摘要:隧道抗震研究是地下工程防灾减灾领域的核心议题之一。韧性理念为隧道系统的抗震安全分析与性能提升提供了新视角。文章系统综述隧道抗震韧性的评估方法与提升策略研究进展。首先，阐释韧性概念从生态学到工程领域的演进历程，明确隧道抗震韧性是抵御震害与快速恢复功能的核心内涵；其次，系统归纳韧性评估的数学模型与情景化工程评估框架，构建隧道抗震韧性评估技术体系；进而，从抗力韧性与恢复韧性两个维度，分别探讨增强隧道本体与界面抗损能力的技术措施，以及提升震后功能恢复效率的设计策略；最后，指出现有研究在模型适用性、多灾种耦合及全生命周期成本分析等方面的局限，并对智能化、系统化的发展趋势进行展望。研究可为隧道工程抗震韧性的理论发展与工程实践提供系统性参考。

摘要:为研究动荷载作用下软黏土的破坏特征及影响因素,并合理预测其变形发展及破坏振次,以重塑饱和软黏土为对象,开展一系列不排水动三轴试验,探讨不同围压、循环应力比及振动次数对轴向应变发展的影响。在此基础上,建立软黏土累积应变与破坏振次的关系模型。试验结果显示:累积塑性变形可归纳为稳定型、临界型与破坏型三类;当循环应力比超过临界循环应力比时,轴向应变-振动次数曲线会出现显著的应变转折点,标志着土体结构发生破坏,且该临界值随着围压的增大而减小。结合动三轴试验结果,将土体累积塑性变形按应变转折点前、后两阶段进行描述,建立考虑循环应力比和围压影响的饱和软黏土破坏振次预测模型,并利用萧山软黏土试验数据进行验证。结果表明,所提模型在实际工程中具备良好的适用性。

摘要:在高烈度地区,若严格采用《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的弹性层间位移角限值进行结构设计,易导致竖向构件数量偏多、截面尺寸偏大,进而影响建筑使用功能和经济性。为探讨《建筑抗震性能化设计标准》中放松层间位移角限值的合理性,结合高烈度地区新疆喀什的工程实例,参考两本规范,设计三个刚度依次递减的剪力墙结构模型,对比其在整体计算指标、经济性和碳排放方面的差异,并采用基于构件变形的抗震性能评估方法,量化结构在罕遇地震作用下的构件损伤程度和修复成本。结果表明,三个模型在大震作用下均表现出合理的屈服机制和良好的抗震韧性;同时,适当放松弹性层间位移角限值的结构具有更优的经济效益和减碳效果,高烈度地区剪力墙结构在小震作用下的弹性层间位移角限值可适当放松至1/500。

摘要:近年来震害经验表明,阻尼器失稳破坏可能导致严重的工程损失。常规黏弹性阻尼器主要由钢板和黏弹性材料叠层硫化黏结制成,依靠钢板相对运动引起黏弹性材料发生面内剪切变形以耗能,但在实际复杂受力状态下,易因高厚比过大而发生面外失稳。为此,提出一种可提升面外刚度的黏弹性阻尼器,并对新型与常规黏弹性阻尼器开展足尺试验,包括基本力学性能试验、稳定性试验及面外静力推覆试验,系统对比二者的基本力学性能与稳定性能。结果表明:常规黏弹性阻尼器稳定性的试验数据与数值模拟基本一致;新型黏弹性阻尼器的面外刚度可达常规型的11~15倍,说明前者具有优异的稳定性能,可为该阻尼器的工程应用提供试验依据。

