层状半空间中典型局部地形地震波散射IBEM结果:2.5D频域位移幅值

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作者 巴振宁 裴义飞 +2 位作者 梁建文 于飞翔 阔晨阳 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期268-280,共13页

沿轴线方向无限长且截面形状不变的局部地形对地震波的散射,即二维地形的三维散射问题(也称2.5维问题),一直是地震工程领域关注的热点。近年来,笔者利用基于移动斜线荷载动力格林函数的间接边界元法(IBEM)对此问题展开研究,求解了不同... 沿轴线方向无限长且截面形状不变的局部地形对地震波的散射,即二维地形的三维散射问题(也称2.5维问题),一直是地震工程领域关注的热点。近年来,笔者利用基于移动斜线荷载动力格林函数的间接边界元法(IBEM)对此问题展开研究,求解了不同地形的2.5维散射结果。为便于相关研究的对比验证,笔者将二维、2.5维和三维IBEM结果进行了整理与补充。本文为各向同性弹性介质层状半空间中凹陷、凸起和沉积地形对斜入射平面SH波、P波和SV波响应的2.5维频域结果,研究表明,入射波频率、角度和地形几何形状均会对地表位移产生影响。 展开更多

关键词 层状半空间 局部地形 平面波 2.5维散射 间接边界元法

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层状半空间中典型局部地形地震波散射IBEM结果:二维频域位移幅值 被引量：1

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作者 巴振宁 裴义飞 +2 位作者 梁建文 于飞翔 阔晨阳 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期798-809,共12页

局部地形对地震动影响的本质是不规则体对地震波的散射,目前对此问题的研究仍主要依赖于各类数值方法。近年来,笔者提出了基于层状半空间中均布荷载动力格林函数的间接边界元方法(IBEM),从维度方面已涵盖二维、2.5维和三维,从介质方面... 局部地形对地震动影响的本质是不规则体对地震波的散射,目前对此问题的研究仍主要依赖于各类数值方法。近年来,笔者提出了基于层状半空间中均布荷载动力格林函数的间接边界元方法(IBEM),从维度方面已涵盖二维、2.5维和三维,从介质方面已涵盖各向同性、横观各向同性的弹性和饱和介质,从地形方面包括凹陷、凸起和沉积。广泛验证表明,该方法不仅精度高,而且对复杂几何形状适应性强。为便于其他数值研究的对比验证,笔者将前期研究成果进行整理与补充,给出了各向同性弹性介质中二维凹陷、凸起和沉积对平面SH波、P波和SV波的散射结果。 展开更多

关键词 层状半空间 二维局部地形 平面波 散射 间接边界元法

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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：7

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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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2022年9月5日泸定M_(S)6.8地震宽频带地震动谱元法模拟 被引量：6

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作者 赵靖轩 巴振宁 +1 位作者 阔晨阳 刘博佳 《地震学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期179-195,共17页

2022年9月5日12时52分四川甘孜州泸定县发生M_(S)6.8地震,此次地震造成泸定县及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡。为重现此次地震的地震动影响场,分析近场强地面运动的空间分布特征,将确定性的凹凸体震源模型与随机震源模型结合... 2022年9月5日12时52分四川甘孜州泸定县发生M_(S)6.8地震,此次地震造成泸定县及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡。为重现此次地震的地震动影响场,分析近场强地面运动的空间分布特征,将确定性的凹凸体震源模型与随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的泸定M_(S)6.8地震的全过程宽频带(0.1—5 Hz)地震动模拟,通过与六个台站的时程记录、对应的反应谱以及NGA-West2地震动衰减曲线进行比较检验了方法的精度和适用性;进而给出了此次地震的三分量速度波场快照图,再现了地震波传播时近场地震动的方向性效应和局部场地效应;最后给出了震中100 km×100 km范围内的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了泸定地震近场强地面运动的空间分布特征,并给出了基于模拟结果的地震烈度分布图。结果显示,震中PGA接近600 cm/s^(2),PGV接近50 cm/s,烈度达到Ⅸ度,且由于泸定地区内高山峡谷地形对地震动的影响,地震动峰值在山顶和峡谷处明显放大,山顶处PGA和PGV分别放大1.9倍和1.5倍,峡谷谷底处PGA和PGV分别放大1.7倍和1.4倍,这里出现的地震动放大现象以及可能造成的次生地质灾害亟需引起注意。 展开更多

