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2021年漾濞6.4级近断层宽频地震动模拟:一种改进的FK方法 被引量:5
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作者 巴振宁 刘悦 +2 位作者 赵靖轩 张郁山 梁建文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期709-719,共11页
将基于物理的地震动模拟从现有已实现的1~2 Hz分辨率拓展到工程结构敏感的5~10 Hz更高频率,是现代地震工程近断层地震动模拟的重要发展方向。建立一种改进的频率波数域(FK)方法,结合GP14.3混合震源模型,实现了0~10 Hz的近断层地震动高... 将基于物理的地震动模拟从现有已实现的1~2 Hz分辨率拓展到工程结构敏感的5~10 Hz更高频率,是现代地震工程近断层地震动模拟的重要发展方向。建立一种改进的频率波数域(FK)方法,结合GP14.3混合震源模型,实现了0~10 Hz的近断层地震动高效模拟。方法建立修正动力刚度矩阵法求解理论格林函数,有效解决了一维地壳速度结构传播高频地震波的问题;有限断层面上低频确定性成分及高频随机成分的合理结合,有效解决了断层破裂过程辐射出高频地震波的问题。将方法应用于2021年5月21日云南漾濞6.4级浅源破坏地震模拟,通过与8个台站(涵盖了近场、中场和远场)强震记录及相应反应谱的比较显示,模拟结果与强震记录的波形、持时、幅值均吻合良好,与反应谱在各频段上均表现良好的一致性,很好地验证了该方法及模型的适用性及模拟频率带宽的可靠性。最后,模拟了漾濞地区100 km×100 km范围内的地面运动场,给出了地面运动峰值分布和波场快照,提出了与震中距相关的PGA和PGV经验衰减公式,获得了地震动频谱特征衰减规律。结果表明:①2021年漾濞6.4级地震呈现明显近断层地震集中性效应和破裂方向性效应;②近场20 km范围内,地震动峰值衰减较快,PGA最大衰减93.1%、PGV最大衰减83.3%;③近场范围内频谱成分主要包含0~10 Hz的宽频成分,震中距超过20 km后频率成分主要集中在0~4 Hz范围内。 展开更多
关键词 宽频地震动模拟 近断层地震动模拟 频率波数域方法 混合震源模型 漾濞地震
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软硬交互横向不均匀场地地震反应分析 被引量:6
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作者 梁建文 吴孟桃 巴振宁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1599-1608,共10页
软硬交互横向不均匀场地十分常见,其在强震作用下的地震反应对工程结构的安全有着重要影响,然而目前还很少有针对该场地地震反应分析的研究。基于精确动力刚度矩阵和均布荷载动力格林函数的间接边界元方法,经快速傅里叶逆变换,在时域内... 软硬交互横向不均匀场地十分常见,其在强震作用下的地震反应对工程结构的安全有着重要影响,然而目前还很少有针对该场地地震反应分析的研究。基于精确动力刚度矩阵和均布荷载动力格林函数的间接边界元方法,经快速傅里叶逆变换,在时域内求解了层状半空间中软硬交互横向不均匀场地的地震反应问题。求解中将模型分解为含较硬介质的层状半空间域和较软介质域,同时将总波场分解为自由波场和散射波场两部分,通过在相应边界上施加斜线和水平线虚拟均布荷载,进而求解动力格林函数以模拟散射波场,自由波场可由直接刚度法方便求得。验证了方法的正确性,检验了求解模型的收敛性,进而开展了相应的数值计算分析,着重讨论了介质参数和软硬交界面倾角对场地地震反应的影响。研究表明:软硬交互场地中,较大的地表地震动响应发生在较软介质侧;软硬交界面的存在使得场地地表加速度响应发生突变,突变程度受介质参数和交界面倾角的影响显著;随着介质参数差异和交界面倾角的增大,地表加速度峰值增大,反应谱曲线显示短周期成分变得更为丰富,对基岩地震动的放大作用增强;软硬交界面对场地地表地震反应的影响主要在交界面外的两倍介质层厚度范围。 展开更多
关键词 软硬交互 横向不均匀场地 地震响应 格林函数 间接边界元
