质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响

为研究质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响,以等效单自由度法为基本方法,理论推导了柔性及刚性2类梁构件含质量参数在弹性、塑性各阶段的振动位移解,选择矩形截面、圆截面为梁构件典型截面,设计并计算了质量参数在1.00~1.20范围内的13种典型工况。结果表明:对于空爆荷载柔性及刚性2类梁构件,增大其截面面积后,仅考虑质量参数计算振动位移时误差较大,应按质量参数及产生的附加刚度参数耦合效应分析;对于矩形截面梁构件,采用质量参数与刚度参数耦合计算时,其最大弹性位移、最大弹塑性位移和残余变形降低幅度分别约为仅采用质量参数计算结果的4.75、3.28和2.96倍;对于圆截面梁构件,则分别为3.57、2.56和2.32倍;该结论在柔性梁构件及刚性梁构件均适用且无明显差异。

物探测量导航定位技术发展及展望

在地震勘探过程中,物探测量导航定位技术在坐标和高程基准确定、工区地理信息基础数据收集和管理、工区踏勘、检波点和炮点施测放样、地震勘探采集同步控制和作业队伍的施工管理等方面发挥着重要作用。本文回顾了物探测量导航定位技术的发展历史,从施工放样定位技术、震源导航、海洋综合导航和水下定位等方面系统总结了该技术当前国内外的研究与应用现状,展望了其今后在陆地和海洋勘探领域的发展趋势及应用前景,并指出了其目前在石油勘探领域还有待于进一步解决的高精度、智能化、自动化和高效率的关键问题。最后,从陆地勘探和海洋勘探两个方面上总结分享了其今后的发展趋势。

考虑榫卯松动的古建筑木结构地震响应分析

通过缩尺比为1∶3.52的完好古建筑木结构当心间模型振动台试验,得到了完好古建筑木结构模型的破坏模式、加速度时程曲线及相对位移时程曲线。在验证完好结构有限元模型正确性的基础上,建立了考虑榫卯松动的残损古建筑木结构有限元模型,通过对残损古建筑木结构模型在地震作用下的模态分析和动力响应分析,探讨了榫卯松动对古建筑木结构动力特性和动力响应的影响。结果表明:榫卯松动的古建筑木结构自振频率较完好结构的低,且随榫卯连接残损程度的增大,模型自振频率显著降低;残损结构柱脚加速度响应和位移响应、柱架加速度响应及模型结构基底剪力较完好结构的小,柱架位移响应较完好结构的大,且随榫卯连接残损程度的增大,柱脚加速度响应和位移响应、柱架加速度响应及模型结构基底剪力明显变小,柱架位移响应显著变大。随PGA的增大,残损结构模型累积耗能不断变大;随榫卯连接残损程度的增大,模型各结构层的累积耗能先逐渐增大,当松动量超过一定值后,其累积耗能不断减小。

增设广义位移下箱梁剪力滞效应的变分法

考虑荷载横向移动时顶板、底板剪力滞效应的不同,及腹板剪力在剪切变形中做功效应的影响,根据以往学者得出的试验效果良好的三次抛物线型,分设不同的纵向位移函数,取4个独立的广义位移对箱梁的剪力滞效应进行分析.由最小势能原理,建立关于不同位移的微分方程及自然边界条件.公式演引过程表明,剪力滞效应与腹板剪切效应独立存在;求解结果表明,所演引的公式更符合实际结构应力及位移分布情况,具有较高的实用价值.

基于桥梁结构的动态称重系统算法研究

基于桥梁结构影响线加载的动态称重系统(B-WIM)便携且可循环使用,近几年在国外引起了学者深刻关注,并开发了相应的商业设备,而我国对此进行相关研究见于文献的很少。该系统可为中小跨径桥梁开展汽车荷载调查提供新的思路,并为中小跨径桥梁汽车活载评估提供直接参数。详细介绍了该系统算法原理,以三轴汽车荷载作为示例介绍了影响线坐标值标定过程,并给出了汽车荷载计算的通用矩阵表达式,为下一步进行设备开发的软件程序提供了理论支持。

