近断层脉冲型地震动作用下考虑波动效应的梁桥破坏分析

在近断层地震动激励的初始阶段,输入地震动从结构底部以波动形式向上传播,然而波动效应对近断层脉冲型地震动作用下梁桥结构地震破坏过程的影响特征尚不明确。为此,利用数值分析方法对某三跨梁桥在近断层脉冲型地震动作用下考虑波动效应的破坏过程、破坏机理开展研究。研究结果表明,在近断层脉冲型地震动作用下,墩柱底部截面曲率发展较合理,梁桥墩顶支座抗震能力较强,梁桥桥台处容许剪切位移是桥梁结构的抗震弱点,因此,在近断层地区的梁桥桥台抗震措施设计中应保证具有充足的容许剪切位移。

考虑钢筋腐蚀的近海隔震桥梁地震易损性分析

基于氯离子腐蚀作用模型,对混凝土中钢筋锈蚀机理及过程开展了研究,进而建立了钢筋直径及屈服强度的退化模型。为了研究氯离子侵蚀对隔震桥梁抗震性能的影响,选取我国某一长期处于海洋潮汐环境中受氯离子腐蚀影响显著的近海隔震桥梁为算例,基于Open Sees平台分别建立了不考虑和考虑钢筋腐蚀的全桥有限元模型,然后选取15条合适的地震波进行了IDA分析,并根据构件需求能力比建立了板式橡胶支座和桥墩在不同破坏状态下的易损性曲线,最终基于概率论知识完成了全桥的系统易损性曲线。计算结果表明:对于隔震桥梁而言,板式橡胶支座比桥墩更容易发生破坏;全桥系统比任何单一构件都更容易发生破坏,采用全桥易损性曲线评价桥梁的抗震性能更加合理;考虑钢筋腐蚀后,全桥地震易损性增强,说明在氯离子侵蚀环境下,钢筋的腐蚀问题不可忽略。

桥梁墩柱在近断层水平多脉冲地震动作用下响应特征分析

对桥梁墩柱在近断层水平多脉冲地震动激励下的响应特征进行了研究。采用多脉冲小波分析方法从选取的22组地震动中识别出17组为脉冲型近断层地震动并确定了相关参数。采用时域叠加小波方法将这些时程与目标反应谱匹配得到匹配时程,通过匹配前后的时程和反应谱对比验证了匹配的有效性。基于Open Sees建立了四根桥梁墩柱模型并通过模态分析与Pushover分析验证了模型的合理性与准确性,加载匹配后的地震激励并分析其响应特征。分析表明,匹配时程的反应谱与目标反应谱基本一致,模型与试验的位移延性能力相对误差不超过5%。水平面内脉冲能量最强方向的地震输入能量大于水平面其他方向的输入能量,结构对应的地震需求也最大。从位移延性需求的角度应考虑水平最强能量的输入方向,抽取一个主要脉冲波形来替代原地震输入的做法偏于危险,应考虑多脉冲形式来代替单脉冲形式。

基于HAZUS的预应力混凝土简支梁桥地震风险评价

为确定高烈度地区预应力混凝土简支梁桥的地震风险概率分布,以8度设防地区某3×30m预应力混凝土简支梁桥为例,对其进行地震风险评价。考虑支座、桥台和桩土相互作用对桥梁结构的影响,基于OpenSees平台建立全桥有限元模型,采用极值Ⅲ型地震危险性概率分布模型和33组远场地震动分别进行地震危险性和结构易损性分析,并结合美国地震风险评价系统HAZUS进行结构震后损失估计。结果表明:在地震动强度0.1g^0.2g时,该桥的地震年均发生概率最大,在地震动强度大于0.2g时,该桥的年均发生概率逐渐降低;在相同地震动强度作用下支座优于墩柱的抗震性能;当地震动强度大于0.8g时,该桥的年均预期损失比范围为0.002 9~0.003 2;考虑全部强度地震动对应的年均预期损失比范围为0.042 85~0.060 9。

台湾集集地震近断层多脉冲地震动分类及特性研究

提出一种基于小波方法的考虑近断层多个脉冲地震动的分析方法(multiple pulse analysis,MPA),选取COSMOS地震动数据库台湾集集地震事件中断层距小于30km的83组水平向地震动的数据,阐述了MPA方法的原理与实现,并利用MPA方法识别与分析了63组属于脉冲波的地震动速度时程。结果表明,考虑多个脉冲波对分析近断层脉冲型地震动特性的必要性,并讨论了断层距对近断层脉冲震动最强方向与理论方向差值,以及显著小波个数的影响关系。

近断层多脉冲地震作用下桥梁墩柱地震风险分析

桥梁墩柱是桥梁结构中的关键构件,为研究近断层多脉冲地震动对桥梁墩柱地震风险的影响,采用场地地震危险性、结构地震易损性和结构震后损失3项参数进行综合评估,以PGA为地震动强度指标,分析某8度设防场地的地震年均发生概率,利用OpenSees建立某桥梁墩柱有限元模型并给出其结构的易损性曲线,结合损失比得到桥梁墩柱结构的年均预期损失比分布对比曲线和年均预期损失比。结果表明:随着地震动强度的增大,其对应的年均发生概率反而减小,在小于0.3g范围内的年均地震动发生概率最大;能量最强方向地震时程对应易损性曲线的上限,水平最强方向上的显著小波分量不适合分析桥梁墩柱结构的地震风险,水平单向地震动低估了墩柱的年均预期损失比;对于桥梁墩柱的地震风险而言,能量最强方向上的地震时程对应着桥梁墩柱地震风险的最不利情况。