摘要:红层泥岩的崩解特性对红层地区工程建设及管理维护的正常进行构成了严重威胁。为深入了解红层泥岩的崩解特性,选取甘肃兰州地区自然风干的红层泥岩作为研究对象,开展干湿冷热、干湿循环以及冷热交替作用下的室内崩解循环试验,每次循环结束通过筛分试样获得各粒径组的颗粒质量。以此为基础运用分形理论计算红层泥岩崩解进程中的粒度分形维数指标,从而得到红层泥岩崩解趋于稳定时的粒度分形维数。研究结果表明:同等加水量以及相同崩解循环次数下,干湿冷热组的崩解程度最深、干湿循环组的崩解程度次之、冷热交替组不崩解;随着加水量的增加,红层泥岩崩解物的各粒径组颗粒质量变化情况有4种,且在30%~40%加水量时红层泥岩的崩解进程有一个突然的加速过程;随着崩解循环次数的增加,红层泥岩的崩解进程在粒度分形维数达到2.7~2.8时趋于停止。

摘要:多重摩擦摆新型隔震支座(STFPB)是在传统三重摩擦摆支座(TFPB)基础上加装形状记忆合金(SMA)拉索的一种新型减隔震装置。文章首先阐述STFPB的设计原理与构造形式,并分析其性能的影响因素;然后采用大型有限元软件ABAQUS建立三跨连续梁桥模型,进行地震时程分析;最后通过易损性分析得到桥墩和支座的易损性曲线。结果表明:在进行STFPB优化设计时,需考虑拉索直径对支座刚度及耗能能力的影响,适当增加SMA拉索数量可有效提升支座的刚度和耗能能力;相较于TFPB,STFPB具有更优的隔震效果;在强震作用下,STFPB凭借其良好的自复位能力与耗能能力,能有效减轻主梁损伤。

摘要:为减小摩擦阻尼器震后的残余变形,提出一种摩擦力可变的自复位单向变摩擦阻尼器(SCUFD),阐述其基本构造和工作原理,并开展试验研究和数值模拟。通过试验数据与模拟结果的对比分析,证明有限元模型的有效性和准确性。基于该模型,对缸体-摩擦块间的摩擦系数、楔形滑块-活塞间的摩擦系数及复位弹簧预加力进行参数分析,研究各设计参数对阻尼器滞回性能的影响。研究表明,提高缸体与摩擦块间的摩擦系数,可提高SCUFD的最大出力和耗能能力,但不影响其自复位能力;增大楔形滑块与活塞间的摩擦系数不影响SCUFD的最大出力,但会使SCUFD的第二阶段刚度增大、第六阶段刚度减小,从而提高耗能能力,降低复位能力;复位弹簧预加力的增大会同时提高SCUFD的最大出力和自复位能力,但不影响其耗能能力。

摘要:湿陷变形是黄土地区建筑物失稳破坏的主要诱因。开展不同增湿条件下黄土湿陷变形特性研究,对工程实践具有重要指导意义。以新疆伊犁地区黄土为研究载体,通过室内压缩试验,探究含水率、干密度、埋深等因素对土体湿陷变形特性的影响规律;依托增湿湿陷试验,分析不同增湿水平下黄土的增湿变形演化特征,揭示增湿过程中增湿湿陷量与饱和湿陷量的占比关系。结果表明:(1)伊犁黄土湿陷系数与干密度呈线性负相关,与含水率则表现为非线性变化特征。(2)基于增湿水平建立的黄土增湿变形系数计算公式,可较好拟合湿陷系数变化曲线,能够客观反映湿陷系数随上覆压力增大而递减的变化规律。(3)增湿水平与增湿湿陷量占饱和湿陷量比值的关系近似服从幂函数分布,可较好表征土体增湿变形随含水率变化的演化规律。

