基于测量加速度微分量的传感器

在工程振动和强地震动测量中,一般测量加速度、速度或位移.近几年的研究表明,加速度的微分量(即加加速度,单位为m/s3)与力的变化率成正比,与物理破坏过程有密切关系,在现代技术的发展中有着很多应用, 如高动态运动飞行器的跟踪测量、结构抗震新机理研究、高速机械加工的自动控制、高速列车和电梯舒适度的测量、通信设备的抗震性能检测均需要加加速度参量的测量,加加速度的精确测量和加加速度计的研制愈来愈引起工程界的重视.介绍了能测量加速度微分量传感器(又称加加速度计)的结构原理、技术性能、校准结果和地震波实测比对结果,实验结果证明,传感器具有良好的性能.该传感器已在结构抗震实验中得到了应用,取得了理想的结果.     

动力离心模型试验循环剪应力–剪应变反演方法对比

介绍了基于加速度阵列建立的3种循环剪应力–剪应变反演方法,分析了应用条件和影响因素。基于一组软黏土场地加固动力离心模型试验,探讨了试验加速度记录反演位移的信号处理方法,与多状态下实测位移对比,验证了有效性与可靠性。运用3种反演方法分别求取了两次试验、多种波激励下,自由场地和加固场地内土体剪应力–剪应变动态响应过程。结果表明,在传感器布设间距和采样率满足应用条件下,3种反演方法可获得基本一致结果并反映基本规律,上层土体剪应力小、剪应变大,土体剪切模量与围压密切联系;自由场地剪应变远大于加固场地,并因土体软化呈现强非线性。3种方法对比,三次样条法反演结果准确性对传感器布设间距和采样率较为敏感。     

形状记忆合金橡胶层状力学模型研究

形状记忆合金橡胶是一种具有复杂多孔结构的隔振和减振阻尼材料,根据其微观结构进行层状分解,结合试块压缩刚度非线性特征得到其力学本构模型。通过引入微曲梁接触对单元,建立模型物理量与材料细观及工艺参数之间的关系,得到形状记忆合金橡胶基本单元的接触刚度;由试件非线性刚度分析得到加载、卸载过程中材料内部微曲梁接触点数量的变化,进而建立形状记忆合金橡胶层状压缩本构模型。结果表明：该模型可以考虑形状记忆合金橡胶的材料参数、加工工艺参数以及加、卸载过程中静摩擦力和滑动摩擦力的影响,更接近形状记忆合金橡胶内部微弹簧线匝的受力状态;参数分析结果表明,形状记忆合金橡胶的弹性模量随着名义密度、形状记忆合金丝直径和摩擦系数的增大而提高。     

基于离心振动台的堆积型滑坡加速度响应特征

 加速度响应规律是解释滑坡震害、合理确定地震影响系数的基础。为此,设计完成了50倍重力加速度条件下的堆积型滑坡离心振动台模型试验,用来研究堆积型滑坡的加速度响应特征及规律。模型滑坡放置于600 mm×400 mm×500 mm(L×W×H)的刚性模型箱内,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,调整其幅值,研究不同强度地震动作用下堆积型滑坡的加速度响应特征及规律。试验结果表明：坡面水平向和竖直向峰值加速度(PGA)放大系数随滑坡的高程增加而增大,趋于坡顶时,增速明显变大,具有明显的高程放大效应;地震动作用下坡面与坡体内部的加速度响应特征明显不同,具有坡面浅表放大效应;滑床岩体自下向上水平向加速度有放大趋势,但与滑坡浅表土体相比,放大倍数则明显减弱;坡顶附近存在显著的波型转换现象;随着输入地震波强度的增大,PGA放大系数总体上表现为递减趋势。所得到的成果初步揭示了堆积型滑坡的加速度响应特征,为解释滑坡震害、确定地震影响系数等提供较可靠的依据。     

机械振动信号分析的非线性的小波方法

对机械系统的频率响应函数的提取问题,使用了基于非线性小波滤滤的去噪声方法,说明了方法应用的有效性,针对同时含有脉冲噪声和高频随机白噪声的信号去噪问题又给出了一个改进的方法,仿真验证了方法的有效性。     