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基于FK方法和GP14.3震源模型的2023年土耳其M_(w)7.8级地震宽频地震动合成
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作者 巴振宁 韩书娟 +3 位作者 赵靖轩 刘悦 芦燕 陈三红 《世界地震工程》 北大核心 2023年第3期16-26,共11页
本文合成了2023年2月6日土耳其M_(w)7.8地震的地震动时空场。首先,依据USGS网站提供的V s30数据和全球地壳模型Crust1.0数据,构建了土耳其南部地区的地下一维速度结构模型;其次,依据美国地质调查局(USGS)发布的断层滑动量及破裂前端分... 本文合成了2023年2月6日土耳其M_(w)7.8地震的地震动时空场。首先,依据USGS网站提供的V s30数据和全球地壳模型Crust1.0数据,构建了土耳其南部地区的地下一维速度结构模型;其次,依据美国地质调查局(USGS)发布的断层滑动量及破裂前端分布结果,构建了此次地震的GP14.3运动学混合震源模型;然后,采用作者提出的FK方法对本次地震进行了0~10 Hz的宽频三分量地震动合成。通过合成结果与距离震中50 km范围内地震动较强的8个台站强震记录及相应反应谱的比较,检验了方法的可靠性和模型的适用性;最后,重点分析了土耳其东南部的加济安泰普市及附近地区地震动时空场特征。结果表明:1)本文计算的加济安泰普市区范围内的NS向PGA接近180 cm/s^(2)、PGV接近100 cm/s,伊斯拉希耶镇地区的EW向PGA高达560 cm/s^(2)、PGV高达150 cm/s,地震动强度比较大。2)基于本文强地面运动合成结果得到的加济安泰普市区范围内的地震烈度为VII度,伊斯拉希耶镇地区的地震烈度高达IX度,与USGS给出的结果一致。3)此次土耳其M_(w)7.8地震呈现明显的近断层地震动集中性效应、地面永久位移以及破裂方向性效应。 展开更多
关键词 土耳其M_(w)7.8地震 宽频地震动合成 近断层地震动特性 频率波数域方法 运动学混合震源模型
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生态护岸健康的可变模糊评价及应用
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作者 李潇 张金凤 +3 位作者 祁佳睿 张庆河 吉红香 徐玲玲 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期821-831,共11页
为解决生态护岸健康状态评估中的不确定性问题,基于可变模糊评价法构建了评价模型,指标体系涵盖施工、生态、社会经济3个方面的30个指标,采用层次分析法赋权,计算生态护岸评价指数,并提出评价分级标准。对魏厝溪生态护岸工程的健康状态... 为解决生态护岸健康状态评估中的不确定性问题,基于可变模糊评价法构建了评价模型,指标体系涵盖施工、生态、社会经济3个方面的30个指标,采用层次分析法赋权,计算生态护岸评价指数,并提出评价分级标准。对魏厝溪生态护岸工程的健康状态进行评估,结果显示蜂巢生态护岸的综合健康指数为2.985,优于连锁式砌块护岸。该方法为生态护岸方案选择提供了科学依据。 展开更多
关键词 生态护岸 层次分析法 可变模糊评价法 健康评价 指标体系 生态修复 社会经济 施工建设
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振动台控制室抗倾斜空气弹簧三维隔振平台研究
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作者 石运东 薛霜冰 +3 位作者 王琦 刘铭劼 吴昊 韩庆华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期35-44,共10页
