金属Cu、Pb对泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)卵细胞凋亡及DNA损伤的SCGE试验

采用室内暴露试验方法,以单细胞凝胶电泳技术(SCGE)检测,研究了Cu、Pb不同浓度梯度与不同暴露时间联合染毒对泥鳅卵细胞DNA的损伤.结果表明,各Cu、Pb浓度组DNA平均迁移长度增加,与阴性对照组比较差异有显著性(P＜0.05).此外,随着Cu、Pb染毒剂量的增加,各试验组DNA的平均迁移长度逐渐增加,在试验浓度梯度范围内(Cu 0.01mg/L+Pb 0.05mg/L、Cu 0.10mg/L+Pb 0.50mg/L、Cu 0.25mg/L+Pb 0.75mg/L),存在较为显著的剂量-效应关系(P＜0.05),但未见明显的时间-效应关系(P＞0.05).Cu、Pb可引起泥鳅卵细胞凋亡和DNA损伤,卵细胞的不同损伤水平可望作为较为理想的水环境基因毒性指标.