基于地震信号的滚石定位及动力参数反演研究

基于滚石诱发地震信号可快速准确地获取滚石灾害信息,对灾情评估至关重要。开展了滚石冲击坡面地震动监测现场原位试验,揭示了滚石冲击地震信号时频域特征规律,分析了到时法与极化法的震源定位性能,并基于量纲分析法建立了滚石体积与冲击速度反演模型。结果表明:滚石冲击坡面(弹跳阶段)产生的地震信号表现为短持时、宽频带的三角状脉冲特征;结合到时法和极化法震源定位理论,实现了滚石冲击坡面的空间定位,得出到时法是更为优良的滚石冲击震源定位方法,其平均相对定位误差不超过10%;基于无量纲反演模型预测的滚石体积、冲击速度与实际结果吻合较好,平均预测误差均低于20%。研究成果可为滚石灾害动力学参数的快速获取提供理论与技术支持。

基于动力过程的泥石流定量风险评估: 以四川凉山州木里县黄泥巴沟泥石流为例

以四川凉山州木里县黄泥巴沟泥石流为例,基于Massflow数值仿真平台,通过现场调查及数值模型构建,分析泥石流形成演化机制,反演泥石流动力演进物理过程。在此基础上,开展不同重现期泥石流危险性评估,构建不同破坏模式下砌体结构易损性评估模型,建立基于动力过程的泥石流风险评估方法。研究区泥石流风险评估结果表明:20 a一遇泥石流极高、高风险区面积分别为0.15×10^(4)和1.68×10^(4) m ^(2),其中建筑物数量分别为10和13座;50 a一遇极高、高风险区面积相比20 a一遇分别增加40%和70.8%,建筑物分别增加2和4座;100 a一遇极高、高风险区面积相比20 a一遇分别增加113.3%和132.1%,建筑物分别增加11和5座。本研究构建的考虑侵蚀的泥石流动力过程数值模型可较好反映黄泥巴沟泥石流事件,且砌体结构易损性评估模型经与其他泥石流事件分析验证表明其具有较好的可行性,相关结果可为黄泥巴沟泥石流风险定量预测提供依据。

地铁站与地下商业街连接空间优化提升策略研究——以江苏省南京市新街口地铁站为例

随着城市轨道交通的快速发展,地铁已成为人们的主要出行方式。伴随着TOD模式的开发,越来越多地铁站与地下商业空间直接相连。该连接空间不仅承担着疏散人流的作用,也能为地下商业区提供客流量。本文以江苏省南京市新街口地铁站为例,通过文献归纳、问卷调查、IPA分析法等方法,分析连接空间环境与人群行为需求之间的矛盾,总结出连接空间中存在的问题并提出提升策略。

基于老年人需求的合肥市旅居养老建筑设计策略

随着退休潮的来临,老年人对不同养老模式的认知逐步拓宽,国内旅居养老产业迅速发展。但部分城市旅居养老软硬设施参差不齐、同质化严重等,使得旅居养老市场竞争力弱。本文基于实地走访调研,深入挖掘安徽省合肥市旅居养老人群的需求,分析当前旅居建筑的设计问题,从选址、总图、建筑、户型、室外环境等方面提出设计策略,以基础设施建设为基础,通过差异化设计,提高合肥市旅居养老建筑的竞争力,为今后我国旅居养老建筑的设计方向提供参考。

