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基于免疫思想的城市防灾减灾新理论
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作者 杜修力 许成顺 +3 位作者 缪惠全 侯本伟 董慧慧 钟紫蓝 《中国工程科学》 北大核心 2025年第5期294-306,共13页
本文在回顾国内外城市防灾减灾实践的基础上,指出以“恢复”能力建设为目标的抗灾韧性城市建设理论在指导我国城市巨灾防控方面存在“先天”缺陷,亟需建立新的城市防灾减灾理论;新理论应在全面纳入“预防‒应急‒恢复‒学习”4个灾害应对... 本文在回顾国内外城市防灾减灾实践的基础上,指出以“恢复”能力建设为目标的抗灾韧性城市建设理论在指导我国城市巨灾防控方面存在“先天”缺陷,亟需建立新的城市防灾减灾理论;新理论应在全面纳入“预防‒应急‒恢复‒学习”4个灾害应对阶段的基础上,实现超越城市设防水准的极端灾害作用下灾害防控“保底线”的目标。为此,借鉴人体免疫学思想,提出了抗灾免疫城市建设理论,将城市视为“生命体”,将抗灾免疫防御机制分为固有、适应性、记忆3个免疫层级。在可能的各种历史记忆“病毒”侵入时,能够保障代表城市“生命体”基本“生命体征”的城市关键运行功能维持在可接受水平之上的固有免疫机制,应是核心建设目标;系统的记忆免疫防御机制,形成贯穿于整个灾害应对过程并动态体现于下一个灾害应对循环,是系统灾害经验总结学习成果的反映。城市抗灾免疫理论与抗灾韧性理论的主要区别在于,前者明确了对城市关键运行功能维持可接受水平的鲁棒性分析架构以及系统优化和子系统之间协同的目标。城市抗灾免疫理论与抗灾风险理论的不同之处在于,前者将城市关键运行功能的概率风险控制问题转化为系统基本运行功能可接受的阈值问题。 展开更多
关键词 城市 防灾减灾 抗灾免疫 极端灾害作用 巨灾防控
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基于云实验和BIM技术远程教学模式设计
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作者 赵卓 闫晓宇 曹珊珊 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期182-186,198,共6页
在充分研究开放教育土建类专业学习者特征的基础上,以成果导向教育教学理念(OBE)为指导,开放教育学生的能力培养为核心,依托云实验和BIM技术设计了“建筑结构试验”在线课程。确立了三层级课程学习目标,探索了基于云实验的新型实训教学... 在充分研究开放教育土建类专业学习者特征的基础上,以成果导向教育教学理念(OBE)为指导,开放教育学生的能力培养为核心,依托云实验和BIM技术设计了“建筑结构试验”在线课程。确立了三层级课程学习目标,探索了基于云实验的新型实训教学模式及云技术、虚拟实验技术在案例教学中的应用。结果表明:云实验与BIM技术在课程中的应用,突破时空限制,实现仪器设备与试验内容的全方位开放,丰富了线上试验形式与内容。通过“自主设计+场外援助+多样化测评”的教学模式,有效激发学生学习热情,提升其技术创新能力和团队协作能力。云实验的应用为土木工程实践教学改革注入新活力,为远程实践教学效果的提升开辟了广阔前景。 展开更多
关键词 云实验 建筑结构试验 BIM技术 实践教学 远程教学
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基于DEM-CFD方法的管线渗漏引发城市道路塌陷的致灾机理
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作者 陶连金 吴琦 +3 位作者 栗书亚 宋博涵 潘菁 孙伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第22期9495-9504,共10页
管线渗漏是城市道路塌陷事故的重要诱因,明确道路塌陷的演化规律与灾变机理是安全事故防控的关键。针对北京市政道路污水管线,采用离散元-流体力学(DEM-CFD)流固耦合方法,在室内试验基础上标定模型细观参数,模拟管线不同破损位置和埋深... 管线渗漏是城市道路塌陷事故的重要诱因,明确道路塌陷的演化规律与灾变机理是安全事故防控的关键。针对北京市政道路污水管线,采用离散元-流体力学(DEM-CFD)流固耦合方法,在室内试验基础上标定模型细观参数,模拟管线不同破损位置和埋深条件下,砂土地层变形损失规律和空洞演化规律,重点分析颗粒位移、密实度和介质流量等参数在空洞形成过程中的变化特征。研究结果表明:管线顶部和腰部渗漏时,砂土层随着水和土体的流失会形成漏斗状的空洞。在无交通荷载作用下,路面基本不发生沉降。结合颗粒位移及密实度变化规律,可将地层变形破坏分为稳定区、疏松区和空洞区,并建立了疏松区的椭圆分区模型。根据颗粒损失率将地层渐进破坏过程分为颗粒运移阶段、快速损失阶段和缓慢收敛阶段。在空洞形成时间、沉槽范围、颗粒流失速度和总量等指标方面,腰部渗漏工况为最大值,顶部渗漏次之,底部渗漏为最小值,但底部渗漏引发的疏松区的范围最大。研究结果可对城市道路致塌地下灾害风险检测与识别提供理论支持。 展开更多
