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考虑三维地震的劣化RC桥梁时变易损性分析
1
作者
马亚飞
董鑫
+3 位作者
黎翔
何羽
彭安银
王磊
《防灾减灾工程学报》
北大核心
2025年第3期593-601,共9页
钢筋混凝土(RC)桥梁占我国桥梁总量90%以上,开展多灾害下RC桥梁易损性评估对保障路网安全意义重大。基于OpenSees平台建立了RC桥梁有限元计算模型,采用增量动力分析法对桥梁进行非线性时程分析,得到其在不同强度地震作用下的地震响应值...
钢筋混凝土(RC)桥梁占我国桥梁总量90%以上,开展多灾害下RC桥梁易损性评估对保障路网安全意义重大。基于OpenSees平台建立了RC桥梁有限元计算模型,采用增量动力分析法对桥梁进行非线性时程分析,得到其在不同强度地震作用下的地震响应值,并结合需求能力比对数回归分析研究了桥梁地震易损性;考虑氯离子侵蚀下钢筋时变退化机理,建立了RC构件的地震易损性曲面;在此基础上,基于二阶界限估计法,考虑构件之间的关联性,构建了RC桥梁系统时变地震易损性评估模型。研究结果表明:在氯离子侵蚀环境中,RC桥梁构件及系统的易损性随服役时间增加逐渐增大,桥梁系统的易损性均高于各桥梁构件;服役100年时,8度罕遇三维地震下,2#墩发生严重损伤的概率为12.5%,桥梁系统的损伤概率达18.5%。三维地震工况下桥梁构件和系统在各损伤状态的超越概率均高于一维地震工况;服役100年时,8度设防三维地震作用下,2#墩发生中等损伤的概率为22.4%,而一维地震下的损伤概率仅为2%。本研究可为全寿命期桥梁结构抗震性能优化设计与评估提供参考。
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关键词
桥梁工程
时变易损性
三维地震
氯离子侵蚀
增量动力分析
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职称材料
基于Kriging模型的大跨度拱桥时变地震易损性分析
2
作者
郑攀
何沛祥
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2024年第10期1404-1411,共8页
文章以桥墩钢筋锈蚀机理为基础,探究了基于氯离子环境侵蚀引起的钢筋直径及力学性能的退化规律,同时考虑地震动和结构参数的变异性,因分析计算量很大,引入Kriging模型和拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)法建立易损性曲线,...
文章以桥墩钢筋锈蚀机理为基础,探究了基于氯离子环境侵蚀引起的钢筋直径及力学性能的退化规律,同时考虑地震动和结构参数的变异性,因分析计算量很大,引入Kriging模型和拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)法建立易损性曲线,并利用Monte Carlo抽样方法形成全寿命周期内的桥梁系统损伤概率曲面。运用OpenSEES程序引入时变效应,对某大跨度拱桥建立有限元模型。分析结果表明:Kriging模型能够较精确地代替有限元进行分析,能够显著减小计算量;对于大跨度拱桥而言,由Monte Carlo抽样得到的全桥体系易损性来评价桥梁的抗震性能更加合理;在全寿命设计基准期内,随着服役时间增加,桥墩损伤概率明显增大。该研究可为类似桥梁结构全寿命抗震性能设计提供参考。
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关键词
大跨度拱桥
KRIGING模型
时变易损性
Monte
Carlo抽样
体系
易损性
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职称材料
考虑变量相关性的桥梁时变地震易损性研究
被引量:
7
3
作者
李辉辉
李立峰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第9期173-183,共11页
为研究变量相关性对桥梁时变地震易损性的影响,引入Nataf变换和均匀设计,提出了一种考虑变量相关性的桥梁时变地震易损性分析方法。以一多跨连续梁桥为研究对象,基于OpenSees建立其非线性分析模型,考虑氯离子侵蚀引起的钢筋直径及面积...
