地震损伤

摘要： 根据16个实腹式配钢的型钢混凝土异形柱试件在低周反复荷载作用下的试验结果,进行了构件的滞回性能分析及基于损伤的恢复力模型研究。提出了一种弹性段-强化段为双折线、下降段为指数函数曲线的复合骨架曲线模型,采用理论推导与回归拟合相结合的方法给出了构件对应不同截面形式、轴压比及配钢率的骨架曲线特征值计算方法;考虑二阶矩效应、轴压附加抗侧刚度、强度衰减、包辛格效应及加载历程对构件性能退化的影响,并通过引入基于试验结果拟合的损伤模型,定量描述了构件滞回环卸载刚度退化规律,建立了恢复力模型。研究表明:试件的抗震性能良好,滞回曲线基本呈梭形,采用实腹式配钢的异形柱在各级荷载循环下的滞回环大致汇交于2点;所提出的基于损伤的恢复力模型是经过理论推导并考虑了多种因素的影响,计算结果与试验结果拟合度较好,可为该类型结构进行高效非线性地震反应分析提供依据。

摘要： 为研究氯离子(Cl^(-))侵蚀对钢筋、混凝土材料性能和桥墩抗震性能的影响,设计了3组6根大比例尺钢筋混凝土墩柱模型,并对各组中的待侵蚀模型试件进行了Cl^(-)电化学加速侵蚀。对各试件进行拟静力加载试验,分析Cl^(-)侵蚀前后不同墩高和不同配筋率的墩柱模型抗震性能指标的变化规律,并采用Park-Ang和M-Park两种双参数模型评价墩柱的地震损伤。研究结果表明:Cl^(-)侵蚀对混凝土和钢筋材料性能产生削弱影响;受Cl^(-)侵蚀试件的位移延性能力、承载能力、耗能能力均明显小于未受侵蚀试件;侵蚀试件的等效黏滞阻尼系数在极限位移前大于相应未受侵蚀的试件;Cl^(-)侵蚀会明显增加墩柱的地震损伤,在极限位移处增大至未侵蚀墩柱的两倍;墩柱配筋率越大时,Cl^(-)侵蚀对墩柱地震损伤的影响越大。

摘要： 针对近断层脉冲型地震动作用下基础隔震结构的地震损伤和失效模式进行研究。建立隔震结构的数值计算模型,进行非线性动力时程分析;选择适用于隔震结构的地震损伤模型,进行结构的构件和整体损伤分析;确定隔震结构构件的失效准则,并采用多指标综合评价法进行隔震结构的主要失效模式分析。结果表明:脉冲型长周期地震动作用下隔震结构的损伤主要集中在一、二层,其中底层中柱先于梁发生损伤失效,而当隔震支座失效时,上部结构底层构件几乎全部失效。

摘要： 屋顶、围护墙是木构架古建筑中容易遭受地震损坏的部位,屋顶的主要震害为屋面构件的破碎、滑落,围护墙的主要震害为墙体的歪闪、倒塌,震害程度与结构的整体性和连接构造的有效性密切相关。屋顶、围护墙的抗震构造鉴定关系到整体建筑和生命财产的安全,但现行《古建筑木结构维护与加固技术标准》尚未提供详细的鉴定要求。文中依据唐山地震、汶川地震和芦山地震中木构架古建筑震害统计资料,分析了屋顶、围护墙的震害状况;借鉴古建筑传统工艺方法,提供了加强屋顶、砖砌围护墙整体性和稳定性构造的措施;以现行《古建筑木结构维护与加固技术标准》为基准,提出了完善屋顶、砖砌围护墙抗震构造鉴定的建议。文中研究成果可作为现阶段木构架古建筑抗震构造鉴定以及今后标准修订的补充参考。

