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基于无铰拱挠度影响线的上承式拱桥损伤识别研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 178-192页

作者：周宇许成超狄生奎陈东吴德义安徽建筑大学建筑健康监测与灾害预防技术国家地方联合工程实验室安徽合肥230601 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 安徽建筑大学安徽省BIM工程中心安徽合肥230601 清华大学合肥公共安全研究院安徽合肥230601 安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解... 详细信息

通过弹性中心法简化悬链线无铰拱体系力法方程,利用近似曲线拟合简化拱轴曲线积分,推导无铰拱结构拱顶冗力影响线解析表达式,研究了移动荷载与测点、损伤点相对位置之间的规律,得到结构损伤前后任意点的挠度影响线解析表达式,进而求解结构损伤前后挠度影响线差值曲率解析解.研究表明,当移动荷载作用于拱结构损伤区域内时,挠度影响线差值曲率曲线产生突变,从理论上证明了该指标可以用于无铰拱结构损伤识别,进而提出挠度影响线差值曲率损伤识别指标.以无铰拱桥主要受力构件拱肋为研究对象,通过构建不同损伤工况下挠度影响线差值曲率幅值曲线,拟合损伤程度—幅值关系公式,并反演损伤程度,实现损伤程度的精确定量,并结合某上承式箱型拱桥结构模型算例验证,表明所提损伤识别方法用于拱桥结构损伤识别效果良好,具有工程应用价值.

关键词：悬链线无铰拱挠度影响线差值曲率损伤检测准静态移动力快速测试

基于LightGBM算法的供水管网抗震性能评估

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工程力学 2024年

作者：马天鹤侯本伟缪惠全许成顺杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

为考虑管线地震破坏和震后修复的不确定性，多采用蒙特卡罗模拟（MCS）方法进行供水管网震后水力服务性能以及韧性评估。由于MCS产生的样本数量多，且每个样本进行水力模型计算耗时较长，导致采用MCS评估供水管网震后服务性能时存在计... 详细信息

为考虑管线地震破坏和震后修复的不确定性，多采用蒙特卡罗模拟（MCS）方法进行供水管网震后水力服务性能以及韧性评估。由于MCS产生的样本数量多，且每个样本进行水力模型计算耗时较长，导致采用MCS评估供水管网震后服务性能时存在计算量大、效率低的问题。本文采用LightGBM算法构建地震破坏供水管网服务性能的预测模型，代替每个MCS样本中水力分析模型，提升MCS模拟计算效率。代理模型的输入参数为管线水力重要度及其破坏点漏口面积，输出参数为管网中节点和管网整体的供水满足率。通过Benchmark案例管网验证了LightGBM代理模型的有效性；与水力功能分析模型计算结果相比，代理模型评估的管网震后服务性能相对误差为1.09%～1.88%，计算时间降低了73.1%～92.3%；对于管网震后恢复过程模拟和韧性评估问题，代理模型得到的不同恢复策略的韧性指标，与水力分析模型的结果相对误差小于1%。因此，基于LightGBM算法的代理模型可为城市供水管网震后性能评估、恢复过程模拟和韧性评估提供支撑。

关键词：供水管网抗震性能评估韧性评估 LightGBM算法代理模型

基于状态树模型的给水处理厂体系震后功能评估

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工程力学 2024年

作者：侯本伟元明豪吴珊缪惠全许成顺北京工业大学城市建设学部

给水处理厂体系是城市供水系统的重要组成部分，地震作用下厂区内部的水处理构筑物和建筑物等组件的破坏会导致水厂体系的震后供水能力下降。现有研究缺乏给水处理厂体系震后功能状态分析量化的模型和方法，本文提出了考虑厂内不同组件... 详细信息

给水处理厂体系是城市供水系统的重要组成部分，地震作用下厂区内部的水处理构筑物和建筑物等组件的破坏会导致水厂体系的震后供水能力下降。现有研究缺乏给水处理厂体系震后功能状态分析量化的模型和方法，本文提出了考虑厂内不同组件震后状态的给水处理厂体系震后供水能力评估模型。考虑净水处理工艺流程中的水处理构筑物、建筑物和连接管线的地震易损性，通过状态树模型表达不同组件之间的连接关系及其对水厂体系整体供水量的影响。采用地震易损性模型计算水厂体系中各类组件的不同破坏状态概率，通过Monte Carlo模拟抽样得到组件破坏状态，通过状态树的逻辑门判别各个组件的破坏状态对水厂体系供水量的影响。将状态树模型应用于某实例水厂体系的震后服务能力评估，验证了模型的合理性。结果表明，水厂体系的地震易损性与单个构筑物的地震易损性模型存在较大差异，不能使用构筑物的地震易损性表示水厂体系的震后功能状态，模型评估的水厂体系震后功能状态与实际震害调查报告记录吻合度较高。

