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考虑水-结构-土相互作用的桥墩自振频率半解析解
1
作者 傅大宝 卢哲超 +4 位作者 蔡辉腾 李芳 徐嘉隽 郭阳 金星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期240-249,共10页
建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解,并通过实测数据进行验证。以单个桥墩为研究对象,将“桥墩-承台-桩基”结构体系简化为Bernoulli-Euler梁,采用附加质量模型模拟水-结构相互作用,采用弹性Winkler地基模型模拟桩-... 建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解,并通过实测数据进行验证。以单个桥墩为研究对象,将“桥墩-承台-桩基”结构体系简化为Bernoulli-Euler梁,采用附加质量模型模拟水-结构相互作用,采用弹性Winkler地基模型模拟桩-土相互作用,建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构振动控制方程。使用分离变量法得到结构振型函数,根据边界条件建立矩阵方程,通过求解方程的特征值得到结构自振频率。以福州浦上大桥E11桥墩为例,将海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)核心地震计安装在承台处,采集桥墩的振动响应并提取结构自振频率。同步安装陆地地震仪验证OBS水下监测的有效性,通过对比半解析解、有限元解和实测值验证桥墩结构半解析解的合理性。在此基础上,分析土-结构相互作用、水-结构相互作用对结构自振频率的影响。结果表明,OBS能够满足桥墩自振频率水下测试的环境要求;建立的考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解合理;土-结构、水-结构相互作用会降低结构的一阶自振频率,其中土-结构相互作用的影响比水-结构相互作用更显著。 展开更多
关键词 桥墩 自振频率 水-结构-土相互作用 海底地震仪(OBS) 有限元分析
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考虑水-结构-土相互作用下深水圆柱的地震响应分析 被引量：4
2
作者 黄义铭 赵密 +2 位作者 王丕光 杜修力 刘晶波 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期730-738,共9页
以水中圆柱体为模型,考虑水⁃结构⁃土的相互作用,研究柱体结构在地震和波浪共同作用下的动力响应。采用有限元法将柔性柱体结构离散为欧拉⁃伯努利梁单元,水⁃结构相互作用通过附加质量代替,土⁃结构相互作用通过线性弹簧代替。基于结构自... 以水中圆柱体为模型,考虑水⁃结构⁃土的相互作用,研究柱体结构在地震和波浪共同作用下的动力响应。采用有限元法将柔性柱体结构离散为欧拉⁃伯努利梁单元,水⁃结构相互作用通过附加质量代替,土⁃结构相互作用通过线性弹簧代替。基于结构自振频率分析,讨论土⁃结构和水⁃结构相互作用对结构自振频率的影响。研究土⁃结构相互作用、地震动水力和波浪力对柱体结构动力响应的影响。 展开更多
关键词 地震响应 水⁃结构⁃土相互作用 圆形柱体 附加质量 波浪力
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土-结构相互作用体系实模态近似解耦及地震响应分析
3
作者 王昌盛 林建好 +1 位作者 杨艳 徐家云 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期184-190,共7页
针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换... 针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换将体系响应用系列标准振子的位移和速度的线性组合来表示。通过算例分析可知,采用实模态近似解耦法求得的结构地震响应与精确复模态法求得的结果吻合较好,其精度高于强迫解耦法。尤其在分析土-结构相互作用体系上部结构动力响应时,其优势更为凸出。所提的实模态近似解耦法精度较高、避免了复数域内运算且工程意义便于理解,可推广应用到其他具有非经典阻尼特性的结构体系中。 展开更多
关键词 土-结构相互作用 非经典阻尼 实模态近似解耦法 地震响应
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考虑土-结构相互作用的核电安全壳结构地震响应分析