摘要： 传统拟静力加载试验不能考虑长周期地震动作用特性的影响,无法准确评估长周期地震动作用下SRC柱的损伤程度。采用屈服后每级水平位移循环10次的长周期加载制度模拟长周期地震动作用,比较研究了SRC柱的损伤发展过程。结果表明:峰值荷载后,位移多次循环作用使SRC柱的损伤开始快速增长乃至急剧发展,随着同级位移循环次数的增加,长周期加载试件的裂缝宽度增大、损伤程度加重,达到相同破坏特征时对应的位移角减小。考虑混凝土开裂、有效滞回耗能对SRC柱损伤的影响,建立了基于最大位移和有效累积滞回耗能组合的SRC柱双参数地震损伤模型,评估了含钢率、配箍率和轴压比对SRC柱地震损伤的影响,分析表明该模型能够很好地描述SRC柱的损伤发展历程。结合试验现象和损伤指数计算结果,给出了SRC柱不同损伤程度对应的损伤指数范围。

摘要： 轨道不平顺谱可表征与评价某类线路的宏观几何状态,是轨道平顺状态评定及轨道病害判定的重要指标,也是重要的输入激励之一。我国高铁的建造在时空上无法完全避开地震区域,若能将高铁线路地震损伤纳入轨道不平顺,提出考虑地震损伤的高铁桥上轨道不平顺谱,对综合管理震后线路轨道平顺状态,正确评估震后列车的走行安全性均具有重要意义。因此,提出考虑地震损伤的高速铁路桥上轨道不平顺谱计算方法,总结计算方法中各部分(包括高速铁路轨道-桥梁系统震致线桥一体化模型、震致损伤演化机理、震致损伤映射机理及震致轨道不平顺谱)研究进展;并指出目前考虑地震损伤的高速铁路桥上轨道不平顺谱的研究不足和发展趋势。

摘要： 随着我国国民经济的发展和西部大开发的推进,一批已建或在建的高拱坝,比如小湾、溪洛渡、乌东德、白鹤滩等工程均位于我国的西部地区.相比200 m级大坝而言,300 m级特高坝抗震技术研究的时间较短,震害经验少,现行的水工建筑物抗震设计规范仅适用于200 m级以下的大坝,300 m级的特高坝尚无设计规范可循,目前这类特高坝的的建设理论和依据都是借鉴以往一般的工程经验和技术,因此在高烈度区建坝的抗震安全问题十分突出,需要加强其防震抗震工作的研究.在此背景下,收集了国内外高拱坝在发生强震时给其坝体及坝肩造成损害的实际案例.针对白鹤滩工程,采用目前国内通用的3种非线性有限元方法,分析了设计地震作用和校核地震作用下可能出现的高应力和大变形的情况;通过拱坝极限承载能力计算和拱坝动力模型试验,分析了拱坝承受超越地震的能力和可能出现的损伤及其破坏特征.研究成果可为类似工程的分析研究提供参考.

摘要： 简支梁桥是我国使用最广泛的桥型,为明确其地震损伤演变过程,以典型的3跨简支梁桥为研究对象,采用OpenSees软件建立了精细化的有限元模型,并基于增量动力分析(IDA)方法进行了非线性时程分析.结果表明:板式橡胶支座和混凝土挡块是整个结构中最先发生损伤且损伤最严重的构件,桥墩损伤较轻,这一结论与近年来地震中采用板式橡胶支座的桥梁震害基本一致;连续梁桥震害与简支梁桥震害相近,但因连续梁桥上部结构质量较大,碰撞效应较明显;支座摩擦系数对桥梁上下部结构地震响应影响较大,为使桥梁整体损伤较小,可通过设计合理的支座,改变其支承接触面间的摩擦特性.

摘要： 为研究矮塔斜拉桥的纵桥向地震损伤发展过程,以一座典型的塔梁墩固结体系三塔矮塔斜拉桥为原型桥梁,设计、制作了缩尺比为1∶20的全桥振动台试验模型,并采用El Centro波和场地人工波作为地震动输入对试验模型进行纵桥向振动台试验,观测各试验工况下的试验模型地震损伤情况.结果表明,塔梁墩固结体系矮塔斜拉桥的地震损伤主要出现在主墩的墩底、墩顶部位,而主塔基本保持弹性.随着地震损伤发展,结构自振周期和阻尼比逐渐增大,损伤情况逐步加剧;最终,主墩墩底部位发生严重损伤,核心混凝土压溃.