大型地震模拟振动台的运行给周围环境带来不可忽略的振动问题,影响精密仪器设备的正常使用及工作人员的舒适度。针对国家大型地震工程模拟研究设施振动台控制室面临的振动问题,提出一种基于带附加气室的空气弹簧和抗倾斜装置的大质量三... 大型地震模拟振动台的运行给周围环境带来不可忽略的振动问题,影响精密仪器设备的正常使用及工作人员的舒适度。针对国家大型地震工程模拟研究设施振动台控制室面临的振动问题,提出一种基于带附加气室的空气弹簧和抗倾斜装置的大质量三维隔振平台。开展了隔振部件以及隔振平台的试验研究以及数值模拟分析,提出了抗倾斜装置的抗倾斜刚度理论计算公式。研究结果表明,带附加气室的锥型与直筒型膜式空气弹簧可实现约1 s竖向隔振周期,阻尼比达23%。试验中抗倾斜装置可有效控制人员偏心荷载造成的平台倾斜问题,平台倾斜角度减小达66%。所设计国家大型地震工程模拟研究设施隔振平台可大幅降低振动台运行产生振动影响,隔振效率达86%以上。 展开更多
关键词 振动台振动 三维隔振 空气弹簧 抗倾斜装置 可变荷载
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二阶段在线迭代时滞补偿方法及试验验证 被引量:6
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作者 李宁 周陈 +1 位作者 周子豪 李忠献 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期31-38,共8页
实时子结构试验是结构抗震性能研究的重要方法之一;有研究表明,液压伺服系统的时滞在实时子结构试验中产生负阻尼效应,导致试验结果不准确;而试验中时滞是时变参量,无法事先测得;因此,对实时子结构试验控制系统进行时滞补偿具有重要意... 实时子结构试验是结构抗震性能研究的重要方法之一;有研究表明,液压伺服系统的时滞在实时子结构试验中产生负阻尼效应,导致试验结果不准确;而试验中时滞是时变参量,无法事先测得;因此,对实时子结构试验控制系统进行时滞补偿具有重要意义。介绍了二阶段时滞补偿的原理,将系统时滞分割为空载定时滞和负载变时滞,提出基于二阶段时滞补偿的控制方法,设计实时计算系统时滞的方法。经数值模拟和刚性构件实时子结构试验,验证所提出的时滞补偿方法具有精度高、鲁棒性好的特点。 展开更多
关键词 实时子结构试验 液压伺服系统 时滞补偿 在线迭代 精度
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多种应力路径下结构性土胶结破损演化规律离散元分析 被引量:9
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作者 李涛 蒋明镜 孙若晗 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1159-1166,共8页
结构性土体通常指粒间含有胶结的土体,可看成一种特殊的胶结颗粒材料,探明结构性土体的胶结破损演化规律是加深结构性土体宏微观力学性质认识及建立结构性土本构模型的关键。由于试验手段难以定量获取胶结破损信息,通过离散单元法分析... 结构性土体通常指粒间含有胶结的土体,可看成一种特殊的胶结颗粒材料,探明结构性土体的胶结破损演化规律是加深结构性土体宏微观力学性质认识及建立结构性土本构模型的关键。由于试验手段难以定量获取胶结破损信息,通过离散单元法分析了结构性土体的胶结破损演化规律。首先采用相对完备的胶结接触模型建立了结构性土体离散元试样,接触模型考虑了颗粒及胶结物质的抗转动和抗扭转作用以及胶结尺寸对刚度和强度的影响;然后开展了结构性土侧限压缩、等向压缩、等应力比压缩以及常规三轴和真三轴试验的离散元数值分析,再现了结构性土的主要宏观力学特征;在此基础上的胶结破损演化分析表明胶结破损参量B0演化具有明显的应力路径相关性,而新提出的破损参量Bσ应力路径相关性低,通过Bσ与等效塑性应变的指数函数关系,可以描述结构性土体的胶结破损演化情况。 展开更多
关键词 结构性土 胶结颗粒材料(理想结构性土) 离散单元法 胶结破损演化 本构模型
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重庆西站施工及预应力关键技术 被引量:4
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作者 李宁 董洁 《施工技术》 CAS 2020年第2期34-39,共6页
