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Z24桥阻尼比长期变化影响因素及影响规律

振动与冲击 2023年第14期42卷 287-295页

作者：尚志强夏烨孙利民辛公锋山东高速集团有限公司创新研究院济南250102 山东省高速公路技术和安全评估省级重点实验室济南250102 同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 上海期智研究院上海200232

为研究Z24桥阻尼比长期变化的影响因素及影响规律,首先利用该桥长期监测数据,采用加速度时间序列语义分割获取了大量的加速度自由衰减响应,由指数衰减法得到了为期约10个月的一阶阻尼比识别结果;然后分析结构温度、振动剧烈程度、结构... 详细信息

为研究Z24桥阻尼比长期变化的影响因素及影响规律,首先利用该桥长期监测数据,采用加速度时间序列语义分割获取了大量的加速度自由衰减响应,由指数衰减法得到了为期约10个月的一阶阻尼比识别结果;然后分析结构温度、振动剧烈程度、结构损伤对阻尼比的影响规律。结果表明:Z24桥一阶阻尼比与结构温度具有极强的相关性,0℃以下时段,阻尼比随结构温度降低呈先增大后减小的非线性变化;0℃以上时段,阻尼比随结构温度升高而线性减小,二者相关系数最高可达0.98;环境激励(桥下通行车辆)与重物坠落激励下,阻尼比受振动剧烈程度的影响均无明显规律可循;阻尼比对各种结构损伤的存在与否亦无确切的指示性作用,由阻尼比获取更有效的损伤特征仍有待于进一步的研究。上述因素的影响规律应在结构振动控制设计、损伤识别等阻尼比应用场景中得到考虑,以提升结果的合理性与可靠性。

关键词： Z24桥桥梁结构健康监测指数衰减法阻尼比影响因素

海洋土动剪切模量比和阻尼比预测不确定性特性

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工程力学 2023年第5期40卷 161-171页

作者：张岩陈国兴赵凯彭艳菊江志杰杨文保南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210009 江苏省土木工程防震技术研究中心江苏南京210009 国家自然灾害防治研究院北京100085 滁州学院土木与建筑工程学院安徽滁州239000

土体动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ随剪应变幅值γ_(a)的变化曲线的不确定性对场地非线性地震反应分析结果的不确定性有重要影响。以莱州湾海床110 m以浅的原状粉质黏土试样G/G_(max)和λ的试验数据为例,采用Davidenkov骨架曲线描述G... 详细信息

土体动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ随剪应变幅值γ_(a)的变化曲线的不确定性对场地非线性地震反应分析结果的不确定性有重要影响。以莱州湾海床110 m以浅的原状粉质黏土试样G/G_(max)和λ的试验数据为例,采用Davidenkov骨架曲线描述G/G_(max)曲线,λ表示为小应变阻尼比λ_(min)和G/G_(max)的函数,发现描述G/G_(max)曲线的参数A、B、γ_(r)及λ_(min)的预测方程均为海床深度H的函数。基于点估计法的不确定性传递分析表明,参数A、B和γ_(r)三者的不确定性共同引起的预测G/G_(max)的总体不确定性以及仅由单一参数A、B、γ_(r)值的不确定性引起的预测G/G_(max)的单变量不确定性均随γ_(a)的增大而先增大后减小。预测G/G_(max)的总体不确定性和仅由B或γ_(r)的不确定性引起的预测G/G_(max)的单变量不确定性均随H的增加而降低;参数A的不确定性引起的预测G/G_(max)的单变量不确定性随H的增加而增大。由G/G_(max)和λ_(min)两者的不确定性引起的预测λ的总体不确定性以及仅由G/G_(max)的不确定性引起的预测λ的单变量不确定性均随γ_(a)的增大而略有先增大后减小的趋势,且均随H的增大而略有减小。由λ_(min)的不确定性引起的预测λ的单变量不确定性与γ_(a)无关且随H的增大而略有增大。

关键词：海洋土动剪切模量比阻尼比不确定性点估计法

考虑阻尼比的Spar式浮式风力机基础结构涡激运动特性研究

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太阳能学报 2022年第1期43卷 154-160页

作者：孙洪源张举明单亦石林海花焦波山东交通学院船舶与港口工程学院威海264200 自然资源部海洋咨询中心北京100061

利用数值模拟方法对不同阻尼比条件下Spar式浮式风力机基础结构进行涡激运动特性的研究。从涡激运动响应幅值、频率比、位移、升力及拖曳力等方面研究Spar式浮式风力基础结构涡激运动的关键特性。研究表明:涡激运动上端分支对应的频率比... 详细信息

利用数值模拟方法对不同阻尼比条件下Spar式浮式风力机基础结构进行涡激运动特性的研究。从涡激运动响应幅值、频率比、位移、升力及拖曳力等方面研究Spar式浮式风力基础结构涡激运动的关键特性。研究表明:涡激运动上端分支对应的频率比为f_(y)/f_(n)≈1,且该分支出现最大幅值。随着阻尼比的增大,上端分支约化速度范围有减小趋势。低阻尼比下,力与位移的曲线出现"拍"现象;下端分支对应的频率比f_(y)/f_(n)均大于1,不随阻尼的改变而发生变化。上端分支与下端分支间,存在一过渡区域,该区域对应的斯托哈尔数St≈0.17,不随阻尼比的改变而改变。