摘要： 基于地震作用下连续梁桥的损伤破坏机理,利用MR阻尼器控制元件,建立了基于桥墩广义水平刚度比的阻尼器出力方案,提出了连续梁桥的非线性地震损伤控制方法.对某一联三跨连续梁桥进行地震损伤控制研究,采用IDA(Increasing Dynamic Analysis)方法对控制前后桥梁结构进行损伤分析,结果表明所提出的控制方法可以有效降低桥梁损伤,并使桥墩损伤趋于均匀,显著提高桥梁的抗震性能;对采用不同控制方案和不同设计传递系数的桥梁进行地震损伤分析,结果表明半主动控制方案对墩梁残余位移和桥墩损伤的控制效果优于PON(Passive On)控制,并且设计传递系数对控制效果影响较大,需合理选用.

摘要： 为有效评估剪切作用明显的弯剪破坏钢筋混凝土(RC)柱的地震损伤状态,通过分析已有弯剪破坏RC柱拟静力试验结果中变形和累积滞回耗能所产生损伤在总体损伤指标中所占比例,给出了考虑滞回耗能影响的能量项损伤系数计算式,并建立了考虑塑性变形和累积滞回耗能影响的弯剪破坏RC柱地震损伤模型.与现有的Park-Ang双参数损伤模型及其修正模型相比,采用本文模型计算弯剪破坏柱的损伤指标能量项更合理,且总体损伤指标基本维持在0到1之间,能有效评估弯剪破坏RC柱的地震损伤状态.

摘要： 根据密肋复合墙结构体系的基本构造特点,引入耗能减震技术,结合低屈服点钢材的特性,提出了一种低屈服点钢密肋复合减震墙板,实现了对密肋复合墙结构的耗能减震控制.研究了密肋复合墙结构耗能减震控制体系在强震作用下的地震损伤性能及损伤分布规律,探讨了低屈服点钢对密肋复合墙结构的地震损伤控制效果.计算分析表明,在密肋复合墙结构中设置少量的低屈服点钢密肋复合减震墙板,就具有明显的损伤控制效果,结构整体损伤指数的减小率可到达30％～60％.

摘要： 本文提出在墩柱间附加耗能剪切板的地震损伤控制策略,通过它耗散地震能使墩柱只发生轻微损伤甚至处于弹性状态,且耗能剪切板易于震后修复或更换.以位移、Park损伤指数和曲率延性系数作为地震损伤评价指标,采用弹塑性动力方法研究了极端地震(PGA=1.0g)作用下耗能剪切板对双柱式高墩的地震损伤控制效果,验证所提损伤控制策略的可行性与有效性.数值结果表明:损伤控制后(附加耗能剪切板)的双柱式高墩的墩顶位移、墩柱Park损伤指数和曲率延性系数明显低于损伤控制前的,而墩底截面弯矩变化很小;附加耗能剪切板对双柱式高墩的损伤控制效果非常明显,使墩柱满足损伤控制目标要求.

摘要： 为合理确定地震受损钢筋混凝土结构数值分析模型,根据47个钢筋混凝土压弯构件在低周往复加载损伤试验条件下获得的滞回曲线数据结果,采用Park-Ang损伤指数计算公式,计算损伤构件不同损伤状态点对应的损伤指数值,并通过数据回归分析建立损伤构件刚度退化系数和强度退化系数与构件损伤指数值之间的拟合关系式;给出考虑地震损伤的损伤构件恢复力模型确定方法;通过数值算例对比分析结构地震损伤前后抗震性能的差异.分析结果表明:通过震害表现能够快速确定构件基于表观损伤状态的地震损伤分析模型,为震损结构的抗震性能评估提供依据.

摘要： 本文提出以B-R(Budiansky-Roth)准则结合塑性应变能密度曲线作为结构动力失稳破坏的判断标准，研究单层网壳结构的静力稳定性。从结构构件损伤积累破坏角度出发,建立材料的应变-损伤本构模型,首先采用弧长法进行荷载—位移全过程跟踪非线性屈曲分析,在满足静力稳定性和结构优化设计的基础上,进行动力时程分析,提出以B-R准则结合塑性应变能密度曲线作为结构动力失稳破坏的判断标准,同时对震后产生地震损伤的结构进行静力稳定计算,分析地震损伤对结构静力稳定性的影响.得出了依照该判断标准能正确判断结构动力临界荷载以及考虑地震损伤积累效应后结构静力稳定性降低明显等结论,为该类结构震后修复、抗震性能力的评估提供依据.

