摘要：软岩地层(黏性矿物含量高)泥水盾构掘进刀盘堵塞现象(刀盘结泥饼)时有发生,不仅影响施工进度和质量,而且开舱处理风险较大,可能会导致人身伤亡或工程事故。为了探明刀盘堵塞现象及其影响因素,实现对刀盘堵塞的有效预防和治理,研发了一套软岩地层泥水盾构掘进模型试验装置。在自行设计、制作的模型试验平台上,选用以膨润土、高岭土、石英砂、水泥和水为原材料制备的人工软岩模拟实际工程中的软岩地层,分别采用不同人工软岩类型、盾构掘进速度、刀具突起高度及形式和泥水(清水)冲刷流量等进行盾构掘进模拟,实现刀盘堵塞现象的室内再现。通过分析盾构扭矩、推力和掘进距离间的关系,提出以扭矩指数和扭矩指数在盾构掘进距离上的增长率为指标的盾构掘进期刀盘堵塞现象发生的判断依据。试验结果表明:当模型盾构扭矩指数为0.10 m,且增长率达到0.40时,刀盘即发生堵塞;盾构掘进速度的增大,容易导致刀盘堵塞现象的发生;而刀具突起高度的降低和在刀盘面板中心设置泥水冲刷装置,对防止盾构刀盘堵塞具有较好的效果,需要说明的是,当采用泥水冲刷刀盘面板时,冲刷流量需足够大,才能确保其可对黏附在刀盘面板上的渣土进行有效剥离和输运。

摘要：针对地铁钢轨波磨问题,采用粒子群优化算法对概率神经网络进行优化,提出粒子概率神经网络(PPNN)算法.使用PPNN算法在一定数值范围内对概率神经网络的平滑因子进行随机初始化,为了保证算法的全局搜索能力和计算效率,选用凹函数递减惯性权值实现平滑因子的更新迭代,得出分类准确率最高的平滑因子最优解.为了说明PPNN算法的有效性,对钢轨粗糙度以及车内噪声进行现场测试,提取与钢轨波磨相关的车内噪声特征,分析该算法的种群规模和进化次数对波磨识别准确率的影响,对比不同智能分类算法的识别效果.结果表明:与地铁钢轨波磨相关的车内噪声特征为315、400、500、630、800、1000 Hz中心频率处的A计权声压级;相比于决策树、高斯朴素贝叶斯、支持向量机、K近邻等主流智能分类算法,PPNN算法具有显著的优势,其波磨识别准确率达到98.582%.

摘要：为了进一步提升钢板剪力墙结构的抗侧性能和抗震能力,提出了一种新型的波折钢板墙形式,即网格强化波折钢板剪力墙.次框架将单片波折墙板分割成若干块小的内嵌墙板,次框架与内嵌墙板协同工作,并与边缘框架形成一个整体抗侧力体系.基于有限元数值分析,建立内嵌墙板分别为单片平钢板、单片波折钢板、网格强化平钢板和网格强化波折钢板的4组不同形式的模型算例,对其在往复加载下的滞回性能进行分析.对比研究了各算例的应力发展、墙板面外变形、滞回曲线和等效阻尼比等结果,并选取关键截面提取边缘框架柱的轴力、剪力和附加弯矩等内力结果进行分析比较.随后,探讨了分块墙板数量、网格数量、各部件钢材强度的变化和肋板刚度比对结构滞回性能、应力发展情况和结构承载力的影响.研究发现,次框架的设置可使钢板剪力墙的滞回曲线更加饱满,改善了单片平墙板滞回曲线的“捏缩”现象和单片波折墙板承载力的退化现象,显著提升了墙板的抗侧性能及耗能能力.大震层间位移角下网格强化波折钢板剪力墙仅发生微弱的面外变形,大幅度改善了传统单片墙板面外变形大、舒适性低的缺点.由于次框架及分块墙板的作用,网格强化钢板墙边缘框架柱的剪力分布更为均匀,由“拉力带”作用产生的边缘框架柱附加弯矩也明显下降.此外,变化关键参数分析表明,减少分块墙板数量可改善波折钢板剪力墙的抗侧承载力退化现象,而次框架网格数减少则会加剧承载力退化问题;边缘框架和次框架采用更高强度钢材使墙板的承载能力和抗震性能得到明显的提高;肋板刚度比的增大能有效提高墙板的抗侧承载效率,设计中应满足最小刚度比要求.总体来看,网格强化波折钢板剪力墙形成了多道抗震防线,合理设计能实现内嵌钢板→次框架→边缘框架的屈服顺序,有效减少了边缘框架的屈服区面积,整体上具有良好的抗侧承载力和耗能能力.

