结构局部损伤诊断的应变模态方法--分析与应用

监测和诊断大型工程结构的健康状况，评估其安全性已成为未来工程的必然要求。基于利用局部反应监测结构局部性能的设想，利用应变模态的局部性特点进行结构的局部损伤诊断。首先由传递函数对应变模态进行贝叶斯区间估计，通过一混凝土框架模型的模态试验，分析应变模态测试的不确定性；然后对混凝土框架柱进行局部加强，考察应变模态界定损伤的能力。结果显示，固有频率的不确定性程度最小，应变模态振型与位移模态振型相比，各测点的变异程度差异较大，而阻尼比受不同类型测试系统影响较大；在高阶应变模态对结构局部损伤发生误判的情况下，一阶应变模态可以界定损伤，准确指示损伤部位。     

竖向不规则钢-混凝土混合框架静力非线性分析

根据高阶振型对结构位移的贡献,提出基于多振型侧向力分布形式用于竖向不规则结构的静力非线性分析。通过静力非线性分析和动力时程分析结果的对比,验证了侧向力分布形式的准确性。为研究不规则程度对混合结构非线性行为和破坏模式的影响,改变混凝土框架的刚度和强度形成6个竖向不规则混合结构。通过对不规则混合结构层间能力系数的计算,初步判断混合结构刚度和强度的竖向不规则分布特征,评估可能存在的薄弱层和结构破坏模式。采用所提出的侧向力分布形式分别对结构模型进行静力非线性分析,得到混合结构模型的塑性铰开展特征和层间位移角分布,结果表明:混合结构刚度和强度的不规则程度直接影响结构非线性行为和破坏模式,较均匀的层间能力系数分布能够避免结构中出现明显的薄弱层,使结构破坏模式更加合理。     

一种基于滞回耗能的改进pushover分析方法

将结构静力弹塑性分析与地震反应谱结合起来的Pushover方法作为一种简单而有效的结构抗震能力评价工具，目前已在我国逐渐得到推广。在已有的研究基础上，通过一种基于滞回耗能的自适应Pushover分析，将滞回耗能引入到Pushover分析中，且采用自适应的加载方式来考虑高阶振型的影响。对一中等高度的结构进行推覆分析，结果表明，所提方法对结构响应的估计与时程分析更为接近，尤其是在受高阶振型影响比较明显的层间位移方面，具有较高的计算精度。     

地震灾害下城市关键基础设施毁伤恢复力评估方法

为提高地震灾害后城市关键基础设施恢复力评估准确性,该文提出城市关键基础设施毁伤恢复力评估方法.分析城市关键基础设施在地震灾害中的响应特征,确定基础设施毁伤程度与地震灾害等级之间的关系;收集地震灾害信息,检测地震灾害等级,以此作为毁伤恢复力评估的重要指标;另外,结合毁伤恢复力的其他影响因素分析结果,构建恢复力评价指标体系...     

基于脆性理论的灾害作用下生命线系统耦联分析

一个城市或地区的承灾能力主要看其基础设施的承灾能力,其中最重要的一个部分就是生命线系统的承灾能力。在分析评价生命线系统承灾能力时,不仅要考察复杂性、均衡性和可靠性这些网络特征,还要考虑各子系统间的关联性。这种关联对生命线系统整体的承灾能力有削弱作用。根据复杂系统脆性理论的思想和脆性联系熵的方法,提出了用系统综合脆性联系熵来反映和评价生命线系统整体的关联特性,并通过判断各子系统间的相互影响关系,量化了生命线系统整体的易损性。经耦联关系分析和计算,灾害破坏下,从生命线系统相互作用来看,电力系统受其他子系统的影响最大;而由于供水系统的关键性和其影响方式的不确定性,灾后首先要恢复的是供水系统的工作或供给。证明了该方法为优化系统组织管理、控制灾后的修复工作和协调子系统间的关系提供了依据。     