为研究变量相关性对桥梁时变地震易损性的影响,引入Nataf变换和均匀设计,提出了一种考虑变量相关性的桥梁时变地震易损性分析方法。以一多跨连续梁桥为研究对象,基于OpenSees建立其非线性分析模型,考虑氯离子侵蚀引起的钢筋直径及面积的退化,基于OpenSees截面非线性分析及单条地震波的非线性地震响应分析,探讨了氯离子侵蚀对桥梁抗震能力和地震需求的影响。然后,考虑桥墩、铅芯橡胶支座(LRB)、板式橡胶支座(PETB)和桥台等构件的地震损伤,建立了桥梁时变地震易损性曲线;最后,针对结构参数变量相关性对桥梁抗震能力、地震需求和时变地震易损性曲线的影响进行了定性分析。研究结果表明:①氯离子侵蚀会导致桥墩截面极限抗弯承载能力下降,而截面极限曲率、延性能力却略有提升;②考虑由氯离子侵蚀引起的纵筋锈蚀后,桥梁墩底截面弯矩需求有一定程度的下降,而墩顶位移和墩底截面曲率延性需求却有所增大,桥梁在不同损伤状态下的损伤超越概率会随服役时间的增加而增大;③该方法可较好处理结构参数变量相关性,并且考虑变量相关性后,在全寿命设计基准期内,桥墩截面极限抗弯承载能力有所提升,而墩顶位移、墩底截面弯矩和曲率延性需求则有一定程度的下降;④忽略变量相关性条件的影响,可能会高估桥梁结构的时变地震易损性。
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关键词
桥梁工程
地震
时变易损性
分析
Nataf变换
均匀设计
结构随机参数相关性
氯离子侵蚀
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职称材料
近海高速铁路桥梁时变地震易损性分析
被引量:
4
4
作者
梁岩
闫士昌
+1 位作者
陆尧
李亮亮
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期1248-1256,共9页
为研究近海环境下耐久性损伤对高速铁路桥梁地震易损性的影响,通过建立高速铁路多跨刚构桥OpenSEES非线性有限元模型,考虑近海环境下高速铁路桥梁服役年限内钢筋锈蚀及其与混凝土黏结滑移性能退化,基于IDA方法进行非线性时程分析,确定...
为研究近海环境下耐久性损伤对高速铁路桥梁地震易损性的影响,通过建立高速铁路多跨刚构桥OpenSEES非线性有限元模型,考虑近海环境下高速铁路桥梁服役年限内钢筋锈蚀及其与混凝土黏结滑移性能退化,基于IDA方法进行非线性时程分析,确定桥梁各构件损伤指标并建立其时变地震易损性曲线;基于二阶界限法,考虑各构件相关性,进行高速铁路桥梁系统时变地震易损性分析。结果表明:全寿命周期内,近海高速铁路桥梁系统时变地震易损性随服役年限延长而增大,轻微损伤的超越概率随服役时间变化明显;随着损伤加剧,各状态的超越概率随服役时间延长变化减小;以服役100年为例,高速铁路桥梁系统在8度罕遇地震作用下发生轻微损伤、中等损伤、严重损伤及完全破坏的超越概率分别为97.5%、91.6%、21.5%、1.4%,分别比新建时增大了5.3%、15.1%、11.1%、1%。
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关键词
桥梁
高速铁路
耐久性损伤
时变
地震
易损性
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职称材料
非一致氯离子侵蚀下近海桥梁时变地震易损性研究
被引量:
26
5
作者
胡思聪
王连华
+1 位作者
李立峰
吴钊华
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期62-71,97,共11页
近海桥梁往往处于氯离子空间分布不均匀的复杂环境,在服役过程中往往会遭受非一致氯离子侵蚀,导致材料及结构性能不断退化,降低桥梁抵御地震的能力。为研究非一致氯离子侵蚀下桥梁地震损伤风险变化规律,文章以氯离子扩散规律及钢筋锈蚀...
近海桥梁往往处于氯离子空间分布不均匀的复杂环境,在服役过程中往往会遭受非一致氯离子侵蚀,导致材料及结构性能不断退化,降低桥梁抵御地震的能力。为研究非一致氯离子侵蚀下桥梁地震损伤风险变化规律,文章以氯离子扩散规律及钢筋锈蚀机理为基础,基于Duracrete模型及以往试验结果,确定不同环境参数及锈蚀参数的概率分布类型及统计特征,建立钢筋及混凝土材料退化规律。结合地震易损性分析理论,建立非一致氯离子侵蚀环境下桥梁时变地震易损性评估流程。随后,以一座多跨连续梁桥为例,分析退化桥梁抗震能力变化特征,研究不同构件的地震损伤时变规律。研究结果表明,氯离子侵蚀下的桥墩截面抗弯承载力和曲率延性均表现出明显的退化,并且曲率延性退化程度高于抗弯承载力。非一致氯离子侵蚀会导致桥墩损伤分布发生演变,桥墩易损位置可能从墩顶、墩底转移至低水位处。随着服役时间增加,桥墩损伤概率明显增大,而支座、挡块及桥台的损伤概率略有降低。
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关键词
桥梁工程
地震
非一致氯离子侵蚀
近海桥梁
时变
地震
易损性
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职称材料
材料性能劣化对刚构桥地震易损性的影响分析
被引量:
10
6
作者
傅沛瑶
徐略勤
+1 位作者
龚恋
李建中
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2020年第5期779-788,810,共11页
为了揭示山区服役环境下材料性能劣化对桥梁抗震安全性的影响,根据混凝土碳化和钢筋锈蚀规律得到山区环境下材料劣化时变模型,采用基于需求能力比(D/C)的动力增量分析(IDA)方法,提出了桥梁时变地震易损性分析流程。围绕某山区典型高墩...