关键词 2022年泸定M_(S)6.8地震 宽频带地震动 谱元法 运动学混合震源模型

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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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脉冲型地震作用下自由摇摆墩的反应特性研究 被引量：2

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作者 李宁 王志强 李忠献 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1521-1529,共9页

鉴于摇摆构件可将地震损伤控制在接触面附近,并具有较好的自复位能力,具备摇摆特性的构件在减隔震研究中日渐受到研究者的重视。为研究在不同形式脉冲激励下自由摇摆墩柱的响应,基于简单激励模型对摇摆墩的反应进行分析,确定了影响摇摆... 鉴于摇摆构件可将地震损伤控制在接触面附近,并具有较好的自复位能力,具备摇摆特性的构件在减隔震研究中日渐受到研究者的重视。为研究在不同形式脉冲激励下自由摇摆墩柱的响应,基于简单激励模型对摇摆墩的反应进行分析,确定了影响摇摆响应的关键参数。结果表明:简单正弦激励幅值增大时,自由摇摆墩更易倾覆;正反Ricker激励作用时,随着尺寸-频率参数的逐渐增大,无量纲加速度也逐渐增大;反对称Ricker激励时,摇摆谱会有较大角度的翻转,即摇摆初期,随幅值增大,可能反而存在激励频率较小的情况。对不同类型地震激励下自由摇摆墩的反应特性进行了分析,统计表明,当高度较大时,墩顶位移峰值与高度关系较小。在此基础上,提出基于“等侧移”摇摆谱的墩设计方法,并给出设计算例,验证所提设计方法的合理性,为摇摆墩设计提供了理论支撑。 展开更多

关键词 桥梁工程 自由摇摆墩 脉冲响应 等侧移 碰撞耗能

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单层网壳吊顶系统抗震韧性研究 被引量：5

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作者 芦燕 张一鸣 张晓龙 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第6期105-113,共9页

抗震韧性是指地震发生后维持或迅速恢复其原有功能的性能,对抵御地震灾害具有重要意义。为了开展单层网壳吊顶系统抗震韧性研究,文中通过易损性分析获得地震作用下吊顶系统不同损伤状态的失效概率,进一步获得吊顶系统的地震损失,最后以... 抗震韧性是指地震发生后维持或迅速恢复其原有功能的性能,对抵御地震灾害具有重要意义。为了开展单层网壳吊顶系统抗震韧性研究,文中通过易损性分析获得地震作用下吊顶系统不同损伤状态的失效概率,进一步获得吊顶系统的地震损失,最后以地震损失、恢复模型和恢复时间作为参数,以抗震韧性指数作为评价指标开展抗震韧性评估。在8度罕遇地震作用下,文中的单层网壳吊顶系统处于基本完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏状态的概率分别为2.86%、49.77%、44.06%和3.31%,地震损失为22.86%,采用线性恢复模型、三角函数恢复模型和指数函数恢复模型对应的抗震韧性指数分别为0.89、0.89和0.96。结果表明:采用指数函数恢复模型恢复时吊顶系统表现出更好的抗震韧性,建议通过增强资源储备以及完善恢复机制等措施,使吊顶系统在震后尽可能按照指数函数恢复模型恢复。文中的分析结果可以为大跨空间结构非结构构件抗震韧性研究提供参考。 展开更多

关键词 单层网壳 吊顶系统 易损性分析 地震损失分析 抗震韧性评估

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基于增量动力法的电梯对重系统地震易损性分析 被引量：2

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作者 韩庆华 张晓龙 +1 位作者 芦燕 王力晨 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第5期53-62,共10页

曳引电梯作为高层建筑内重要的非结构构件,其抗震安全性能不容忽视。历次震害调查表明:电梯的抗震性能特别是其对重系统的抗震性能较为薄弱。目前对于电梯对重系统抗震性能的研究中,对其震后功能状况进行评估和震害预测的研究较少。文... 曳引电梯作为高层建筑内重要的非结构构件,其抗震安全性能不容忽视。历次震害调查表明:电梯的抗震性能特别是其对重系统的抗震性能较为薄弱。目前对于电梯对重系统抗震性能的研究中,对其震后功能状况进行评估和震害预测的研究较少。文中以某大型综合体建筑为工程背景,基于已有振动台试验建立了3种典型对重位置的对重系统数值分析模型,提出了对重系统损伤指标,考虑主体结构对重系统动力响应的影响,采用增量动力法开展了对重系统地震易损性分析。研究发现:对重下部导靴远离导轨支架时,对重更易发生脱轨现象,在8度设防、8度罕遇地震作用下对重达到脱轨状态的概率分别为2.72%和94.47%。基于电梯位置等概率分布的计算方法综合考虑3种典型对重位置的对重系统失效概率,得到8度设防地震、8度罕遇地震作用下,对重系统达到脱轨状态的概率分别为2.45%和81.79%。研究结果表明:电梯对重系统的易损性与地震发生时对重所处的位置有关,其抗震性能有待提高。文中从宏观角度描述了地震动强度与电梯对重系统损伤程度之间的关系,可为电梯对重系统震后损伤评估和震害预测提供理论依据。 展开更多