基于IIM的干旱灾害对黑龙江省玉米供应链的级联影响研究

为研究干旱灾害对黑龙江省玉米供应链的级联效应,以1998-2017年黑龙江省每年5-9月玉米生长期的降雨量月平均值代表各年不同的干旱程度,通过拟合降雨量-玉米产量方程给出了干旱灾害对玉米产量影响的规律,考虑由于供应链节点间的相互依赖性而存在的级联效应,把干旱灾害对玉米产量的影响作为触发供应链网络级联效应的初始扰动事件,采用不可运作投入产出模型(Inoperability Input-Output Model,IIM)和有序加权平均(Ordered Weighted Averaging,OWA)算子相结合的方法,通过评估当干旱导致供应短缺时玉米供应链上各节点的不可运作性,研究干旱灾害对黑龙江省玉米供应链的级联影响。结果表明,因干旱导致的玉米产量下降不仅给玉米生产者(农户)造成了损失,还通过级联效应将这种损失传递至整个供应链网络,给供应链上的所有节点均造成了不同程度的不可运作性。与其他节点的相互依赖程度越强,则受到干旱灾害导致的供给短缺的影响越严重,造成的不可运作程度与经济损失也越大。     

地质灾害胁迫下的社会经济恢复力评估及其提升策略——以都江堰市为例

地质灾害是困扰易灾地区社会经济发展的难题,有效的社会经济恢复力评估可为破解这一难题提供直接指导。本文从灾前内在条件、应对能力、适应能力、暴露度和脆弱性5个维度构建社会经济恢复力评估模型,并以都江堰市为案例区,评估其2000-2016年社会经济恢复力水平,分析关键因素,并提出针对性对策建议。结果表明:(1)本文构建的社会经济恢复力评估模型具有较好的评估精度;(2)都江堰市的社会经济恢复力呈波动上升趋势,汶川地震引发的次生灾害对恢复力影响显著,泥石流和滑坡灾害的影响最大;(3)灾前内在条件显著受人均GDP和基础设施投资指标影响,移动电话普及率和劳动力占比指标对灾害应对能力的影响最大,灾害适应能力显著受居民现金收入、开展搬迁避让和工程治理的隐患点百分比、恩格尔系数等指标影响;(4)建议地方政府通过改善基础设施、加强防灾减灾培训演练、加强灾害隐患点治理和吸引劳动力返乡就业等多种方式,提升社会经济恢复力。     

考虑不同影响因素的珊瑚岛礁场地地震响应分析

珊瑚岛礁场地在强地震条件下的稳定性是开展基础设施建设的首要挑战,而由于珊瑚岛礁海洋工程地质以及钙质砂动力特殊性,系统而深入地研究强震条件下珊瑚岛礁动力响应是进行场地地震稳定性评价的关键。文中基于UPFs在ANSYS软件中嵌入了模拟远场辐射阻尼和珊瑚砂非线性动力特性的用户子程序,建立了珊瑚岛礁场地地震响应分析时域计算模型,进而分别考虑地震动、相对密实度和有效围压3种因素,从加速度放大特性、加速度反应谱、加速度峰值变化以及相对位移等方面探究不同因素对珊瑚岛礁场地地震响应的影响规律。计算结果表明：珊瑚岛礁场地对长周期频谱有滤波作用,相对密实度和有效围压对岛礁场地的地震响应有一定影响,所建立模型表现出良好的适用性。     

三面受火的方钢管混凝土柱火灾全过程力学性能分析

为系统研究非均匀受火时钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取不同阶段钢材和混凝土的热力本构模型的前提下,基于ABAQUS有限元平台,建立方形截面钢管混凝土柱三面受火数值模型。对经历常温加载、升温、降温以及火灾后等不同阶段的钢管混凝土柱力学性能进行初步分析,并与已有的试验进行对比验证;同时,分析了升温时间比t0、保护层厚度a、火灾荷载比n及长细比λ等参数对构件受火性能的影响。结果表明,三面受火时,钢管混凝土柱的破坏形式与均匀受火时有明显差异,因为柱截面温度的不均匀分布会使其产生附加偏心距,发生失稳破坏;三面受火后,钢管混凝土柱的极限承载力和延性均有不同程度的降低;长细比及升温时间比对三面受火时的方钢管混凝土柱力学性能影响较为明显,承载力和延性有明显的下降。     