摘要:为验证高抗震设防区采用粉土填筑路基的可行性及有效处治措施,设计并制作素粉土、加筋粉土及4%水泥改良粉土三组路基模型,开展振动台试验,对比分析其破坏特征与动力响应规律,提出抗震性能提升对策。试验表明:素粉土路基在地震加速度峰值达0.25g后逐步开裂、破碎并发生沉陷破坏;加筋粉土与4%水泥改良粉土路基抗震性能更优,分别加载至0.325g与3.5g时仅出现裂缝,整体结构保持完好。三组路基加速度放大系数均随地震荷载增大而降低,动土压力呈非线性增大;路基开裂损伤后,加速度放大系数显著减小,动土压力出现衰减。工程实践表明,在保证施工质量前提下,采用素粉土填筑路基可满足抗震设防要求;加筋处理与水泥改良均能有效提升抗震性能,建议在抗震设防要求较高的地区优先选用。

摘要:为明确冻土地基差异融沉对沟埋式管道管顶土压力的影响,以Marston沟埋式管道土压力理论模型为基础,首先引入管沟填土相对位移诱发的土拱效应,采用圆弧小主应力轨迹法确定填土侧土压力系数;其次建立主应力偏转角与管基冻土融沉量之间的定量关系,结合斜薄层单元法推导管顶土压力求解方程,最终提出管道-冻土非协同融沉条件下管顶土压力计算模型。通过室内模型试验验证和参数敏感性分析表明,该方法能准确表征冻土融沉不同发展阶段的管顶土压力变化规律,管基融沉对管顶土压力具有显著影响,具体表现为:管顶土压力系数与管基相对融沉量近似呈线性正相关,最大增幅达41%;随差异融沉面与水平面夹角的增大,管顶土压力系数线性减小,最大降幅为14%;管顶土压力系数随沟管宽比(B/D)的增大近似呈双曲线型增长,B/D=4可作为各融沉阶段沟埋式管道与上埋式管道的分界值;随着填土高比(H/D)的增大,管顶土压力系数先增大后趋于稳定;深埋管道管沟填土在融沉时更易形成完整土拱,融沉对深埋管道管顶土压力的影响更为显著。研究成果可为冻土区埋地管道的融沉灾害评估提供理论支撑。

摘要:河谷地形具有显著的地震动放大效应,会对场地内大型基础设施的抗震性能产生严重影响。为研究河谷地形对邻近隧道地震动力响应的影响规律,采用基于黏弹性人工边界的地震波动输入方法,实现SV波在不同入射角度下的非一致激励;考虑隧道与河谷地形的不同相对位置,建立圆形、梯形和V形等多种河谷场地模型,并以此进行非线性动力时程分析;同时,以无河谷地形效应的完整场地模型为参照,系统分析河谷地形对邻近隧道加速度分布、加速度放大系数及衬砌应力的影响规律。结果表明:河谷地形显著放大隧道衬砌的加速度响应,且随着地震波入射角度的增大,加速度放大效应逐渐增强,最大加速度放大系数可达1.69;加速度放大效应的强度与河谷几何形态有关,梯形河谷的放大效应最强,圆形河谷次之,V形河谷最弱;隧道与河谷的相对位置显著影响衬砌的加速度放大效应,当隧道位于河谷前方时,地震波任意入射角度下衬砌加速度均被显著放大,当隧道位于河谷后方时,衬砌加速度仅在地震波垂直入射时被放大,倾斜入射削弱了河谷的地形效应;靠近河谷侧隧道拱肩及完整侧隧道拱脚处衬砌应力响应受河谷地形的影响较大,在抗震设防中应重点关注。

摘要:地震作用下,城市建筑群与所在场地将产生复杂的相互作用,即场地-城市(SCI)效应。目前,SCI效应如何影响地裂缝场地动力响应特征未知,故以西安地裂缝为研究背景,考虑基础类型、自振频率、建筑密度不同的框架结构建立一系列数值模型,模拟SCI效应对地裂缝场地动力响应的影响。结果表明:SCI效应不仅会减小地裂缝场地的响应,还会减少地裂缝的影响范围。当建筑结构与地裂缝场地频率一致时,SCI效应使得场地响应大幅降低;建筑自振频率与地震波卓越频率一致时,地裂缝场地部分测点响应将增大,但由于SCI效应,场地整体的平均响应仍会降低。因此,在城市建设中,可以适当减小对地裂缝的避让距离,同时应尽量避免共振现象的发生。