关键词 非结构构件 电梯对重系统 增量动力法 地震易损性 抗震性能

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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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空心节段预制拼装RC桥墩的多维抗震性能试验研究 被引量：5

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作者 李宁 王苏安 +1 位作者 范佩东 张孝航 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第6期76-85,共10页

随着时代的发展和社会的进步,预制拼装技术可提高桥梁建造效率、降低环境影响。预制拼装桥墩同时具备良好的自复位能力,且震后残余位移小。文中设计了新型空心节段预制拼装RC桥墩,通过水平双轴拟静力试验,对节段拼装桥墩在多维耦合作用... 随着时代的发展和社会的进步,预制拼装技术可提高桥梁建造效率、降低环境影响。预制拼装桥墩同时具备良好的自复位能力,且震后残余位移小。文中设计了新型空心节段预制拼装RC桥墩,通过水平双轴拟静力试验,对节段拼装桥墩在多维耦合作用下的抗震性能进行研究。采用矩形加载路径,对空心节段拼装桥墩的水平的损伤特征、节间接缝开合、水平力-位移关系、预应力下降、刚度退化等进行分析,阐明了空心节段预制RC桥墩的破坏机理,研究了新型桥墩的抗震性能。结果表明:多向耦合水平作用使构件边角破坏严重,加载路径对节段拼装桥墩的耗能能力、自复位能力等都产生重要影响。底部节段在加载位移角达1.5%时混凝土剥落较多,在3.5%的位移角下耗能钢筋拉断,且双向残余位移角可达1.98%和1.42%。双向加载RC墩自复位能力下降严重,可能导致韧性不足。本研究结果为空心节段拼装桥墩的设计和地震区应用提供依据和理论支撑。 展开更多

关键词 节段拼装桥墩 自复位 水平双轴加载 抗震性能 震后残余位移

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纤维状海洋微塑料静水沉降实验研究 被引量：1

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作者 张金凤 唐千姿 +2 位作者 陈超 季超群 张庆河 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期840-849,共10页

近年来海洋微塑料污染治理受到了学者们的广泛关注.海洋微塑料的种类包括纤维、碎片、薄膜和颗粒,其中纤维状微塑料在水体中含量最高.然而纤维状微塑料的沉降形态和沉降速度目前研究还存在不足,已有的一些半经验沉降速度公式需要更多的... 近年来海洋微塑料污染治理受到了学者们的广泛关注.海洋微塑料的种类包括纤维、碎片、薄膜和颗粒,其中纤维状微塑料在水体中含量最高.然而纤维状微塑料的沉降形态和沉降速度目前研究还存在不足,已有的一些半经验沉降速度公式需要更多的实验数据进行验证.对不同密度、直径和长径比的聚酰胺和聚酯纤维状微塑料进行了室内静水沉降实验,利用高精度颗粒沉降观测系统对微塑料颗粒沉降过程进行直接测量,并统计了纤维状微塑料颗粒的沉降速度和沉降形态.实验结果表明,当纤维状微塑料的长径比固定时,微塑料颗粒的无量纲沉降速度随无量纲颗粒等效粒径的增大而增大.根据实验测量值和公式计算值的比较,当纤维状微塑料的长径比L d≤6.0时,Khatmullina-Isachenko公式的计算结果较为准确,各组次平均相对误差小于23.61%;而当长径比L d>6.0时,Waldschläger-Schüttrumpf公式的计算结果较为准确,各组次平均相对误差小于20.18%.此外,实验中85.51%的纤维状微塑料的沉降状态是沿着长轴方向的,纤维状微塑料在下沉过程中有旋转形成最大阻力形态的趋势.实验所采用的纤维状微塑料为理想材料,实际海洋中的微塑料颗粒可能因长期光照老化导致表面粗糙度和比表面积增大,应用公式时应注意这些因素对沉降速度造成的影响.本文为微塑料沉降速度的公式选择提供了参考,并为海洋微塑料治理提供了科学依据. 展开更多