摘要： 针对山区连续梁桥的特点和近断层地震动的特殊性,设计全联采用板式橡胶支座、全联采用铅芯橡胶支座和较矮墩处采用铅芯橡胶支座而较高墩处采用板式橡胶支座的3种山区桥梁隔震方案,研究了具有向前方向性效应和永久位移效应的近断层地震动对其地震损伤影响.研究结果表明:向前方向性效应对铅芯橡胶支座隔震桥梁桥墩损伤的影响大,永久位移效应对铅芯橡胶支座隔震桥梁的桥墩残余位移角和支座残余剪应变影响要大;对山区墩高差异较大的连续桥梁,在较矮墩处采用铅芯橡胶支座和较高墩处采用板式橡胶支座是较为合适的隔震设计方案.

摘要： 针对山区桥梁的结构特点,构造了7组代表性的示例桥梁作为研究对象,通过基于纤维单元的桥梁模型进行非线性时程动力分析,考察了采用板式橡胶支座(RB)和铅芯橡胶支座(LRB)的山区桥梁在强震作用下的地震损伤情况.研究结果表明,虽然铅芯橡胶支座桥梁在桥墩侧移角、曲率延性系数、混凝土最大压应变和钢筋最大拉应变等地震反应方面与板式橡胶支座桥相比略有增加或相近,但铅芯隔震橡胶支座桥梁可以有效的控制墩梁的相对残留位移,有利于震后修复和维持应急交通功能.

摘要： 为研究深水高墩连续刚构桥的地震易损位置及损伤程度,以某库区深水高墩连续刚构桥为对象,采用塑性铰模型,考虑地震动水效应,建立结构非线性有限元模型.采用频数分析法,选取50条典型强震记录为输入,基于IDA分析,从地震易损性分析的角度去评价深水高墩连续刚构梁桥的抗震性能,对比分析了高水位与无水情况下桥墩和支座的整体易损性曲线、桥墩墩身易损位置及其对应的损伤概率分布情况.结果显示:考虑水体时,桥梁构件损伤概率会显著增大,桥梁主墩的易损位置由墩底附近向墩身上部位置移动;支座处的损伤概率在各相应损伤等级中比桥墩高,且相比于主墩,边墩更容易发生损伤;边墩损伤位置主要集中于墩底附近,而主墩损伤位置位于墩底附近及墩身上部.结果表明,抗震设计时,需重点关注以上边主墩易损伤位置的受力及支座位移情况.

摘要： 对采用刹车片作为摩擦材料的摩擦消能器进行单轴往复加载试验,考虑摩擦界面的面压、加载速率等因素对摩擦阻尼器力学性能的影响.在摩擦消能器中,采用高强螺栓与碟形弹簧串联为摩擦界面施加正压力,以减小温度应力等因素对阻尼器性能的影响.同样参数的试验重复三次,以观察阻尼器性能的离散性.试验结果表明,该摩擦界面具有可靠的滞回耗能能力,摩擦力相对比较稳定.但在试验中,摩擦界面的面压存在逐步下降的趋势,且下降的幅度与初始面压的大小有关.此外,与静力加载相比,动力加载条件下阻尼器表现出更小的动摩擦系数.采用通过静力加载得到的摩擦系数进行消能器设计,可能得到偏于不安全的结果.

摘要： 对采用刹车片作为摩擦材料的摩擦消能器进行单轴往复加载试验,考虑摩擦界面的面压、加载速率等因素对摩擦阻尼器力学性能的影响.在摩擦消能器中,采用高强螺栓与碟形弹簧串联为摩擦界面施加正压力,以减小温度应力等因素对阻尼器性能的影响.同样参数的试验重复三次,以观察阻尼器性能的离散性.试验结果表明,该摩擦界面具有可靠的滞回耗能能力,摩擦力相对比较稳定.但在试验中,摩擦界面的面压存在逐步下降的趋势,且下降的幅度与初始面压的大小有关.此外,与静力加载相比,动力加载条件下阻尼器表现出更小的动摩擦系数.采用通过静力加载得到的摩擦系数进行消能器设计,可能得到偏于不安全的结果.