关键词 管线渗漏 道路塌陷 流固耦合 空洞 椭圆分区模型
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粮食生命线工程的典型震害现象与破坏机理综述
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作者 杨金平 张天航 +2 位作者 缪惠全 静行 李培振 《世界地震工程》 北大核心 2025年第3期28-38,共11页
简述了生命线地震工程的发展,基于生命线工程的学术理念,从防灾减灾的全新视角提出了粮食生命线工程的概念,辨析了这一概念与传统的粮食生命线这一概念内涵的区别;基于唐山地震和汶川地震等国内外典型地震中的粮食系统震害现象的调研,... 简述了生命线地震工程的发展,基于生命线工程的学术理念,从防灾减灾的全新视角提出了粮食生命线工程的概念,辨析了这一概念与传统的粮食生命线这一概念内涵的区别;基于唐山地震和汶川地震等国内外典型地震中的粮食系统震害现象的调研,阐述粮食生命线工程在储存、加工、运输和分配等过程中的典型震害现象和破坏机理。梳理了粮食生命线工程有关的现行抗震设计规范和标准。对该领域的关键科学问题进行了凝练,进一步强调智能化、多学科和以人为本是未来生命线工程防灾减灾领域的总体趋势。研究成果可为初入该领域的研究人员提供概览式图景,同时亦可为该领域资深学者提供有效借鉴。 展开更多
关键词 粮食生命线工程 筒仓 粮食物流 震害现象 机理
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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
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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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城市轨道交通网络性能评价国内研究综述
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作者 赵家旭 侯本伟 +1 位作者 缪惠全 江志伟 《都市快轨交通》 北大核心 2025年第3期1-10,共10页
为分析城市轨道交通网络性能评价领域的发展历程和研究现状,基于CiteSpace软件对中国知网数据库中的文献进行计量分析。从城市轨道交通、城市轨道交通网络以及城市轨道交通网络性能评价3个层次的研究逐步聚焦,并对发文量、发文作者、文... 为分析城市轨道交通网络性能评价领域的发展历程和研究现状,基于CiteSpace软件对中国知网数据库中的文献进行计量分析。从城市轨道交通、城市轨道交通网络以及城市轨道交通网络性能评价3个层次的研究逐步聚焦,并对发文量、发文作者、文献来源和关键词等信息进行分析。通过追踪重要文献,归纳轨道交通网络性能评价的主要指标,并评述了不同评价方法的优缺点。研究表明,城市轨道交通网络性能评价研究正在经历几个重要的转变:首先,分析模型从无权网络向加权网络模型发展,更加注重车站和区间的差异性;其次,研究对象从轨道交通网络分析扩展到对轨道-道路、轨道-公交等耦合交通网络的综合评价;最后,网络性能研究焦点也由灾害或外部冲击时的抵抗能力,逐步转向包含灾后恢复能力的韧性评价。 展开更多
关键词 城市轨道交通网络 性能评价 CITESPACE 文献计量 综述
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韧性城市视角下地铁系统安全运营评价指标体系 被引量:13
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作者 杜修力 张洋 +4 位作者 缪惠全 李洋 钟紫蓝 蒋录珍 侯本伟 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期1-13,共13页
