2020年度《工程力学》“领跑者5000”论文_中国煤炭行业知识服务平台

2020年度《工程力学》“领跑者5000”论文

来源：工程力学

领跑者5000(简称F5000),是中国科学技术信息研究所自2000年开始立项开发的国家级研究课题，旨在将中国精品科技期刊上发表的部分优秀论文推向国内外的高端平台，在更大范围内向世界展示和推广我国最重要的科研成果，以扩大期刊和作者的学术影响力，引领我国高水平科技期刊事业的发展和成长。

行业视野: F5000
类别; 57个
关键词; 46位
专家; 12篇
论文; 2902IP
点击量; 1690次
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新型滑移挡块的设计、试验及防震效果研究

作者(Author)：徐略勤, 李建中

摘要：针对目前国内桥梁挡块抗震效果低卜的现状，结合“限位”和“传力”两个性能指标提出了一种新型的防震挡块。对常规挡块和新型挡块的抗震性能进行了拟静力对比试验研究，根据实测力一变形曲线建立了两种挡块的简化滞回分析模型，并用于实桥防震效果的对比分析。结果表明:新型挡块在破坏时相对盖梁/台帽发生了大位移的滑移剪切现象，盖梁与台帽基本完好无损，有利于震后修复或替换;与常规挡块发生斜截面脆性剪断破坏相比，新型挡块的极限变形能力和变形延性系数大幅提高;在防震效果上，新型挡块对主梁侧移及橡胶支座的剪切变形限制能力更好，在中小地震下，新型挡块对墩柱地震响应的影响更小;在大震下，新型挡块依靠良好的变形延性能力可在主梁产生更大侧移的情况下保护支座，防比落梁。

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框架-摇摆墙结构受力特点分析及其在抗震加固中的应用

作者(Author)：吴守君, 潘鹏, 张鑫

摘要：摇摆结构是一种新型抗震结构体系。摇摆结构通过释放某些部位的约束，允许结构相应位置发生相对位移，从而改变构件的受力状态，改善结构的抗震性能。框架一摇摆墙结构是摇摆结构的一种，其中摇摆墙能够绕着墙底连接件发生面内转动。墙体底部约束的释放降低了对基础的承载力需求，同时能有效避免地震作用下墙体的损伤。具有较大刚度的摇摆墙能有效地控制结构的变形模式，防止出现变形和损伤集中。在框架一摇摆墙结构中增设阻尼器和预应力钢筋可分别增加其耗能能力并减少震后残余变形。该文提出了框架一摇摆墙结构的分布参数模型，利用该模型分析了摇摆墙刚度对结构侧移分布、摇摆墙和框架承载力需求的影响。研究了摇摆墙在国内某工程抗震加固改造中的应用，提出了摇摆墙加固的具体方法以及连接的局部构造。采用动力弹塑性时程分析的方法，对比了原结构与摇摆墙加固后结构的抗震性能。分析结果表明，摇摆墙加固方案能使塑性铰的分布更加均匀，增设预应力钢筋和金属屈服型阻尼器显著提高了结构耗能能力，减小了结构的残余变形。

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客货共线无昨轨道轮轨力统计特征研究

作者(Author)：任娟娟, 徐家铎, 田根源, 赵华卫, 蒲建锦

摘要：客货共线无碎轨道，相较于客运专线，货车轴重的增加势必造成列车荷载的增大，而轨道结构直接承受列车荷载的作用，因而有必要对客货共线无碎轨道轮轨力荷载的统计特征做进一步研究。该文以客货共线CRTS工型板式无碎轨道为研究对象，选取遂渝线蔡家车站和渝怀线鱼嘴2号隧道两个测点，应用工MC动态数据采集系统测取过往客、货车垂向轮轨力。运用轮轨系统祸合动力学理论建立车辆一轨道垂向祸合动力学模型，计算小同车速和小同轨道小平顺激励卜客、货车轮轨力，结合实测数据，分析客货共线无碎轨道轮轨力的统计特征，得出以下结论:客货共线无碎轨道轮轨力呈近似正态分布，95%以上客车轮轨力分布于45 kN-90 kN, 95%以上货车轮轨力分布于100 kN-150 kN，与实测所得数据基本吻合;客货车轮轨力概率密度曲线随车速和小平顺幅值的增大而逐渐变得“矮胖”，轮轨力分布范围随车速增大和线路状况劣化而逐渐增大，且线路状况对轮轨力分布的影响远大于车速;以1.5倍静轮重和轮轨力最大峰值为控制指标，建议客货共线无碎轨道客车车速控制在180 km/h以下，货车车速控制在100 km/h以下。

