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基于整体易损性的猫头型输电塔抗倒塌能力分析

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计算力学学报 2023年第5期40卷 710-717页

作者：宋鹏彦赵仰康杨保卫河北大学建筑工程学院保定071002 河北省土木工程监测与评估技术创新中心保定071002

作为输电线路的主要组成部分,输电塔结构对地震作用非常敏感。本文以中国输电线路中常采用的猫头型输电塔结构为例,开展了输电塔结构整体抗地震倒塌能力分析。以某一实际单回路3个不同高度的直线塔为研究对象,基于OpenSees平台建立输电... 详细信息

作为输电线路的主要组成部分,输电塔结构对地震作用非常敏感。本文以中国输电线路中常采用的猫头型输电塔结构为例,开展了输电塔结构整体抗地震倒塌能力分析。以某一实际单回路3个不同高度的直线塔为研究对象,基于OpenSees平台建立输电塔结构三维有限元模型,定义4个倒塌极限状态依据,选取20条远场地震动记录,采用增量动力分析(IDA)方法,得到4个倒塌极限状态依据下输电塔结构的倒塌点,进一步获得输电塔结构的倒塌易损性曲线及其潜在失效杆件,并评估其在不同水平设计地震作用下的倒塌裕度比。研究结果表明,猫头型输电塔的地震损伤主要集中在塔头位置;随着塔体高度的增高,猫头型输电塔抗地震倒塌能力减弱;猫头型输电塔在巨震作用下存在一定的倒塌风险。

关键词：猫头型输电塔结构倒塌极限状态潜在失效杆件抗倒塌能力倒塌易损性

基于递归本征正交分解与强跟踪扩展卡尔曼滤波的结构损伤识别

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振动工程学报 2023年

作者：杨少冲姚远刘家亮雷振方有亮河北大学建筑工程学院河北省土木工程监测与评估技术创新中心

针对目前已有损伤识别方法难以实时跟踪结构损伤且计算量大的问题，提出了一种基于递归本征正交分解（Recursive Proper Orthogonal Decomposition,RPOD）与强跟踪扩展卡尔曼滤波（Strong Tracking Extended Kalman Filter,STEKF）相结... 详细信息

针对目前已有损伤识别方法难以实时跟踪结构损伤且计算量大的问题，提出了一种基于递归本征正交分解（Recursive Proper Orthogonal Decomposition,RPOD）与强跟踪扩展卡尔曼滤波（Strong Tracking Extended Kalman Filter,STEKF）相结合的模型降阶与结构损伤在线识别方法，对动载荷作用下的结构损伤识别进行了研究。利用RPOD方法在线更新并实时建立反映结构状态的降阶模型，解决未知载荷作用下多自由度结构动力分析计算量大且难以收敛的问题，同时跟踪损伤的演化并对其进行定位；通过S TEKF方法跟踪降阶模型的状态向量，识别因损伤退化的降阶模型参数。分别采用六层剪切型框架的数值模拟与三层钢框架的模型试验验证了该方法的可行性，结果表明，所提出的方法能够准确建立降阶模型并跟踪降阶模型参数的时变历程，同时可以有效地识别出剪切型建筑结构损伤的位置和程度，即使在处理高程度噪声时仍有较高的精度。

关键词：损伤识别模型降阶递归本征正交分解强跟踪扩展卡尔曼滤波数据驱动

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确定砂土动剪切模量和阻尼比的方法对比

吉林大学学报（地球科学版） 2021年第5期51卷 1366-1380页

作者：宋东松冯震金红山孙逸涵河北大学河北省土木工程监测与评估技术创新中心河北保定071002 河北大学建筑工程学院河北保定071002 91144部队辽宁大连116041

确定土体动剪切模量的常用方法有规范法、Kumar法和自相关函数法,确定相应阻尼比的方法有规范法、Das and Luo法、Kokusho法、Kumar法和互相关函数法,为了分析不同方法所产生差异,实现定量化对比分析,笔者以福建标准砂(粒径为0.5~1.0 mm... 详细信息

确定土体动剪切模量的常用方法有规范法、Kumar法和自相关函数法,确定相应阻尼比的方法有规范法、Das and Luo法、Kokusho法、Kumar法和互相关函数法,为了分析不同方法所产生差异,实现定量化对比分析,笔者以福建标准砂(粒径为0.5~1.0 mm)为研究对象,采用不排水的应力控制动三轴试验,探讨不同的确定土体动剪切模量和阻尼比方法的差异性,并给出了不同土体条件建议选用的方法。结果表明:1)3种方法确定动剪切模量的结果有一定的差异,随剪应变的增大结果的差异逐渐增大,有效围压对结果的差异性有所影响,当剪应变为4×10^(-3),有效围压为100 kPa时,3种方法差异显著,相对误差最大接近20%;2)而5种方法确定阻尼比的结果差异显著,随着剪应变的增大,5种方法确定的阻尼比相对误差大体上均在迅速减小,只有规范法在有效围压为100 kPa时,其相对误差有较小的增大趋势;5种方法中,Kumar法确定的阻尼比最接近平均阻尼比,互相关函数法远高于平均阻尼比,Das and Luo法和Kokusho法确定的阻尼比基本一致但低于平均阻尼比。建议以后的工程应用中,加载方式为应力控制时,可采用自相关函数法确定动剪切模量,采用Kumar法确定阻尼比,二者确定的动剪切模量和阻尼比均最接近平均值。

