反复荷载下圆钢管型钢再生混凝土组合柱恢复力模型研究

为建立圆钢管型钢再生混凝土组合柱的恢复力模型,对11根圆钢管型钢再生混凝土组合柱试件进行了低周反复荷载试验研究,考虑了再生骨料取代率、配钢率及钢管径厚比等不同设计参数的影响,分析了组合柱的地震破坏形态及滞回性能。基于组合柱的力学特征及曲线形状,提出了圆钢管型钢再生混凝土组合柱骨架曲线的三折线参数模型,采用理论推导与数据拟合的方法确定了组合柱骨架曲线的模型参数。在此基础上,给出了组合柱的滞回规则和卸载规律,构建了组合柱的恢复力模型,计算滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好,表明该恢复力模型较好地反映了反复荷载下组合柱的受力特征点及滞回性能,可为此类组合柱的推广提供技术参考。

自复位转动摩擦阻尼器弯矩-转角恢复力性能研究

为了满足减震结构对可恢复功能的要求,针对传统摩擦阻尼器不具备自复位能力震后存在较大残余变形的问题,提出了一种基于形状记忆合金的自复位转动摩擦阻尼器,由摩擦耗能装置和形状记忆合金自复位装置组合而成。介绍了该SCRF(self-centering rotating friction)阻尼器的构造形式、工作原理,通过理论推导建立了SCRF阻尼器的弯矩-转角恢复力模型,通过ABAQUS软件有限元数值分析结果对弯矩-转角恢复力模型进行了验证,分析了低周往复荷载作用下SCRF阻尼器的滞回性能,并进行了参数分析。结果表明:有限元计算结果与阻尼器恢复力模型结果吻合良好;提高接触面间的摩擦因数与斜面高度可以提高阻尼器的最大承载力、耗能能力、有效刚度,但是超过一定限值的斜面高度会降低阻尼器的自复位能力;施加SMA螺栓预紧力可以提高阻尼器的摩擦启动弯矩,对于阻尼器的耗能能力与最大承载力影响不大。

CFRP及EWSS复合加固震损双层高架桥框架式桥墩恢复力模型研究

为研究碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)及外包型钢(Externally Wrapped Steel Section,EWSS)复合加固震损双层高架桥框架式桥墩的恢复力模型,对1榀原型对比试件、1榀无预损加固试件和2榀遭受不同地震损伤加固试件进行了低周往复加载破坏试验,获取了滞回曲线并提取骨架曲线,分析其滞回特性,提出一种弹性段和强化段为双折线、下降段为指数函数且考虑初始损伤的骨架曲线模型;采用试验数据回归拟合方法,定量描述了试件滞回曲线卸载刚度的退化规律,考虑了同级加载承载力退化和定点指向特征,建立了恢复力模型。研究结果表明:复合加固试件滞回曲线捏缩现象明显,呈倒S型,各滞回环分别相交于骨架曲线上正向、负向荷载为屈服荷载0.25倍的点,峰值荷载后EWSS产生包辛格效应;所提出的骨架曲线模型对中度震损和重度震损加固试件下降段指数函数的参数k建议取值分别为3.6和3.4;所建立的骨架曲线模型和恢复力模型计算结果与试验实测结果吻合较好,可为该类结构弹塑性地震反应分析提供依据。

乡村旅游地社会-生态系统恢复力演化差异及影响机理——基于长三角核心-边缘区比较实证

基于适应性循环理论和核心-边缘理论,利用集对分析法、向量自回归、系统动力学仿真等多元集成方法,对比分析核心-边缘区乡村旅游地社会-生态系统恢复力演化机理和路径差异。研究发现:①旅游业能够推动核心-边缘区乡村旅游地恢复力一体化均衡发展,恢复力差距呈逐渐缩小趋势。②核心-边缘区乡村旅游地恢复力系统内部复杂交互、协同有序发展。社会、经济和生态子系统互为非线性动态因果关系,在此非线性复杂自组织力作用下子系统之间的耦合协调度呈良好发展趋势。③通过复杂系统多情景模拟,核心区乡村旅游地发展路径以协调发展型或生态保护型为主,边缘区以旅游优先型为主。④驱动核心-边缘区乡村旅游地恢复力演化的要素系统具有差异性。在系统层面,生态系统对核心区影响程度最高,社会系统对边缘区的影响程度最高;在因素层面,生态因素是影响核心-边缘区乡村旅游地的共同要素,核心区能够通过生态修复提升生态韧性,边缘区能够利用生态优势转化为发展优势,进而均能显著提升乡村旅游地恢复力。