降雨和库水位变动联合作用下滑坡位移加权反分析及监测预警方法

降雨和库水位变动是诱发大型库岸滑坡体持续变形甚至失稳的主要外在因素。针对以上两种因素联合作用下滑坡体的变形特征,本文提出一种基于多源数据的“反演-评估-融合-预警”四步式滑坡监测预警方法。该方法采用趋势项位移进行力学参数反演,有效避免了降雨、库水位变动等外在因素对反演结果的影响。同时,采用熵权值构建了反演目标函数,借此考虑了不同位置监测点对反演结果的影响程度。此外,考虑了滑坡体自身的地质条件和坡体结构对监测预警的影响,综合运用安全系数和综合变形速率构建了具有地质和力学基础的预警模型。采用本文方法对贵州三板溪水电站东岭信滑坡体进行了力学参数反演和监测预警,结果表明:该滑坡体整个监测期间的安全系数在1.25~1.70之间波动,整体状态呈下降趋势,基于安全系数的角度判断其尚处于稳定状态;综合变形速率呈现上、下波动趋势,与安全系数在变化规律上具有高度的相关性,两者可以从整体上表征该滑坡体在降雨和库水位变动联合作用下稳定性的演进过程;当前监测时刻点的综合变形速率是0.0599,根据分级预警模型判断此滑坡体当前处于稳定变形阶段(Ⅰ级预警),与安全系数的判断结果具有一致性。

泡沫铝基耗能装置在铁路桥墩防车撞中的应用研究

随着公路、铁路、城市立交桥的大量建设,跨线桥数量剧增,桥墩被汽车撞击的可能性大大增加。因此,针对目前铁路桥墩防车撞防护装置的不足,提出了一款泡沫铝基组合耗能装置的结构型式。该研究结合了静力压缩试验、落锤冲击试验以及有限元数值模拟,研究了防撞装置缓冲材料的物理力学性能及车辆撞击防撞装置的冲击动力学响应。结果表明,泡沫铝-聚氨酯-泡沫铝三层组合结构型式中工况3~4吸能效果最佳,其吸能密度(EA)、比吸能(SEA)以及吸能效率(EEA)值分别为3×10^(3) kJ/m^(3)、12.21 kJ/kg、28.57%。在数值模拟中,无防撞装置工况下,车辆撞击力最大值为5 332.99 kN,桥墩吸收的能量为22.05 kJ,最大应力为124.46 MPa,墩身产生明显损伤;在有防撞装置工况下,车辆撞击力最大值为2 674.41 kN,降低了49.85%;桥墩最大应力为6.96 MPa,降低了94.41%。结果表明该防撞装置组合结构对桥墩起到了良好的防护效果。

体育型工业遗存建筑改造策略研究

在城市更新上升为国家战略的背景下,为推动我国城市存量更新,满足人民对高质量生活的要求。本文以体育功能置入工业遗存的改造为研究对象,探讨体育型工业遗存建筑改造的可行性,梳理不同规模的改造模式及特征。并通过调查研究,围绕建筑体量优化、结构优化、体育功能的匹配、空间限定方式优化及立面优化五大方面提出改造策略,以期丰富体育型工业遗存建筑改造的理论研究,实现工业遗存的当代价值。

超声冲击法提高低碳钢焊接接头疲劳强度的研究

焊接结构中，焊接接头的疲劳强度远远低于母材的疲劳强度。大量的实验表明，疲劳裂纹主要起源于接头焊趾处，因此处理焊接接头焊趾将会提高接头的疲劳强度。文中利用自行研制的超声波冲击实验装置，对提高低碳钢焊接接头疲劳强度进行了研究。进行了Ｑ２３５Ｂ钢平板对接和十字接头（熔透）两种接头形式的焊态与冲击处理态的对比疲劳试验，分别获得了两种接头形式冲击处理前后的Ｓ—Ｎ 曲线及疲劳极限（２×１０６）。结果表明，超声冲击处理后，对接接头疲劳极限提高了５８％ ，十字接头提高了６４％ 。