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考虑氯离子侵蚀的高墩桥梁时变地震易损性分析

作者(Author)：李立峰, 吴文朋, 胡思聪, 刘守苗

摘要：以一高墩大跨连续刚构桥为例，基于OpenSees程序建立其非线性分析模型。考虑氯离子侵蚀引起的钢筋直径和屈服强度退化，根据截面非线性分析结果探讨了氯离子侵蚀效应对高墩抗震能力的影响。通过单条地震波的非线性时程地震响应，定性地研究了氯离子侵蚀效应对桥梁地震需求的影响。然后输入巧条地震波进行多次增量动力分析，采用对构件能力需求比(Demand/Capacity)进行对数回归分析的方法形成了桥梁的时变地震易损性曲线，对高墩桥梁的时变抗震性能进行评估。分析结果表明:氯离子侵蚀效应会导致高墩屈服弯矩下降，而延性能力略有提高;考虑纵筋锈蚀以后，高墩的位移需求和曲率需求则会显著增加;在桥梁全寿命设计基准期内，结构在不同损伤状态的地震易损性随桥梁服役时间增加而增大。

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考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究

作者(Author)：牟犇, 王玲玲, 张春巍, 林旭川

摘要：该文对采用Q390钢材制作的4个T形节点构件进行了低周反复荷载试验，研究了钢梁和混凝土楼板的组合作用对采用高性能钢的外环板式梁柱节点的刚度、承载力以及耗能能力的影响。试验结果表明:由于楼板组合作用，钢梁上翼缘的稳定性得到显著提高;采用外环板式的梁柱节点连接方式，能够有效地将塑性铰外移，避免了在节点域附近的焊缝发生撕裂;但由于楼板组合作用的影响，此种节点形式也存在节点域附近外环板处发生断裂的可能性;该试验4个构件的滞回曲线都较为饱满，表现出较好的耗能能力和延性性能，在塑性点时，无楼板作用的试件的粘滞阻尼系数略高于有楼板作用的试件的粘滞阻尼系数;在层问位移角达到0.05 rad时，各试件的粘滞阻尼系数趋于一致。

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结构健康监测数据科学与工程

作者(Author)：李惠, 鲍跃全, 李顺龙, 张东星

摘要：结构健康监测作为保障重大工程结构安全的重要技术，近些年来在世界范围内得到子决速的发展和应用，国内外许多大型工程结构安装了监测系统并且积累了海量的监测数据。结构健康监测数据分析与挖掘越来越受到国内外学者的关注，成为当前国际上土木工程领域的热点研究方向，该文结合国际上应用数学和信息领域的最新成果，总结课题组在结构健康监测数据分析与挖掘方面的最新研究进展，主要包括:基于压缩感知理论结构健康监测数据处理、车辆荷载空间分布识别、斜拉索实时索力识别、复杂因素藕合作用下斜拉索安全评定、结构健康监测的Benchmark模型、结构健康监测的数据分析与挖掘软件系统以及桥梁结构安全监测技术规程等方面的内容。

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基于车桥祸合随机振动分析的钢桥疲劳可靠度评估

作者(Author)：李慧乐, 夏禾

摘要：发展了一种基于车桥祸介系统随机振动分析的铁路钢桥疲劳可靠度评估方法，建立车桥祸介系统模型，选取车速和轨道小平顺作为基本随机变量进行随机振动分析，以此确定桥梁构件等效疲劳应力幅及其循环次数的概率模型。在此基础上，建立基于S-N曲线法的疲劳极限状态函数并进行疲劳可靠度分析。以一座铁路下承式钢析梁桥为例进行了疲劳可靠度评估，并讨论了车速及轨道平顺性对构件疲劳可靠性的影响。结果表明:该文方法可有效用于铁路钢桥疲劳可靠度评估;受车速及轨道小平顺随机性的影响，列车引起的桥梁构件等效疲劳应力幅及其循环次数均具有一定的小确定性，应视为随机变量，二者可采用对数正态分布表示;车速和轨道小平顺可显著影响桥梁构件的疲劳可靠性，疲劳关键构件的可靠度指标随着轨道平顺性增强而提高。

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基于超前加固的深埋隧道围岩力学特性研究

作者(Author)：孙振宇, 张顶立, 房倩, 台启民, 于富才

摘要：为了提高隧道施工过程中开挖面及围岩的稳定性，超前加固措施得到了广泛应用，而如何正确评价围岩加固后的力学特性对隧道围岩稳定性判别和支护结构设计是极其重要的。为研究超前加固条件卜隧道围岩的力学行为，将深埋圆形隧道简化为静水压力作用卜的平面应变模型，引入等效加固区来体现超前加固的效果，提出了考虑超前加固的隧道围岩力学分析模型。基于广义Hoek-Brown屈服准则和非关联流动法则，在对塑性区可能的分布情况进行分析的基础上，对全断面加固方式卜围岩位移、应力和塑性区半径进行了理论推导，通过与实测值和数值计算结果进行对比，验证了该文方法的正确性和合理性，并通过与传统方法进行比较，进一步探讨了该文公式在支护设计中的工程意义。研究表明，该文计算结果与实测值和数值计算结果基本吻合，且在指导支护设计时比传统方法更具优越性。该文研究成果更好地反映了超前加固措施对于围岩的作用效果，为超前加固的定量化设计提供理论依据，研究成果可为全断面加固方式卜隧道工程的支护设计及安全性评价提供参考。

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