基于土壤肥力恢复力模型的河曲露天煤矿复垦治理效果评价

以河曲旧县露天煤矿排土场为研究对象,采用模糊层次分析法(FAHP)和专家评分理论法建立了露天煤矿排土场土壤肥力综合评价模型,获得土壤结构稳定性、土壤保水能力、土壤保肥能力及土壤生物活性4项准则和25个因素,利用YAAHP计算软件确定了排土场土壤肥力恢复力各影响因素的权重。结果表明,评价体系准则层中土壤保肥能力权重最大(0.5477),其次分别是土壤保水能力(0.1980)、土壤生物活性(0.1408)和土壤结构稳定性(0.1135),因素层有机质F1权重最高(0.1162);根据现场抽样,已复垦区的土壤质量水平要高于未复垦区的土壤质量水平,整体来看土壤质量水平均处于中等偏下和较差水平,土壤恢复力的主要因素是土壤保肥能力,特别是土壤有机质含量。土壤肥力恢复力模型为提高排土场土壤质量、加快土壤重构、促进土壤生态系统恢复提供治理思路。

双向恢复力模型对基础隔震建筑风振响应的影响

为明确MSS、Casciati和Harvey and Gavin这3种常用双向恢复力模型计算基础隔震建筑风振响应的差异,采用3种模型模拟铅芯橡胶支座在水平单向和双向位移下的恢复力,对比试验或有限元结果的差异,采用3种模型对一算例在双向风荷载下隔震层位移、顶点位移和顶点加速度3个指标的差异进行了分析。研究表明:3种模型模拟铅芯橡胶支座在单向循环位移、方形和偏置方形位移下恢复力的趋势基本一致;而模拟圆形和偏置圆形位移时,MSS模型双向恢复力形状与有限元结果不同,不能较为准确地模拟支座双向耦合行为,Casciati模型误差稍小于Harvey and Gavin模型。Casciati模型和Harvey and Gavin模型计算风振响应基本一致;对于横风向响应均方根,3种模型差距不大;对于顺风向隔震层位移、顶点位移和顶点加速度均方根,MSS模型稍小,而对于顺、横风向隔震层位移峰值因子,MSS模型稍大;对于顺、横风向顶点加速度峰值因子和双向与单向模型顶点加速度最值比值随风速变化规律,MSS模型与其他模型差异较大。基于双向耦合效应模拟及风振响应指标的差异,建议采用Casciati模型考虑双向恢复力模型对基础隔震建筑风振响应的影响。

基于生态系统恢复力的干旱区植被生态需水阈值计算方法与应用

本文以石羊河流域中下游为研究区,采用考虑生态系统恢复力(latitude of ecosystem resilience,LER)的月尺度生态需水评估方法计算19822020年植被月适宜生态需水量、最小生态需水量以及相应的生态缺水量,并与土壤水分特征值法(characteristic value of soil water,CVSW)进行比较,分析不同类型植被生长期的水分盈亏关系。结果表明:LER法和CVSW法计算结果相近,但LER法具有更大的生态需水阈值区间;天然降水基本可以满足植被的基本生存,但无法满足正常生长需求;LER法的适宜需水条件下,各植被生长期总体处于缺水状态,缺水严重程度排序为灌木林>其他林地>疏林地>高覆盖度草地>中覆盖度草地>有林地,全部植被生长期总适宜生态需水量为3.7×10^(8)m^(3),亏缺水量为1.2×10^(8)m^(3),同一植被亏缺水量基本符合春秋多、夏季少的规律;最小需水条件下,只有其他林地存在生长期缺水情况,全部植被生长期总最小生态需水量为0.8×10^(8)m^(3);在缺乏土壤水分数据的干旱地区,LER法具有良好的适用性。研究结果可为石羊河流域水资源高效利用和干旱区生态系统的恢复与重建提供理论参考。

