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地震波斜入射下浅埋偏压双隧道地震响应分析

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 259-265,407页

作者：朱辉严松宏孙纬宇欧尔峰林峻岑汪精河兰州交通大学土木工程学院兰州730070 甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室兰州730070

浅埋偏压隧道上覆岩土体薄弱,承受荷载不对称,在地震作用下的动力稳定性较差且易发生灾害。为研究其在地震作用下的动力响应特征,首先,基于波动理论将地震波转换为黏弹性人工边界上的等效节点荷载,建立了SV波斜入射时的荷载计算公式;其... 详细信息

浅埋偏压隧道上覆岩土体薄弱,承受荷载不对称,在地震作用下的动力稳定性较差且易发生灾害。为研究其在地震作用下的动力响应特征,首先,基于波动理论将地震波转换为黏弹性人工边界上的等效节点荷载,建立了SV波斜入射时的荷载计算公式;其次,在ANSYS中编制APDL程序实现了黏弹性人工边界的自动生成和地震荷载的自动输入;最后,基于该输入方法,研究了某浅埋偏压双洞隧道在不同洞距时衬砌主应力的分布规律。结果表明:地震波斜入射时两隧道衬砌应力均为不对称的X型分布,随着洞距的增大,深埋侧隧道应力分布逐渐趋于对称,浅埋侧隧道应力分布无明显变化;当洞距达到4D(D为最大洞径)后,浅埋侧隧道对深埋侧隧道的影响可以忽略。因此,认为地震波斜入射时浅埋偏压双隧道的合理洞距为4D。

关键词：偏压隧道地震波斜入射合理洞距地震响应

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黄土地层圆形地铁隧道地震易损性评价

Journal of Central South University 2024年第3期31卷 950-964页

作者：孙纬宇林峻岑马勤国严松宏佟浩梁庆国 School of Civil Engineering Lanzhou Jiaotong UniversityLanzhou 730070China National and Local Joint Engineering Laboratory for Disaster Prevention and Control Technology of Road and Bridge Engineering Lanzhou 730070China State Key Laboratory of Subtropical Building Science South China University of TechnologyGuangzhou 510641China

黄土隧道抗震多采用确定性分析方法。考虑地震动的随机性,采用拟静力法对黄土地层中的浅埋地铁隧道在横向地震作用下的地震易损性进行分析,施加一维分析计算的位移得到隧道的地震响应,然后通过Python程序输出最大损伤指标。采用相关性... 详细信息

黄土隧道抗震多采用确定性分析方法。考虑地震动的随机性,采用拟静力法对黄土地层中的浅埋地铁隧道在横向地震作用下的地震易损性进行分析,施加一维分析计算的位移得到隧道的地震响应,然后通过Python程序输出最大损伤指标。采用相关性、有效性、实用性和效益性等判定准则遴选出最优地震动强度参数。根据易损性函数,建立了基于地表峰值加速度(PGA)和地表峰值速度(PGV)的易损性曲线以评估隧道的抗震性能。结果表明:不同PGA条件下隧道衬砌的易损部位沿共轭45°方向发生偏转;PGA和PGV是预测隧道在不同损伤状态下损伤概率的合适强度参数;隧道拱顶空洞会增大隧道的地震易损性;处于较软工程场地的隧道更容易遭受地震破坏。

关键词：黄土隧道地震易损性评价抗震性能损伤指标拟静力分析

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跨活动断层区隧道抗错断措施影响因素分析

铁道标准设计 2024年

作者：严松宏佟浩孙纬宇朱辉林峻岑马统洲朱沛林兰州交通大学土木工程学院

断层错动是引起隧道破坏的主要原因之一。以西南某穿越活动断层带铁路隧道为研究对象，通过ANSYS软件建立二维有限元模型，对其施加强制位移，分别研究不同断裂带倾角、铰接缝宽度、隧道节段长度和铰接缝材料参数对断层错动时隧道受力... 详细信息

