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期刊信息/Journal information
地震工程与工程振动
地震工程与工程振动

谢礼立

双月刊

1000-1301

eeevc@iem.ac.cn

0451-86652450

150080

哈尔滨市南岗区学府路29号

地震工程与工程振动/Journal Earthquake Engineering and Engineering VibrationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是学术性刊物，主要反映我国在地震工程与工程振动方面的科研成果，促进学术交流，为我国防震减灾事业服务。刊载国内外地震工程与工程振动方面的学术论文、综述性文章和科研简讯、问题讨论、学术动态等。
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    跨断层铁路隧道精细化建模与力学分析

    张恒徐龙军彭龙强谢礼立...
    1-12页
    查看更多>>摘要：跨活动断层隧道安全是当前困扰铁路工程建设的重点难题之一.有关跨断层隧道的研究工作主要以数值模拟为主,但现阶段用于分析跨断层隧道的有限元结构模型的构建精细化程度往往不高,因此,也较难准确地反映实际结构在断层错动作用下的受力与变形特征.文中分别考虑隧道仰拱填充、铁路轨道基础和轨道等的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了3种精细化程度不同的隧道结构模型,与常用简单圆环结构模型进行了对比研究,较详细地分析了跨断层隧道结构以及附属轨道系统在活动逆断层作用下的受力和变形特点.结果表明:模型的精细化程度对隧道结构的应力水平及变形计算结果影响明显,考虑底部填充层和内部附属结构时,隧道结构的纵向刚度和整体性得到加强,总体上使结构抵抗断层作用的能力得到提高.同时,鉴于2022年青海门源发生的6.9级地震中,隧道轨道及其附属设施遭受了严重破坏的实际情况,为了深入探究轨道在断层错动位移影响下的力学响应与变形机制,依托隧道精细模型,对轨道在走滑断层作用下的受力变形特性进行了专项研究.研究结果可为跨断层隧道结构数值模拟研究提供参考,亦为隧道结构韧性评估提供计算依据.

    断层隧道数值模拟精细化建模轨道基础

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    基于残差神经网络的天然地震与非天然地震信号分类

    沈婕朱景宝缪发军宋晋东...
    13-25页
    查看更多>>摘要：以准确区分天然地震与非天然地震为目标,构建了一种基于一维卷积和残差结构的神经网络模型:ResNet-1D.该模型利用不同长度卷积核的卷积层、最大池化构成的池化层和残差结构自动提取三分量地震记录特征,采用适应性矩估计方法(Adams)作为优化参数,利用线性判别函数(Linear)实现天然地震与非天然地震区分.以2008—2020年中国地震台网中心统一编目报告的天然地震和非天然地震共40000条速度记录,随机划分为6︰2︰2的比例构建训练数据集、验证数据集和测试数据集.研究结果表明:天然地震和非天然地震的分类准确率分别为92.65％和94.30％,与传统机器学习方法比较,ResNet-1D模型在准确率、精确率、召回率和F1分数的测试结果均有明显提升,有效地提高了天然地震和非天然地震识别的准确性.同时,震级和震中距的变化对模型分类准确率都有影响,具体表现为震级越高,准确率越低;震中距越大,准确率越低.文中提出的模型具有更高的准确性,可为地震监测中的天然地震与非天然地震准确区分提供技术支撑.

    残差神经网络地震信号分类非天然地震天然地震地震监测

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    基于深度学习的高速铁路简支梁桥震致损伤预测

    吴凌旭蒋丽忠钟天璇易江...
    26-36页
    查看更多>>摘要：基于卷积神经网络,提出了一种快速预测高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤的方法.为得到更多地震动信息,通过连续小波变换,将一维地震动数据输入变换成三维图像输入.通过对比损伤样本库中的结果,验证了提出方法的可靠性,分析了卷积神经网络的不同超参数对预测结果和训练时长的影响,得到了贝叶斯优化后的卷积神经网络超参数组合,对比了不同抗震分析方法得到高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤所需时间.利用优化后的卷积神经网络预测了高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统中不同关键构件的震致损伤.研究表明:初始学习率是影响网络预测准确度的最主要因素,学习率下降系数、最小批次及训练轮数会对网络预测结果造成一定影响.而训练卷积神经网络所需时长主要由训练轮数及最小批次决定.提出的方法对高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统中不同构件的震致损伤均具有较高预测准确度,网络结构具有较高的适用性,优化后的卷积神经网络训练耗时更短且对高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤预测更准确.研究成果可为震后高速铁路系统震致损伤的快速修复提供参考.