摘要： 本发明涉及一种铁路隧道衬砌损伤的实时地震检测系统及方法，包括如下步骤：通过地震检波器得到地震的相关数据；在相邻两个地震检波器之间采用互相关方法计算出两个地震检波器之间的地震响应；利用高通滤波消除低频声波干扰，提高尾波的信噪比，并将该信号作为参考信号，其中的尾波作为参考尾波；每次驶过一列列车，便产生一个后续信号及其中的后续尾波；将参考尾波与后续尾波做互相关；得到每一对相邻地震检波器之间的尾波干涉值，并进行相应的判断。本发明提供了一种铁路隧道衬砌损伤的实时地震检测系统及方法，与现有的检测方法相比，一旦装置铺设完毕就不需要频繁进入隧道检测，工作量显著降低，且为实时检测，能及时发现隧道衬砌损伤。

摘要： 本发明公开了一种多期次地震作用下斜坡损伤累积的监测方法，其包括构建边坡模型，并在边坡模型的观测面布置散斑点；在散斑点检验合格时，对采集观测面图像的相机进行标定，之后加载地震波，并同步采集观测面的变形图像；对边坡模型的初始图像上的所有像素点与变形图像上的像素点进行相关计算，得到每个像素点的位移；在边坡模型的潜在滑动面处选取若干观测点对；获取距离观测点中心最近的多个散斑点的位移，并将其平均值作为观测点的位移，将观测点的像素‑位移离散数据向时间‑加速度连续数据变换；根据观测点的质量和时间‑加速度数据，计算观测点的水平地震力，计算观测点对中两个水平地震力的差值，确定出潜在滑动面的受力大小和受力方向。

摘要： 本发明公开了一种基于实时监测数据的结构地震损伤识别方法。该方法首先对安装在设备或结构上的加速度传感器记录下的地震持续时间内的时域响应进行HHT变换，得到信号的高频上限；进而对原始信号进行高通滤波，接着对滤波后信号进行EEMD分解，取第一阶IMF进行Hilbert变换，对得到的时频能量矩阵进行聚拢构建出高频能量和向量；最后根据高频能量和向量的上下四分位数以及向量的元素个数计算出异常值上限，将向量中元素分别与异常值上限作比较得出结构损伤数量特征值。本发明具有不依赖与结构未损伤时的响应数据、可以对地震持续时间内结构的响应直接进行识别的特点，同时充分考虑了实际工程中电力设备及重要建筑结构布设监测传感器的可行性和便利性，在实际应用中同一设备或者结构仅需一个传感器布设，即可达到地震后快速评估是否发生损伤的目的。

摘要： 本发明提供了一种多层及高层组合剪力墙结构地震损伤等级评估方法，涉及结构地震损伤评估技术领域。包括：根据组合剪力墙边缘约束构件的关键受力状态，确定组合剪力墙的损伤临界状态；通过基于截面的受力分析方法，得到对应于组合剪力墙的损伤临界状态的截面曲率；根据组合剪力墙的损伤临界状态的截面曲率，确定组合剪力墙结构损伤等级的判别标准；获取震后的组合剪力墙结构沿高度的曲率分布，计算出各层最大楼层曲率；将各层最大楼层曲率与组合剪力墙结构损伤等级的判别标准进行比较，确定各楼层的损伤等级，完成地震损伤等级评估。本发明提供的方法能够准确方便地评估以弯曲变形为主的组合剪力墙结构的地震损伤情况。

摘要： 本发明提出了基于机器学习的钢筋混凝土柱地震损伤程度评估方法，首先根据钢筋混凝土柱构件拟静力试验全过程表观损伤图像，获得表观地震损伤参数和构件参数；然后根据钢筋混凝土柱构件拟静力试验滞回曲线数据，建立一种存在固定上下限、可以准确反映构件在整体损伤发展过程的非线性加速累积现象的钢筋混凝土柱地震损伤程度综合评价指标；最后通过建立表观地震损伤参数及构件参数和地震损伤程度综合评价指标的深度神经网络模型，通过将构件的表观损伤参数和尺寸信息输入至训练好的机器学习模型，直接预测其地震破坏程度，最终实现钢筋混凝土柱地震损伤程度的智能评估，同时也克服了基于专家经验的人工评价方法费时费力、准确性和安全性不足的缺点。