承插式复合材料埋地管道抗震性能分析

为研究承插式复合材料埋地管道抗震性能,建立了由四个玻璃纤维/热固性材料铺层(0/90/0/90)组成的管体有限元模型。对承插式接口的力学性能进行了计算,并给出了接口在三个方向上的等效弹簧参数。对埋地管道在不同强度地震作用下的整体位移分布、各铺层的应力分布以及承插式接口的抗震性能进行了分析。结果表明,两个0°铺层的应力比两个90°铺层的轴向应力均增大75%左右;随着地震强度的增大,接口E轴向等效弹簧的相对位移与抗力随之提高;在0.2 g,0.4 g,0.6 g地震强度作用下下,管道中部接口E的相对位移均未超过界限位移值,均保持正常工作状态。

近断层多脉冲地震动作用下斜拉桥地震响应特征分析

为确定近断层多脉冲地震动的水平最强能量方向对大跨斜拉桥地震响应的影响,以港珠澳大桥青州航道桥(主跨458m双塔双索面钢箱梁斜拉桥)为背景,采用LS-DYNA程序建立全桥有限元模型,将利用多脉冲小波分析方法提取的地震动(PS类,对应水平脉冲能量最大方向上的地震动)和相应的原始记录地震动(RS类,对应地震动2个水平分量中峰值加速度较大的分量)分别沿顺桥向输入,分析桥塔、桥墩、斜拉索的位移和内力响应特征。结果表明:PS类地震动作用下,该桥塔顶纵向位移和墩顶纵向位移特征值比RS类地震动作用下分别提高35%、23.53%,塔底横向弯矩、墩底横向弯矩、墩底纵向剪力特征值比RS类地震动作用下分别增大6.92%、5.79%、14.16%;2类地震动作用下,塔底纵向剪力和斜拉索索力特征值相差不大。

以现代工程能力为导向的土木工程专业人才培养探索与实践

以现代工程能力为导向,在新时代背景下对土木工程人才培养模式进行探索和实践,通过实施专业分流和“3+1”“3+X”的卓越工程师计划,发掘不同类型专业课程思政元素,增设创新创业教育、土木工程前沿、现代工程设计等双创课程和新工科课程,进行“教学科研一体化”“实习就业一体化”,优化更新教师知识结构,优化和完善教师评价机制,增强学生的主体责任意识和职业道德,提升学生的工程能力和创新能力。对现代工程能力内涵和达成途径的论述,可为其他相关院校土木工程人才培养提供有效的借鉴和参考。

阿勒泰地区青河县腹腔镜阑尾切除术与开放阑尾切除术的对照研究

目的探讨腹腔镜阑尾切除术在青河县急性阑尾炎患者中的应用价值。方法过对比腹腔镜阑尾切除术与开腹阑尾切除术治疗体重指数大于28的急性阑尾炎患者60例,在切口长度、手术时间、术中失血量,术后疼痛评分(采用VAS评分)、胃肠功能恢复时间、离床活动时间、术后并发症(阑尾残株炎、术后出血、粘连性肠梗阻、残端瘘、切口感染)、住院时间、住院费用等方面的差异。结果腹腔镜阑尾切除术约45 min、术中血量11 ml、术后疼痛评分第一天为6分、胃肠功能恢复时间16 h、下床活动时间18 h、切口大小2.1 cm、无并发症、住院时间3 d、住院费用约7 500元,优于开腹阑尾切除术。结论腹腔镜阑尾切除术具有手术时间短、术后疼痛轻、术后恢复快、并发症少及快速康复的优势,使阿勒泰区青河县人民受益,并指导临床实践。

基于小波变换和极点对称模态分解对近断层多脉冲地震动的联合分析研究

提出一种基于连续小波变换和极点对称模态分解的针对分析非线性非平稳类型的近断层多脉冲地震动信号的联合方法,并介绍了该方法的基本原理和分析优势。利用Matlab平台编制了联合分析程序并针对台站实际地震记录进行了实例分析,得到本征模态函数及瞬时频率,并与经验模态分解方法和小波分解方法分解结果对比。结果表明:(1)该方法不需要人工设定优筛分次数以及分析频率范围;(2)通过方差比率分布曲线能够自适应地确定最优筛分次数,并给出全局最优均值曲线;(3)通过直接积分法能够确定本征模态函数的瞬时频率,直接积分法和Hilbert方法的分析结果基本吻合,但直接积分方法在分析效率方面更突出;(4)实例地震动信号在得到的脉冲能量最强方向上的速度时程幅值较原记录的两个水平向速度幅值增大了50%;(5)该方法针对实例地震动在能量最强方向上抽取的脉冲分量峰值与原信号相差仅0.56%。

拟力法在结构地震响应中的应用综述

近年来,国内外学者对拟力法理论的研究逐步深入,据此综述了拟力法理论的研究现状和未来发展前景。通过介绍拟力法基本理论,指出不同于有限元法的特点;根据拟力法应用现状,分析拟力法在建筑结构、结构振动控制等方面的应用,进而分析各国学者在研究中已取得的成果和结论,同时指出研究工作中存在的尚待进一步完善的问题,如混凝土开裂影响、轴向变形影响等。在总结分析的基础上,得知拟力法能够较准确地分析非线性结构动力响应,具有求解速度快、所需存储空间小、稳定性好等特点,并简要提出拟力法理论未来研究的新方向。