关键词：给水处理厂体系震后功能评估状态树模型地震易损性 Monte Carlo模拟

数字创新团队行为影响特征及作用机理研究趋势分析

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科技进步与对策 2024年

作者：许成磊杨伯儒谢晖缪彬昆明理工大学管理与经济学院云南财经大学商学院

数字创新环境为参与者创新行为研究带来新的挑战。目前,数字创新个体/团队行为研究已得到学界广泛关注,但对于个体创新行为的心理动因仍存在矛盾观点,研究成果也较为分散,数字创新团队行为的影响特征及潜在作用机理有待梳理。为揭示数... 详细信息

数字创新环境为参与者创新行为研究带来新的挑战。目前,数字创新个体/团队行为研究已得到学界广泛关注,但对于个体创新行为的心理动因仍存在矛盾观点,研究成果也较为分散,数字创新团队行为的影响特征及潜在作用机理有待梳理。为揭示数字创新团队行为的影响特征与作用逻辑,结合2010—2023年Web of Science数据库中有关数字创新、创新团队、团队行为以及三者数字化转型的相关研究,探讨数字创新的团队行为研究导向,从参与者情绪、认知、决策逻辑3个方面揭示数字创新团队行为的影响特征,并结合关键文献从开放感知机理、交互适应机理、创生决策机理3个方面,归纳这些特征的作用机理。结论可丰富数字创新团队行为特征理论,完善数字创新团队行为作用机理分析,为调和数字创新个体行为心理动因的矛盾观点提供理论参考。

关键词：数字创新团队创新行为影响特征作用机理

CFRP及EWSS复合加固震损双层高架桥框架式桥墩恢复力模型研究

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工程力学 2024年第5期41卷 55-67页

作者：许成祥吴永昂胡序辉肖良丽武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院湖北武汉430065 中建五局土木工程有限公司湖南长沙410004

为研究碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)及外包型钢(Externally Wrapped Steel Section,EWSS)复合加固震损双层高架桥框架式桥墩的恢复力模型,对1榀原型对比试件、1榀无预损加固试件和2榀遭受不同地震损伤加固试件进行... 详细信息

为研究碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)及外包型钢(Externally Wrapped Steel Section,EWSS)复合加固震损双层高架桥框架式桥墩的恢复力模型,对1榀原型对比试件、1榀无预损加固试件和2榀遭受不同地震损伤加固试件进行了低周往复加载破坏试验,获取了滞回曲线并提取骨架曲线,分析其滞回特性,提出一种弹性段和强化段为双折线、下降段为指数函数且考虑初始损伤的骨架曲线模型;采用试验数据回归拟合方法,定量描述了试件滞回曲线卸载刚度的退化规律,考虑了同级加载承载力退化和定点指向特征,建立了恢复力模型。研究结果表明:复合加固试件滞回曲线捏缩现象明显,呈倒S型,各滞回环分别相交于骨架曲线上正向、负向荷载为屈服荷载0.25倍的点,峰值荷载后EWSS产生包辛格效应;所提出的骨架曲线模型对中度震损和重度震损加固试件下降段指数函数的参数k建议取值分别为3.6和3.4;所建立的骨架曲线模型和恢复力模型计算结果与试验实测结果吻合较好,可为该类结构弹塑性地震反应分析提供依据。

关键词：双层框架式桥墩地震损伤碳纤维布及外包型钢复合加固滞回特性恢复力模型

SANISAND本构模型对不同荷载下桩土相互作用的适用性研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 619-627页

作者：孟晓伟翟恩地许成顺北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 金风科技股份有限公司北京100176

该文通过土体三轴试验数据确定本构参数,并建立场地试验和离心机试验的有限元模型,研究SANISAND本构模型对于静力、地震和循环荷载下桩土相互作用的适用性。结果表明,SANISAND本构模型能较好再现水平静力荷载下不同桩径的桩顶荷载-位移... 详细信息

该文通过土体三轴试验数据确定本构参数,并建立场地试验和离心机试验的有限元模型,研究SANISAND本构模型对于静力、地震和循环荷载下桩土相互作用的适用性。结果表明,SANISAND本构模型能较好再现水平静力荷载下不同桩径的桩顶荷载-位移特性,地震作用下加速度和孔压时程曲线变化趋势以及短期循环水平荷载下的桩变形特性,但无法较好地再现砂土由于剪胀引起的孔压负峰值和长期循环荷载下的累积变形,所以主要关注这些问题时建议选择更合适的本构模型。

关键词：海上风电单桩基础本构模型循环荷载地震

地震动持时对双层高架桥框架式桥墩抗震性能评价的影响

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地震工程学报 2024年

作者：许成祥吴双玙吴永昂朱红兵武汉科技大学城市建设学院武汉科技大学高性能工程结构研究院

为研究地震动持时对双层高架桥框架式桥墩抗震性能评价的影响,基于双层框架式桥墩的拟静力试验,借助OpenSees有限元软件建立数值模型,将模拟结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。选取两组具有长、短持时特性的地震动记录,通过增量动... 详细信息