    高速铁路无砟轨道-简支梁桥系统震致损伤快速预测卷积神经网络贝叶斯优化

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    基于机器学习的填充墙RC框架震后损伤快速评估

    何坫锦程小卫李易张豪友...
    37-49页
    查看更多>>摘要：填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架是最常见的结构形式之一,实际震害和试验研究中发现填充墙对RC框架的抗震性能影响很大.为实现填充墙RC框架震后损伤状态准确、快速评估,首先根据不同的建筑结构信息(设防烈度、建造年代、层数、层高、跨数和填充率)设计了660个填充墙RC框架,结合10条地震动在OpenSees中对660个结构进行非线性时程分析,得到了6600个数据点,形成了填充墙RC框架震损评估模型建立的数据集.基于该数据集,采用朴素贝叶斯(naive Bayes,NB),K最近邻(K-nearest neighbors,KNN),决策树(decision tree,DT),人工神经网络(artificial neural network,ANN),随机森林(random forest,RF),自适应提升(adaptive boosting,AdaBoost),极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost),轻量级梯度提升(light gradient boosting machine,LightGBM),类别提升(category boosting,CatBoost)共9种机器学习的算法,建立了预测填充墙RC框架震后损伤的预测模型.研究结果表明:RF和CatBoost模型对损伤等级预测的精度最高,在测试集的准确率均达到0.93.紧随其后的是LightGBM和XGBoost模型,这些模型的准确率均超过了0.90.与实际震损数据对比,RF和CatBoost模型预测准确率均为47％,但CatBoost模型的预测误差在1个损伤等级范围内的准确率为76％,高于RF模型.基于CatBoost模型进行了不同输入变量的重要性分析,发现对填充墙RC框架震损影响最大的是设防烈度(seismic design intensity,SDI)、峰值地面速度(peak ground velocity,PGV)、0.4 s的谱加速度Sa(0.4 s).此外,随着结构层数越多,楼层数量(ns)对结构的震损等级影响也越大.

    填充墙RC框架机器学习损伤状态损伤评估有限元模型

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    考虑地震动空间效应的斜拉桥模型振动台台阵试验

    郑庆涛苏俊省李忠献
    50-60页
    查看更多>>摘要：针对大跨斜拉桥空间跨度范围广、局部场地条件差异性大,服役期内可能遭受空间地震动影响的问题,开展了空间地震动作用下大跨斜拉桥振动台台阵试验.研究了地震动空间效应对斜拉桥关键截面动力响应(加速度、位移和应变)的影响规律.研究结果表明:地震动空间效应对斜拉桥的地震动力响应有明显影响,其中行波效应影响较小,考虑行波效应和相干效应时影响次之,同时考虑行波效应、相干效应和局部场地效应时影响最为显著.以主塔为例,与一致激励相比,同时考虑空间地震动的行波效应、相干效应和局部场地效应时,主塔加速度、位移和应变最大增加幅值分别为55.69％、62.37％和67.37％.因此,开展大跨斜拉桥结构抗震设计时,采用一致激励或仅考虑行波效应时可能会低估斜拉桥的实际地震响应,应综合考虑行波效应、相干效应和局部场地效应等地震动空间效应.

    大跨斜拉桥振动台台阵试验行波效应相干效应局部场地效应

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    新型土坯墙建筑地震模拟振动台试验研究

    董豪康高永林柏文峰苏何先...
    61-70页
    查看更多>>摘要：为研究新型土坯墙结构体系的抗震性能.设计制作了一个平面尺寸为3.6 m×3.0 m,层高2.45 m的一层足尺新型土坯墙建筑试验模型进行振动台试验,试验选取El Centro波和云南鲁甸波分别在X、Y向进行单向地震波加载,实测了试验模型在峰值加速度为0.10、0.22、0.40、0.62、0.90 g的地震作用下的频谱特性、加速度反应、位移反应、扭转反应和暗柱钢筋应变反应的规律.研究结果表明:模型仅在超9度罕遇烈度时发生轻微破坏,其他地震激励下未出现明显开裂、破坏现象;随着地震激励增大,模型自振频率无明显变化,加速度放大系数逐渐降低,最大放大系数为屋面处的3.666;层间位移角在峰值加速度为0.62 g时达到最大为1/399;因模型基本均匀对称,其结构整体扭转效应不明显;暗柱钢筋的应变值随地震激励的增大逐渐增加,但钢筋应变值较小,钢筋的性能未能充分发挥.综上所述,该新型土坯墙模型具有良好的抗震性能,研究为扩大土坯建筑应用范围提供了试验依据.

