期刊,自然灾害学报 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

自然灾害学报

主　　编：谢礼立

出版周期：双月刊

国际刊号：1004-4574

电子邮箱：jnd@iem.ac.cn

电　　话：0451-86652429

邮政编码：150080

地　　址：哈尔滨市学府路29号

自然灾害学报/Journal Journal of Natural DisastersCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊为灾害学学术性刊物。旨在展示我国灾害科学的研究成果，促进自然科学与社会科学在灾害科学方面的结合。刊登各种自然灾害和社会科学在灾害科学方面的结合。刊登各种自然灾害和发生机理、灾害与人类社会的关系及其影响、防灾减灾系统工程等方面的研究论文。读者对象为灾害学研究工作者、防灾减灾专业技术人员及相关专业大专院校师生。

正式出版

收录年代

基于力法的格构梁节点荷载分配方法及悬臂段长度优化设计

樊军伟杨仕教邓波孙冰...

113-121页

查看更多>>摘要：格构梁节点荷载简化分配方法的不足在于无法考虑 2 个方向的梁上其他节点荷载的影响且对文克尔(Winkler)地基上梁的类型进行了主观假定.为克服格构梁节点荷载简化分配方法的上述缺点,提出了一种基于力法的格构梁节点荷载分配方法.根据节点静力平衡条件及变形协调条件,新的格构梁节点荷载分配方法通过构建并求解线性方程组,能够合理地将作用在节点的集中力分别分配给 2 个方向的纵梁和横梁.进一步地,引入一个格构梁边坡锚固案例并等比例地增加纵梁和横梁的悬臂长度.不同基床系数条件下,基于新的节点荷载分配方法将格构梁节点荷载分配给纵梁和横梁,然后对各梁单独进行弯矩计算.以悬臂最大正弯矩与跨中最大负弯矩比值的绝对值接近 1 为评价指标,对格构梁最优悬臂长度进行了评价.节点荷载分配结果表明,随着悬臂长度的增加,分配给纵梁和横梁的荷载逐渐趋于稳定.弯矩计算结果表明,随着基床系数的增大,悬臂长度对格构梁弯矩的影响逐渐减弱.不同边坡基床系数条件下,当悬跨比在 0.2～0.4 之间时,悬臂各梁最大正弯矩与跨中最大负弯矩趋于均衡.因此,基于力法理论的节点荷载分配方法的提出为格构梁内力的精确分析及悬臂长度优化设计提供了可靠的理论依据.

关键词：

格构梁荷载分配方法力法悬臂长度优化设计文克尔地基模型边坡工程

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地震作用下非等宽平台路堑边坡的动力响应研究

王哲王陈宾柏威伟廖军...

122-131页

查看更多>>摘要：非等宽平台设计是提高碎裂岩体路堑高边坡动力稳定性的有效方法之一,在规范平台宽度不小于 2m背景下,研究该类型边坡的动力响应特征具有重要工程应用价值.通过FLAC3D有限元软件计算三级台阶式边坡平台位置的PGA放大系数、塑性变形区和最大剪应变,然后基于数值模拟结果设计大型振动台物理模拟试验开展非等宽台阶式边坡变形失稳特征和PGA放大系数变化研究,对二级平台宽度引起的边坡破坏程度进行分析,提出路堑边坡工程设计建议.数值模拟表明,随着中间平台宽度增加PGA放大系数先减后增,考虑平台的分割效应下建议该工程二级平台宽度为4m;物理试验表明,边坡易在平台处产生应力集中,平台分割效应使边坡逐渐分解为局部破坏,地震作用下发生累进变形破坏,分为缓慢变形、加速变形和失稳破坏阶段.研究成果为该类型路堑边坡平台的设计提供了依据.

关键词：

路堑边坡数值模拟振动台试验动力响应平台宽度地震

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不排水条件下颗粒破碎粗粒土的动力特性分析

吕中英向波刘恩龙魏巍...

132-141页

查看更多>>摘要：地震荷载作用下堆石等土料会发生颗粒破碎,从而导致其动力特性与不发生颗粒破碎的土料有很大的区别.为了探讨破碎粒状材料在循环荷载作用下的力学特性,对人工制备的粒状破碎土料进行了频率为 1.0 Hz的循环加载固结不排水(consolidation undrained,CU)三轴试验,试验围压为100、200、300、400 kPa.研究结果表明:试样均为压缩破坏,呈应变硬化型;且不同激振力下的轴向应变曲线分为三段,即初始骤升段、中间平衡段和最终破坏段,并且每一阶段的长短和试样的变化均有所不同;动孔压随循环振次增大而增大,且在相同围压下激振力越大动孔压上升得越快.对动强度曲线分析发现,应力比越小动强度曲线越低;阻尼比整体上随着动剪应变的增大而逐渐增大,并且相同围压下激振力越小则阻尼比越小.颗粒破碎的影响因素有激振力、围压和振次等共同作用,不同围压(激振力)下各因素的影响大小不一、此消彼长,且随着围压增大颗粒破碎程度均逐渐增大.