断层错动是引起隧道破坏的主要原因之一。以西南某穿越活动断层带铁路隧道为研究对象，通过ANSYS软件建立二维有限元模型，对其施加强制位移，分别研究不同断裂带倾角、铰接缝宽度、隧道节段长度和铰接缝材料参数对断层错动时隧道受力和变形特征的影响。研究结果表明：断层倾角对隧道变形的影响较大，随着断层倾角的增大，隧道变形的影响范围成对数函数形式减小；铰接缝的存在能够降低断层错动对隧道变形的影响范围，铰接缝宽度宜设置为0.6m；设置节段式衬砌可以显著降低隧道的剪力和弯矩，对跨活动断层隧道的节段式衬砌，节段长度应小于16 m；随着铰接缝弹性模量的降低，隧道衬砌内力的分布均有减小的趋势，且铰接缝弹性模量对隧道内力的影响较大；对于跨活动断层隧道节段式衬砌的铰接缝宜选用变形能力较大的塑性混凝土，弹性模量宜控制在0.315GPa以下。研究成果可为穿越断层破碎带隧道结构的抗震设防提供参考。

关键词：铁路隧道断层破碎带变形缝节段衬砌抗错断措施

基于IDA方法的浅埋偏压黄土隧道地震易损性研究

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基于IDA方法的浅埋偏压黄土隧道地震易损性研究

作者：林峻岑兰州交通大学

学位级别：硕士

浅埋偏压隧道上覆土体分布不均匀,稳定性差,同时我国西部黄土区域强震频发,地震触发的边坡失稳、围岩约束不足和黄土自身的易损性质等对隧道可造成更严重的破坏,带来极大的安全隐患。目前对隧道的抗震性能研究多采用确定性方法,缺少考... 详细信息

浅埋偏压隧道上覆土体分布不均匀,稳定性差,同时我国西部黄土区域强震频发,地震触发的边坡失稳、围岩约束不足和黄土自身的易损性质等对隧道可造成更严重的破坏,带来极大的安全隐患。目前对隧道的抗震性能研究多采用确定性方法,缺少考虑地震动的随机性。基于此,本文通过增量动力分析,揭示了浅埋偏压黄土隧道的破坏机理,并遴选出最优地震动强度参数,基于标量IM和矢量IMs分别建立了地震易损性曲线和曲面并对曲面的有效区域进行了探讨,从概率的角度对浅埋偏压黄土隧道开展地震易损性分析,可为抗震设防区域浅埋偏压隧道的震前损伤预测和震后损失评估提供一定的参考。主要得到的研究结论如下:（1）受地震波自身特性的影响,不同地震波会得到不同的动力响应。地震波在传播过程中高频成分会被吸收,地震波强度越大,在传播过程中可被吸收成分的频率范围也越大。地震动强度越大衬砌的应变也越大,受土体挤压的影响,衬砌裂缝首先出现在衬砌靠山侧边墙和拱脚附近。在强震作用下,边坡出现的失稳破坏会对隧道产生更加严重的剪切破坏,主要是因为沿拱顶向上和沿拱脚向下贯穿裂缝而引起边坡滑塌。（2）以弯矩最大处或某一部位的DI作为目标DI将会低估衬砌实际的损伤。隧道结构DI的发展规律受地震波频谱特性和持时的影响,地震动强度越大,则对隧道地震响应的影响也越大。对于坡顶处的标量IM,PGV、VSI和PS是浅埋偏压黄土隧道地震易损性分析中较为适合的地震动强度参数;而对于坡脚处的标量IM,以VSI为代表的与结构性质有关的IM为最优IM,其次是PGV和PS。（3）在同一地震动强度水平下,坡顶处轻微、中等和严重损伤的损伤概率均比在坡脚处求得的更小;对于同一个场地模型,当隧道的各级损伤的概率相同时,则坡顶处需要的PGV值或VSI值均大于坡脚处。相比于标量IM,基于矢量IMs得到的拟合效果更好,能有效降低结构损伤预测的离散性。基于矢量IMs获得的易损性曲面的损伤概率受第二个IM的影响比较显著,同时在建立地震易损性曲面时需考虑两个IM之间相关性的影响以确定易损性曲面的有效取值范围,否则会因范围过大而出现较大的误差。采用标量IM得到的损伤概率会低估或高估隧道实际处于各种损伤状态的概率,而采用矢量IMs进行隧道地震易损性分析能更为准确地预测出隧道的损伤状态。