爆炸荷载结构等效静载动力系数研究

为研究爆炸荷载数学模型对结构等效静载动力系数计算结果的影响程度,根据爆炸荷载等效单自由度结构体系弹性与弹塑性微分方程,以超压峰值、正超压冲量相等为对比条件,分别求解线性衰减荷载与指数型衰减荷载两种数学模式下延性比与等效静载动力系数之间的隐式函数表达式;结合我国现行的抗爆设计规范及指数型衰减荷载形状调整参数a,完成了a取值为1.27、1.44及1.61的3种工况动力系数计算,并与相对应的线性衰减荷载结果对比。研究结果表明:规范采用的线性衰减荷载计算模型更适用于延性比β<3.0的结构设计;指数型衰减荷载可涵盖工程设计延性比β≤5.0的所有范围,且更适用于β≥3.0的结构。

化学爆炸等效单自由度结构体系抗力动力系数分析

由化学爆炸荷载特点,选取了线性等效荷载与多项式曲线拟合衰减荷载两种函数类型,从等效单自由度微分方程入手,对比了线性等效荷载的等效作用时长、多项式曲线拟合衰减荷载的作用时长与结构进入塑性响应时间之间大小关系,推导出了弹塑性阶段抗力动力系数表达式。通过算例表明多项式曲线拟合衰减荷载可应用范围大于线性等效荷载,且可反映化学爆炸荷载形状调整参数对动力系数的影响程度,线性等效荷载求解简单应用简便,在延性比较小时其动力系数稍偏大对设计有利,在延性比较大且结构刚度较大时动力系数偏小且低于比例可达19%,对设计不利。

考虑跃迁的指数型炸药空爆荷载等效静载动力系数

为对比抗爆设计规范采用的线性荷载计算模式,建立了考虑跃迁的指数型衰减荷载表达式,通过爆炸荷载等效单自由度微分方程,求解了关于跃迁时长、超压峰值、指数型形状调整参数、结构自振频率与荷载作用时长的等效静载抗力动力系数表达式。根据跃迁时长与形状调整参数,分析了四种典型计算工况,结果表明:现行结构抗爆设计规范等冲量线性衰减荷载可设计范围明显偏小,动力系数在延性比β<3.0下偏保守,而β≥3.0,wt_+>1.4δ时偏不安全,最大偏低17.4%;跃迁时长比值越大,动力系数越大,跃迁时长比为1%～2%时,对动力系数影响程度为0.4～0.7%,指数型荷载形状调整参数对柔度特别大的结构动力系数无影响,对其它结构动力系数增大或减少影响程度不一。

新建桥梁对周边建筑物结构安全风险评估与风险管理

新建桥梁不可避免地会对周边建筑物结构安全造成一定影响,识别出施工运营阶段产生的风险源,合理评估风险事态对周边建筑物造成的风险损失,可以为风险规避提供建议,降低总体风险损失。结合诸暨—永嘉高速公路温州段南岸引桥实际课题,对周边建筑物灰桥浦水闸和居民楼房的各种不利因素进行风险源识别,采用定量与定性评估结合的分析手段,并重点对车桥耦合振动、打桩效应对周边建筑物的效应做了分析,提出风险管理对策,编写风险管理手册,形成新建桥梁施工运营全过程的风险管理系统并成功运用。

阻尼对空爆荷载等效静载动力系数的影响

为考查阻尼参数对空爆荷载等效静载动力系数的影响,理论推导了空爆荷载下结构等效单自由体系弹塑性位移解及延性比解,设计并计算了阻尼比0.0001~0.1、延性比1~4的20种典型工况的动力系数,并与现行抗爆设计规范动力系数公式结果进行了对比。结果表明:阻尼比小于0.0001时可基本代表无阻尼状态,阻尼比0.01的动力系数比无阻尼的最大降低幅度为2.08%,数值差异很小,因此阻尼比为0.01以内时,可忽略阻尼对动力系数的影响;阻尼比0.05的动力系数比无阻尼的降低幅度约9.92%,数值差异较大,认为阻尼比0.05以上时将具有明显的经济效益;现行设计规范动力系数更适用于柔性结构体系,运用于刚性结构抗爆设计时,计算误差较大,对阻尼比较小的结构设计更不利。