滚石冲击荷载下棚洞钢筋混凝土板动力响应研究

我国西部地区地势复杂,高山峡谷众多,特殊的地质地貌发育了大量滚石山地灾害,严重威胁山区人民的安全。一般认为,采用棚洞结构进行滚石灾害防治是最为有效的工程措施,然而,滚石对棚洞的冲击是一个复杂的动力过程,尤其表现在滚石与棚洞顶板的瞬态接触过程中。而目前国内外对此缺乏合理的计算方法,严重制约滚石棚洞结构的工程应用。为此,结合Olsson为求解正交各向异性复合板冲击问题所提出的动力控制方程,针对目前接触准则给出的接触定律与实际往往不符所带来的缺陷,通过引入数值压痕试验手段,提出了一种滚石冲击钢筋混凝土(RC)板动力响应问题的理论方法。结合算例,将该方法与Herzt理论解、动力有限元解进行了比较,结果表明:Herzt弹性理论解未考虑结构塑性变形影响,导致滚石冲击力偏大;而该方法得到的理论解与动力有限元计算结果较为接近。该方法不仅可用于滚石冲击荷载下棚洞RC板动力响应分析,同时为压痕试验在土木工程中的应用提供了一种有效的数值分析方法。

提高焊接接头疲劳强度的超声波冲击法

通常采用打磨焊趾的方法来改善焊接接头的疲劳强度，而使 用超声波冲击焊趾来提 高焊接接头及结构的疲劳强度，是一种国际上刚刚出现的新方法。本文研制成 功了一种基于压电陶瓷 换能器的新型超声冲击试验装置。实际使用过程表明：其执行机构体积小、重量轻、噪音极小、耗能 低、使用灵活方便，易于实施。利用该设备，采用 Ｑ２３５ 钢进行了冲击 处理效果的验证性对比疲 劳试验。试 验结果表明：超声冲击方法对焊接接头疲劳强度的改善效果十分明显，能够提高疲劳寿命２０ ～３０ 倍以上，极具实用价值。同时发现，超声冲击处理能够有效地消除焊趾处 浅层裂纹、夹渣等焊接缺陷，该作用 也是其提高焊接接头疲劳强度的原因之一。

超声冲击法改善LF21铝合金焊接接头的疲劳性能

利用自行研制的超声冲击实验装置 ,对提高LF2 1铝合金焊接接头的疲劳强度进行了研究 ,进行了TIG焊LF2 1铝合金非承载十字与T型接头的焊态及冲击处理态对比疲劳试验。结果表明 :使用TIG焊获得的LF2 1铝合金原始焊接接头的疲劳强度与其它焊接方法得到的同样接头的疲劳强度基本相当 ,试图采用更高强度级别的S N曲线对其进行设计时应持慎重态度。在应力比R =0 .5时 ,超声冲击处理使LF2 1铝合金非承载十字焊接接头 (拉伸载荷 )的疲劳强度提高了 2 6 %,接头寿命延长了 2～ 4倍。在应力比R =0 .1时 ,超声冲击处理使T型接头 (三点弯曲载荷 )的疲劳强度提高了 37%,接头寿命延长了 4～ 8倍。在应力比R =- 1时 ,超声冲击处理使T型接头 (三点弯曲载荷 )疲劳强度提高了 44 %,接头寿命延长了 5～

“9·07”彝良地震诱发次生山地灾害调查及减灾建议

2012年"9·07"彝良地震诱发大量的次生山地灾害,包括崩塌、滚石、滑坡、泥石流等。其中,崩塌、滚石不仅造成了大量人员伤亡和房屋损毁,也阻塞了救援道路,严重延缓了救援进度。且由于地震及余震多次往复作用,造成大部分山体稳定性降低,在未来几年甚至几十年,山地灾害将进入频发期,灾害链[滚石、崩塌、滑坡-泥石流-堵江(堰塞湖)-溃坝(洪水、更大规模泥石流)]表现将尤为突出。通过地震后对彝良县城洛泽河镇地震重灾区展开次生山地灾害调查,提出震区次生山地灾害的减灾建议。

