地震动强度增大过程中边坡土体的损伤演化及其计算方法研究

地震作用下边坡失稳破坏过程也是土体损伤变形演化过程,当前边坡模型试验中土体损伤的定量计算方法尚未提出;研究以兰州新区职教园区内一填方边坡为原型,开展了地震动强度逐级增大条件下边坡失稳破坏的模型试验,研究边坡变形失稳过程中相关物理量随地震动强度的变化规律,进而提出土体损伤的计算公式。研究结果发现：在地震动强度增大过程中,坡肩土体损伤变形最为显著,传递函数频谱随地震动强度增大呈现有规律的减小变化,土体阻尼比随地震强度增大呈现指数函数增大变化,据此提出了基于归一化阻尼比的土体损伤量计算公式,该公式计算的土体损伤量也呈现指数函数增大变化,反映了地震动作用下土体的非线性损伤变形破坏过程。文中提出的土体损伤量计算方法可为基于模型试验的边坡稳定性评价提供理论依据。     

钢管混凝土框架加固后抗震性能的试验研究

对一榀损伤方钢管混凝土框架加固后在低周反复荷载作用下进行试验,对试验结果及框架的滞回性能、破坏特征、延性等抗震性能做了分析,并将试验结果与该框架在无初始损伤时的低周反复加载试验结果进行了比较。在此基础上,对损伤方钢管混凝土框架的加固提出建议。试验结果表明,本文中的加固方案可行,损伤框架加固后仍具有良好的抗震性能。     

桅杆结构竖向杆件损伤位置识别的时域方法

桅杆结构在工程上应用广泛,但破坏事故时有发生,竖向杆件是其损伤发生的主要部位之一。由于桅杆结构具有强非线性,已经发展得比较完善的基于频域的损伤识别方法不适用于桅杆结构,对其进行损伤诊断成为一大难题。本文利用桅杆结构长细比大、柔性强的特点,探讨了竖向杆件刚度变化与节点水平位移响应的关系,并提出了基于水平位移时程响应的竖向杆件损伤位置识别的指标,说明了竖向杆件损伤的时域识别步骤,通过几个数值算例证明该指标能对损伤的竖向杆件位置准确地进行识别,最后,分析了信号测量噪声对识别指标的影响。     

基于神经网络的钢筋混凝土异型节点损伤分析

提出了将神经网络技术引入到钢筋混凝土构件损伤分析中的意义,并介绍了其在结构分析中的应用。根据低周反复荷载作用下钢筋混凝土框架异型节点的受力特点和破坏模式,定义了节点的损伤指标并分析了影响节点损伤指标的主要因素。利用前馈神经网络方法建立了该类节点的损伤模型。通过与传统分析方法相对比可知,在拥有了充分可靠的试验数据基础上将神经网络技术引入到伪静力条件下钢筋混凝土构件的损伤分析中可在一定程度上弥补传统计算方法的不足,为异型节点的研究提供了一种切实可行的途径。     

脆性岩石三轴压缩渐裂过程中的渗透性演化规律研究

岩石渐进破坏伴随着裂纹的开展发育,岩石的渗透性演化与裂纹的开展规律有着密切的联系。运用三轴渗流伺服装置对凝灰岩进行了不同围压和渗压下的渗流-应力耦合试验,分析了岩石在渐裂过程中不同裂纹开展阶段渗透率的演化规律。结果表明：在裂纹的稳定扩展阶段,渗透率的变化不明显,起裂强度对应的渗透率可用于确定最小渗透率;进入裂纹非稳定扩展阶段后,渗透率出现明显增大,增大过程可以分为两个阶段,裂纹环向应变能较好地反映渗透率增大的两个阶段,其拐点可用于确定起始渗透率的位置;在峰后软化阶段,渗透率出现下降并进入残余稳定阶段,裂纹环向应变率可以反映渗透率的下降阶段,并可用于确定峰值渗透率的位置。     

基于固有频率的海洋平台损伤检测方法的改进

针对海洋平台损伤检测方法中需要未损伤模型参数的不便,提出了一种相对频率变化量的方法。对不同类型构件的损伤及同一类型构件在不同位置损伤的情况,进行结构模态分析,研究平台结构的固有频率对损伤、损伤位置和损伤程度的敏感性,以及平台质量变化对频率的影响。利用两次测量的相对频率变化量,可以发现损伤的存在,并进行损伤的初步定位。     