关键词：规范法 Kumar法自相关函数法 Das and Luo法 Kokusho法互相关函数法动剪切模量阻尼比砂土

逐级加压启动时机对电动硅化法加固软黏土影响

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山西建筑 2025年第2期51卷 97-103页

作者：范勇飞曾芳金袁国辉符洪涛江西理工大学土木与测绘工程学院江西省环境岩土与工程灾害重点实验室江西赣州341000 温州大学建筑与土木工程学院浙江省软弱土地基与海涂围垦工程技术重点实验室浙江温州325035 浙江省滩涂整治及生态保护协同创新中心浙江温州325035

逐级加压法可以有效提高电渗后期处理效果,降低能耗。本实验采用逐级加压的方式对电动硅化法进行优化,以解决电动硅化法中实验后期排水速率低、实验能耗大、电极腐蚀严重等问题。设置4组不同逐级加压启动时间实验研究最佳的逐级加压启... 详细信息

逐级加压法可以有效提高电渗后期处理效果,降低能耗。本实验采用逐级加压的方式对电动硅化法进行优化,以解决电动硅化法中实验后期排水速率低、实验能耗大、电极腐蚀严重等问题。设置4组不同逐级加压启动时间实验研究最佳的逐级加压启动时机,对实验过程中电流、排水量进行监测,分析实验结束后土体的沉降量、含水率、抗剪强度,并计算各实验过程中的能耗系数,深入探究不同加压启动时机对电渗处理效果的影响。结果表明:逐级加压的通电方式可以有效提高电渗处理效果,并且逐级加压存在最佳的加压时机,当电流下降至峰值电流的60%时加压可以有效提高电渗的排水量,增大土体整体抗剪强度,土体均匀性较好,降低实验后期能耗系数。

关键词：电渗法电动硅化法逐级加压启动时机地基处理

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横隔数目对猫头型输电塔抗震性能的影响

防灾减灾工程学报 2022年第6期42卷 1287-1293页

作者：赵仰康王晨宋鹏彦河北大学建筑工程学院河北保定071002 河北省土木工程监测与评估技术创新中心河北保定071002

输电塔是输电线路中的重要支撑结构。为了探究横隔数目对输电塔结构非线性地震响应的影响,以某一实际单回路直线塔中的猫头型输电塔为研究对象。基于OpenSees平台建立4个横隔数目不同的输电塔三维有限元模型,考虑材料和几何非线性,分析... 详细信息

输电塔是输电线路中的重要支撑结构。为了探究横隔数目对输电塔结构非线性地震响应的影响,以某一实际单回路直线塔中的猫头型输电塔为研究对象。基于OpenSees平台建立4个横隔数目不同的输电塔三维有限元模型,考虑材料和几何非线性,分析猫头型输电塔的动力特性。选取20条远场地震动记录,利用非线性有限元动力分析技术,研究不同横隔数目对输电塔结构远场地震作用下的响应问题。结果表明:随着横隔数目的增加,输电塔的自振周期减小,在一定程度上增加了其抗侧刚度。在大震、巨震作用下,横隔数目的增加,输电塔结构的顶点位移减小,基底剪力增大,层间位移的影响非常小且结构的变形始终在我国现行规范范围内,未超过其限值。

关键词：猫头型输电塔结构横隔数目抗震性能时程分析

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隧道开挖超小变形监测与数值仿真分析

科学技术与工程 2023年第1期23卷 369-375页

作者：杨三强曹亚文张丹河北大学建筑工程学院河北省土木工程监测与评估技术创新中心保定071002

为有效预测和控制隧道开挖引起的地表超小变形,首先基于随机介质理论和MATLAB软件编写反分析程序,对地表沉降的实测数据进行拟合,反演断面收敛面积ΔA和地层影响角β,并研究ΔA与隧道埋深Z以及ΔA与tanβ的关系。其次,基于滚动预测的方... 详细信息

为有效预测和控制隧道开挖引起的地表超小变形,首先基于随机介质理论和MATLAB软件编写反分析程序,对地表沉降的实测数据进行拟合,反演断面收敛面积ΔA和地层影响角β,并研究ΔA与隧道埋深Z以及ΔA与tanβ的关系。其次,基于滚动预测的方法建立反向传播(back propagation,BP)神经网络,并预测隧道断面DM-1未来的地表超小变形值。结果表明:ΔA的取值较离散,随着隧道埋深Z的增加,ΔA呈逐渐减小趋势,地层损失也随之减小,当隧道埋深约为20.53 m时,收敛面积ΔA接近0。随着ΔA的逐渐增大,tanβ逐渐减小,当隧道埋深约为20.53 m时,tanβ约为0.447。通过滚动预测的方法建立的BP神经网络误差值较小,可以很好地预测隧道开挖引起的地表超小变形值,对类似的工程具有较好的指导意义。