4
作者 吴利华 蒋迪 +4 位作者 姚迪 吴杨周 赵密 高经纬 高志懂 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第1期108-118,共11页
随着核电适建厂址减少,核电厂址的选择将不可避免地遇到非基岩场地,因此需要研究土-结构相互作用(SSI)对核电结构地震响应的影响。本研究建立了包括核安全壳结构、附属厂房和土体的精细化三维整体有限元模型,采用施加自由场荷载和黏弹... 随着核电适建厂址减少,核电厂址的选择将不可避免地遇到非基岩场地,因此需要研究土-结构相互作用(SSI)对核电结构地震响应的影响。本研究建立了包括核安全壳结构、附属厂房和土体的精细化三维整体有限元模型,采用施加自由场荷载和黏弹性人工边界的波动输入方法,研究了不同频谱特性的地震动作用下SSI效应和附属厂房对核电安全壳结构地震响应的影响。结果表明,相较于基岩场地,考虑SSI效应会增大结构的位移响应,对加速度响应的影响与输入地震动频谱特性相关,对楼面谱峰值附近的频段影响显著。SSI效应显著时,周围附属厂房的存在会增大结构的地震响应。当土体剪切波速大于1500 m/s时,SSI效应对结构地震响应的影响较小。 展开更多
关键词 核电安全壳结构 非基岩场地 土-结构相互作用 附属厂房 抗震分析
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CO_(2)-水-岩相互作用对砂岩储层微观孔隙结构及力学性质的影响
5
作者 卢铁 何辉 +3 位作者 孙义娟 杜丽媛 于丹丹 李晓彤 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期33-39,共7页
通过CO_(2)-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_(2)-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构... 通过CO_(2)-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_(2)-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构,导致储层孔隙度、渗透率的变化,并导致储层岩石弹性模量和硬度降低,地层渗透性变好,对CO_(2)封存产生积极的影响。研究对砂岩储层CO_(2)地质封存可注入性评价具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 CO_(2)-水-岩相互作用 力学性质 微观孔隙结构 岩石矿物成分 地质封存
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飞机动载作用下轮胎-积水道面相互作用分析
6
作者 蔡靖 沈詟 +2 位作者 周宁 李岳 范怡飞 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载... 基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载作用下临界滑水速度的动载影响系数。研究结果表明:在起飞、着陆阶段,道面支撑力、轮胎与道面接触面积、位移阻力及临界滑水速度均较静载作用下有所降低。起飞阶段,道面支撑力与静载作用时相差较小,位移阻力较静载下降低0.3~3 kN,临界滑水速度降低值在5.5 km/h以内;着陆阶段,道面支撑力较静载降低5%~10%,对应位移阻力最大降幅达到50%,临界滑水速度存在急剧变化的情况,差值在5~9 km/h。综合上述临界滑水速度变化规律,定义动静载临界滑水速度比值为动载影响系数,不同滑行工况下该系数取值在0.95~0.99;鉴于着陆阶段飞机临界滑水速度降低较大,滑水风险更高,偏于安全将动载影响系数取为0.96。 展开更多
关键词 飞机动载作用 轮胎-道面相互作用 临界滑水速度 道面支撑力 位移阻力 动载影响系数
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基于药物子结构与蛋白质三维图信息的化合物-蛋白质相互作用预测
7
作者 李亚茹 王倩倩 +1 位作者 车超 朱德恒 《计算机科学》 北大核心 2025年第9期71-79,共9页