    新型土坯墙足尺模型地震激励抗震性能振动台试验

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    悬挂结构模拟振动台试验研究

    蔡文华郁步军吴发红荀勇...
    71-81页
    查看更多>>摘要：为研究设置黏滞阻尼器的悬挂结构在地震作用下的抗震性能,对采用刚性连接杆连接和采用黏滞阻尼器连接的悬挂结构进行了1/20比例缩尺模型振动台试验,主要研究了模型结构的动力特性、阻尼比、结构响应及其减振效果.研究结果表明:与普通悬挂模型结构相比,悬挂减振模型结构自振频率有所降低,结构的阻尼比得到提高,特别是第一阶频率和对应阻尼比;悬挂减振模型结构的主体结构顶部和第五层悬挂楼层的加速度峰值响应均小于普通悬挂模型结构,其中悬挂楼层的加速度峰值响应最佳减振幅度可达94.34％.悬挂减振结构主体结构顶部位移峰值响应较普通悬挂结构有明显地降低,且不同的地震波输入有着不同的减振效果,其中Taft波的减振效果最好,El Centro波次之,最后是人工波;主体结构与悬挂楼面的最大相对位移却大于普通悬挂结构,说明主次结构之间的连接越强,其相对位移就越小.同时也说明悬挂减振结构正是利用悬挂楼层的摆动和黏滞阻尼器来耗散能量,从而有着较好的耗能减振效果.

    悬挂减振结构黏滞阻尼器振动台试验减振效果减振幅度

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    考虑承插深度变化的预制拼装桥墩抗震性能试验研究

    宋承哲思晓龙张潇王苓力...
    82-92页
    查看更多>>摘要：为研究承插深度对承插结构抗震性能的影响,设计制作了现浇桥墩以及考虑承插深度变化的装配桥墩,其中承插桥墩的承插深度分别为1.0d(d为方墩边长)、0.8d以及0.6d.通过拟静力试验研究分析桥墩的破坏现象、滞回性能以及耗能能力等,讨论承插深度对桥墩的影响.试验结果表明:4组试件的峰值承载力相近;1.0d承插桥墩具有与现浇桥墩类似的破坏现象与滞回曲线,抗震性能等同现浇桥墩;0.8d承插桥墩、0.6d承插桥墩由于承台的损伤,延性弱于现浇桥墩.通过对比破坏现象,分析了现有配筋情况下,承台侧壁抗剪承载力与墩柱极限抗剪承载力之间的相对关系.当墩柱和承台配筋率不变的情况下,墩柱承插深度越小,侧壁抗剪承载能力越低,承台插槽的侧壁越容易发生因抗剪承载力降低而导致的损伤.因此,设计中承插深度的选择需要考虑墩柱与承台插槽侧壁承载能力相对大小关系,以避免损伤发生于承台位置.

    预制桥墩承插连接拟静力试验承插深度抗震性能

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    柔性连接AAC填充墙钢框架抗震性能影响因素数值分析

    陈子夷王旭峰
    93-107页
    查看更多>>摘要：为分析不同因素变化对柔性连接蒸压加气混凝土(autoclaved areated concrete,AAC)砌体填充墙钢框架抗震性能影响的趋势和显著性,基于拟静力试验结果验证了建模方式及参数选取的可行性,采用ABAQUS建立9个有限元正交模型,对模型轴压比、预留缝宽、耗能材料刚度和高跨比进行变参分析.研究结果表明:预留缝宽、耗能材料刚度、高跨比和轴压比对结构抗震性能指标影响的显著性依次降低.整体上,增大预留缝宽,减小耗能材料刚度、高跨比以及轴压比对提高结构的抗震性能有利.实际应用中建议柔性连接AAC墙框间缝宽取值在40 mm左右,缝间填充材料的刚度宜在100～500 N/mm之间.

    柔性连接AAC填充墙数值分析影响因素抗震性能指标显著性

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    波浪腹板PEC梁抗震延性性能试验研究

    陆天宇杨克家李杰蒋路...
    108-117页
    查看更多>>摘要：传统部分填充钢-混凝土(partially encased composite,PEC)梁通常选用平直腹板,该类腹板的受剪承载力偏低,且平直腹板与混凝土之间无机械咬合力,不利于两者的协同工作.为解决平直腹板带来的不利影响,选用波浪腹板进行截面替换,形成新型波浪腹板PEC梁.通过低周反复荷载试验,分析波浪腹板PEC梁在地震荷载作用下的抗震延性性能,研究了翼缘厚度、剪跨比对正弦波浪腹板PEC梁的承载力、破坏形式、变形能力、滞回耗能能力和刚度退化等的影响规律.研究结果表明:合理设计波浪腹板PEC梁的承载力和抗震延性性能较好;剪跨比对梁的破坏形式及延性有显著影响,翼缘厚度增大可以有效提高梁截面承载力,但过厚的翼缘会影响型钢与混凝土的协同工作性能,在试验中翼缘厚度较小,剪跨比较大的构件型钢与混凝土匹配度高,其延性和耗能能力发挥最为充分.

    波浪腹板部分包覆复合材料低周反复荷载试验承载力滞回耗能

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