区域社会-生态系统恢复力协调发展时空演变研究——以陕西省为例

在人口增长、资源开发、城镇化等多因素驱动下,恢复力为区域社会-生态系统可持续发展提供了新的研究视角。以陕西省为研究区,基于社会、经济、生态3个子系统,综合考虑系统的脆弱性与应对能力构建指标体系,通过集对分析法对陕西省107个县级行政单元的社会-生态系统恢复力进行测度,根据恢复力测度结果,运用耦合协调度模型分析二元(社会-经济、社会-生态、经济-生态)及三元(社会-经济-生态)子系统的协调发展程度,从区域层面揭示其2000—2020年的时空演变特征,然后引入双变量空间自相关模型进一步探究二元与三元子系统协调发展度变化的数量及空间关联特征。结果表明:(1)研究期间陕西省社会、经济恢复力增长显著,生态恢复力呈微弱的下降趋势,社会-生态系统恢复力由0.303上升至0.779。(2)子系统协调发展度均呈上升趋势,社会-经济子系统南高北低的协调发展差异减弱,社会-生态、经济-生态子系统形成中部低南北高的协调发展格局,社会-经济-生态子系统协调发展度整体维持南高北低的空间分布特征。(3)二元子系统协调发展变化在数量及空间上与三元子系统协调发展变化有较大的正向关联性,以高-高、低-低类型评价单元在省域北部、中部的集中分布为主。

BFRP模壳不排水加固RC墩柱恢复力模型

为研究玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)模壳不排水加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)墩柱抗震恢复力模型,在拟静力试验基础上,采用OpenSees有限元软件对模壳加固墩柱进行数值分析,主要研究参数为填充层混凝土强度、模壳厚度、加固高度、轴压比。研究表明:填充层混凝土强度等级越高,墩柱抗震性能有所增强,但C40以上的填充层混凝土强度等级墩柱的抗震性能较为接近;模壳加固厚度较大墩柱的抗震性能优于厚度较小墩柱;当模壳加固高度较高时,墩柱的抗震性能较好,当加固高度大于2~3倍原墩柱塑性铰高度时,抗震性能提升效果趋于稳定;轴压比越大,墩柱的刚度退化较快,不利延性发展。后通过数据回归分析,建立了BFRP模壳加固RC墩柱恢复力模型,对比可知,恢复力模型与试验曲线拟合较好,能有效反映加固墩柱的滞回性能,可为此类结构的抗震性能分析提供参考。

预压碟簧自复位钢筋混凝土桥墩恢复力模型与滞回性能研究

为减小钢筋混凝土桥墩在地震中的损伤并且实现经济快速的震后恢复,提出一种新型预压碟簧自复位钢筋混凝土桥墩(PDS-SCCP)。文中对PDS-SCCP的整体构造和工作原理进行了详细介绍,并建立了反映其滞回特性的恢复力模型。采用ABAQUS建立PDS-SCCP的数值模型,并将ABAQUS计算结果与恢复力模型进行对比分析。结果表明:文中建立的恢复力模型能够较准确地描述PDS-SCCP的滞回特征;在往复荷载作用下,PDS-SCCP可以实现预期的工作机制,其塑性损伤集中于可更换耗能装置,混凝土墩身基本保持弹性,复位装置能够稳定地为桥墩提供恢复力。

基于健康与恢复力的生态系统退化风险研究——以坝上高原察汗淖尔流域为例

【研究目的】基于生态系统的健康状况与恢复力,构建湖泊流域生态系统退化风险评估体系,从流域尺度为生态环境保护及可持续发展提供科学依据。【研究方法】以坝上高原察汗淖尔流域为例,创建生态系统健康与恢复力交互风险评估矩阵,建立生态退化风险评估体系,开展察汗淖尔流域生态系统退化风险评估。【研究结果】察汗淖尔流域内91.10%的区域生态健康状态处于良好,6.66%为优秀;流域22.76%的区域生态恢复力等级为1~2级,75.00%处于3~4级。交互评估结果表明流域27.51%的区域为低生态退化风险较状态,70.25%的区域处于中等状态。【结论】察汗淖尔流域生态系统总体较好,但局部地区由于恢复力较差,导致生态退化风险处于中等。本次研究所提出的评估方法可精准划分流域尺度生态退化风险等级,为科学制定精准生态保护与退化控制措施提供决策依据。