为降低地铁系统安全运营风险,从韧性城市的视角提出了一种针对城市地铁系统安全运营的评价指标体系。该指标体系在解析既有地铁系统评价指标体系基础之上,从地铁系统物理构成要素的五个基本维度出发,沿时间切入韧性的四个基本特征,建立... 为降低地铁系统安全运营风险,从韧性城市的视角提出了一种针对城市地铁系统安全运营的评价指标体系。该指标体系在解析既有地铁系统评价指标体系基础之上,从地铁系统物理构成要素的五个基本维度出发,沿时间切入韧性的四个基本特征,建立了针对地铁系统韧性这一目标的评价方法,并概述为地铁系统韧性评价的541指标体系(即五个维度、四个特征、一个目标)。运用层次分析法对该体系内各级指标的权重进行计算和比较,结合可拓物元理论构建地铁系统韧性评价模型,并以某市地铁系统为例,利用专家打分法得到的分值进行模型的运用。这一指标体系不仅可有效识别整个地铁系统关键物理要素,并将其与韧性的不同特征建立联系,是韧性城市理论在地铁系统领域的重要拓展,对于指导地铁系统的安全运营具有很好的参考价值和借鉴意义。 展开更多
关键词 韧性 韧性城市 地铁系统 运营 指标体系 层次分析法
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生命线工程的可靠性研究进展分析(Ⅱ)——国内电力系统的抗震可靠性 被引量:4
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作者 缪惠全 高思远 +3 位作者 刘如山 钟紫蓝 张聪聪 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期362-384,共23页
为了解国内电力系统的抗震可靠性研究现状,基于知识图谱分析软件CiteSpace分别对城市电力系统—城市电力系统抗震(可靠性)—城市电力系统抗震可靠性3个层次4个领域的发文量、发文作者、发文机构、期刊和关键词展开系统分析,梳理该领域... 为了解国内电力系统的抗震可靠性研究现状,基于知识图谱分析软件CiteSpace分别对城市电力系统—城市电力系统抗震(可靠性)—城市电力系统抗震可靠性3个层次4个领域的发文量、发文作者、发文机构、期刊和关键词展开系统分析,梳理该领域的历史发展脉络,明确热点问题、核心团队以及研究主题。通过进一步分析研究主题,明确其研究现状和关键科学问题。研究表明:国内电力系统的抗震可靠性研究主要包括地震灾害、地震反应、易损性、可靠性4个方面;关键科学问题包括不同电力设备与设施的震害机理与抗震措施、电力系统不同元件地震易损性分析方法、变电站和城市电网系统的韧性评估方法与提升理论、以电网为核心的耦合基础设施系统的灾害传播机理与量化模型4个方面。 展开更多
关键词 韧性城市 电力系统 电网 变电站 地震 可靠性
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城市供水管网抗震功能评估与指标对比 被引量:1
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作者 钟紫蓝 韦杰 +3 位作者 缪惠全 侯本伟 韩俊艳 杜修力 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1862-1873,共12页
为了对城市供水管网抗震功能作出合理评估,从居民日常生活和城市火场消防两个角度,建立了城市供水管网抗震功能评估方法。该方法首先根据设定的场地峰值加速度并基于管线的地震易损性模型和用户节点的火灾风险模型生成供水管网地震灾害... 为了对城市供水管网抗震功能作出合理评估,从居民日常生活和城市火场消防两个角度,建立了城市供水管网抗震功能评估方法。该方法首先根据设定的场地峰值加速度并基于管线的地震易损性模型和用户节点的火灾风险模型生成供水管网地震灾害物理破坏情景,然后据此修改供水管网水力模型并利用压力驱动的节点配水量模型进行管网水力平差,最后根据水力平差结果进行了供水管网震后生活需水功能评估和消防需水功能评估,探讨了消防需水对生活需水的影响;同时,揭示了不同峰值地面加速度作用下服务性指标与可靠度指标之间的关系。研究结果表明:在相同峰值地面加速度作用下,基于服务性指标的评估数值均要大于基于可靠度指标的评估数值。在较小峰值地面加速度(0.2 g、0.25 g)作用下,震后生活需水和消防需水均可同时得到满足,消防需水对生活需水影响不大;在较大峰值地面加速度(0.40g、0.45g)作用下,由于管网破坏比较严重,震后生活需水和消防需水均不能得到较好的满足,消防需水对生活需水影响也不大;而在中等峰值地面加速度(0.30 g、0.35 g)作用下,消防需水对生活需水有较大影响,约7%左右。 展开更多
关键词 生命线系统 供水管网 震后功能 震后火灾 Monte Carlo模拟