药物通过与蛋白质相互作用来抑制或激活特定蛋白质的功能,从而发挥治疗作用。近年来,深度学习方法在化合物蛋白质相互作用预测中取得显著进展。然而,现有的大多数研究仍然侧重于从药物和蛋白质的整体特征进行提取,对于药物和靶点的信息... 药物通过与蛋白质相互作用来抑制或激活特定蛋白质的功能,从而发挥治疗作用。近年来,深度学习方法在化合物蛋白质相互作用预测中取得显著进展。然而,现有的大多数研究仍然侧重于从药物和蛋白质的整体特征进行提取,对于药物和靶点的信息探索不足,忽视了蛋白质结构的三维空间信息以及药物关键子结构在化合物蛋白质相互作用预测中的作用。针对这一问题,提出了一种新的模型,其结合药物的官能团、整体结构图以及蛋白质的序列和三维空间图信息,将图神经网络和注意力机制融合,进行高效的特征学习与预测。在Human和C.elegans公开数据集上的实验结果表明,所提模型在CPI预测中表现出色,在ACC,AUROC和AUPR指标上有1%以上的提升,在非平衡数据集上表现出稳定的性能优势。 展开更多
关键词 化合物-蛋白质相互作用预测 药物子结构 蛋白质结构预测 图神经网络 深度学习
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典型黄土场地简支梁桥桩-土相互作用抗震特性
8
作者 叶晨阳 王平 +4 位作者 周婷如 王会娟 王雅丽 于浩然 张兴富 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期415-425,467,共12页
为研究黄土场地地震动放大效应对基础设施的影响,以某简支梁桥为研究对象,基于有限元理论,建立考虑El-Centro波水平耦合作用的桩-土-桥梁模型,并分析其加速度响应、频谱特性以及位移变化,以阐明黄土场地桩-土相互作用特性。研究结果表明... 为研究黄土场地地震动放大效应对基础设施的影响,以某简支梁桥为研究对象,基于有限元理论,建立考虑El-Centro波水平耦合作用的桩-土-桥梁模型,并分析其加速度响应、频谱特性以及位移变化,以阐明黄土场地桩-土相互作用特性。研究结果表明:随着地震动峰值加速度(PGA)的增大,桩-土相对位移和桩基峰值加速度均呈明显的增趋势;PGA放大系数随着高程的增加呈正比例增大,结构的卓越频率随着高程的增加逐渐向低频方向移动;傅里叶幅值随着高程的增加逐渐增大;相对于远场土体,桩周土0~20 m范围内峰值加速度最大增加了30.87%。随着桩基长度的增加,桩-土间的相对位移以及桩基加速度响应都明显增大;桩基直径的增大能有效减小桩-土相对位移以及结构的加速度响应。 展开更多
关键词 黄土场地 桩-土相互作用 PGA 频谱特性 地震动响应
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一种土与结构相互作用的无嵌入摩擦单元及其应用 被引量：1
9
作者 李同录 王海涛 +5 位作者 袁思凡 李颖喆 孙兴来 沈伟 付昱凯 李萍 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期245-254,共10页
为了解决Goodman单元法向嵌入的缺陷,提出了一种无嵌入摩擦单元,将该单元加入到由土和结构共同作用的有限元模型中,实现了编程计算。以岩土体作为实体弹塑性单元,以斜坡或基坑边坡的支护桩作为梁单元,将土和梁接触处的Goodman 4节点8自... 为了解决Goodman单元法向嵌入的缺陷,提出了一种无嵌入摩擦单元,将该单元加入到由土和结构共同作用的有限元模型中,实现了编程计算。以岩土体作为实体弹塑性单元,以斜坡或基坑边坡的支护桩作为梁单元,将土和梁接触处的Goodman 4节点8自由度的无厚度单元概化为4节点6自由度的无嵌入摩擦单元,即将Goodman单元在受压时,两个相邻的法相自由度合二为一,切向自由度仍为两个,该单元相当于切向可以滑动,法向不嵌入也不分离,由此定义了一种无嵌入摩擦单元。通过构造无嵌入摩擦单元刚度矩阵和组配总刚度矩阵建立了相应的有限元算法,编制了计算程序。算例分析表明,当Goodman单元法向刚度足够大时,其计算结果与无嵌入摩擦单元计算结果基本一致,无嵌入摩擦单元计算结果是Goodman单元法向刚度不断增大的极限解。无嵌入摩擦单元在算法上避免了法向刚度取值不确定引起的嵌入问题,为土与结构相互作用提供了一种严谨的解决方案。 展开更多
关键词 Goodman接触单元 无嵌入接触 有限元 土-结构相互作用
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中国居民膳食结构对水-土-碳排放系统的影响 被引量：1
10
作者 朱媛媛 赵汝婧 +1 位作者 朱晓华 李艳 《中国人口·资源与环境》 北大核心 2025年第5期141-154,共14页