恢复力的生态学内涵及量化方法研究综述

近几十年来,受自然灾害与人类活动的影响,全球生态系统严重退化,恢复力成为国际研究热点。本文以生态系统和社会-生态系统为研究对象,按照概念内涵—因素选取—量化方法的步骤对国内外恢复力研究进行系统综述。首先,以国内外现有理论与研究为基础,梳理概括了国际基于概念内涵-提升原则的方法,以及国内常用的基于脆弱性和应对能力的方法,为量化因素的选取提供依据。其次,归纳了国内外主要量化方法,包括多因素综合评价法、指标替代法和模型法,并论述了每种方法适用范围及优缺点。通过对恢复力内涵及量化方法的综述,能够明晰国内外研究异同并跟进前沿进展,从而推进恢复力研究在我国国土空间生态保护修复评价和生态工程布局决策中的应用。

2001—2019年台风干扰下我国东南沿海地区植被抵抗力和恢复力评估

台风是影响我国陆地生态系统结构和功能的主要自然灾害之一,尤其对东南沿海地区植被具有明显的干扰效应。为深入了解台风对我国沿海地区植被的影响及其响应,基于MODIS增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)和叶面积指数(Leaf Area Index,LAI),分析了2001—2019年间不同等级的台风对植被EVI和LAI的影响,评估台风登陆时植被的抵抗力及台风过后植被的恢复力。结果表明:(1)2001—2019年间,共有70个台风登陆我国东南沿海地区,其中,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)的数量分别为35、26和9个。我国台湾省的台风登陆次数最多,为26个,其次为广东省(20个);(2)在整个研究区范围内,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)登陆后的EVI净变化率分别为4.88%、-7.48%、-1.85%,LAI净变化率分别为22.28%、-65.70%、-17.60%;(3)在经历台风干扰后,沿海地区大部分植被可在3个月之内得到恢复,其中浙江省与广东省植被的恢复时间较长,海南省与台湾省植被的恢复时间较短。研究结果对我国沿海地区森林经营管理和生态环境保护具有重要意义。

基于试验子结构恢复力修正的不完整边界条件混合试验方法

相比于传统拟静力和拟动力试验,混合试验通常存在较为复杂的试验子结构边界条件。受到实验室加载条件的限制,子结构的边界条件往往难以完全实现,这将对混合试验的保真度产生很大影响,即混合试验中的不完整边界条件问题。为解决不完整边界条件问题,提出一种基于试验子结构恢复力修正的不完整边界条件混合试验方法。该方法为试验子结构建立两套数值模型,并通过两套数值模型修正试验子结构的不完整恢复力。两套数值模型的区别在于边界条件的设定:第一套数值模型具有完整的边界条件;第二套数值模型具有与试验子结构相同的边界条件,为不完整边界条件。该研究分析了边界自由度耦合程度、数值模型误差对该方法精度的影响,验证了该方法对存在模型误差的数值模型具有较好的鲁棒性;最后,采用所提方法对一座两层两跨抗弯框架结构进行了抗震性能数值分析。结果表明:与常规混合试验方法和弱耦合混合试验方法相比,该方法不仅具有解决不完整边界条件问题的能力,而且也表现出较高的仿真精度。

猪疾病恢复力育种研究进展

动物疾病给畜牧业的发展造成了巨大的经济损失。疫苗接种是对抗病毒性疾病的重要工具,但其作用并不总是有效的。与提高预防和管理水平相比,遗传选择的优点是累积的,并影响到牲畜的所有后代。当前,育种目标已经从最初的生产驱动向旨在同时提高生产、效率、健康和功能性状的平衡育种转变。恢复力的遗传改良符合平衡育种的理念。该文主要综述了关于猪疾病恢复力的相关研究进展,探讨了人工智能在恢复力研究中的应用等,分析了当前恢复力研究存在的机遇与挑战等,这为猪抗病工作提供一定的参考价值。