三面受火的方钢管混凝土柱火灾全过程力学性能分析北大核心CSCD

为系统研究非均匀受火时钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取不同阶段钢材和混凝土的热力本构模型的前提下,基于ABAQUS有限元平台,建立方形截面钢管混凝土柱三面受火数值模型。对经历常温加载、升温、降温以及火灾后等不同阶段的钢管混凝土柱力学性能进行初步分析,并与已有的试验进行对比验证;同时,分析了升温时间比t0、保护层厚度a、火灾荷载比n及长细比λ等参数对构件受火性能的影响。结果表明,三面受火时,钢管混凝土柱的破坏形式与均匀受火时有明显差异,因为柱截面温度的不均匀分布会使其产生附加偏心距,发生失稳破坏;三面受火后,钢管混凝土柱的极限承载力和延性均有不同程度的降低;长细比及升温时间比对三面受火时的方钢管混凝土柱力学性能影响较为明显,承载力和延性有明显的下降。     

基于ADPSS的宁夏电网多直流系统机电-电磁混合仿真对比研究

灵绍和昭沂特高压直流输电工程投运后,宁夏电网将成为我国又一高比例风火打捆.外送直流送端电网。为了准确分析交直流间相互作用以及直流受端扰动对送端的影响,在ADPSS软件中建立了宁夏电网多直流系统的机电-电磁混合仿真模型,包括西北电网机电暂态仿真模型和宁夏电网三回直流的详细电磁暂态模型。针对送受端电网不同故障类型,评估了混合仿真和纯机电暂态仿真方法下电网受扰响应行为的差异,研究结论对于电网分析计算和制定安全稳定控制措施时选择适用的工具具有参考意义。     

分块降阶模型及其在风与膜结构流固耦合计算中的应用

提出一种分块降阶模型,将流固耦合体系看成由力模型和结构动力模型构成,力模型中作用于结构上的力由力幅和频率信号构成,考虑膜结构的非线性,对模型进行了非线性校正。校正时采用本征正交分解方法,对每一个模态利用其时间系数进行比例调整;最后将力模型输出结果输入到结构动力模型中,计算得到膜结构的风振响应。将降阶模型应用于风与膜结构的流固耦合分析中,计算得到膜结构风压系数、风振响应等参数,并与全阶模型进行了对比。结果表明,降阶模型可以准确预测膜结构的风致响应和风压系数,且计算效率大大提高。     

基于ARMA模型磁暴抑制的地震TEC异常分析∗

地震孕育的过程中会影响电离层的粒子浓度（TEC）,因此可以通过 TEC 数据分析地震异常信息,但是 TEC 数据相较地震事件受太阳活动影响更大,所以以往的研究通常只能选择太阳活动较为平静的时期。受磁暴影响 TEC 数据无法正常反应 2021 年云南大理州等地的地震异常信息,因此抑制磁暴干扰就显得格外重要。在滑动四分位法的基础上提出一种基于 ARMA 模型的 TEC 数据磁暴抑制方法,通过重新拟合磁暴发生前后的 TEC 数据, 从而代替原始数据进行分析,在一定程度上降低磁暴对地震的信息的影响,然后提出一种地震特征及其相关性的模型对 TEC 异常和地震事件的相关性程度进行分析。基于 IGS 数据分析中心提供的全球电离层电子浓度数据,分别对 2021 年云南大理州漾濞县 6.4 级地震和青海果洛州玛多县 7.4 级地震进行仿真分析,分别使用传统的滑动四分位法和滑动窗口法,并通过提出的相关性模型对磁暴抑制前后的特征和事件相关性结果进行对比,结果表明去除磁暴后的特征与地震相关性增加约 13~18%。     

基于DEMATEL-ISM的城市灾害韧性影响因素研究

提高城市灾害韧性对于城市可持续发展意义重大.在确定城市灾害韧性影响因素的基础上,将DEMA-TEL(决策试验与评价实验法)与ISM(解释结构模型法)相结合,识别关键影响因素,明晰影响因素之间的作用路径与层次结构,绘制原因结果图,构建多级递阶结构模型,从而直观的呈现关键影响因素及作用路径.结果表明,城市灾害韧性影响因素可...     