关键词 海洋微塑料 纤维 静水沉降 沉降速度 沉降形态

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高温下拉断型环槽铆钉力学性能试验研究

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作者 王中兴 韩晔声 +3 位作者 孙健婕 韩庆华 张钦 贾云龙 《土木工程学报》 北大核心 2025年第10期31-41,127,共12页

拉断型环槽铆钉因其优异的力学性能,被广泛应用于建筑结构、航空航天等领域,但其高温力学性能研究还十分匮乏。文章通过开展高温下拉断型环槽铆钉预紧力测量试验、抗拉与抗剪承载力试验,获取了铆钉在高温下的破坏模式和力学性能,提出了... 拉断型环槽铆钉因其优异的力学性能,被广泛应用于建筑结构、航空航天等领域,但其高温力学性能研究还十分匮乏。文章通过开展高温下拉断型环槽铆钉预紧力测量试验、抗拉与抗剪承载力试验,获取了铆钉在高温下的破坏模式和力学性能,提出了其高温力学性能设计方法并评估了方法的准确性。结果表明:高温下拉断型环槽铆钉预紧力随温度升高而线性降低,从而导致铆钉受拉初始刚度随温度升高而下降。根据高温力学性能试验中拉断型环槽铆钉不同的破坏模式与荷载-变形关系,文章对铆钉在高温下的破坏机理进行了深入分析。经验证,本文所提出的设计方法可以准确计算高温下拉断型环槽铆钉的承载力。 展开更多

关键词 拉断型环槽铆钉 拉伸试验 剪切试验 高温 预紧力

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近岸水体中海洋雪对细颗粒微塑料沉降过程影响的实验研究 被引量：1

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作者 张金凤 梁家雄 +1 位作者 祁航 张庆河 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期852-860,共9页

海洋微塑料是全球共同面对的环境问题和挑战,然而目前海洋微塑料从源到汇的输运和沉积过程及影响机制尚不明确。已有研究发现微塑料颗粒的垂向沉降过程受到海洋雪等水体悬浮物质的影响,但是目前相关研究只局限于定性的观察分析。在实验... 海洋微塑料是全球共同面对的环境问题和挑战,然而目前海洋微塑料从源到汇的输运和沉积过程及影响机制尚不明确。已有研究发现微塑料颗粒的垂向沉降过程受到海洋雪等水体悬浮物质的影响,但是目前相关研究只局限于定性的观察分析。在实验室中模拟含有海洋雪的近岸水体环境,使细颗粒微塑料(PS微球、PVC颗粒)与海洋雪产生碰撞、聚集,观测微塑料或微塑料-海洋雪聚集体的沉降过程。研究结果表明,水体中含有海洋雪时,一方面海洋雪会促进微塑料颗粒自身的聚集,形成更大的聚集体;另一方面由于海洋雪包裹微塑料形成松散的聚集体,导致平均沉速减小。50μm以下的微塑料其沉降过程受海洋雪的影响较大,平均沉速减小35%以上;微塑料密度越大,受海洋雪的影响越小,平均沉速减小10%以下。沉降速率的减缓,意味着微塑料在水柱中的停留时间增加,处于不同深度的水生生物可能有更多时间和概率与微塑料接触,增加了鱼类等水生生物摄入微塑料的风险。 展开更多

关键词 近岸水体 微塑料 海洋雪 沉降速度

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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：7

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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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层状TI饱和半空间均布斜线荷载及孔隙水压动力格林函数

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作者 巴振宁 段化贞 +1 位作者 梁建文 王莹 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期784-795,共12页