滚石防护棚洞EPS垫层结构缓冲作用研究

工程实践表明聚氨酯泡沫(EPS)垫层结构对滚石防护棚洞有较好的缓冲作用,但其作用机理,缓冲效果定量评价还有待深度研究。为此,对滚石冲击荷载下铺设土垫层及EPS垫层结构棚洞板的动力响应进行了对比研究。首先通过静力压痕数值试验获取不同垫层结构与滚石在加卸载条件下的接触力—压痕关系,并将其引入棚洞板的冲击动力控制方程,进而计算滚石冲击荷载下不同垫层结构棚洞板的动力响应,并与动力有限元进行了对比分析,结果表明:理论解与动力有限元结果非常接近,理论方法可用于棚洞动力响应分析;EPS垫层结构缓冲效果显著,可大幅度降低滚石冲击力,且EPS材料密度越小、厚度越大耗能效果越明显。

冲击荷载下EPS垫层棚洞耗能减震作用研究

通过在棚洞顶部铺设砂垫层能够达到一定的缓冲吸能目的,然而工程实践表明:砂垫层材料缓冲效果有限,且自重荷载较大,建设成本偏高,不利于大面积推广应用。为此,在传统棚洞砂垫层的基础上提出一种结合聚苯乙烯泡沫层(EPS)的复合垫层结构,依托丽江至攀枝花高速公路宝鼎棚洞工程,采用动力有限元方法对运煤缆车冲击棚洞过程动力响应进行研究,与传统砂垫层进行比较,从而揭示EPS垫层在棚洞结构设计中的耗能减震作用。结果表明:与传统垫层结构相比,结合EPS垫层的棚洞结构能够在一定程度上降低棚洞结构自重、冲击力、以及棚洞混凝土板的位移、应力响应,具有较高的工程应用价值。

泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验

在我国西部山区地震、地质活跃带,泥石流灾害对位于泥石流沟道、沟口等位置处的桥墩构成重大威胁。如何量化描述泥石流冲击桥墩的动力过程,是泥石流减灾领域拟要解决的一个重要科学问题。以泥石流灾害威胁成兰铁路沿线桥墩的工程背景为基础,依托大型泥石流模拟系统,进行多组室内大比例泥石流冲击桥墩物理模型试验。研究泥石流流速、流深以及流体特征参数与泥石流冲击压力的相关性。试验结果表明:冲击过程主要受到弗汝德数Fr和雷诺数Re两个无量纲数控制,稀性泥石流冲击压力主要控制参数为Fr,而对于黏性泥石流则同时有Fr和Re的影响;不论是对于峰值冲击力还是冲击功率谱,不同类型泥石流差别显著;在相同重度等条件下,稀性泥石流具有更大的冲击能量;此外,各种类型泥石流通过临界Fr线得到了本质上的区分。研究成果将为桥墩抗泥石流冲击结构设计提供技术支持及科学依据。

纳米化处理超声金属表面

采用超声表面加工处理方法在45钢上制备出纳米结构表层.TEM(透射电子显微镜)、XRD(X射线衍射)、粗糙度和显微硬度试验结果表明:经超声处理后,样品表层的晶粒可细化至纳米量级,平均晶粒尺寸为50 nm,且在某些区域出现纳米晶与非晶嵌套结构,表面形成残余压应力,表面粗糙度值降为原始样品的1/100,与样品心部相比,表层硬度显著提高.

改善焊接接头疲劳强度超声冲击装置的研制及应用

使用超声波冲击焊趾来提高焊接接头及结构的疲劳强度 ,是国际上刚刚出现的一种新方法。本文对超声冲击方法的实验装置进行了研究 ,研制成功了一台可以用于实际冲击处理的样机。利用所研制的实验装置 ,对 16Mn钢几种焊接接头实施冲击处理 ,并进行了冲击处理前后的对比疲劳试验。 16Mn对接接头疲劳强度 (2× 10 6 )提高了 90 % (拉伸 ) ,十字接头 (拉伸 )提高了 6 7% ,能够延长疲劳寿命 30～ 10 0倍以上。