关键词：

循环加载颗粒破碎动强度动应力应变

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地铁联络通道冻结壁冻融灾害效应及其平均温度预测

邹宝平牟军东罗战友邓沿生...

142-151页

查看更多>>摘要：冻结法因具有施工方便、强度高、防水效果好及对土体扰动小等优点在软土地区地铁联络通道施工中获得广泛应用.冻结壁平均温度作为衡量冻结效果的重要参数之一,其解析公式求解较为复杂,在实际工程中难以应用.建立了包括冻结管断裂灾害、隧道收敛变形灾害、冻结帷幕收敛变形灾害、冻结帷幕透水灾害和融沉灾害的地铁联络通道冻结壁冻融灾害链式效应机制,并考虑多种布管方案,采用冻结壁平均温度等效梯形法建立完整数据集,利用神经网络的高度非线性特征,建立能同时预测单排、双排和多排(n>3)布管形式下冻结壁平均温度的神经网络预测模型.研究结果表明,基于完整数据集构建的冻结壁平均温度神经网络预测模型能有效地反映不同冻结管布置参数和冻结壁厚度等参数与冻结壁平均温度之间的关系;冻结壁平均温度均随冻结管排数和冻结壁厚度增大而逐渐降低,随盐水温度、冻结管间距和排距增大而逐渐升高.

关键词：

冻结壁平均温度冻融灾害效应联络通道地铁

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多年冻土斜坡稳定性的模拟分析

郝君明贾佩钱李旺平

152-163页

查看更多>>摘要：气候变暖改变了多年冻土活动层的水热状态和物理特性,降低了斜坡的稳定性.目前多年冻土斜坡的稳定性分析多采用极限平衡方法,然而这种方法难以分析活动层水分场、温度场、应力场和位移场及其耦合效应下的斜坡稳定性.因此,将Mohr-Coulomb准则整合加入到冻土热-水-力模型之中,建立了多年冻土斜坡的热水力耦合模型(coupled thermo-hydro-mechanical model,THM),定量分析了夏季极端高温对多年冻土斜坡稳定性的影响.为了验证模型的有效性,选择了青藏高原东部多年冻土区某一滑坡为研究对象,通过构建极限平衡模型和THM模型计算了其稳定性,并对比分析了模拟结果和现场观测数据的关系.研究结果表明,THM模型模拟结果与传统极限平衡方法计算结果相吻合,且数值模拟得到的滑移面位置、位移量级和最终形态与现场实测资料相一致;在夏季极端高温条件下,当多年冻土活动层融化至1.45 m时,斜坡将沿着融化锋面失稳,且滑移面基本平行于坡面.研究结果对寒区各类工程边坡塌陷和热融滑塌的过程认识具有一定的参考价值.

关键词：

多年冻土极限平衡模型热水力耦合模型斜坡稳定性

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考虑衬砌减薄及脱空的公路隧道地震易损性研究

张华琼丁祖德苑辉

164-174页

查看更多>>摘要：衬砌背后脱空、衬砌厚度不足是我国运营隧道的典型质量缺陷,这些缺陷的存在会直接影响隧道结构的抗震性能,加剧隧道的地震损伤.近年来,基于质量缺陷对隧道抗震性能影响的研究多采用确定性方法,缺少考虑地震波随机性的定量评估.依托云南某两车道运营公路隧道,采用增量动力分析(increment dynamic analysis,IDA)方法开展了考虑衬砌减薄及脱空组合缺陷的一系列隧道地震响应时程分析.根据隧道地震易损性分析理论,建立了组合缺陷影响下的公路隧道地震易损性曲线,分析了组合缺陷程度、缺陷位置、围岩等级和地震波入射方向等因素对隧道地震易损性的影响.结果表明:衬砌减薄及脱空组合缺陷程度、缺陷位置、围岩级别和地震波入射方向均对隧道地震易损性有重要影响.组合缺陷的存在增大了隧道结构的易损性,随组合缺陷程度的增大,衬砌地震损伤概率呈非线性增加.质量缺陷对隧道易损性的影响程度随发生部位不同而异,拱肩缺陷对隧道易损性的影响大于拱顶缺陷.围岩等级越差,隧道易损性受组合缺陷的影响就越大.隧道在横向地震作用下的易损性大于竖向地震作用下的易损性,且易损性受地震波方向的影响随缺陷位置的不同而异.缺陷位于拱肩部位时,隧道结构易损性受竖向地震动的影响更大,而缺陷位于拱顶时受横向地震动的影响更大.

关键词：

公路隧道衬砌减薄及脱空围岩级别地震波方向易损性曲线

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大跨上承式拱桥拱上建筑碰撞效应多尺度模拟研究

沈正璇徐略勤史俊徐粒寒...