钢箱梁节段缩尺模型爆炸冲击波参数试验研究

以钢箱梁节段缩尺模型为爆炸冲击波作用施加面,开展了9种不同比例距离下的爆炸冲击波作用试验工况,对比分析了其他学者的经验公式与本文实测数据中有关正超压峰值的差别,整体上本文实测数据偏大偏不利,并拟合对比了基于实测的多项式函数、指数函数及幂函数,误差和精度分析表明采用多项式函数较为合理;对正超压作用时长进行构成分析,表明在钢箱梁节段模型顶板上方发生武器爆炸等化学爆炸冲击波作用时长较短且均不超过1 ms,并拟合了四次多项式经验公式;另外研究表明正超压从0脉冲式跃迁至超压峰值时长所占比例很小、脉冲率很高,为正超压作用总时长的3%以下,为典型的超高动荷载施加模式。

基于双折线抗力模型的空爆荷载梁式构件振动位移研究

为研究双折线抗力模型对空爆荷载梁式构件振动位移的影响,提出了柔性、刚性两类梁式构件正向弹塑性振动及回弹阶段弹塑性振动的分析法。应用等效单自由度法建立了各阶段振动方程并依据不同的初始条件推导出了各阶段的理论解。采用此理论解和代表性塑性强化系数,开展了双折线抗力模型中不同塑性强化程度对两类梁式构件正向弹塑性振动及回弹阶段弹塑性振动位移的典型工况验证。研究结果表明:基于双折线抗力模型位移理论解的适用范围更广;随着双折线抗力模型塑性强化系数的增大,两类梁式构件的最大弹塑性位移、残余变形均逐渐减小,且残余变形降低程度高于最大弹塑性位移;塑性强化系数增大到一定程度,梁式构件回弹阶段将出现塑性振动位移,进一步降低残余变形,无塑性回弹位移的理想弹塑性抗力模型会高估空爆荷载下梁式构件的残余变形。

在役多车道空心板梁桥弯矩横向分布系数计算方法研究

为提高在役多车道空心板梁桥弯矩横向分布系数计算的准确性,提出考虑结构性能退化的弯矩横向分布系数计算方法。该方法通过建立不同参数组合的桥梁结构有限元模型,计算不同跨径和斜交角桥梁的弯矩横向分布状况,分析单侧、双侧铰缝不同损伤对弯矩横向传递的影响;以关键参数为自变量,弯矩比为变量,采用多元非线性回归分析法拟合得到弯矩横向分布系数简化计算公式,以及铰缝损伤引起的弯矩横向分布修正系数。实桥算例验证结果表明:该方法使用方便,计算结果可信,能够较好地适用于在役多车道空心板梁桥弯矩横向分布系数的计算。

台风“布拉万”对东北近天然落叶松云冷杉试验林的影响

台风是重要的森林干扰因子之一,会对森林生态系统的结构和功能产生较大的影响。2012年的台风"布拉万"对我国东北地区局部森林造成了严重的破坏。以受灾最重的吉林省汪清林业局的近天然落叶松云冷杉林为对象,采用方差分析和相关分析方法,研究林分结构和地形条件对林木株数损伤率的影响。结果表明:(1)林木损伤类型可分为折断、连根拔起、搭挂、压弯4种,其中连根拔起为最主要的损伤类型,占总损伤株数的52%,台风灾害造成的林木株数损伤率平均为14.09%。(2)径级大小对林木株数损伤率的影响显著。损伤主要发生于径级较小林分处,径级越大,其株数损伤率越小。(3)林木株数损伤率随林分密度的增加有减小的趋势,但在统计学上它们的关系不显著。(4)不同树种间的林木株数损伤率差异显著,落叶松、冷杉等针叶树种损伤株数最多。(5)林分的树种多样性指数与林木株数损伤率无显著的相关性。(6)海拔、坡度和坡位对林木株数损伤率的影响不显著,但坡向的影响显著,东北坡向林分的林木株数损伤率最大。研究结果可以为灾后森林恢复和减少风灾影响的森林培育措施提供依据。

强夯振动效应研究

以真实工程场地为研究对象,通过现场强夯振动监测,对比了有无隔振沟强夯振动对周围建筑物的影响,得出建筑上部结构对夯击振动存在2倍以上放大效应结果。研究了自由场地地面振动速度随距离的衰减规律,分析了强夯能级、测点与夯点的距离等因素对地面振动波传播规律的影响;通过频谱分析,得出衰减指数可用频率的3次多项式拟合规律,计算出介质作用函数和强夯激励函数;并建立岩土体的物理力学性质和动力学特性关系。