探讨中国居民膳食结构对水-土-碳排放系统的影响效应对于保证中国粮食安全、实现碳中和目标、促进可持续发展和健康中国建设具有重要意义。该研究基于《中国统计年鉴(2023)》及《成人肥胖食养指南(2024年版)》中的膳食数据,采用2022年... 探讨中国居民膳食结构对水-土-碳排放系统的影响效应对于保证中国粮食安全、实现碳中和目标、促进可持续发展和健康中国建设具有重要意义。该研究基于《中国统计年鉴(2023)》及《成人肥胖食养指南(2024年版)》中的膳食数据,采用2022年中国居民的膳食消费数据,引入虚拟水、虚拟土地、碳排放系数的概念对中国居民膳食结构对水-土-碳排放系统的影响效应进行探讨。研究结果表明:①中国居民肉类和粮食的消费对水-土-碳排放系统的影响较大。此外,除水果外,中国居民膳食结构的食物消费水足迹、用地需求和碳排放的变化趋势基本一致。②中国居民膳食结构对水-土-碳排放系统的影响效应存在明显地域差异。从城乡来看,农村居民的食物消费水足迹、用地需求和碳排放量均低于城市居民。从区域来看,中国中、南部地区的食物消费水足迹、用地需求和碳排放量整体高于北部地区,其中华东地区最高。③中国居民膳食消费的水土资源消耗总量实际值低于《成人肥胖食养指南(2024年版)》的理论值,而食物碳排放量实际值明显高于理论值。具体来说,牛奶和蔬菜的水-土-碳排放量显著低于理论值,而肉类和粮食显著高于理论值。④中国居民对于粮食、油籽和肉类的水、土、碳资源消耗呈现浪费状况,总体食物消费上中国的水、土、碳资源并未达到浪费状况,但对土地资源的节约率较低。建议:在遵循居民膳食平衡原则的基础上,鼓励中国居民摄入更多的蔬菜、水果及优质蛋白质;加大对相关均衡膳食知识的宣传力度,提高中国居民尤其是西北地区农村居民对均衡膳食的认识;优化食物供给,降低食物对水土资源的消耗及碳排放;推动《中华人民共和国反食品浪费法》等相关法律法规落地实施。 展开更多
关键词 膳食结构 水足迹 水土资源 碳排放 水-土-碳排放系统
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飞机轮胎-湿滑道面相互作用SPH算法仿真分析 被引量：2
11
作者 蔡靖 黄钰岱 +2 位作者 李琪 李岳 戴轩 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期53-62,共10页
针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律... 针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律。结果表明,SPH模型得到的临界滑水速度与CEL模型结果相差不超过5%;舰首波、侧向羽流等流体特征更为明显立体;平均运算效率较CEL模型提高36.5%。利用SPH模型分析可得,道面支撑力随轮胎速度增加呈先平缓下降再急速下降的趋势,水膜厚度为3~13 mm时,急速下降段所在轮胎速度区间为170~260 km/h,基本处于A320飞机的着陆滑跑速度范围内,应增强对飞机滑水事故风险的防范;位移阻力随着轮胎速度增加呈先增大后减小的趋势,且在轮胎达到临界滑水速度时取得最大值,进而提出利用位移阻力最大值确定临界滑水速度的方法;侧向羽流最大溅水高度随轮胎速度增加呈先升高后降低的趋势,在接近临界滑水速度时达到最大值;舰首波最大溅水高度低于侧向羽流最大溅水高度,且随轮胎速度增加而降低,达到临界滑水速度时舰首波接近消失,2种溅水特征的最大溅水高度值均低于A320飞机发动机的最小离地高度0.680 m,不会对发动机产生影响。 展开更多
关键词 交通运输工程 轮胎-道面相互作用 光滑粒子流体动力学算法 临界滑水速度 道面支撑力 位移阻力 溅水高度
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斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析 被引量：1
12
作者 韩庆华 王月 +2 位作者 芦燕 李亚明 薛原 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期255-264,共10页
为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应... 为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。 展开更多
关键词 单层球面网壳结构 土-结构相互作用 斜入射P波 斜入射SV波 黏弹性人工边界
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考虑地震动非相干性的时域土-结相互作用分析
13
作者 崔华杰 陈少林 孙晓颖 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期372-384,共13页