为了揭示山区服役环境下材料性能劣化对桥梁抗震安全性的影响,根据混凝土碳化和钢筋锈蚀规律得到山区环境下材料劣化时变模型,采用基于需求能力比(D/C)的动力增量分析(IDA)方法,提出了桥梁时变地震易损性分析流程。围绕某山区典型高墩刚构桥,研究了桥梁构件和体系两个层次的地震易损性时变规律。结果表明:构件塑性发展程度越高,材料劣化的影响越不利,构件曲率延性系数也越大;相比于横桥向,材料劣化对构件纵向地震易损性的影响更大,且服役时间越长,构件地震损伤概率越高;桥梁体系的损伤概率上限高于任意构件,材料劣化的不利影响也主要体现于纵桥向,该方向上0.8g时,服役100年的严重受损概率相比新桥增大100.86%;材料劣化对桥梁地震易损性的影响不容忽视,且构件层面的易损性评估不足以反映桥梁体系的易损性。
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关键词
桥梁工程
时变易损性
高墩刚构桥
材料劣化
关键构件
桥梁体系
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职称材料
题名
考虑三维地震的劣化RC桥梁时变易损性分析
1
作者
马亚飞
董鑫
黎翔
何羽
彭安银
王磊
机构
长沙理工大学土木工程学院
出处
《防灾减灾工程学报》
北大核心
2025年第3期593-601,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFB2600900)
国家自然科学基金项目(52078055)
湖南省重点研发计划项目(2023GK2036)资助。
文摘
钢筋混凝土(RC)桥梁占我国桥梁总量90%以上,开展多灾害下RC桥梁易损性评估对保障路网安全意义重大。基于OpenSees平台建立了RC桥梁有限元计算模型,采用增量动力分析法对桥梁进行非线性时程分析,得到其在不同强度地震作用下的地震响应值,并结合需求能力比对数回归分析研究了桥梁地震易损性;考虑氯离子侵蚀下钢筋时变退化机理,建立了RC构件的地震易损性曲面;在此基础上,基于二阶界限估计法,考虑构件之间的关联性,构建了RC桥梁系统时变地震易损性评估模型。研究结果表明:在氯离子侵蚀环境中,RC桥梁构件及系统的易损性随服役时间增加逐渐增大,桥梁系统的易损性均高于各桥梁构件;服役100年时,8度罕遇三维地震下,2#墩发生严重损伤的概率为12.5%,桥梁系统的损伤概率达18.5%。三维地震工况下桥梁构件和系统在各损伤状态的超越概率均高于一维地震工况;服役100年时,8度设防三维地震作用下,2#墩发生中等损伤的概率为22.4%,而一维地震下的损伤概率仅为2%。本研究可为全寿命期桥梁结构抗震性能优化设计与评估提供参考。
关键词
桥梁工程
时变易损性
三维地震
氯离子侵蚀
增量动力分析
Keywords
bridge engineering
time-varying fragility analysis
three-dimensional earthquake
chloride ion erosion
Incremental Dynamic Analysis
分类号
U442.55 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
基于Kriging模型的大跨度拱桥时变地震易损性分析
2
作者
郑攀
何沛祥
机构
合肥工业大学土木与水利工程学院
出处
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2024年第10期1404-1411,共8页
基金
合肥工业大学产学研校企合作资助项目(W2020JSFWO263)。
文摘
文章以桥墩钢筋锈蚀机理为基础,探究了基于氯离子环境侵蚀引起的钢筋直径及力学性能的退化规律,同时考虑地震动和结构参数的变异性,因分析计算量很大,引入Kriging模型和拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)法建立易损性曲线,并利用Monte Carlo抽样方法形成全寿命周期内的桥梁系统损伤概率曲面。运用OpenSEES程序引入时变效应,对某大跨度拱桥建立有限元模型。分析结果表明:Kriging模型能够较精确地代替有限元进行分析,能够显著减小计算量;对于大跨度拱桥而言,由Monte Carlo抽样得到的全桥体系易损性来评价桥梁的抗震性能更加合理;在全寿命设计基准期内,随着服役时间增加,桥墩损伤概率明显增大。该研究可为类似桥梁结构全寿命抗震性能设计提供参考。
关键词
大跨度拱桥
KRIGING模型
时变易损性
Monte
Carlo抽样
体系
易损性
Keywords
long-span arch bridge
Kriging model
time-varying vulnerability
Monte Carlo sampling
system vulnerability
分类号
U441.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
考虑变量相关性的桥梁时变地震易损性研究
被引量:
7
3
作者
李辉辉
李立峰
机构
湖南大学土木工程学院
湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第9期173-183,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51278183)
贵州省交通厅科研课题(2014-122-02)
文摘
为研究变量相关性对桥梁时变地震易损性的影响,引入Nataf变换和均匀设计,提出了一种考虑变量相关性的桥梁时变地震易损性分析方法。以一多跨连续梁桥为研究对象,基于OpenSees建立其非线性分析模型,考虑氯离子侵蚀引起的钢筋直径及面积的退化,基于OpenSees截面非线性分析及单条地震波的非线性地震响应分析,探讨了氯离子侵蚀对桥梁抗震能力和地震需求的影响。然后,考虑桥墩、铅芯橡胶支座(LRB)、板式橡胶支座(PETB)和桥台等构件的地震损伤,建立了桥梁时变地震易损性曲线;最后,针对结构参数变量相关性对桥梁抗震能力、地震需求和时变地震易损性曲线的影响进行了定性分析。研究结果表明:①氯离子侵蚀会导致桥墩截面极限抗弯承载能力下降,而截面极限曲率、延性能力却略有提升;②考虑由氯离子侵蚀引起的纵筋锈蚀后,桥梁墩底截面弯矩需求有一定程度的下降,而墩顶位移和墩底截面曲率延性需求却有所增大,桥梁在不同损伤状态下的损伤超越概率会随服役时间的增加而增大;③该方法可较好处理结构参数变量相关性,并且考虑变量相关性后,在全寿命设计基准期内,桥墩截面极限抗弯承载能力有所提升,而墩顶位移、墩底截面弯矩和曲率延性需求则有一定程度的下降;④忽略变量相关性条件的影响,可能会高估桥梁结构的时变地震易损性。
关键词
桥梁工程
地震
时变易损性
分析
Nataf变换
均匀设计
结构随机参数相关性
氯离子侵蚀
Keywords
bridge engineering
earthquake
time-varying fragility analysis
Nataf transformation
uniform design (UD)
correlation of structural random parameters
chloride ion induced corrosion (CIIC)
分类号
U442.55 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
近海高速铁路桥梁时变地震易损性分析
被引量:
4
4
作者
梁岩
闫士昌
陆尧
李亮亮
机构
郑州大学土木工程学院
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期1248-1256,共9页
基金
国家自然科学基金(51608488)
河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(212102310268)
郑州大学青年骨干教师项目(2121ZDGGJS008)资助。
文摘
为研究近海环境下耐久性损伤对高速铁路桥梁地震易损性的影响,通过建立高速铁路多跨刚构桥OpenSEES非线性有限元模型,考虑近海环境下高速铁路桥梁服役年限内钢筋锈蚀及其与混凝土黏结滑移性能退化,基于IDA方法进行非线性时程分析,确定桥梁各构件损伤指标并建立其时变地震易损性曲线;基于二阶界限法,考虑各构件相关性,进行高速铁路桥梁系统时变地震易损性分析。结果表明:全寿命周期内,近海高速铁路桥梁系统时变地震易损性随服役年限延长而增大,轻微损伤的超越概率随服役时间变化明显;随着损伤加剧,各状态的超越概率随服役时间延长变化减小;以服役100年为例,高速铁路桥梁系统在8度罕遇地震作用下发生轻微损伤、中等损伤、严重损伤及完全破坏的超越概率分别为97.5%、91.6%、21.5%、1.4%,分别比新建时增大了5.3%、15.1%、11.1%、1%。
关键词
桥梁
高速铁路
耐久性损伤
时变
地震
易损性
Keywords
bridge
high-speed railway
durability damage
time-varying seismic fragility
分类号
U442.55 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
非一致氯离子侵蚀下近海桥梁时变地震易损性研究
被引量:
26
5
作者
胡思聪
王连华
李立峰
吴钊华
机构
南昌大学
湖南大学土木工程学院
湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期62-71,97,共11页
基金
国家自然科学基金(51278183)
交通运输部建设科技项目(2013318798320)
湖南省自然科学基金(2018JJ2029)
文摘