关键词：浅埋隧道地表超小变形随机介质理论 BP神经网络

基于小波包样本熵和支持向量机的框架结构损伤识别

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科学技术与工程 2021年第14期21卷 5862-5869页

作者：方有亮李肖磊张颖王晶晶刘乐河北大学建筑工程学院保定071000 河北省土木工程监测与评估技术创新中心保定071000

基于小波包样本熵和支持向量机原理,研究了钢框架结构的损伤定位识别方法。分析在冲击载荷作用下框架结构的动力响应,对加速度信号进行小波包分解,建立小波包样本熵的损伤指标,采用支持向量机原理,识别结构损伤位置以及损伤程度。研究表... 详细信息

基于小波包样本熵和支持向量机原理,研究了钢框架结构的损伤定位识别方法。分析在冲击载荷作用下框架结构的动力响应,对加速度信号进行小波包分解,建立小波包样本熵的损伤指标,采用支持向量机原理,识别结构损伤位置以及损伤程度。研究表明,该方法能够利用单一的传感器,实现理想的识别效果,且具有一定的适用性和鲁棒性,在60 dB的噪声水平环境中损伤定位识别结果在90%以上,在40 dB的噪声水平环境中,损伤程度识别结果在90%以上,框架实验模型研究表明,柱的损伤识别精度要高于梁的损伤识别精度。

关键词：小波包样本熵支持向量机损伤识别框架结构

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基于坡面形态的h型抗滑桩加固效果分析

科学技术与工程 2022年第30期22卷 13467-13476页

作者：冯震王博怡柳浩然郭涛沈明邵谦河北大学建筑工程学院保定071002 河北省土木工程监测与评估技术创新中心保定071002

h型抗滑桩是加固边坡的有效措施之一,在以往的研究中,大多数学者选取的研究对象均为直线形边坡,导致研究结果对自然环境中形态各异的边坡缺乏普遍适用性。因此,基于凹形、直线形、凸形、组合形4种坡面形态,从桩位、连梁长度、锚固深度3... 详细信息

h型抗滑桩是加固边坡的有效措施之一,在以往的研究中,大多数学者选取的研究对象均为直线形边坡,导致研究结果对自然环境中形态各异的边坡缺乏普遍适用性。因此,基于凹形、直线形、凸形、组合形4种坡面形态,从桩位、连梁长度、锚固深度3个方面综合考虑,以安全系数、边坡变形模式、桩身位移、桩身受力情况为分析依据,提出基于不同坡面形态的h型抗滑桩最优加固方案。研究结果表明:组合形坡最稳定、凸形坡最不稳定。凹形坡桩中轴线距坡脚的合理距离为4/5坡长,其余3种坡形的合理距离均为1/5坡长。凹形坡最优连梁长度为3~5倍桩径,直线形坡与凸形坡最优连梁长度为2~3倍桩径,组合形坡最优连梁长度为3~4倍桩径。凹形坡与组合形坡最优锚固深度为2.5倍桩径,直线形坡最优锚固深度为2~3倍桩径,凸形坡最优锚固深度为1.5~2.5倍桩径。研究结果可对边坡抗滑桩加固设计提供参考。

关键词： h型抗滑桩坡面形态加固效果

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缓裂加强型应力吸收层动态响应与变形研究

公路 2021年第7期66卷 57-62页

作者：杨三强李鹏飞曹紫龙孙爽刘璐河北大学建筑工程学院河北省土木工程监测与评估技术创新中心保定市071002

沥青路面层间结合状态及力学响应一直是路面研究领域的热点问题。依托河北省建设厅重大科技攻关项目,结合力学分析法与黏弹性理论,通过在两种应力吸收层上铺设应变传感器的手段,分析了不同荷载、车速及温度工况下两种应力吸收层的动态... 详细信息

沥青路面层间结合状态及力学响应一直是路面研究领域的热点问题。依托河北省建设厅重大科技攻关项目,结合力学分析法与黏弹性理论,通过在两种应力吸收层上铺设应变传感器的手段,分析了不同荷载、车速及温度工况下两种应力吸收层的动态响应规律。结果表明,沥青路面作为黏弹性体,实测结果与黏弹性层状理论解一致,两应力吸收层均受压。荷载试验表明,两路段应变增幅之比从静载的0.496减小至80km/h动载的0.234,说明土工格栅在动载情况下加筋作用更明显;根据现场试验,提出了缓裂加强型应力吸收层关于速度和温度(标准轴载)的两个动态响应模型;由于缓裂加强型应力吸收层中土工格栅的加筋作用,荷载、车速和温度均对其影响更小,表明其性能更好。研究结果对于提升河北省半刚性道路的路用性能具有一定的理论指导意义。

关键词：沥青路面道路工程应力吸收层土工格栅动态响应车辆荷载车辆速度