重庆西站主体结构为混凝土结构,上部结构为钢结构。站房屋盖主结构采用正交空间管桁架结构体系,跨度大、矢高高;无站台柱雨篷位于高架站房南北两侧对称布置,采用清水预应力混凝土结构。基于本工程结构施工难度大、安装困难、施工组织管... 重庆西站主体结构为混凝土结构,上部结构为钢结构。站房屋盖主结构采用正交空间管桁架结构体系,跨度大、矢高高;无站台柱雨篷位于高架站房南北两侧对称布置,采用清水预应力混凝土结构。基于本工程结构施工难度大、安装困难、施工组织管理难度高的特点,详细介绍其施工组织部署及预应力关键技术等。 展开更多
关键词 高铁站 站房 混凝土 安装 施工组织 预应力 施工技术
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适用于显微CT扫描的微型动三轴仪研制与试验验证 被引量:4
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作者 蒋明镜 吕雷 +2 位作者 石安宁 曹培 吴晓峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期214-218,共5页
土体的微观结构对其宏观力学性质有着很大的影响,为了能更深入研究土体在循环荷载作用下的微观结构演化与其宏观力学特性之间的联系,研制了一种适用于工业显微CT(computerizedtomography)扫描的微型动三轴仪。该仪器主要由控制采集箱系... 土体的微观结构对其宏观力学性质有着很大的影响,为了能更深入研究土体在循环荷载作用下的微观结构演化与其宏观力学特性之间的联系,研制了一种适用于工业显微CT(computerizedtomography)扫描的微型动三轴仪。该仪器主要由控制采集箱系统、主机系统、气水转换器组成。其具有体积较小、试样小型化(直径×高=10 mm×20 mm)、便于操作、兼容性强等优点,可在无需改装已有CT设备前提下对试样进行旋转扫描。以丰浦砂干砂样为材料,采用微型和常规动三轴仪进行了不同围压(50,100,200,300 k Pa)和循环荷载作用下的不固结不排水试验,并对测得的初始动弹性模量E_(0),动剪切模量G_(d),阻尼比l进行了对比分析。结果表明:微型动三轴仪测得的初始动弹性模量E_(0),动剪切模量G_(d),阻尼比λ与常规动三轴仪测得的结果基本相近。试验结果误差较小,验证了该仪器的可靠性。 展开更多
关键词 微型动三轴仪 显微CT 无损检测 循环荷载 微观力学特性
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有机质对絮团形态影响的试验研究 被引量:4
10
作者 余立新 张金凤 +1 位作者 张庆河 马宇晨 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期158-163,共6页
实际河口海岸水体中含有大量腐殖酸物质和生物有机质附着在泥沙颗粒表面,影响粘性泥沙絮凝的众多因素中,有机质对粘性泥沙的絮凝沉降影响至关重要。本文围绕有机絮团形态展开实验研究,采用聚苯乙烯微球作为研究对象,培养生成附着在聚苯... 实际河口海岸水体中含有大量腐殖酸物质和生物有机质附着在泥沙颗粒表面,影响粘性泥沙絮凝的众多因素中,有机质对粘性泥沙的絮凝沉降影响至关重要。本文围绕有机絮团形态展开实验研究,采用聚苯乙烯微球作为研究对象,培养生成附着在聚苯乙烯微球上的有机裹层,使用环境扫描电镜(ESEM)观测其形貌。认为:微球平均粒径随着各分组有机质含量(TOC)的增加表现出先增大后减小,TOC值为60 mg·L^-1时达到峰值,平均粒径增长幅度为2.5%~17.5%。 展开更多
关键词 聚苯乙烯微球 有机质 絮团形态 絮凝
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用于土体宏微观力学特性测试的微型三轴仪研制 被引量:3
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作者 蒋明镜 李光帅 +1 位作者 曹培 吴晓峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期6-10,共5页