圆环非线性恢复力的梁约束模型建模

圆环隔振器是一种以圆环结构为基础的非线性隔振器,圆环结构在压缩变形过程中会受到压力和环面拉伸的耦合作用,从而产生非线性恢复力,对圆环结构非线性恢复力的精确建模是研究隔振器性能的关键。将圆环结构等分为多段曲梁,利用梁约束模型对每段曲梁建立计及几何非线性的力-位移关系模型,结合曲梁间的力传递关系和几何约束关系,建立了圆环整体在压缩过程中的非线性恢复力模型,并计算了圆环变形过程中所有分段点处的正应力。通过电子伺服疲劳试验机对圆环结构在压缩过程中的恢复力进行了测量,验证了梁约束模型的建模精度。研究结果表明,利用梁约束模型可以表征圆环结构非线性恢复力特性,其建模精度与椭圆积分法相当,而模型表达式和求解过程都比椭圆积分法简洁。圆环在压缩量最大时正应力最大,此时最大正应力在圆环的上下端点。梁约束模型的建模精度随着分段数的增加而提高,当分段数大于12时,梁约束模型的恢复力计算误差小于2%。

废弃轮胎-砂地基抗震性能和恢复力模型研究

为研究废弃轮胎-砂构造地基的抗震性能,进行了6组轮胎-砂构造地基的拟静力试验,分析轮胎-砂单元体的堆砌方式、初始竖向荷载和碳纤维网片对构造地基的滞回性能的影响。在拟静力试验基础上用试验拟合法建立废弃轮胎-砂构造地基的恢复力模型。研究结果表明:废弃轮胎-砂构造地基的滞回曲线饱满,总体呈梭形,具有较好的耗能能力;轮胎-砂单元体错缝堆砌、增大随初始竖向荷载和增设碳纤维网片都有利于轮胎-砂构造地基参与耗能;轮胎-砂构造地基恢复力模型的滞回曲线计算结果和试验结果吻合程度较好,可以反映出试件的受力过程和主要受力特征。

中国主要农产品进口关系韧性及其影响因素研究:基于风险抵抗力与恢复力的双重视角

双循环发展格局下,中国不仅要依靠国内生产把饭碗牢牢握在自己手里,也要打造可靠的海外供应关系,利用国际市场强化中国农产品供应链韧性。本文基于风险抵抗力与恢复力两个关键性能,探究中国农产品进口关系韧性的演化特征与成因机制。结果表明:中国农产品进口关系韧性表现为进口关系的平均持续时间较短,且生存率随持续时间不断下滑,风险抵抗能力不强;中断后的农产品进口关系的平均恢复速度相对较快,风险恢复能力较强;农产品进口关系韧性在产品、地区间均存在不同程度的差异。在成因机制上,双边经济发展水平、资源禀赋、多元化进口策略及产品初始进口规模对中国农产品进口关系风险抵抗力与恢复力均具有显著的积极作用;贸易成本因素及产品生产要素含量对农产品进口关系风险抵抗力的作用强于其对中断的进口关系恢复力的作用。

锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件恢复力模型优化

箍筋锈蚀后受其约束的钢筋混凝土构件承载能力、强度、刚度都降低,塑性、延性变差,影响了构件的抗震性能。研究基于恢复力模型,考虑到箍筋锈蚀后约束混凝土应力-应变关系的改变,建立锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件的退化三线型恢复力模型,并进行有限元分析。结果表明,按照构建的恢复力模型计算得到的骨架曲线、滞回曲线与试验结果较为接近,由此得出该模型有效。

CFRP加固混凝土复合受扭构件的恢复力模型研究

为建立CFRP(碳纤维增强复合材料)加固混凝土复合受扭构件的恢复力模型,完成了一组CFRP加固混凝土柱在低周反复荷载作用下的复合受扭试验。考虑了混凝土强度、CFRP加固方式、箍筋配筋率对其滞回特征的影响。在此基础上,通过对试验数据的分析,确定扭矩-扭率骨架曲线特征点的计算公式,提出了反复加载下卸载刚度和强度退化率的确定办法,并建立了CFRP加固混凝土复合受扭构件的扭矩-扭率恢复力模型。按此模型得到的计算曲线与实验曲线吻合度较好,表明该恢复力模型可用于CFRP加固混凝土复合受扭构件的非线性地震反应分析。