基于性态的磁流变智能隔震结构设计研究

针对磁流变智能隔震结构的减震特点,提出了一种基于性态设计的抗震设计方法。该设计方法对结构在不同烈度下地震反应,设定了不同的性态设计水平和相应的性态设计指标,并给出了完整的设计过程。设计算例证明,按此设计过程设计出的磁流变智能隔震结构,满足给定各性态设计水平下对不同地震反应下的设计指标限值要求,设计结果达到了安全合理的抗震设计要求,因而证明该设计方法是可行和有效的。     

多层钢筋混凝土框架房屋抗震可靠性分析

采用一种简化的极限分析方法确定钢筋混凝土结构的极限状态及其相应的极限承载力,把结构的非线性抗力值等效为线性抗力值,使得结构的随机地震响应可以按照线弹性理论计算,避免了非线性分析的各种困难,便于工程应用.     

2022年泸定地震某隔震建筑铅芯橡胶支座地震反应分析

在2022年9月5日四川泸定6.8级地震中,位于震中附近的一栋地上4层的隔震建筑的隔震层正常发挥作用,上部结构和非结构构件均基本完好,但是隔震层中的铅芯橡胶支座、排水管线和隔震缝附属非结构构件等均发生了不同程度的破坏。在介绍该建筑主要震害的基础上,通过基于简化分析模型和邻近烈度仪实际强震记录的非线性地震反应分析,推测该建筑的地震反应,并重点考察铅芯橡胶支座的竖向应力在地震中可能发生的变化。结果表明,尽管该场地附近的强震记录表现出明显的近断层脉冲特性,但在其作用下,该建筑上部结构的最大层间位移角小于设防地震下混凝土框架结构1/400的限值,隔震层也有效地减小了上部结构的楼面水平加速度反应。受比较显著的竖向地震作用影响,绝大多数隔震支座均可能短暂地处于拉剪耦合受力状态,但其最大拉应力水平远低于根据既有试验得到的相应水平剪应变下的极限拉应力。该建筑隔震层中橡胶隔震支座的大量破坏不能简单地归因于竖向地震作用。     

双向加载下钢筋混凝土框架柱震损分级及损伤模型对比分析

目前已有的RC框架柱震损划分原则及对应损伤指标计算方法主要基于水平单向受力下的研究成果。相比单向受力,相同加载位移下水平双向受力RC框架柱的抗震性能明显退化,损伤加剧,因此RC框架柱的震损分级量化需考虑双向地震作用。本文基于已开展的RC柱双向滞回试验,提出了双向受力下RC柱基于骨架曲线的震损分级原则;基于8个典型双向损伤模型,对7个双向受力RC试验柱不同损伤级别对应的损伤指数进行了对比分析,推荐了适用于双向地震作用下RC柱震损分级判定的2个损伤模型以及对应的震损分级指数区间建议值,并对2个模型的特点和适用性进行了讨论。之后采用该损伤模型和震损分级评价指标对典型双向受力柱的抗震性能影响因素进行了分析。结果显示,损伤评价结果与试验结果和试验现象吻合较好,该方法可较好地适用于双向滞回加载RC柱的损伤评估。     

不同概率水准下动剪切模量比与阻尼比上、下限的计算

采用试验方法,研究不同概率水平下常规土类动剪切模量比和阻尼比非线性曲线上限和下限变化范围,提出典型剪应变下黏性土和无黏性土动剪切模量比和阻尼比落在不同区间概率大小的计算方法和计算公式.计算方法形成的基本思路为:将试验资料整理成标准结果,利用频数分布图、概率纸法检验图和SAS软件得到典型剪应变下2个参数变异性分布形态,根据不同分布形态采用2种不同方法计算典型剪应变下2个动力参数上、下限概率参考值.分析结果表明:不同剪应变下动剪切模量比和阻尼比上、下限值随概率水准的变化具有规律性,不同剪应变下2个动力参数的上限和下限与其出现的概率之间均满足Boltzmann方程,但方程中参数随剪应变和土类而变化;所有概率水平下不同剪应变的动剪切模量比上、下限区间大小均有明显差异,剪应变在10-4～10-3范围内的动剪切模量比上、下限范围最大;同一概率水平下阻尼比上、下限区间大小随剪应变增大而明显增大.提出的2个动力参数的概率计算公式为土动力学和地震工程可靠性理论研究奠定一定基础,也为工程结构的抗震设计和地震安全的风险评估提供直接的技术支持.