探求土体宏观力学性质背后的微细观机理,需要观测土体的微细观力学行为,为此基于常规三轴仪研制了适用于工业CT(computerizedtomography)系统扫描的微型三轴仪,该设备包含加载装置和采集控制系统两部分,主要特点是体积小,重量轻,能够放... 探求土体宏观力学性质背后的微细观机理,需要观测土体的微细观力学行为,为此基于常规三轴仪研制了适用于工业CT(computerizedtomography)系统扫描的微型三轴仪,该设备包含加载装置和采集控制系统两部分,主要特点是体积小,重量轻,能够放入CT设备中进行旋转扫描,试样扫描清晰,能够获取土体三轴应力状态下土体的微观结构和力学信息,试验数据可靠,兼容性强,不影响现有CT的功能且无需改装CT,操作方便,经济合理。利用丰浦砂干砂样与常规三轴仪进行对比试验,微型三轴仪得到的应力应变关系与常规三轴试验基本一致,得到的内摩擦角误差较小,验证了该微型三轴仪的可靠性。 展开更多
关键词 微型三轴仪 CT扫描 无损检测 宏微观力学特性
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紊动和温度联合作用对黏性泥沙絮凝沉降影响试验研究 被引量:2
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作者 梁家雄 张金凤 +1 位作者 周惟於 陈嘉禹 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期9-14,共6页
河口海岸地区,黏性泥沙絮凝沉降特性对泥沙输移起着重要作用。影响黏性泥沙絮凝的因素很多,其中水体剪切和温度是两个重要因素。利用一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降观测实验装置,以高岭土为实验材料,研究了紊动和温度联合作用下对黏... 河口海岸地区,黏性泥沙絮凝沉降特性对泥沙输移起着重要作用。影响黏性泥沙絮凝的因素很多,其中水体剪切和温度是两个重要因素。利用一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降观测实验装置,以高岭土为实验材料,研究了紊动和温度联合作用下对黏性泥沙絮凝沉降的影响规律。研究发现弱紊动条件下,随着温度的升高,高岭土浓度变化越快;强紊动条件下,温度对浓度变化的影响不明显。絮团粒径随温度升高而增大,随着紊动强度的增加先增大后减小。相同剪切率条件下,絮团沉降速度随温度的升高而增加;相同温度条件下,絮团沉降速度随紊动强度的增加先增大后减小,主要是由于小剪切强度条件会促进絮凝,而剪切率增大能抑制絮凝,导致大絮团破裂形成小絮团。 展开更多
关键词 黏性泥沙 高岭土 絮凝 沉降筒 紊动 温度
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长周期波浪下双浮箱浮式防波堤消浪性能 被引量:1
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作者 王曦巍 李军 +2 位作者 陈嘉禹 季超群 张金凤 《水运工程》 北大核心 2021年第8期8-12,共5页
长周期波作用下浮式防波堤消浪性能的研究对于浮式防波堤的工程应用起着重要作用。基于开源软件OpenFOAM,采用RANS方程和SST k-ω紊流模型模拟流场,通过重叠网格方法实现波浪-浮式防波堤相互作用的模拟。移植并应用MOODY程序库,构建二... 长周期波作用下浮式防波堤消浪性能的研究对于浮式防波堤的工程应用起着重要作用。基于开源软件OpenFOAM,采用RANS方程和SST k-ω紊流模型模拟流场,通过重叠网格方法实现波浪-浮式防波堤相互作用的模拟。移植并应用MOODY程序库,构建二维流固耦合双浮箱数值波浪水槽模型。通过已有物理模型进行验证,证明模型的可靠性。进而开展单双浮箱消浪性能对比研究,分别研究波高、浮箱个数、浮箱间距和锚链刚度对浮箱消浪性能的影响。得出结论:1)波高增加时浮箱消浪性能提高;2)为提高消浪性能,应尽可能采用双浮箱(或者多浮箱)缩短浮箱间距;3)增加锚链刚度也可以提高浮箱的消浪性能。 展开更多
关键词 浮式防波堤 OpenFOAM数值模拟 数值波浪水槽 流固耦合 透射系数
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