基于极点配置的汽温控制系统优化

针对史密斯预估器在模型失配时其控制效果变差的缺陷,本文设计了一种基于极点配置的状态观测器构建的汽温控制系统模型。该模型通过极点配置的方法,使多个常系数一阶惯性环节构造的状态观测器逼近被控对象,观测器的输出经 PD(比例-微分)控制器可以超前反馈到系统中,以克服滞后环节和系统不确定性的影响,其中微分作用,可以消除系统的动态偏差。同时,结合带有滞后环节的二阶被控对象对该优化模型进行仿真验证。仿真结果表明:该方法构建的汽温控制系统具有较好的动态性能和控制品质,为消除滞后环节对汽温控制系统的影响提供了一种有效途径。     

两阶段MPA法的改进研究

MPA法是一种静力弹塑性分析方法,是Chopra等人针对传统pushover法假设中忽略高阶振型的问题提出的.MPA法一定程度上考虑了结构高阶振型对pushover的影响,但是MPA法中并没有考虑到结构刚度变化对振型的影响.随后,谢礼立等人提出了两阶段MPA法,所谓两阶段MPA法就是将第一模态的加载分为屈服前和屈服后.     

主余震序列作用下砌体结构累积损伤分析∗

一次强震过后通常伴随有多次余震发生,多次地震作用下结构的震害往往比单独主震作用时更为严重。为探索主余震序列作用下砌体结构的累积损伤,对已开展的砌体结构振动台试验模型进行数值模拟,通过与试验结果对比分析,验证有限元模型的可靠性。在此基础上,采用真实的主余震地震动对原型结构进行弹塑性动力时程分析,以最大层间位移角、结构损伤耗能作为损伤指标,对比分析了主余震序列对结构累积损伤的影响。结果表明：结构损伤耗能对主余震序列作用下的累积损伤更敏感;结构损伤耗能受主震和余震强度的影响,其结构损伤耗能比与主震强度大致呈二次关系,与余震强度大致呈线性关系。     

低矮房屋屋面局部风压干扰特性的数值模拟

将一个体型比为1.5∶1∶1的双坡低矮房屋模型屋面划分成若干个典型区域,并进行了屋面局部风压的数值模拟,数值结果与风洞试验结果的对比验证了数值模拟技术在分析低矮房屋表面风压的可靠性。基于数值模拟,分析了施扰房屋模型相对位置变化对受扰房屋屋面局部区域风载体型系数的影响。结果表明:串列布置下,受上游施扰房屋的遮挡影响,受扰房屋屋面各区域体型系数减小明显;并列布置下,受扰房屋屋面各区域体型系数整体增大;错列布置下,受扰房屋屋面各区域体型系数表现出一定的规律性,其大小取决于受扰房屋受到间隙流与施扰房屋尾流影响程度而不同。     

直线法在接地阻抗测试中的互感分析

为了分析引线间的互感,根据镜像理论建立电流极引线在土壤中的镜像和测量系统模型,计算测试引线间的互感抗;并将现场测得的接地阻抗数据分解为阻性成分和感性成分。计算结果与接地阻抗测量结果的对比显示,引线间互感在接地阻抗测量值中所占比重不容忽视。分析结果表明:确保接地阻抗测量结果的准确性,不仅需要对试验结果进行修正处理,还要在测量时避免电流、电压极引线近距离平行布置。     

基于系统动力学的村镇基础设施安全韧性仿真研究

与城市相比,村镇在基础设施建设水平和抵御灾害的能力等方面都较低。厘清灾害风险与村镇基础设施安全韧性的关系,并评估村镇基础设施应对灾害的能力,有利于村镇基础设施的规划建设。采用系统动力学方法建立村镇基础设施安全韧性仿真模型,在确定模型变量权重的基础上,对村镇基础设施安全韧性进行模拟仿真。以西安市西咸新区大王街道为例,设定了现状延续型、经济发展型、政府干预型和安全韧性建设型4种发展情景,模拟不同情景下2019—2030年大王街道基础设施安全韧性的动态变化。结果表明：预计到2030年,政府干预型方案中基础设施安全韧性水平可达到0.779,是上述4种发展情景中基础设施安全韧性水平最高的,建议大王街道在现有规划的基础上可以考虑政府干预的发展规划进行调整完善。研究结果可为其他村镇规划建设提供理论依据和有效方法。