近海桥梁往往处于氯离子空间分布不均匀的复杂环境,在服役过程中往往会遭受非一致氯离子侵蚀,导致材料及结构性能不断退化,降低桥梁抵御地震的能力。为研究非一致氯离子侵蚀下桥梁地震损伤风险变化规律,文章以氯离子扩散规律及钢筋锈蚀机理为基础,基于Duracrete模型及以往试验结果,确定不同环境参数及锈蚀参数的概率分布类型及统计特征,建立钢筋及混凝土材料退化规律。结合地震易损性分析理论,建立非一致氯离子侵蚀环境下桥梁时变地震易损性评估流程。随后,以一座多跨连续梁桥为例,分析退化桥梁抗震能力变化特征,研究不同构件的地震损伤时变规律。研究结果表明,氯离子侵蚀下的桥墩截面抗弯承载力和曲率延性均表现出明显的退化,并且曲率延性退化程度高于抗弯承载力。非一致氯离子侵蚀会导致桥墩损伤分布发生演变,桥墩易损位置可能从墩顶、墩底转移至低水位处。随着服役时间增加,桥墩损伤概率明显增大,而支座、挡块及桥台的损伤概率略有降低。
关键词
桥梁工程
地震
非一致氯离子侵蚀
近海桥梁
时变
地震
易损性
Keywords
bridge engineering
earthquake
non-uniform chloride-induced corrosion
offshore bridge
time-dependent seismic fragility
分类号
U442.55 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
材料性能劣化对刚构桥地震易损性的影响分析
被引量:
10
6
作者
傅沛瑶
徐略勤
龚恋
李建中
机构
重庆交通大学土木工程学院
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2020年第5期779-788,810,共11页
基金
重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2015jcyjA30014)
国家自然科学基金资助(51408089)
+1 种基金
重庆交通大学研究生教育创新基金项目(2018S0121)
国家重点研发计划重点专项子课题(2016YFC0802206-3)资助。
文摘
为了揭示山区服役环境下材料性能劣化对桥梁抗震安全性的影响,根据混凝土碳化和钢筋锈蚀规律得到山区环境下材料劣化时变模型,采用基于需求能力比(D/C)的动力增量分析(IDA)方法,提出了桥梁时变地震易损性分析流程。围绕某山区典型高墩刚构桥,研究了桥梁构件和体系两个层次的地震易损性时变规律。结果表明:构件塑性发展程度越高,材料劣化的影响越不利,构件曲率延性系数也越大;相比于横桥向,材料劣化对构件纵向地震易损性的影响更大,且服役时间越长,构件地震损伤概率越高;桥梁体系的损伤概率上限高于任意构件,材料劣化的不利影响也主要体现于纵桥向,该方向上0.8g时,服役100年的严重受损概率相比新桥增大100.86%;材料劣化对桥梁地震易损性的影响不容忽视,且构件层面的易损性评估不足以反映桥梁体系的易损性。
关键词
桥梁工程
时变易损性
高墩刚构桥
材料劣化
关键构件
桥梁体系
Keywords
bridge engineering
time-dependent seismic vulnerability
rigid frame bridge with high piers
material deterioration
critical components
bridge system
分类号
U442.5 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑三维地震的劣化RC桥梁时变易损性分析
马亚飞
董鑫
黎翔
何羽
彭安银
王磊
《防灾减灾工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于Kriging模型的大跨度拱桥时变地震易损性分析
郑攀
何沛祥
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
3
考虑变量相关性的桥梁时变地震易损性研究
李辉辉
李立峰
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019
7
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职称材料
4
近海高速铁路桥梁时变地震易损性分析
梁岩
闫士昌
陆尧
李亮亮
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2022
4
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下载PDF
职称材料
5
非一致氯离子侵蚀下近海桥梁时变地震易损性研究
胡思聪
王连华
李立峰
吴钊华
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
26
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职称材料
6
材料性能劣化对刚构桥地震易损性的影响分析
傅沛瑶
徐略勤
龚恋
李建中
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2020
10
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