摘要:利用PFC3D颗粒流模拟方法,结合室内动三轴试验,建立黄土动三轴试验模型。基于接触黏结强度、刚度比及摩擦系数的敏感性分析,确定数值试样的细观参数,并通过对比室内试验与数值模拟的震陷曲线,验证黄土数值模型的有效性。从应力场、位移场和旋转场三个角度,研究黄土在动力加载条件下的震陷变形特性。结果表明:黄土试样的抗震变形能力与接触黏结强度、摩擦系数呈正相关,与刚度比呈负相关;随着围压增加,试样的震陷系数减小,轴向累积应变的收敛趋势更稳定,细观上表现为颗粒间接触力增大,颗粒位移量及旋转量减小;随着动应力幅值增加,试样的轴向累积应变增大,颗粒间弱胶结发生破坏,导致接触力先增后减,颗粒位移量及旋转量相应增加。

摘要:为解决传统动剪应力折减系数(r_d)模型在黄土场地震陷预测中偏差大的问题,首次将三因素r_d计算方法引入黄土场地。研究表明,深度(D)、震级(M)和12 m等效剪切波速(v_s,12^*)是影响r_d的三个最显著因素,为此基于黄土高原48个典型场地实测钻孔波速数据,采用SOILQUAKE程序开展等效线性场地反应分析,引入了融合上述三个显著因素的三因素r_d模型,并与传统方法进行对比验证。该模型在厚覆盖黄土场地0~30 m深度范围内具有连续曲线形式,克服了传统方法沿深度插值拼接的不足。该模型能合理反映r_d曲线随震级增大而左移抬升、随剪切波速增大而形态趋直的物理规律。在兰州典型场地验证中,模型预测震陷量始终控制在SOILQUAKE基准值的1.3~1.8倍之间,而传统方法则从2.0倍急剧攀升至8.3倍,表现出显著的非物理性增长;在2023年积石山6.2级地震震害评估中,模型预测结果与现场调查范围基本吻合,初步验证了模型的适用性。该方法仅需常规勘察获取v_s,12^*即可快速生成r_d剖面,大幅降低了数据需求和计算成本,为黄土地区地震灾害快速评估提供了经济可行的技术方案。

摘要:为丰富弦支穹顶结构形式、提高结构稳定性,将多撑杆型索穹顶的预应力索撑体系应用于铝合金单层网壳,形成多撑杆型铝合金弦支穹顶并研究其结构力学性能,分析结构的整体可行性。通过对比鼓蜂窝四撑杆I型、III型及五边形三撑杆型三种拓扑构型的静力性能、稳定性及经济性确定最优结构拓扑方案。基于ANSYS有限元软件系统分析了各种工况下最优结构索杆内力及节点竖向位移变化情况,并进一步研究矢跨比、厚跨比、预应力水平、下弦节点布置方案及跨度等不同参数对最优结构刚度、极限承载力及自振特性的影响规律。分析结果表明,鼓蜂窝四撑杆III型结构综合性能最优,其极限承载力较I型和五边形构型分别提升8.9%和25.6%,且用钢量最低。该最优结构对温度荷载、半跨均布荷载及节点铰接形式较为敏感,自振频率较为集中且振型多呈对称分布。文章确定了关键设计参数(如矢跨比和厚跨比)的最佳取值范围,为铝合金弦支穹顶结构的选择和稳定性设计提供了理论依据与建议。