关键词：浅埋偏压黄土隧道地震响应地震动强度参数地震易损性

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三向地震作用下错距岩质边坡共振特性研究

水文地质工程地质 2023年第2期50卷 95-102页

作者：林峻岑严松宏孙纬宇欧尔峰兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室(兰州交通大学) 甘肃兰州730070

地震引发的共振往往会对边坡造成严重的破坏,直接影响边坡的抗震性能。为研究错距岩质边坡的共振特性,通过有限元软件ANSYS建立三维边坡数值模型,分析错距对边坡固有频率的影响,并使用谐响应分析对坡面各点的共振响应规律及地震作用频... 详细信息

地震引发的共振往往会对边坡造成严重的破坏,直接影响边坡的抗震性能。为研究错距岩质边坡的共振特性,通过有限元软件ANSYS建立三维边坡数值模型,分析错距对边坡固有频率的影响,并使用谐响应分析对坡面各点的共振响应规律及地震作用频率对边坡应力的影响进行探讨。结果表明:(1)在不同错距条件下均有可能出现共振现象,边坡错距越大,基频越小,坡面的水平共振位移大于竖向共振位移,前坡坡面位移峰值较大,发生共振的频率比后坡小;(2)低阶和高阶固有频率被激发都可引发共振,但高阶共振位移相对较小,前坡和后坡坡面水平位移峰值表现为:坡顶>坡中>坡脚,侧坡则是:坡中>坡顶>坡脚,在高频加载条件下,边坡会出现下部动力响应大于上部的现象;(3)坡体共振时发生的破坏主要以坡脚剪切破坏为主,最大剪切应力和最大拉应力出现的位置与加载频率范围有关,前坡更容易遭受破坏,低频地震动对前坡影响较大,而高频地震动则相反。所得结论可为错距边坡进行抗震设防时确定重点加固部位提供参考。

关键词：地震作用错距边坡边坡破坏共振特性 ANSYS 抗震设防

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双向地震耦合作用下浅埋偏压黄土隧道共振特性研究

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地震工程学报 2023年第6期45卷 1351-1357,1385页

作者：林峻岑严松宏孙纬宇欧尔峰朱辉张建王丽丽兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司甘肃兰州730030 中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730070

历次震害表明隧道等地下结构受地震影响较大,当地震动的卓越频率与结构的固有频率一致时,引发的共振会对结构产生更严重的破坏。针对共振这一地震中的特殊现象,通过ANSYS分析研究浅埋偏压黄土隧道在双向地震耦合作用下隧道衬砌各处的共... 详细信息

历次震害表明隧道等地下结构受地震影响较大,当地震动的卓越频率与结构的固有频率一致时,引发的共振会对结构产生更严重的破坏。针对共振这一地震中的特殊现象,通过ANSYS分析研究浅埋偏压黄土隧道在双向地震耦合作用下隧道衬砌各处的共振响应和围岩至衬砌段共振响应峰值的变化规律,同时考虑偏压角度和断面最大跨径对共振响应峰值的影响。研究结果表明:浅埋偏压黄土隧道具有多阶固有频率,衬砌的位移和应力均出现了共振现象且共振不表现出结构的自振频率特征;从围岩至衬砌段的共振响应具有放大效应;水平位移峰值随偏压角度的增大而减小;适当增大断面最大跨径对于抵抗共振是有利的;拱腰和拱脚处的主应力受共振影响较大,在隧道的抗震设计中应予以加强。