基于神经网络的结构震后快速损伤评估

为了利用结构地震响应观测数据在震后对结构进行损伤快速评估,本文提出了基于BP传播神经网络多参数预测震后结构损伤程度的方法。本文设计了9个不同设防烈度和层数的钢筋混凝土框架结构,利用OpenSees有限元软件进行了非线性时程分析,并用损伤指数量化了结构损伤程度。利用有限元模拟结果,创建了神经网络的数据集,训练神经网络建立了结构参数与结构损伤指数之间的映射,对比了不同参数组合预测结构损伤水平的能力,提出了最优参数组合。结果表明：此方法预测结构损伤指数准确度高,耗时短,可为建筑工程震后损伤快速评估提供支撑。     

长牡蛎贝壳损伤后的再固着能力初探

牡蛎是重要的养殖贝类,营固着生活,能聚集形成牡蛎礁,在海洋生态系统中发挥着重要作用。本研究以成体长牡蛎为研究对象,将牡蛎从附着基上剥离下来,去掉其左壳腹缘端的表面鳞片并打磨平整,露出棱柱层,将其紧密粘合于水泥砖、橡胶片、磨砂玻璃三种固着基表面,背缘端用水泥固定,观察并记录牡蛎贝壳的修复及再固着情况。结果发现：左壳损伤后,在贝壳边缘会生长出新的透明壳膜,此时壳膜虽然会紧靠固着基表面生长,但却不能再次固着;将牡蛎从固着基上剥离下来,在三种固着基表面均未发现有“附着斑”形成。因此,为了进一步研究左壳损伤后贝壳修复的分子机制以及不能再次固着的原因,对长牡蛎左壳损伤后的外套膜转录组进行了分析,发现在损伤后的第1 d、第5 d、第9 d、第13 d、第17 d和第21 d,左侧外套膜中差异上调表达的基因显著富集在TGF-β等信号通路,而下调表达的基因显著富集在对温度以及对非生物刺激反应相关通路。通过基因表达数据,还发现壳损伤后Cgfmp、CgTyr、EGF-P1等与黏附相关的基因呈下调表达,这可能是导致成体长牡蛎无法再次固着的原因。长牡蛎贝壳损伤后再固着能力的研究,为贝类生物矿化、附着等机制的研究...     

基于泸定6.8级地震某二层混凝土框架结构损伤分析

2022年9月5日四川甘孜州泸定县发生6.8级地震,相关台站记录到水平向地震动峰值加速度达到891cm/s²,竖直向地震动峰值加速度为175cm/s²,地震造成严重人员伤亡和建筑物倒塌。为进一步了解本次地震对建筑物破坏作用,采用大型通用有限元软件SAUSG2022,对震中某二层钢筋混凝土框架结构进行弹塑性动力时程分析。结果表明,在泸定地震动作用下,该建筑物损伤严重,有倒塌风险,损伤部位与损伤程度与现场情况基本相符。而采用隔震技术后,分析结果表明在泸定地震动作用下建筑物损伤轻微。     

大连湾海底沉管隧道南岸段及风塔结构抗震分析

为研究大连湾海底沉管隧道南岸段及风塔结构在地震作用下的内力规律及弹塑性阶段的损伤破坏特点,建立沉管-厂房-风塔三维精细化模型,采用ABAQUS自带的混凝土损伤本构模型,通过振型分解反应谱法及时程分析法开展两种地震工况下结构的地震响应分析。结果表明：(1)在设防地震作用下,X向和Y向位移最大值分别为1.11 mm和5.56 mm,均出现在结构通风塔顶端;(2)X方向和Y方向的振型参与质量系数分别为90.52%和92.07%,均满足抗震规范要求,且沉管隧道两车道连接部位的弯矩最大,为5 069 kN·m;(3)在罕遇地震下,结构最大层间位移角为1/2 798,结构的损伤最大值均发生地震波峰值时刻;由损伤情况可以看出,结构的混凝土均未出现压坏的现象,最大拉伸损伤系数为0.893～0.94,出现的部位为新风道及新风机房的顶板。因此,需要在沉管隧道两车道连接部位增强抗弯能力,在新风道及新风机房的顶板部位增加配筋,以增强抗拉能力。