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基于ReCOVER体系的我国城市韧性演进特征分析 被引量:1
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作者 钟紫蓝 齐娜娜 +3 位作者 缪惠全 侯本伟 许成顺 杜修力 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期19-29,共11页
城市化进程的加速和面临的多样化挑战使得城市韧性成为城市可持续发展的关键策略之一,深入研究我国城市韧性水平的演进特征对于全面了解我国城市发展的整体情况和提高城市防灾减灾能力具有重要意义。探究了2016—2020年我国31个省级行... 城市化进程的加速和面临的多样化挑战使得城市韧性成为城市可持续发展的关键策略之一,深入研究我国城市韧性水平的演进特征对于全面了解我国城市发展的整体情况和提高城市防灾减灾能力具有重要意义。探究了2016—2020年我国31个省级行政区城市韧性水平的时空演进特征,基于城市韧性评价体系ReCOVER对5 a间各省级行政区城市韧性水平进行综合测算,从时间维度和空间维度两方面综合分析了各省级行政区城市韧性的演进特征。结果表明:在时间维度方面,我国城市韧性水平整体得到提升,但各省级行政区的演变特征存在多样性。分阶段而言,4个阶段的韧性水平整体均呈现出增长的趋势;分维度而言,除社区与人口维度韧性水平呈现下降趋势外,其余维度韧性水平均得到提升。在空间维度方面,各省级行政区城市韧性之间呈现出显著的空间正相关性,即城市韧性在空间分布上存在显著集聚的现象,且集聚趋势呈现一定的离散性;总体而言,我国城市韧性在空间上呈现出明显的东高西低格局,空间分布差异特征明显。研究结果有助于了解各省级行政区的韧性水平演进趋势以及驱动城市韧性的主要因素,从而可以基于韧性演进特征和区域城市特点,为未来的韧性提升提供科学的理论指导。 展开更多
关键词 韧性城市 城市韧性 韧性评价 时空演进 韧性特征 指标
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考虑地震动场空间变异性的城市供电-燃气系统连通可靠性研究
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作者 陈新霖 缪惠全 +2 位作者 侯本伟 许成顺 马天鹤 《世界地震工程》 北大核心 2024年第4期1-10,共10页
城市供电系统和燃气系统(简称“电-气系统”)是生命线系统的重要组成部分,地震作用下系统内结构和设备等设施受到不同程度的破坏,会导致电-气系统服务功能下降或丧失。文中基于非一致地震动场和系统元件地震易损性模型,提出了电-气系统... 城市供电系统和燃气系统(简称“电-气系统”)是生命线系统的重要组成部分,地震作用下系统内结构和设备等设施受到不同程度的破坏,会导致电-气系统服务功能下降或丧失。文中基于非一致地震动场和系统元件地震易损性模型,提出了电-气系统抗震连通可靠性评估模型。首先,根据地震动参数衰减关系生成空间非一致地震动场,结合电-气系统主要元件地震易损性模型,计算空间地震动场下不同系统元件的失效概率;其次,为考虑元件地震破坏的不确定性,利用Monte Carlo方法模拟地震对系统元件造成的破坏,并通过修改系统网络拓扑的邻接矩阵来反映元件失效。考虑燃气门站邻近的供电节点失效导致的燃气系统源点故障,以及发电厂邻近的供气节点失效导致的供电系统源点故障,建立了双向耦合系统的分析模型;最后,通过IEEE30供电系统与47节点燃气系统对该框架进行了验证。研究结果表明:地震动场空间变异性对系统抗震性能影响显著,相较于一致地震动场,空间地震动场中供电系统和燃气系统连通可靠度分别下降了20.2%和18.7%。电-气系统双向耦合中,供电系统和燃气系统的连通可靠度分别下降了9.4%和22.1%;空间地震动场中,供电系统元件的易损性大并且系统抗震连通可靠度较低,供电系统对燃气系统的影响更大。 展开更多
关键词 生命线 空间地震动场 连通可靠性 抗震性能 Monte Carlo模拟
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盾构下穿施工既有隧道变形机理数值模拟研究 被引量:1
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作者 路德春 宋涛 +2 位作者 林庆涛 孟旭 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期485-500,共16页
盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工... 盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工程建立盾构下穿既有隧道三维有限元数值模型,获得了盾构下穿过程中既有隧道结构变形、内力响应、围岩压力,及其周围地层应力的发展变化规律,揭示了既有隧道的变形机理。结果表明:既有隧道在纵向上发生挠曲和扭转变形,挠曲变形呈现为中部沉降两端隆起的“V”形变形,断面扭转变形呈中间大两端小的分布形式,且随盾构掘进先逆时针扭转后顺时针扭转;对于隧道横断面,在x=-0.8D~0.8D隧道断面呈现侧向压扁、竖向伸长的变形模式,在x=±0.8D之外隧道断面呈现侧向伸长、竖向压扁的变形模式,x=-0.8D~0.8D隧道断面变形由盾构开挖引起的土体卸载引起,x=±0.8D之外的隧道断面变形由中间区域隧道断面扭转和沉降变形的传递导致。 展开更多
关键词 盾构 下穿施工 既有隧道 变形机理 数值模拟
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典型交叉连接形式的承插式埋地管线地震响应分析 被引量:1
13
作者 侯本伟 刘嘉伟 +3 位作者 张亚波 韩俊艳 钟紫蓝 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期407-416,共10页
埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口... 埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口灰口铸铁管线(CIP)的接口张开量以及管土相对变位;然后分析了采用十字型、T型、L型和双T型交叉管件连接的管线地震响应特征,其中交叉管件与各分肢管线分别采用承插式和法兰式两种连接口,并比较了接口类型对各类交叉管件地震响应的影响规律。结果表明:对于地震波作用下不同接口类型的直线型管线,DIP柔性接口峰值张开量大于CIP刚性接口,CIP刚性接口管线轴力远大于DIP柔性接口管线。管线交叉处采用承插式接口时,双T型交叉管件连接的管线接口峰值张开量略小于十字型、T型连接。管线交叉处采用法兰接口时,与法兰口邻接的DIP柔性接口张开量较大、易发生拉伸破坏,与法兰口邻接的CIP刚性接口轴向压力较大、易发生受压破坏;在双T型交叉处,与法兰口邻接的承插接口响应显著大于十字型、T型连接。 展开更多
关键词 埋地管线 交叉管线 地震波动 承插式接口 法兰接口 接口变形
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考虑软黏土循环弱化效应的桩基承载力计算方法 被引量:1
14
作者 张小玲 张晓伟 许成顺 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第7期1365-1372,共8页
在循环荷载的作用下,软黏土的强度与刚度会随着循环荷载的持续作用而降低。目前针对循环荷载作用下软黏土地基中的桩侧荷载传递模型的研究大多基于双曲线模型提出的,模型较为复杂且计算效率低,针对该问题,首先引入一个可以描述软黏土循... 在循环荷载的作用下,软黏土的强度与刚度会随着循环荷载的持续作用而降低。目前针对循环荷载作用下软黏土地基中的桩侧荷载传递模型的研究大多基于双曲线模型提出的,模型较为复杂且计算效率低,针对该问题,首先引入一个可以描述软黏土循环弱化特性的土体力学模型,利用ABAQUS子程序二次开发实现了土体的循环弱化特性并引入到桩土相互作用模型的计算中。同时对传统静力桩侧荷载传递模型进行了改进,提出了一个可考虑软黏土循环弱化效应的桩侧荷载传递三折线模型;然后基于荷载传递法的思路建立了桩基承载力的计算方法,该方法可以考虑软黏土的循环弱化效应;将该方法得到的计算结果与相关文献中的模型试验结果进行对比验证,证明了提出的考虑软黏土循环弱化效应的桩基承载力计算方法的正确性和有效性。最后,在海上风电桩基的实际工程中应用该方法进行桩基极限承载力的计算,并分析了循环次数以及循环荷载水平对极限承载力的影响。 展开更多
关键词 循环弱化效应 桩基承载力 桩土作用模型 三折线模型
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CFRP布加固无腹筋混凝土梁的抗剪作用试验研究
15
作者 金浏 蒋轩昂 杜修力 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期118-129,共12页