175-186页

查看更多>>摘要：大跨上承式拱桥的拱上建筑属于高度非规则梁式桥跨结构,在地震作用下的碰撞效应不仅有别于普通规则梁桥,而且还会受到拱圈变形的影响.为了探明大跨上承式拱桥拱上建筑在地震作用下的碰撞效应,基于三维碰撞-摩擦分析方法和材料塑性损伤本构关系,采用多尺度模拟研究了某大跨拱桥拱上建筑相邻主梁在伸缩缝处以及主梁与限位挡块之间的碰撞行为与局部损伤特征,并进一步探讨了拱上建筑分联方式对碰撞效应和拱上立柱剪力响应的影响规律.研究表明:全简支的拱上建筑易在 1/4 跨附近的伸缩缝处产生最大碰撞力,而且由于受主拱空间变形的影响,主梁在伸缩缝处易发生局部偏心碰撞,严重损伤集中于外侧小箱梁;无论拱上建筑采用哪种分联方式,主梁与限位挡块之间最强烈的碰撞效应都发生在拱顶附近;分联方式对碰撞效应有重要影响,采用全连续或分联连续的拱上建筑可大幅降低伸缩缝和挡块 2 个部位的碰撞力,避免 1/4 跨附近发生最大碰撞效应.因此,拱上建筑的合理布跨和分联是减轻大跨拱桥碰撞效应的有效途径.

关键词：

上承式拱桥碰撞效应多尺度模拟拱上建筑地震响应

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输电塔圆钢管的涡激振动气动控制研究

陶亚光张博武鹏飞杨文瀚...

187-196页

查看更多>>摘要：作为一种力学性能卓越的输电塔类型,钢管塔在工程中应用广泛.然而,当钢管塔材长细比较大且趋于水平布置时,钢管杆在风速较小时容易发生涡激振动.在长期运行过程中,这种持续反复的振动可能造成钢管塔构件的疲劳破坏,塔体结构一旦发生破坏,将直接威胁到电网的稳定运行.针对该问题开展研究,采用大尺寸真型钢管杆件,通过风洞试验分别研究了螺旋形扰流线和被动吹气套环 2 种涡激振动气动控制措施.分析不同螺旋线数量、螺距和不同孔厚、孔型对涡振控制效果的影响规律.研究结果表明:单螺旋线控制效果一般,三螺旋线最多可以削减 97.7%的涡振,套环控制最多可以削减 75.5%的涡振.文中使用足尺模型以满足雷诺数需求,实现更接近输电塔钢管真实环境的研究,为实际工程中钢管涡激振动抑制提供参考和借鉴.

关键词：

输电塔钢管涡激振动风洞试验螺旋线被动吹气套环

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新型不锈钢螺栓连接件疲劳后力学性能退化研究

刘小玲单江北汪炳王吟枫...

197-206页

查看更多>>摘要：为探究装配式组合梁中新型不锈钢螺栓连接件疲劳后的力学性能,开展螺栓连接件疲劳后力学性能仿真方法研究.首先,基于当前螺栓连接件存在的问题与不足,设计了一种耐锈蚀、方便拆卸的新型螺栓连接件.其次,进行 1 组静载推出试验,4 组不同疲劳加载次数后的静载推出试验,分析了试件破坏特征以及力学性能退化规律.最后,基于材料剩余强度理论,引入考虑疲劳损伤的混凝土和螺栓连接件的材料退化本构模型,建立不同疲劳加载次数后的螺栓连接件力学性能退化仿真计算流程,并对仿真结果进行了验证.结果表明:新型螺栓连接件疲劳加载 270 万次后剩余承载力退化了 12.1%,且疲劳后破坏模式为螺栓剪断.采用的材料本构退化模型的仿真计算值与试验结果吻合较好,能够合理地反映螺栓在疲劳后的力学性能退化状况.

关键词：

装配式组合梁不锈钢螺栓连接件推出试验数值仿真疲劳性能

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基于敏感荷载效应概率统计特征的桥梁地震荷载辨识方法

邵雪军陈斌陈靖王高新...

207-216页

查看更多>>摘要：为精准辨识实际服役环境下的桥梁地震荷载,采用实桥监测方法获取某桥挠度和加速度在地震发生前后的监测数据,筛选出了对地震荷载敏感的 6 组结构效应,分析了 6 组敏感地震效应在日常荷载和地震作用下的时变规律,研究了 6 种敏感地震效应的概率密度统计特性,选用了正态分布函数、威布尔分布函数和广义极值分布函数对概率密度进行拟合并得到了最佳概率密度函数,利用分布函数求解出 6 种敏感地震效应阈值并利用阈值进行地震荷载辨识.结果表明:加速度时变趋势具有平稳随机特性,受温度场影响很小,挠度时变趋势具有良好的日变化特征,受温度场影响较大;筛选出的 6 种效应对地震荷载敏感,能够明显区分出日常荷载效应与地震荷载效应,可用来辨识地震荷载;采用广义极值分布函数可以较好地描述加速度和挠度最大绝对值的概率密度统计特性;在地震发生时刻,6 种敏感荷载效应的实测最大绝对值均大于阈值,表明基于敏感荷载效应概率统计特征的桥梁结构地震荷载辨识方法是有效的.

关键词：

桥梁结构地震荷载辨识挠度加速度概率密度统计特性

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