目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法,其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法,首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进... 目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法,其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法,首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进,使其可稳定高效地模拟大规模非相干地震动场;然后以非相干地震动场作为输入,采用PASSI方法进行土-结相互作用分析。采用上述时域方法,以CAP1400核电结构模型为例,分析了地震动非相干性对其反应的影响。算例结果表明:(1)本文提出的条件模拟改进方法可以用于大规模非相干地震动场的模拟,模拟结果可以反映所采用的相干模型特性;(2)地震动非相干性加大了核电结构位移反应峰值,在控制点地震动主要频段范围,地震动非相干性略微增加了低频加速度反应谱值,减小了中高频反应谱值。 展开更多
关键词 相干模型 非相干地震动模拟 CHOLESKY分解 土-结相互作用 核电结构
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竖向入射地震P波激励下桩-土运动相互作用理论研究
14
作者 罗通 郑长杰 杨景泉 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第5期181-192,共12页
考虑土体三维波动效应和桩-土运动相互作用,研究了竖向入射地震P波激励作用下端承单桩的地震响应问题。将竖向入射地震P波模拟为基岩处简谐纵向位移,同时考虑桩周土体纵向和径向位移,建立土体三维波动控制方程。将桩周土位移假设为自由... 考虑土体三维波动效应和桩-土运动相互作用,研究了竖向入射地震P波激励作用下端承单桩的地震响应问题。将竖向入射地震P波模拟为基岩处简谐纵向位移,同时考虑桩周土体纵向和径向位移,建立土体三维波动控制方程。将桩周土位移假设为自由场和散射场位移的叠加,推导得到地震作用下桩周土对桩的反力表达式。将桩假定为一维欧拉杆,然后将桩周土体反力表达式代入桩身控制方程,考虑桩-土连续条件及桩顶和桩底边界条件,求得了竖向入射地震P波激励下端承单桩地震响应解析解。将文中所得解与已有文献结果进行对比,验证了文中解的合理性。基于所得理论解,研究了桩-土主要参数对桩顶地震放大系数和运动响应因子、桩身位移和桩周土体地震反力以及桩周土体动力Winkler参数的影响。研究表明:地震P波作用下,桩-土体系中存在共振现象,且在土层1阶共振频率处共振最明显;桩长径比和桩-土模量比对桩顶地震放大系数和运动响应因子影响显著;桩身位移随着桩长径比减小或桩-土模量比增大而显著减小;与长桩和柔性桩相比,在地震激励作用下短桩和刚性桩受到的桩周土体地震反力更大;桩周土体动力Winkler参数受桩长径比的影响尤为突出,且随着桩长径比的增大而显著减小,而其受桩土模量比影响较小。研究成果可为桩基抗震分析和设计提供理论依据。 展开更多
关键词 桩-土运动相互作用 三维波动效应 地震响应 地震P波 端承桩
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干湿-冻融作用输水渠道膨胀土强度特性及损伤演化规律研究
15
作者 姜海波 卢燕 +1 位作者 李琳 张军 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1356-1367,共12页
季节冻土区膨胀土的“干缩湿胀”与“冻胀融沉”效应,诱发了诸多工程病害问题。针对北疆供水工程膨胀土输水渠道强度衰减及边坡失稳破坏问题,以渠基膨胀土所经历的干湿及冻融循环作用为试验边界条件,开展渠基膨胀土不同埋深含水率监测试... 季节冻土区膨胀土的“干缩湿胀”与“冻胀融沉”效应,诱发了诸多工程病害问题。针对北疆供水工程膨胀土输水渠道强度衰减及边坡失稳破坏问题,以渠基膨胀土所经历的干湿及冻融循环作用为试验边界条件,开展渠基膨胀土不同埋深含水率监测试验,分析干湿、冻融不同阶段土体含水率随埋深的变化规律。同时通过干湿-冻融循环室内试验,研究干湿-冻融循环作用对膨胀土不均匀变形、强度衰减及微观结构损伤演化的影响。研究结果表明:(1)干湿-冻融环境下,渠基一定深度范围膨胀土的水分变化剧烈,其中冻融阶段含水率的变化最大,形成了膨胀土的“相变动力区”。(2)干湿-冻融循环作用下,膨胀土微观结构的损伤效应较显著,裂隙随循环次数增加不断发育扩展,膨胀土持续经历着“干缩湿胀”和“冻胀融沉”作用。在干湿-冻融作用的初期,膨胀变形量在总体变形量中贡献较大。经历一定次数的干湿-冻融循环作用后,土体的体积变形、膨胀变形量逐渐趋于稳定。(3)膨胀土的抗剪强度及其强度指标均出现了不同程度的衰减。其中黏聚力的衰减幅度较大,呈指数形式骤减,而内摩擦角的降低幅度则较小。在干湿-冻融作用的初期,黏聚力的衰减幅度占总衰减率的41.2%~48.6%。土体黏聚力的骤减,导致了渠基边坡膨胀土的浅层滑坡破坏,表明黏聚力在边坡失稳中起决定作用。 展开更多