对12根几何相似的CFRP加固无腹筋钢筋混凝土简支梁进行剪切破坏试验,分析梁深、配纤率对梁剪切破坏模式与失效机制的影响,获得了CFRP条带的全过程应变分布情况,讨论梁深和CFRP配纤率对CFRP条带抗剪贡献的定量影响,进而提出CFRP抗剪贡献... 对12根几何相似的CFRP加固无腹筋钢筋混凝土简支梁进行剪切破坏试验,分析梁深、配纤率对梁剪切破坏模式与失效机制的影响,获得了CFRP条带的全过程应变分布情况,讨论梁深和CFRP配纤率对CFRP条带抗剪贡献的定量影响,进而提出CFRP抗剪贡献的计算公式,并与试验结果及规范计算结果等进行对比分析。结果表明,梁深对CFRP布抗剪贡献影响明显,即梁深增大时,CFRP布名义抗剪强度显著降低。梁高由300 mm变化至1200 mm时,CFRP名义抗剪强度下降约50%,具有明显的尺寸效应;不同尺寸下,CFRP布名义抗剪强度均随着配纤率的增大而增大,但名义抗剪强度增大幅度随着配纤率的增大而减小,呈现出非线性增长趋势;建立的CFRP抗剪承载力计算公式能较准确地预测不同配纤率及截面尺寸下的CFRP抗剪承载能力。 展开更多
关键词 混凝土梁 配纤率 梁深 剪切破坏 抗剪贡献 试验研究
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混凝土非均质性对RC梁冲击响应尺度效应的影响机制
16
作者 金浏 吴少雄 +2 位作者 张仁波 李健 杜修力 《含能材料》 北大核心 2025年第7期751-765,共15页
钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构在服役过程中常遭受冲击荷载作用,导致其动力响应十分复杂,往往难以预测。为了系统分析混凝土非均质性这一特征对几何相似RC梁冲击响应及尺度效应的影响,基于对照分析的方法,建立了均质RC梁(Homo... 钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构在服役过程中常遭受冲击荷载作用,导致其动力响应十分复杂,往往难以预测。为了系统分析混凝土非均质性这一特征对几何相似RC梁冲击响应及尺度效应的影响,基于对照分析的方法,建立了均质RC梁(Homogeneity,HMG)与两种非均质RC梁(Heterogeneity⁃Ⅰ,HTG⁃Ⅰ和Heterogeneity⁃Ⅱ,HTG⁃Ⅱ)模型。在冲击荷载作用下分别对比分析位移、冲击力及支反力响应,并进一步从损伤模式、挠度曲线及能量吸收角度探讨其尺度效应的内在机理。研究结果表明,混凝土非均质性这一特征是导致几何相似RC梁位移响应产生尺度效应的原因之一,但其对冲击力和支反力响应的影响较小。造成上述现象的内在机理可能是非均质性会引起不同的损伤路径,结合挠度曲线和能量吸收角度分析,进而发现非均质性增强了RC梁的局部响应。同时,冲击速度在3.6~7.4 m·s^(-1)内,冲击速度越大,位移响应的尺度效应会越显著。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 非均质性 尺度效应 冲击荷载 损伤模式
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致密储层裂缝气水微观渗流过程研究
17
作者 侯世伟 吕寻庆 +2 位作者 孟素云 张皓 杜修力 《石油实验地质》 北大核心 2025年第3期671-679,共9页
为研究致密储层裂缝空间内流体的动态渗流机理,基于深度学习分割结果,构建真实储层三维数字岩心裂隙结构。首先评价其连通性,然后模拟单相流渗透率,利用水平集方法耦合N-S方程进行气、水两相流驱替过程研究,并采用有限元方法求解。结果... 为研究致密储层裂缝空间内流体的动态渗流机理,基于深度学习分割结果,构建真实储层三维数字岩心裂隙结构。首先评价其连通性,然后模拟单相流渗透率,利用水平集方法耦合N-S方程进行气、水两相流驱替过程研究,并采用有限元方法求解。结果显示:深度学习方法可高效自动分割岩心图像中的裂隙,准确率达85%;连通裂隙对于岩石渗透性有重要作用,流体性质的不同,影响流动压力和速度,进而影响其渗透率。驱替模拟过程中可清晰观察到气、水两相分布特征,随驱替时间变化直至渗流结束,狭窄裂隙通道流体饱和度几乎无变化,是残余气相的主要赋存空间;而连通性相对较好的裂隙成为主渗流通道,其具有宽且笔直的特征,气体采收率趋于稳定。该研究结果对微观条件下致密储层裂缝空间内的气、水两相流动研究具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 渗流过程 裂隙结构 裂隙连通性 数字岩心 深度学习分割 致密储层
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地震作用下浮式桥梁动力响应及参数影响分析