摘要：为更有效地探究浮放馆藏文物运动状态的影响因素,采用振动台试验和数值试验探究了单向水平激励下浮放文物运动状态的基本规律。选取质心高宽比为3.7的陶瓷花瓶分别在单向的简谐波和地震波下进行了振动台试验;根据实际尺寸建立了精细化的有限元模型并与试验结果进行对比,并利用验证后的有限元模型,对激励加速度、接触面的摩擦因数及展台面的倾斜度进行参数化分析。结果表明:试件的高宽比、形状,接触面的粗糙度和倾斜度以及激励的频率、幅值特性均是浮放系统运动状态的影响因素,其中运动状态对摩擦因数十分敏感;圆形底面的花瓶在单向激励下容易出现扭转现象,为保证浮放文物的安全,应尽量保持展台面水平。

摘要：为了对大高宽比浮放馆藏文物抗摇摆和抗倾覆提出更有效的安全控制指标,对浮放陶瓷花瓶开展了振动台试验,得到了其发生摇摆的临界条件。建立了长方体和圆柱体两种空心花瓶的精细化有限元模型,并以试验结果加以验证。利用验证后的有限元模型开展数值分析,得到浮放文物启动摇摆和发生倾覆对应的地面峰值加速度临界值。基于能量平衡理论推导和对试验数据的拟合,提出了分别以峰值加速度和峰值速度作为安全控制指标的“双水准”浮放馆藏文物安全判别方法。结果表明:浮放文物启动摇摆的条件不依赖于地震波的频谱特性和文物底面形状,但发生倾覆的条件则与二者相关;地震的峰值加速度并不能作为判断浮放系统是否发生倾覆的充要条件,尤其对于频率较高的地震激励,以峰值加速度作为安全控制指标往往偏于保守;通过算例验证,提出的以地面峰值速度和地面峰值加速度为指标的判别准则具有良好的适用性和可靠性。

摘要：为评估博物馆内浮放文物的地震倾覆风险,将浮放文物、浮放展柜简化为双层浮放的规则块体,利用分体式有限元模型对“博物馆建筑结构-浮放展柜-浮放文物”系统中的地震动力传播过程进行模拟,研究不同宽高比的浮放文物在单向地震波激励下的摇摆运动响应,并采用增量动力分析开展浮放文物地震倾覆易损性分析。据此,提出了两种馆藏浮放文物地震倾覆风险评估方法:一种是将浮放文物地震倾覆易损性曲线与场地危险性曲线进行卷积运算得到文物的地震倾覆风险;另一种则是基于动力放大作用评估文物地震倾覆风险。利用这两种评估方法对某博物馆内浮放扁壶文物进行了风险评估。研究表明:当展柜尺寸一定时,文物宽高比越小,地震倾覆风险越大;两种评估方法均能有效评估馆藏浮放文物地震倾覆风险,其中基于易损性分析的风险评估方法能精确地计算出文物地震倾覆风险值,而基于动力放大作用的评估方法能快速、准确地进行地震倾覆风险值计算,便于应用。