关键词 膨胀土输水渠道 干湿-冻融循环 含水率 强度衰减 裂隙扩展
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非饱和原状结构性黄土水-力耦合弹塑性本构模型
16
作者 李林 季良 +1 位作者 叶飞 李尧 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2421-2433,共13页
黄土由于特殊的物质成分组成与微观结构,具有水敏性、结构性强度和增湿变形等特殊的工程力学性质。考虑非饱和原状黄土结构性强度和变形与饱和度直接相关的本质特征,以Bishop有效应力和饱和度为作为直接驱动变量,将黄土结构性划分为固... 黄土由于特殊的物质成分组成与微观结构,具有水敏性、结构性强度和增湿变形等特殊的工程力学性质。考虑非饱和原状黄土结构性强度和变形与饱和度直接相关的本质特征,以Bishop有效应力和饱和度为作为直接驱动变量,将黄土结构性划分为固有结构性和受水分影响的胶结结构性,分别构建了固有结构性随应变的演化方程和压缩特性随饱和度的演化方程,在饱和度-有效应力空间建立了非饱和原状黄土的增湿屈服方程。进而采用变形相关的弹塑性土-水特征曲线,通过体应变耦合了黄土的水力-力学行为,在有效应力-饱和度空间建立了非饱和原状黄土的水-力耦合弹塑性本构模型。模型具有12个参数,可通过非饱和三轴压缩试验和剪切试验标定。通过西安黄土、伊朗黄土以及兰州黄土在不同水力路径下的既有压缩试验和剪切试验数据进行了模型参数标定与验证。结果表明,模型能够合理预测非饱和原状黄土的结构性屈服行为、增湿变形特性、水-力耦合特性以及加载和增湿顺序对土体变形和水力特性的影响。以有效应力与饱和度作为直接驱动变量在有效应力-饱和度空间建立非饱和原状黄土的水-力耦合模型,可以体现原状黄土力学特性与含水率之间的直接关系,为原状非饱和黄土本构模型的建立提供了新思路。 展开更多
关键词 原状黄土 非饱和特性 结构性演化 增湿变形 水-力耦合 弹塑性模型
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轮载-动水耦合作用下玄武岩纤维路面混凝土性能衰减及机理研究
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作者 郭寅川 樊鹏龙 +4 位作者 申爱琴 戴晓倩 姚超 杨雪瑞 李震南 《材料导报》 北大核心 2025年第13期76-83,共8页
通过轮载-动水耦合试验、扫描电镜(SEM)和压汞试验(MIP),探究了耦合作用下玄武岩纤维混凝土(BFRC)力学性能及微观结构演变规律,揭示了玄武岩纤维(BF)抑制力学性能衰减机理,并提出了BF对抗弯强度及相对动弹模量的影响系数。结果表明:耦... 通过轮载-动水耦合试验、扫描电镜(SEM)和压汞试验(MIP),探究了耦合作用下玄武岩纤维混凝土(BFRC)力学性能及微观结构演变规律,揭示了玄武岩纤维(BF)抑制力学性能衰减机理,并提出了BF对抗弯强度及相对动弹模量的影响系数。结果表明:耦合作用下,混凝土的力学性能呈现“上升-下降”的趋势。BF影响系数显示,BF对力学性能衰减的改善效果在耦合后期最显著。至耦合结束,BFRC抗弯强度和相对动弹模量衰减幅度较基准混凝土降低29.04%和41.7%。耦合0~60000次,孔隙受到轮载补充压实,之后新孔不断产生,加速了混凝土孔结构“粗化”,多害孔占比呈线性上升,无害孔占比呈线性降低。BFRC孔隙率上升幅度较基准混凝土降低了35.91%。BFRC力学性能的衰减受孔隙率及无害孔的影响较大,其孔结构劣化过程分为压实、膨胀和贯通三个阶段。BF通过桥接裂缝以及提高裂缝复杂程度来延缓界面过渡区(ITZ)主裂缝的形成,进而缓解了BFRC力学性能的衰减。 展开更多
关键词 玄武岩纤维混凝土 路面工程 轮载-动水耦合作用 力学性能 孔结构 界面过渡区
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考虑桩-土相互作用的超大型单桩式海上风机结构地震响应