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作者 王丕光 沈一鸣 +2 位作者 曲杨 赵密 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期149-161,共13页
针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载... 针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载荷则采用Morison方程进行模拟;分析了不同地震动特性、不同地震动强度及不同地震方向作用下,浮式桥梁系统动力响应特性及关键参数影响规律。结果表明:不同地震特性的地震动引发的浮式桥梁响应存在显著差异,低频且能量较为集中的长周期地震动会引发浮桥产生较大的响应,而高频且能量较为分散的短周期地震动引发的浮桥响应相对较小;单独施加x方向地震时,会引发系统z方向上的动态响应,导致单独z向和x-y-z向结构地震动响应存在明显区别,后者动力响应明显大于前者;考虑附加质量的浮式桥梁加速度和位移响应均大于无附加质量的情况;结构阻尼对浮桥的响应有一定抑制作用;而浮筒和锚索的拖曳力对系统响应的影响相对较小。 展开更多
关键词 浮式桥梁 地震响应 水与结构相互作用 参数分析
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能源地铁车站物化阶段碳排放计算方法
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作者 赵旭 孟亚娟 +3 位作者 张国柱 陶连金 任泽森 孙凯悦 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第3期317-326,共10页
能源地铁车站是一种利用地温能对地铁车站进行温度控制的新型能源地下结构。选取能源地铁车站为研究对象,结合建设特点对其施工过程进行分部分项划分,以排放因子法为基础,建立了考虑地源热泵的盐水管系统施工的能源地铁车站物化阶段碳... 能源地铁车站是一种利用地温能对地铁车站进行温度控制的新型能源地下结构。选取能源地铁车站为研究对象,结合建设特点对其施工过程进行分部分项划分,以排放因子法为基础,建立了考虑地源热泵的盐水管系统施工的能源地铁车站物化阶段碳排放计算方法。并以北京市某地铁车站为例,计算了地铁车站加设地源热泵的盐水管系统后物化阶段的碳排放,最后对结果进行分析验证。目前尚缺乏地下结构的碳排放细化计算方法,该方法的建立不仅可以为类似工程碳排放核算工作提供理论和计算参考,还能满足基础设施建设行业发展需求,对推动我国碳排放核算体系的建立与完善有重要意义。 展开更多
关键词 排放因子法 能源地铁车站 盐水管 地源热泵 物化阶段 分部分项
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正弯矩循环加载下盾构管片接头损伤特性数值模拟研究
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作者 赵旭 谢伟杰 +5 位作者 黄景琦 张泽彬 杜修力 赵密 曹胜涛 张凤琳 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1080-1091,共12页
为了探究正弯矩循环荷载对管片接头力学性能的影响,以某地铁线单层衬砌管片接头为研究对象,建立三维精细化的盾构管片接头数值模型,在与已有单向正弯矩下管片接头力学破坏试验对比验证的基础上,开展单向正弯矩循环加载下管片接头全过程... 为了探究正弯矩循环荷载对管片接头力学性能的影响,以某地铁线单层衬砌管片接头为研究对象,建立三维精细化的盾构管片接头数值模型,在与已有单向正弯矩下管片接头力学破坏试验对比验证的基础上,开展单向正弯矩循环加载下管片接头全过程破坏数值模拟,研究管片接头破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化以及耗能能力等,并进一步探讨轴力和螺栓预紧力对管片接头循环力学性能的影响规律。研究结果表明:1)管片接头在单向正弯矩循环加载作用下的破坏过程可划分为5个阶段,即弹性阶段、塑性硬化阶段、承载力第1次下降阶段、平台阶段及第2次下降破坏阶段;2)循环加载显著降低了管片接头的承载能力,并存在明显的强度与刚度下降等损伤累积特征;3)轴力减弱了接头滞回曲线的捏拢效应,提高了峰值弯矩及延性性能,而螺栓预紧力对接头滞回曲线捏拢效应影响较小,并会降低接头峰值弯矩和提高接头延性性能。 展开更多
关键词 管片接头 正弯矩 循环加载 力学性能 数值模拟 损伤累积
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