摘要：为获得更多的馆藏文物震害数据及文物预防保护工作的科学实施,开展了足尺三层单跨框架结构-展柜-文物系统的振动台试验,对系统的地震响应及文物的破坏情况进行了研究。以三层钢筋混凝土框架结构模型代表博物馆结构,共设置6个展柜及23件浮放和限位文物模型。采用6条天然地震波,峰值加速度调幅范围为0.1g~0.62g,共进行了15次加载。获取了楼层加速度时程、展柜台面加速度时程、不同楼层上和展柜内浮放玻璃砖和陶瓷笔筒的滑移时程、不同体形的浮放花瓶的摇摆时程、不同楼层上亚克力卡固大号梅瓶和鱼线栓绑中号梅瓶的运动状态。结果表明:第二层和第三层楼面相对于振动台面的峰值加速度放大系数范围分别为0.92~2.15和1.28~3.93,同一条地震波激励下在钢筋开始屈服对应工况的放大系数最小;展柜台面相对于楼层的峰值加速度放大系数范围为0.82~1.98;峰值加速度为0.62g时,第三层楼面砂纸上玻璃砖的最大滑移量为103 mm,而亚克力板上陶瓷笔筒的最大滑移量仅为17 mm;位于振动台面的冬瓜瓶在峰值加速度为0.4g时处于静止状态,但在峰值加速度为0.31g时发生了倾覆,受花瓶底面不平整的影响,倾覆现象不一定随峰值加速度的增大而连续出现;各浮放花瓶在地震激励下基本静止或一摇即倒;随型卡固件对极罕遇地震作用下第三层楼面上的大号梅瓶的摇摆响应控制效果不佳,卡固与栓绑的组合方式对控制中号梅瓶的运动响应有效。

摘要：ETFE气枕广泛用于房屋建筑的屋面结构和围护结构。ETFE气枕为柔性结构,通过内充气压获得结构刚度,荷载作用下的变形会引起内充气压的变化,从而使外围薄膜应力和刚度改变,进而影响气枕的变形行为,表现出典型的内充气体与外围薄膜耦合作用的特点。采用商用有限元软件ADINA对风吸力作用下的ETFE气枕进行静力有限元分析。通过将内充气体分别在恒质量和恒压情况下的分析结果进行对比,研究气-膜耦合作用的影响及其随荷载、初始内压、矢跨比和气枕尺寸的变化规律。研究成果有助于准确认识气-膜耦合作用特点以及ETFE气枕的力学行为,确保ETFE气枕设计计算的合理性和可靠性。

摘要：针对干接缝节段拼装桥墩接缝处整体性较差,抗剪和耗能能力不足的问题,提出了一种滑动螺栓连接双柱式拼装钢管混凝土(CFST)桥墩结构方案.基于ABAQUS平台发展并检验了一种可考虑CFST节段及螺栓复杂接触行为的实体模型模拟方法.通过拟静力分析研究了是否设置连接装置、连接钢管厚度、连接钢管长度、滑动螺栓槽长度及预应力筋配筋率对桥墩抗震性能的影响规律.结果表明:相比于无连接装置的桥墩,滑动螺栓连接装置可显著提高桥墩的抗剪能力,并降低墩顶残余位移;增加连接钢管厚度及长度、预应力筋配筋率均可有效提高桥墩的侧向承载力和耗能能力;滑动螺栓槽长度对桥墩的抗震性能基本无影响,但应保证其大于2倍螺栓直径.

摘要：为解决铁路简支梁桥横向车桥耦合仿真分析方法效率低下的问题,提出考虑桥墩影响的铁路简支梁桥横向振动简化模型和分析方法。首先将列车横向激励简化为移动蛇形力,将桥梁横向简化为弹性支承梁;其次推导弹性支承梁在移动蛇形力作用下的振动解析解并分析共振消振条件;最后将简化分析方法与既有车桥耦合仿真分析方法得到的结果进行对比,以验证该方法的正确性并对其适用性进行探究。结果表明:该方法得到的桥梁横向振动随相关参数的变化规律与既有车桥耦合仿真分析方法一致,同时大大提高了分析效率,具有一定实用价值。