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作者 许成顺 李超越 +1 位作者 石世刚 孙毅龙 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1301-1311,共11页
为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震... 为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震联合作用,分析桩-土相互作用对超大型固定式单桩海上风机结构动力响应的影响。结果表明:针对超大型海上风机,桩-土相互作用效应使风机支撑结构的特征频率降低3%~6%;考虑桩-土相互作用的大兆瓦风机动力响应远大于泥面固定风机模型的动力响应;海上风机尺寸越大,桩-土相互作用引起的海上风机结构动力响应偏差越显著。 展开更多
关键词 桩-土相互作用 风-波浪-地震联合作用 单桩式海上风机 支撑结构 特征频率 动力响应
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考虑土-结构相互作用永祚寺文峰塔地震响应分析 被引量：3
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作者 安一劲 韩鹏举 +3 位作者 白向灵 秦健栋 何斌 李晋芳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期105-116,168,共13页
为研究土-结构相互作用对古塔地震响应的影响,借助ABAQUS有限元软件通过对地基土施加黏弹性边界,建立了不考虑土-结构相互作用(soil-structure interaction, SSI)效应、SSI效应下不考虑基础与地基土分离滑移与SSI效应下考虑分离滑移三... 为研究土-结构相互作用对古塔地震响应的影响,借助ABAQUS有限元软件通过对地基土施加黏弹性边界,建立了不考虑土-结构相互作用(soil-structure interaction, SSI)效应、SSI效应下不考虑基础与地基土分离滑移与SSI效应下考虑分离滑移三种模型,通过时程分析法对比分析了SSI效应对山西省永祚寺文峰塔动力特性与破坏形态及损伤的影响。结果表明:考虑SSI效应后古塔高阶自振频率显著降低,其水平位移与层间位移角将总体增大,水平加速度放大系数呈下降趋势,塔下层损伤明显加剧且上层损伤有所降低,基础损伤明显;在设防地震作用下基础与地基土分离滑移现象加剧,有将沿中和轴破坏的风险,底层塔檐为薄弱部分,且基础的损伤不容忽视。分析结果对于预测高层密檐塔损伤破坏具有参考作用。 展开更多
关键词 砖石古塔 土-结构相互作用(SSI) 地震响应 黏弹性边界
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考虑土-结构相互作用的大跨度空间结构抗震研究进展 被引量：3
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作者 曾佳明 朱忠义 +2 位作者 吕辉 张成明 李丹 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2024年第1期69-82,共14页
考虑土-结构相互作用(SSI)的大跨度空间结构抗震研究对于实现大跨度空间结构精确化分析,保障结构抗震安全性具有重要意义。为了更好地应用已有大跨空间结构考虑土-结构相互作用的研究成果,分别对土-结构相互作用研究分析方法、框架结构... 考虑土-结构相互作用(SSI)的大跨度空间结构抗震研究对于实现大跨度空间结构精确化分析,保障结构抗震安全性具有重要意义。为了更好地应用已有大跨空间结构考虑土-结构相互作用的研究成果,分别对土-结构相互作用研究分析方法、框架结构SSI效应影响分析、地下-土-地上结构相互作用研究现状、大跨度空间结构与下部支承体系协同工作及考虑SSI对大跨度空间结构动力性能的影响等方面的研究成果进行了梳理。结果表明:已有土-结构相互作用分析方法及计算模型对于大跨度空间结构的适用性有待商榷;框架结构SSI效应和大跨度空间结构与下部支承体系协同工作的研究相对成熟,其成果可供借鉴;带有大型复杂地下结构的大跨空间结构SSI效应显著;现有研究多以数值模拟为主,试验技术的发展对大跨空间结构土-结构相互作用抗震理论的验证至关重要;未来需要进一步研究实用的简化计算模型及分析方法、地下结构-土-大跨度空间结构体系、强震失效倒塌机理及减隔震研究、试验研究、参数分析、复杂效应耦合等。 展开更多
关键词 大跨度空间结构 土-结构相互作用 抗震性能 研究进展
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