考虑空间变异性的在役钢筋混凝土梁桥失效概率评估

钢筋混凝土材料退化的两个核心问题为不确定性和空间变异性,首先架构了考虑空间变异性的在役梁桥概率评估方法。采用相关矩阵方法量化空间变异度,建立由无损检测数据确定纵桥向各测区材料参数相关系数矩阵的实用方法,且给出抗力相关性与单元(测区)功能失效相关性的计算方法。通过相关性分析研究在役结构抗力的主要影响因素,通过敏感性分析研究材料参数相关性与功能失效相关性的关系。结果表明评估在役钢筋混凝土梁桥需要考虑空间变异性,钢筋锈蚀率是功能失效相关性的主要影响因素;对于低可靠指标的结构(β<4.0),可靠指标不能灵敏地反映安全程度,建议直接采用失效概率来表达。

钢箱梁结构在爆炸冲击波作用下局部破坏影响因素试验研究

选用工程中常见的单箱双室和单箱三室截面形式,按照相似理论设计制作了14个缩尺比例为1∶10的钢箱梁试验模型,在一定的药量和爆炸距离下,通过改变钢箱梁试验模型的高度、顶板厚度、U肋的间距和厚度、横隔板及纵板的间距和厚度等结构参数,对其进行了近距离爆炸的破坏性试验。试验表明:超压值的大小与钢箱梁顶板的破坏状态有关;运用能量法可以很好的预测钢箱梁结构顶板的塑性变形值及顶板破损状态和破损的程度;破坏状态与破坏程度是一个多参数共同影响的综合结果,顶板厚度、U肋、横隔板间距等参数可以提高钢箱梁顶板的抗爆能力,尤其是U肋的约束作用尤为显著,破坏程度的降低幅度达到80%以上。

长白山露水河林区乔木层生物量及生产力研究

基于长白山露水河林区2003年和2013年两次森林资源规划设计调查中固定样地资料,利用相对生长法,对长白山露水河林区各林分类型的乔木层生物量和生产力进行了研究,结果表明:长白山露水河林区各林分类型乔木层生物量平均为175.07t/hm2,其中天然林平均乔木层生物量要高于人工林。天然林中针叶树种和慢阔类树种积累生物量的能力较强,而人工林中以人工红松林的乔木层生物量最高。半数以上林分类型随着林龄的增长,乔木层生物量逐步升高;其他林分类型变化趋势不一。长白山露水河林区各林分类型的乔木层生产力平均5.00t/(hm^2·a),总体看来,人工林的生产力比天然林高。人工林中乔木层生产力最高的是人工红松林,这与人为抚育有关,而天然林中以针叶混交林乔木层生产力最高。

钢箱梁抗爆试验中冲击波超压测试方法研究

为了测定钢箱梁抗爆试验中冲击波超压值的大小,同时保证试验中传感器的安全及测量数据的准确性,采用了偏离炸药起爆点的超压测试方法,并通过误差分析,在经典理论公式的基础上,得到考虑钢箱梁变形破坏的冲击波超压反射系数为1.65,由该反射系数计算的超压理论计算值与实测值吻合度较好,最大误差不超过10%.同时对试验冲击波超压值进行了数值模拟,通过数值模拟验证了炸药参数的合理性,为今后研究钢箱梁爆炸动力响应与爆炸威力之间的关系提供了基础.

交错桁架体系结构影响系数研究

我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)并未给出交错桁架结构的结构影响系数的具体数值。为明确其结构影响系数的取值,依据相应的规范设计了3个层数为4层、8层和12层的交错桁架结构模型,通过MIDAS Gen软件中的推覆(Pushover)分析得出结构的能力谱曲线,再通过能力谱法得出弹塑性需求谱曲线。将结构的能力谱曲线和弹塑性需求谱曲线族绘制于同一坐标系中,通过试算确定结构的目标位移及求解结构影响系数和位移放大系数的相关点的坐标。根据性能点处的指标评估结构的抗震性能,并求出结构影响系数的值。研究表明:对于选取适当构件截面的交错桁架结构在设防烈度地震和罕遇地震作用下的变形均满足抗规要求;建议交错桁架结构的结构影响系数和位移放大系数宜分别取值为3.0和5.0;通过塑性铰分析,交错桁架空腹处的梁对结构的性能有重要的影响。