基于Biot流体饱和多孔介质模型,采用动力刚度矩阵方法结合傅里叶变换,给出了层状横观各向同性(TI)饱和半空间中均布斜线荷载及孔隙水压的动力格林函数。方法首先将荷载作用层固定,在波数域内求得层内响应和固端反力,进而由刚度矩阵方法... 基于Biot流体饱和多孔介质模型,采用动力刚度矩阵方法结合傅里叶变换,给出了层状横观各向同性(TI)饱和半空间中均布斜线荷载及孔隙水压的动力格林函数。方法首先将荷载作用层固定,在波数域内求得层内响应和固端反力,进而由刚度矩阵方法求得反加固端反力于整个层状半空间而产生的响应,最后叠加层内解和固端反力解经由傅里叶逆变换求得空间域内解。所给出的层状TI饱和半空间格林函数为建立相应边界元方法进而求解层状TI饱和介质相关波动问题提供了一组完备基本解。通过与已发表的各向同性饱和结果和TI弹性结果进行对比,验证了方法的正确性。进而给出了数值计算结果并进行了参数分析。结果表明:TI饱和介质与各向同性饱和介质对应的动力响应差异显著,且介质的各向异性参数对动力响应有着重要影响。此外,荷载埋深越小,地表位移和孔压波动更剧烈;介质渗透系数起到类似阻尼的作用,减小渗透系数可降低动力响应;随着频率的增大,位移、应力和孔压的波动也更为剧烈。 展开更多

关键词 横观各向同性饱和介质 层状半空间 动力刚度矩阵法 格林函数

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排桩对柱面SH波散射问题研究:解析求解

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作者 巴振宁 刘博佳 付继赛 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1306-1315,共10页

采用波函数展开法结合Graf加法定理,利用桩体与土体之间的位移和应力连续边界条件,给出了全空间单排桩对柱面SH波散射解析解,并采用傅里叶逆变换,求得时域结果。该方法考虑了入射波曲率的影响,在频域内分析了柱面SH波入射时排桩散射的... 采用波函数展开法结合Graf加法定理,利用桩体与土体之间的位移和应力连续边界条件,给出了全空间单排桩对柱面SH波散射解析解,并采用傅里叶逆变换,求得时域结果。该方法考虑了入射波曲率的影响,在频域内分析了柱面SH波入射时排桩散射的频谱规律,给出了时域排桩柱面SH波散射位移云图,讨论了桩数与桩间距对柱面SH波入射时排桩散射的影响。研究表明:在振源距排桩较近(d/a=10)时,低频段(η=0~1.0)排桩对柱面SH波的隔离作用显著;振源距排桩较远时,各频段排桩对柱面SH波的隔离作用均较为显著。桩间距固定时,增加桩数,排桩后方首次出现的最大位移响应相应减小,排桩散射的影响范围随之增大;对柱面SH波进行阻隔时,为提高阻隔效率的同时节约成本,不仅需要考虑桩数,还应考虑波源与桩体、桩间空隙相对位置的影响;排桩分布宽度固定时,由于入射波曲率对排桩散射的影响,减小桩间距,排桩后方首次出现的最大位移响应有可能会出现放大的情况,故应采用合理的桩间距对柱面SH波进行阻隔。 展开更多

关键词 柱面SH波 波函数展开法 排桩散射 时域

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大体积混凝土墙水化放热温度场分析 被引量：20

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作者 李志鹏 罗奇星 +2 位作者 韩庆华 张晋元 孙加齐 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期878-885,共8页

为有效进行大体积混凝土施工温度控制,对大体积混凝土施工过程中温度场分布规律进行研究.针对混凝土水化放热过程中内热源随时间变化的问题,采用杜哈美尔定理推导出第三类边界条件下大体积混凝土墙水化放热温度场的解析解.由大体积混凝... 为有效进行大体积混凝土施工温度控制,对大体积混凝土施工过程中温度场分布规律进行研究.针对混凝土水化放热过程中内热源随时间变化的问题,采用杜哈美尔定理推导出第三类边界条件下大体积混凝土墙水化放热温度场的解析解.由大体积混凝土墙水化放热温度场解析解可知,混凝土水化放热过程中,混凝土内某一点温度随时间增加先增大后减小,且温度变化近似符合指数函数之和;某一时刻混凝土内温度从核心到表面逐渐降低,且温度分布近似符合三角函数.结合解析解与数值分析方法研究发现,随着混凝土厚度、入模温度、混凝土绝热温升和单方胶凝材料对应系数的增大,混凝土养护阶段核心最高温度升高,导致混凝土里表温差增大;随着表面传热系数增加,混凝土养护阶段核心最高温度和表面温度降低,但是混凝土里表温差增大.混凝土内最大自约束应力正比于里表温差,因此通过分层浇筑、降低混凝土的入模温度、减小混凝土表面传热系数、降低混凝土绝热温升值和单方胶凝材料对应系数等方式可以减小混凝土内最大自约束应力,降低大体积混凝土开裂风险. 展开更多

关键词 混凝土水化热 温度场 杜哈美尔定理 解析解 温度控制

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