关键词： Spar 浮式风力机涡激运动阻尼比

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结构和构件损伤判别及阻尼比变化规律研究

自然灾害学报 2023年第4期32卷 181-189页

作者：唐泽人陈洪富孙柏涛王皓中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

基于动力特性的建筑结构健康监测具有操作便捷及高效反馈的特点,是建筑结构健康监测最常用的手段之一。动力特性中的自振频率等内容已被广泛研究和应用,而阻尼比这一重要参数的关注却比较少。研究认为国内外规范设计中将阻尼比值规定为... 详细信息

基于动力特性的建筑结构健康监测具有操作便捷及高效反馈的特点,是建筑结构健康监测最常用的手段之一。动力特性中的自振频率等内容已被广泛研究和应用,而阻尼比这一重要参数的关注却比较少。研究认为国内外规范设计中将阻尼比值规定为常数的方法,忽略了阻尼比值在弹塑性阶段的变化规律。总结了黏滞阻尼模型、库伦阻尼模型和复阻尼模型这3种常见的阻尼比模型,并着重分析了应用最广泛的黏滞阻尼模型,介绍了损伤状态的判别方法。在此基础上,整理总结了在不同损伤状态下结构和构件阻尼比变化的公式和趋势的探索研究。最后,将黏滞阻尼模型和不同损伤状态下阻尼比变化规律进行了总结,建议将阻尼比和自振频率综合在一起作为损伤指标以更全面评估损伤状态。

关键词：阻尼比动力特性阻尼比模型损伤状态健康监测

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基于BP神经网络的原状土阻尼比智能预测法

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：杨文保朱恩赐吴琪陈国兴卢艺静蒋家卫南京工业大学岩土工程研究所东南大学土木工程学院安徽省桥梁数据结构智慧诊断与智慧运维国际联合研究中心

为探究原状土阻尼比D随剪应变γ和土层深度H(上覆压力σm’)的双向维度特征，对同一钻孔自地表至基岩深度范围内原状粉质黏土与粉土展开系列共振柱试验。利用BP神经网络技术深度挖掘、识别、学习原状土D的双向维度耦合规律，建立出D智... 详细信息

为探究原状土阻尼比D随剪应变γ和土层深度H(上覆压力σm’)的双向维度特征，对同一钻孔自地表至基岩深度范围内原状粉质黏土与粉土展开系列共振柱试验。利用BP神经网络技术深度挖掘、识别、学习原状土D的双向维度耦合规律，建立出D智能预测法。通过预测结果与试验数据的比较，得出基于BP神经网络的智能预测法可较好地适用于原状土D的双向维度特征预测。试验表明：原状土D与γ和H(σm’)2个维度存在着耦合相关。同一H(σm’)维度时，D随γ增加呈现非线性上升规律；同一γ维度时，D随H(σm’)增加呈现相反的降低规律；随着H(σm’)维度的增加，D～γ整体非线性关系逐渐下倾伴随着增长速率逐级变缓。本文方法实现了原状土D在H(σm’)和γ双向维度下的智能预测。

关键词：原状土阻尼比共振柱试验土层深度剪应变双向维度特征 BP神经网络智能预测

陕北砒砂岩与砂复配路基土动模量与阻尼比研究

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岩土工程学报 2021年第S1期43卷 105-110页

作者：李宏儒强春鹏朱皓轩西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048 陕西省黄土力学与工程重点试验室陕西西安710048

将砒砂岩与福建标准砂混合制成复配土,利用GDS土动三轴仪,研究了不同条件下复配土动剪切模量与阻尼比随动剪应变的发展演化规律,提出了动剪切模量比的对数衰减模型与阻尼比的对数增长模型,通过对试验数据进行归一化处理,讨论了模型参数... 详细信息

将砒砂岩与福建标准砂混合制成复配土,利用GDS土动三轴仪,研究了不同条件下复配土动剪切模量与阻尼比随动剪应变的发展演化规律,提出了动剪切模量比的对数衰减模型与阻尼比的对数增长模型,通过对试验数据进行归一化处理,讨论了模型参数与复配土质量比、含水率之间的关系,并对比分析了不同质量比、含水率的复配土在达到破坏动应变时的动应力幅值,确定了复配土最大动强度时对应的砒砂岩和标准砂的质量比,为沙漠地区路基采用复配土处理地基提供理论依据。试验结果表明:砒砂岩与砂复配土发生大应变时动本构关系可用双曲线模型进行描述,模型参数与砒砂岩和砂的质量比、含水率相关;当含水率一定,砒砂岩与砂的质量比约为7∶3时,复配土动强度达到最大值;当质量比一定,复配土动剪切模量比衰减模型的参数M,N,其均随着含水率的增大而减小;阻尼比增长模型的参数P随着含水率的增大逐渐增大,参数Q则随着含水率增大而减小,质量比和含水率对其动力特性影响显著。