摘要:U型阻尼器是一种高效的耗能减震装置,已在各类工程结构中得到广泛应用。为进一步提升U型阻尼器在隔震结构中的减震效能,将力学性能优异的新型阻尼钢材应用于U型阻尼器的研制。确定该新型钢材的屈服强度、抗拉强度与弹性模量等关键力学参数后,加工制备5个新型阻尼钢U型阻尼器试件,并开展滞回性能试验。试验结果表明,该新型阻尼钢U型阻尼器在循环荷载作用下滞回曲线饱满,耗能性能稳定,具备优良的滞回特性。在此基础上,建立对应的有限元数值模型,模拟阻尼器在循环加载工况下的力学响应,系统探究板厚、板宽、板间距及圆角直线段长度等结构参数对其力学性能的影响规律。结果表明,新型阻尼钢U型阻尼器整体力学性能优异、滞回耗能效果良好,可为阻尼器的结构优化设计与工程应用提供理论依据与技术参考。

摘要:视应力是区域地壳平均应力的估计。通过应用分形插值方法，使用视应力数据对郯庐断裂带安丘—莒县段的应力场进行重构，旨在通过分形理论识别应力场中的潜在异常区。主要解决以下问题：一是应用求解区域剪应力增加值的算法及剪应力与视应力的转换公式，对视应力进行补点，解决原始视应力数量较少且分布不均的问题；二是应用多重分形理论计算奇异性指数，勾画研究区应力的富集区、贫乏区和背景区，并提出奇异性指数与b值、c值（奇异性的幅度变化系数）与b值拟合的方法，通过该方法拟合得到未知区域在b值背景下的奇异性指数和c值，同时得到视应力与b值的关系式；三是运用分形插值方法对研究区视应力进行插值重构。选择间隔数据为3个，既可以保证分形插值精度，又可以对原始数据进行有效的等效表征。分形插值重构后的研究区视应力分布显示，从南到北视应力值呈现逐步增大的趋势，最大值为3.17 MPa，最小值为0.008 MPa，莒县附近区域以及36.05°N以北的区域（除昌乐地区外）视应力值较高。分形插值后的视应力分布显示出更多异常应力分布的细节。

摘要:数据连续性是衡量地震波形数据质量的重要评价指标。针对现有连续性评价方法在应用于分段数过多或分段间异常排列等实际数据场景时存在的耗时长、算法失效等问题,提出一种基于Bitmap的波形数据连续性评价方法。通过对原始波形构建其Bitmap位向量,将波形数据采样点映射为表示记录状态和重叠状态的二进制位,直观反映评价时间窗口内数据记录的连续性,从数据结构上消除分段乱序、重叠所带来的影响,从而快速得到可靠的指标结果。在真实应用场景下的实验结果表明,该方法具有明显的性能优势和更强的鲁棒性,对于开展中国大陆测震台网数据连续性评价具有现实意义。

摘要:壶流河断裂隶属张家口—渤海构造带,为京西北盆岭构造区重要断裂,其周边历史中强地震频发。现阶段该断裂专项探测研究匮乏,第四纪活动性认识不足。依托既有工程布设的3条浅层地震测线,结合数据精细化处理成果,融合区域第四纪地层及周边钻孔资料,系统剖析断裂第四纪活动特征。结果表明:壶流河断裂呈Y型组合结构,包含主、次两条断层;主断层倾向ES,上断点埋深自西南向东北由15 m增至40 m,上更新统底界断距8~20 m,断裂错断最新地层为上更新统,限定其最新活动时代为晚更新世。同时,整合蔚广盆地大地电磁测深、深地震宽角反射/折射及地震层析成像等深部探测数据,完成区域构造精细解译,明确壶流河断裂于地下约10 km深处与蔚广盆地南缘断裂交汇。结合历史地震记录、现代地震精定位、中小地震震源机制解及震源深度分布特征综合分析,判定壶流河断裂为区域性发震断层,区域地震活动受控于该断裂与蔚广盆地南缘断裂的联合构造作用。