摘要： 本发明公开了一种基于深度机器学习的建筑地震损伤和剩余能力评价方法，主要步骤如下：将RC构件震损照片作为输入，应用构件可视损伤识别模型自动识别可视地震损伤；RC构件力学性能退化评价模型基于可视震损识别结果，预测RC构件力学性能退化指标；调整RC构件力学模型参数并更新原建筑的有限元模型，得到震损建筑有限元模型；采用静力弹塑性分析方法评价震损建筑的剩余抗震能力。本发明评价方法能够由震损建筑图像自动识别可视地震损伤，采用物理意义明确的构件力学性能退化指标，并利用试验数据标定取值，定义明确、取值合理；直接根据构件的可视震损现象评估构件剩余力学性能，评估精度高，有利于提高震损建筑剩余抗震能力评价的准确性和合理性。

摘要： 本发明是一种快速评价城市建筑群桥梁群地震损伤的方法。本发明涉及地震工程技术领域，本发明收集建筑群和桥梁群基础信息；根据收集到的建筑群和桥梁群基础信息，确定建筑群和桥梁群的地震抗力能力；根据每个建筑物或桥梁输入的地震动的加速度时间历程数据以及建筑或桥梁的基础信息计算谱加速度；根据输入的地震动的加速度时间历程数据计算的谱加速度以及建筑或桥梁的地震抗力能力评价地震破坏情况。本发明计算效率高，无需对城市中的建筑群桥梁群建模，所需城市建筑群桥梁群基本信息较少，能够用于城市地震场景的震害预测和震害分析。

摘要： 本发明提供一种基于蒙特卡洛模拟的城市供水管网地震损伤评估方法，包括以下步骤：1、将研究区域网格化；2、生成由不同网格尺寸离散化的研究区域所对应的空间相关的峰值地面速度分布图；3、评估每个峰值地面速度分布图上管网中每条管道的地震破坏概率；4、使用蒙特卡洛方法模拟管网在每个峰值地面速度分布图上的破坏情景；5、统计破坏指标，分析确定推荐网格尺寸；6、计算适用于待评估管网的推荐网格尺寸，并生成研究区域在推荐网格尺寸下的峰值地面速度分布图；7、使用蒙特卡洛模拟管网的地震损伤状态，统计分析管网损伤指标。本发明可用于任意尺度城市供水管网地震损伤的可靠高效评估，显著提升计算效率。

摘要： 本发明提供了一种多层及高层组合剪力墙结构地震损伤等级评估方法，涉及结构地震损伤评估技术领域。包括：根据组合剪力墙边缘约束构件的关键受力状态，确定组合剪力墙的损伤临界状态；通过基于截面的受力分析方法，得到对应于组合剪力墙的损伤临界状态的截面曲率；根据组合剪力墙的损伤临界状态的截面曲率，确定组合剪力墙结构损伤等级的判别标准；获取震后的组合剪力墙结构沿高度的曲率分布，计算出各层最大楼层曲率；将各层最大楼层曲率与组合剪力墙结构损伤等级的判别标准进行比较，确定各楼层的损伤等级，完成地震损伤等级评估。本发明提供的方法能够准确方便地评估以弯曲变形为主的组合剪力墙结构的地震损伤情况。

摘要： 本发明提供了一种多层及高层组合剪力墙结构地震损伤等级评估方法，涉及结构地震损伤评估技术领域。包括：根据组合剪力墙边缘约束构件的关键受力状态，确定组合剪力墙的损伤临界状态；通过基于截面的受力分析方法，得到对应于组合剪力墙的损伤临界状态的截面曲率；根据组合剪力墙的损伤临界状态的截面曲率，确定组合剪力墙结构损伤等级的判别标准；获取震后的组合剪力墙结构沿高度的曲率分布，计算出各层最大楼层曲率；将各层最大楼层曲率与组合剪力墙结构损伤等级的判别标准进行比较，确定各楼层的损伤等级，完成地震损伤等级评估。本发明提供的方法能够准确方便地评估以弯曲变形为主的组合剪力墙结构的地震损伤情况。