关键词：砒砂岩砂复配土本构关系动剪切模量阻尼比

珊瑚砂最大剪切模量和阻尼比的共振柱试验研究

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岩土工程学报 2020年第S1期42卷 60-64页

作者：李小梅王芳韩林关云飞占鑫杰南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 河海大学力学与材料学院江苏南京211100

针对我国南海某岛的珊瑚砂,通过开展共振柱试验研究小应变(10^(-4)~10^(-6))条件下试样的相对密实度、围压对珊瑚砂剪切模量和阻尼比的影响规律。试验结果表明:相对密实度相同的试样,珊瑚砂的最大剪切模量随围压的增加而增大,最小阻尼... 详细信息

针对我国南海某岛的珊瑚砂,通过开展共振柱试验研究小应变(10^(-4)~10^(-6))条件下试样的相对密实度、围压对珊瑚砂剪切模量和阻尼比的影响规律。试验结果表明:相对密实度相同的试样,珊瑚砂的最大剪切模量随围压的增加而增大,最小阻尼比则随围压的增加而减小;在同一围压条件下固结的试样,最大剪切模量随相对密实度的增加而增大,阻尼比则随相对密实度的增加而减小。基于试验数据建立了考虑围压及相对密实度影响的珊瑚砂最大剪切模量和阻尼比的变化规律,可以为我国南海珊瑚砂区域的基础设施建设提供基础数据和技术支撑。

关键词：珊瑚砂相对密实度围压最大剪切模量阻尼比

不同加载比时砂砾料动模量和阻尼比变化规律研究

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水利水运工程学报 2023年第1期 95-103页

作者：王景新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

为探究加载比和围压对砂砾料动力特性的影响,通过大型动三轴试验,研究不同加载比和围压作用下砂砾料动模量和阻尼比的变化规律。研究结果表明:(1)随着加载比的增大,动应变显著增大,孔压明显上升,最大阻尼比增大;(2)试验数据更能反映出... 详细信息

为探究加载比和围压对砂砾料动力特性的影响,通过大型动三轴试验,研究不同加载比和围压作用下砂砾料动模量和阻尼比的变化规律。研究结果表明:(1)随着加载比的增大,动应变显著增大,孔压明显上升,最大阻尼比增大;(2)试验数据更能反映出阻尼比随动剪应变发展的变化规律,综合考虑各动力参数的变化,建议砂砾料动模量和阻尼比试验的加载比选择范围为1.5~2.0;(3)采用分段拟合法对动应变小于0.01%和大于0.01%的试验数据进行拟合,直线与试验点的拟合度均大于0.96,分段拟合不同试验条件下砂砾料本构关系更为合理;(4)不同试验条件下动剪切模量比与参考剪应变具有良好的归一性,通过二元线性回归得到砂砾料最大动剪切模量关于围压和加载比的经验公式。该方法可为砂砾料动三轴试验及数据处理提供参考。

关键词：砂砾料动模量阻尼比加载比最大动剪切模量

间歇循环荷载作用下粉土填料阻尼比与耗散能特性试验研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：聂如松周徐海赵春彦阮波王卫东中南大学土木工程学院中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室

由于在轨道上同向行驶的列车之间会有追踪时间间隔，因此路基承受的列车动荷载时程曲线是由列车通过时的动荷载时程曲线和追踪时间间隔内动荷载为零所组成。为研究列车间追踪时间间隔对重载铁路路基动力特性的影响，在室内开展一系列粉... 详细信息

由于在轨道上同向行驶的列车之间会有追踪时间间隔，因此路基承受的列车动荷载时程曲线是由列车通过时的动荷载时程曲线和追踪时间间隔内动荷载为零所组成。为研究列车间追踪时间间隔对重载铁路路基动力特性的影响，在室内开展一系列粉土填料连续循环荷载和考虑列车追踪时间间隔的循环荷载作用的动三轴试验，对比分析两种加载方式下试样耗散能和阻尼比在不同含水率、围压与应力状态下的变化规律。试验结果表明：间歇荷载下试样的每个加载阶段累积塑性应变随着加载阶段数的增加而减小，累积塑性应变速率随之降低，而连续加载下的试样滞回圈在加载初期逐渐致密，随着振次的增加，后期的滞回圈又逐渐疏松。粉土填料平均阻尼比随着含水率的增大而增大，随着加载阶段数的递增而减小，追踪时间间隔会减小试样阻尼。粉土填料耗散能随着围压的增大而减小，随着动应力幅值和含水率的增大而增大。结合试样累积塑性应变研究成果，对试样耗散能边界进行划分，提出从能量耗散的角度判断路基动力稳定性的方法。当相对耗散能特征值低于24%，试样处于动力稳定状态；当相对耗散能特征值位于24%～68%，试样处于临界状态；相对耗散能特征值大于68%时，试样处于失稳状态。研究成果为铁路路基动力稳定性评估与维护提供参考。

关键词：粉土间歇循环荷载阻尼比耗散能相对耗散能特征值