摘要:2026年1月26日,甘肃省甘南藏族自治州迭部县发生5.5级地震,震源深度10 km,震中烈度为Ⅶ度,震区建筑结构遭受不同程度的破坏。基于震害调查,分析震区房屋建造特点及各结构类型建筑物的震害特征,揭示其破坏机理。研究结果表明:震区农村地区以传统木构架房屋为主,承重木构架基本完好,但夯土围护墙体震害严重,主要表现为墙体开裂、局部塌落及外闪等;砖木与砖混结构占比较小,主要震害表现为墙体不同程度开裂。城镇地区房屋以砖混和框架结构为主,整体震害较轻,主要表现为墙体开裂。房屋震害成因主要包括墙体材料脆性较大、各部件连接不足、选址不当及建筑布局不合理等,且农村地区多数自建房房屋缺少抗震构造措施。研究成果可为震后恢复重建与建筑抗震加固提供理论参考,对提升西北地区建筑综合抗灾能力具有积极意义。

摘要:活动断裂的几何展布是评估其未来强震危险性的重要基础。历史航片和KeyHole(KH)卫星影像自20世纪以来积累并解密了大量瞬时影像数据,为研究活动断裂相关的地质构造、构造地貌及地貌演化过程提供了精确的数据支持。收集小江断裂北段区域的上述两种历史影像,构建一套完整的影像处理流程(包括拼接、配准与几何纠正),基于历史遥感影像解译活动断裂的微地貌特征,确定断裂的几何展布;结合遥感解译与野外地质调查,系统分析小江断裂北段的几何展布与微地貌错动特征。结果表明:小江断裂北段由间距2~4 km的近平行断裂组成,沿金沙江与小江河谷展布,形成线性沟谷地貌;沟谷内可见多处水系左旋错动或偏转现象,并控制山间盆地发育,在山前形成山间盆地或剥蚀面。此外,断裂带发育断层崖、拉分盆地等构造地貌,揭示其兼具水平走滑与垂向运动的复杂活动性。

摘要:天景山断裂带前锋区发育一套由逆冲走滑断裂与褶皱构成的庙山断褶带。庙山山前断裂作为该断褶带的重要组成部分,其南段的构造特征及第四纪活动性尚缺乏系统研究。浅层地震勘探揭示,该断裂在地表深部错断反射波组T₁与T₂,为一条倾向SW的铲形逆断层;高分辨率遥感解译显示,该断裂线性地貌特征不明显,主体被黄土覆盖,指示其新构造活动性较弱;野外地质调查与光释光(OSL)测年结果表明,断层将老地层逆冲至晚更新统上段地层之上。综合研究表明,庙山山前断裂南段为一条走向NW-SE、倾向SW的逆走滑断层,具上陡下缓的铲式结构,最新活动时代厘定为晚更新世晚期。该断裂是香山—天景山断裂向东扩展引发的构造转换作用的产物,晚更新世晚期以来未发生活动,未来发生中强地震的可能性较低。

摘要:针对震后复杂场景下压埋人员定位精度低、稳定性差的问题,提出一种多模型融合测距的震后接收信号强度指示(RSSI)定位方法,利用被困人员手机信号实现压埋人员间接定位。首先采用加权混合滤波算法完成RSSI数据去噪预处理,有效削弱震后复杂环境的噪声干扰。通过植物根茎生长优化(PRGO)算法对支持向量回归(SVR)、径向基函数(RBF)神经网络超参数进行寻优,构建融合多项式-SVR、RBF-SVR与RBF神经网络的集成测距模型,结合信息熵与准确度加权融合策略,改善模型测距精度与泛化能力。同时搭建最小面积加权质心(MAWC)定位算法,动态选取最优定位多边形,通过加权质心迭代优化逼近目标真实坐标。实验结果表明,改进滤波后信号曲线平滑度显著提升;集成测距模型较三种单一模型的测距精度分别提升41.67%、29.54%、23.64%;相较传统质心定位算法,该算法定位误差降低达0.31 m,最终定位误差仅为0.42 m,具备优异的定位性能,可为震后压埋人员应急搜救提供可靠技术支撑。