为研究地震动持时对双层高架桥框架式桥墩抗震性能评价的影响,基于双层框架式桥墩的拟静力试验,借助OpenSees有限元软件建立数值模型,将模拟结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。选取两组具有长、短持时特性的地震动记录,通过增量动力分析(IDA)建立峰值地面加速度(PGA)与位移延性比u的关系,得到易损性曲线。长持时地震动作用下PGA中位值为0.35g、0.55g、0.78g、0.98g;短持时地震动作用下PGA中位值为0.35g、0.59g、0.91g、1.20g。随着损伤程度的加大,双层框架式桥墩易损性曲线的差异区间也随着PGA的增大而增大。9度(0.40g)罕遇地震时,长、短持时地震动作用下双层框架式桥墩发生严重损伤和完全破坏的概率分别为25.57%、8.61%和16.98%、4.79%。说明当PGA较大时,双层框架式桥墩在长持时地震动作用下更容易受到损伤。

关键词：地震动持时框架式桥墩抗震性能增量动力分析易损性曲线

高压交流输电线路与并行埋地管道安全距离计算模型

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油气储运 2024年

作者：朱文卫许成昊王兴华梁爱武广东电网有限责任公司

【目的】中国经济的蓬勃发展加快了公共能源走廊的形成，由于架空线路与油气管道在工程选址上的趋同性，两者交叉跨越、近距离并行或相互靠近的现象十分普遍，由电磁感应引起的的管道交流腐蚀问题日益严重，可能导致油气泄漏以及火灾爆... 详细信息

【目的】中国经济的蓬勃发展加快了公共能源走廊的形成，由于架空线路与油气管道在工程选址上的趋同性，两者交叉跨越、近距离并行或相互靠近的现象十分普遍，由电磁感应引起的的管道交流腐蚀问题日益严重，可能导致油气泄漏以及火灾爆炸事故，造成严重的经济损失以及人员伤亡。【方法】针对这一问题，选取常见的35 kV、110 kV、220 kV、500 kV等4个电压等级的输电线路为研究对象，利用CDEGS数值仿真软件建立起电磁干扰模型，采用单一变量法计算不同工况条件下的“管-线”交流干扰，以交流电流密度30 A/m2为判断指标，得到并行区域内高压交流输电线路与埋地管道之间的极限接近距离(安全距离)。【结果】随着“管-线”并行长度增加，安全距离逐渐增大，当并行长度超过20 000 m后，安全距离的变化幅度很小；随着土壤电阻率升高，35 kV输电线路与管道间的安全距离逐渐减小，110 kV及以上电压等级下的安全距离整体呈先增大后减小的规律；同一电压等级下，单回塔型电路的安全距离均小于双回塔型电路。【结论】针对实际工程中输电线与管道之间位置关系复杂的情况，本工作通过模型等效的方式进行“化曲为直”，根据管道在路径过程中出现转折点的数目不同提出了曲折管道与高压交流输电线等效间距计算方法，并通过与模拟数据相对比，证明了该模型的有效性。

关键词：交流干扰安全限值安全距离曲折管道等效模型

钢-PVA混杂纤维高性能混凝土抗渗性能试验研究

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硅酸盐通报 2024年第6期43卷 2130-2136,2148页

作者：许成祥张家琪武汉科技大学城市建设学院武汉430065 城市更新湖北省工程研究中心武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院武汉430065

为探究钢纤维掺量、聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和矿粉掺量对钢-PVA混杂纤维高性能混凝土(HFHPC)抗渗性能的影响,本文开展了钢-PVA HFHPC抗渗性能试验,并对试验结果进行了极差分析、方差分析和回归分析。结果表明:对HFHPC抗渗性能的影响程度... 详细信息

为探究钢纤维掺量、聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和矿粉掺量对钢-PVA混杂纤维高性能混凝土(HFHPC)抗渗性能的影响,本文开展了钢-PVA HFHPC抗渗性能试验,并对试验结果进行了极差分析、方差分析和回归分析。结果表明:对HFHPC抗渗性能的影响程度从高到低依次为钢纤维、矿粉和PVA纤维。在试验水平范围内,得出混凝土试件抗渗性能最佳水平组合:钢纤维体积掺量1.0%、PVA纤维体积掺量0.7%、矿粉质量取代率20%。当钢纤维掺量超1.0%时,HFHPC抗渗性能略有下降,但仍高于基准素混凝土。最后采用多元回归分析,建立了HFHPC渗透系数与钢纤维、PVA纤维和矿粉的预测模型。

关键词：钢纤维 PVA 矿粉高性能混凝土抗渗性能正交试验

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