关键词：双向地震黄土隧道共振特性 ANSYS

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科普资源在化学教学中的应用研究

科普资源在化学教学中的应用研究

作者：林峻申上海师范大学

学位级别：硕士

基于单应性扩散约束的二步网格优化视差图像对齐

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自动化学报 2024年第6期50卷 1129-1142页

作者：陈殷齐郑慧诚严志伟林峻宇中山大学计算机学院广州510006 季华实验室新型显示技术与装备研究中心佛山528000 机器智能与先进计算教育部重点实验室广州510006 广东省信息安全技术重点实验室广州510006 复旦大学计算机科学技术学院上海200438

目前,在带有视差场景的图像对齐中,主要难点在某些无法找到足够匹配特征的区域,这些区域称为匹配特征缺失区域.现有算法往往忽略匹配特征缺失区域的对齐建模,而只将有足够匹配特征区域中的部分单应变换系数(如相似性变换系数)传递给匹... 详细信息

目前,在带有视差场景的图像对齐中,主要难点在某些无法找到足够匹配特征的区域,这些区域称为匹配特征缺失区域.现有算法往往忽略匹配特征缺失区域的对齐建模,而只将有足够匹配特征区域中的部分单应变换系数(如相似性变换系数)传递给匹配特征缺失区域,或者采用将匹配特征缺失区域转化为有足够匹配特征区域的间接方式,因此对齐效果仍不理想.在客观事实上,位于相同平面的区域应该拥有相同的完整单应变换而非部分变换参数.由此出发,利用单应变换系数扩散的思想设计了一个二步网格优化的图像对齐算法,简称单应扩散变换(Homography diffusion warping,HDW)算法.该方法在第一步网格优化时获得有足够匹配特征区域的单应变换,再基于提出的单应性扩散约束将这些单应变换系数扩散到邻域网格,进行第二步网格优化,在保证优化任务简洁高效的前提下实现单应变换系数的传播与图像对齐.相较于现有的针对视差场景图像对齐算法,所提方法在各项指标上都获得了更好的效果.

关键词：图像对齐视差场景网格优化匹配特征缺失区域

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深层-超深层致密储层天然裂缝分布特征及发育规律

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石油与天然气地质 2024年第1期45卷 1-14页

作者：曾联波巩磊宿晓岑毛哲中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 东北石油大学环渤海能源研究院河北秦皇岛066004

天然裂缝是深层-超深层致密储层的有效储集空间和主要渗流通道,影响着致密储层油气的运移、富集、单井产能、开发方式及开发效果。通过对近年来致密储层裂缝研究成果总结和文献综述,分析了深层-超深层致密储层天然裂缝分布特征及发育规... 详细信息

天然裂缝是深层-超深层致密储层的有效储集空间和主要渗流通道,影响着致密储层油气的运移、富集、单井产能、开发方式及开发效果。通过对近年来致密储层裂缝研究成果总结和文献综述,分析了深层-超深层致密储层天然裂缝分布特征及发育规律。将致密储层天然裂缝分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和微尺度裂缝4个级别。不同尺度裂缝分布具有幂律分布的特点,裂缝尺度越大,数量越少;裂缝尺度越小,数量越多。大、中尺度裂缝主要起渗流作用,小尺度裂缝主要起渗流和储集作用,而微尺度裂缝主要起储集作用。在地层埋藏过程中的应力体制演化决定了不同时期天然裂缝的类型、产状及其力学性质;构造应力大小、岩石力学层的力学性质和厚度差异控制了多尺度裂缝的形成分布及其发育程度。构造变形导致不同构造部位的局部应力和应变分布产生差异,增强了裂缝发育的非均质性。逆冲断层通过控制其上盘地层变形控制了“裂缝域”的分布规律;走滑断层的组合样式、活动方式和岩石力学层共同控制了相关裂缝的三维空间展布。裂缝形成演化过程中的开启-闭合规律决定了裂缝的储集空间,记录了裂缝有效性的演化历史。

关键词：断裂带结构有效性演化天然裂缝多尺度裂缝致密储层深层-超深层