滚石冲击闭孔泡沫铝夹芯板耗能缓冲机理研究

在山区构筑物外表面覆盖一层缓冲材料能有效减小滚石冲击危害,达到保护工程结构的目的。为此,将泡沫铝作为一种耗能缓冲材料引入滚石灾害冲击领域,并将其与钢板组合为夹芯板结构,采用静力压载试验及动力有限元对滚石冲击泡沫铝夹芯板动力响应进行分析,揭示泡沫铝夹芯板耗能缓冲作用机理。结果表明:泡沫铝及夹芯结构在进入屈服强度后有较宽的耗能缓冲平台,可吸收大量冲击能量;同时夹芯板结构可有效降低被保护物结构挠度变形,伴随夹芯钢板厚度不断增大,垫层冲击坑深度不断降低,被保护结构中心点变形有较明显下降,但过大的钢板厚度使得泡沫铝夹芯板整体刚度增强,反而不利于泡沫铝夹芯板能量耗散。因此,在泡沫铝缓冲垫层结构设计时,应综合考虑被保护物结构所容许的变形量及承受冲击力双重控制指标。

超声冲击处理焊接接头疲劳设计若干问题的探讨

对大量超声冲击处理焊接接头的试验结果进行分析总结,探讨超声冲击焊接接头疲劳设计与原始焊接接头的差异,并得到下述结论：①材料强度对超声冲击方法改善焊接接头疲劳性能的处理效果有一定影响,随着接头材料强度的提高改善效果也越好,因此采用低强钢超声冲击处理焊接接头的疲劳试验结果得到疲劳设计S—N曲线是安全的。②超声冲击处理焊接接头试件S—N曲线的斜率m远大于3(6～23),不能将试验结果硬性规定按m=3．0进行统计处理,推荐取m=10。③经过超声冲击处理后其疲劳强度不再与所外加的平均应力无关,而是随着应力比R的增加,接头所能够承受的疲劳应力幅度有所降低。因此建议采用最大应力对超声冲击处理焊接接头进行疲劳设计。④当采用最大应力对超声冲击处理焊接接头进行疲劳设计时,外载荷中所含平均应力与超声冲击处理焊接接头在FAT(200万次循环次数下的特定疲劳强度,将其定为疲劳级FAT)下的疲劳强度(应力范围)之间．的关系为：F(R)=1．25-0．5R,-1≤R≤0．5。

沉积盆地地球动力学系统的研究──以辽西-辽北-松辽盆地南部为例

盆地形成和演化过程与地球深部动力系统的演化过程有密切关系。地球深部动力系统主要包括岩石圈、软流圈以及莫霍面。岩石圈的厚度、有效弹性厚度以及流变性决定了它对构造活动、热活动以及变形的响应，控制了拆离带的深度，影响了盆地的热结构，进而影响到盆地的结构类型。软流圈不仅对岩石圈底部产生熔蚀作用，使岩石圈变薄，而且还直接影响到岩石圈的热学性质。莫霍面是一个动态的界面，从大的方面看，反映了不同大地构造单元的地壳结构；从小的方面看，指示了盆地的形成模式。在中国东北地区，从早、中侏罗世到早白垩世早期形成众多的断陷盆地，早白垩世晚期于松辽地区形成大型坳陷盆地。这些盆地沿松辽盆地-辽北-辽西一线呈有规律的排列，其含油气性由西北向东南由断陷含气坳陷含油，过渡为含气断陷不含油坳陷，到最后断陷中不含油气。油气的这种分布规律表面上看与盆地类型有关，实际上是受盆地深部地球动力系统的控制。主要体现在：（1）松辽盆地岩石圈厚度约50～60km，平均比辽西地区薄25km；岩石圈厚度越大拆离带的深度就越大；折离带深度越大，岩石圈的强度越大。由此可见，松辽盆地的岩石圈强度明显低于辽西地区，因此更易发生挠曲变形而形成坳陷盆地。（2）由于盆地的基底存在较大的差异，?