Numerical homogenization-based seismic assessment of an English-bond masonry prototype: Structural level application     

Luís C. Silva  Paulo B. Lourenço  Gabriele Milani 《地震工程与结构动力学》2020,49(9):841-862

A multiscale strategy is evaluated at a structural level for the analysis of unreinforced masonry structures. The mechanical characterization of the masonry is deduced from homogenization-based micro-scale finite element (FE) models. The derived data are here employed at a structural level via a discrete FE model. The discrete FE model is composed of quadrilateral rigid plates interconnected through vertical and horizontal interfaces. On the interfaces, between adjoining discrete elements, a model that accounts for the in- and out-of-plane behavior of masonry, with damage and plasticity, is adopted. Such interfaces represent the material pre- and post-peak regimes, its orthotropy, and, depending on the micro-model assumed, account by three-dimensional shear effects that are especially important for multi-leaf walls and complex regular textures. The discrete model has been implemented in an advanced structural analysis software where powerful built-in features as the arc-length method, line-search algorithm, and implicit or explicit solver schemes are available. The multi-scale model is applied for the dynamic study of a small English-bond masonry house prototype subjected to a series of consecutive earthquake records. Detailed comparisons between the experimental and numerical data are presented, including the results obtained through a continuous total strain rotating crack model. Quasi-static and dynamic analyses are conducted. Results demonstrate that when enough experimental information is available on the masonry components under tension, shear, and compression regimes, the approach predicts well the seismic structural response in terms of time-history displacements, seismic capacity, and damage patterns. The required computational cost (CPU time) is very attractive.  相似文献   

地震作用下纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能分析          下载免费PDF全文

张童  雷真  朱争光  吴亚玲 《地震工程学报》2020,42(1):57-62,72

为了解地震作用下纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能,采用钢筋、混凝土、纤维编织网浇筑纤维编织网增强钢筋混凝土柱,编织网主材为碳、玻璃纤维束;利用电液伺服加载系统为试件加载地震作用,监测相关数据,部分试件置入氯化钠溶液进行多次干湿循环。不同环境下的实验结果显示:纤维编织网层数越多,纤维编织网增强钢筋混凝土柱承载能力越强,抗震性能越好;配箍间距较大时,纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能仅在地震作用的后期呈现较差状态;干湿循环次数越多,纤维编织网增强钢筋混凝土柱承载力越弱,抗震性能越差。对于氯盐环境而言,可增加纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗腐蚀措施改善抗震性能。适当增加纤维编织网的数量、降低配箍间距有利于提升纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能。  相似文献   

2016年新疆呼图壁6.2级地震前b值异常特征研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

刘子璇  冯建刚  王维桐 《地震工程学报》2020,42(1):150-156

利用2009年以来中国地震台网中心地震编目资料,以2016年新疆呼图壁6.2级地震作为研究对象,采用最大似然法进行b值空间扫描计算,获取震前震中及其邻区地震b值的空间图像。研究结果显示,2016年呼图壁6.2级地震发生在震前显著低b值区域,该异常特征可能反映了地震孕育的应力积累过程,印证了b值的物理意义。  相似文献   

考虑土体性质的黄土震陷灾害区域性特征          下载免费PDF全文

许书雅  王平  王会娟  于一帆 《地震工程学报》2020,42(5):1194-1201

本研究在通渭、兰州、西吉、宝鸡、西安等多个西北典型黄土震陷灾害场地获取原状土样，通过对密度、含水率、孔隙比、塑液限等物理指标的测试，分析其与土体震陷性的关系；通过动弹性模量和阻尼比、动强度、震陷等室内动力特性试验，并结合大量前人研究资料，分析土体性质对岩土震陷灾害的区域性影响。结果表明：1）震陷系数与单一土体物性参数呈正相关或负相关关系，六盘山以西和以东的黄土震陷特性反映了明显的地区变化规律，在相同地震荷载作用下震害东轻西重；2）随着时间的推移，人类的活动增加，改变了土的含水率，导致土体上覆压力增大，在上覆压力的作用下，土体的初始孔隙数量有所减少，其固结程度越来越好，宏观表现为土体的易损性即震陷性减小。  相似文献   

结构震后残余位移研究进展          下载免费PDF全文

刘巴黎  胡进军 《世界地震工程》2020,(3):131-140

结构在强震作用下进入非线性阶段会产生不可恢复的永久位移或残余变形，结构残余位移是震后结构抗震性能和地震损失评估的重要参数，具有重要的理论意义和工程实用价值。为了深入分析残余位移的研究现状，为面向性态抗震设计和抗震韧性评估的地震动强度指标研究提供参考，全面和系统分析了国内外结构残余位移相关文献，介绍了残余位移的定义，重点论述了影响结构残余位移的主要因素，总结归纳了残余位移计算模型、残余位移控制方法及考虑残余位移的抗震性能评估方法，最后讨论了残余位移研究中存在的问题和建议。  相似文献   

点吸收式波浪能俘获装置结构优化方法研究     

王鑫  李大鸣  王兵振  韩林生 《海洋与湖沼》2020,51(2):293-297

根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。  相似文献   

基于高分辨率风场的海洋近惯性能通量计算——时空特征及其影响因素     

杨兵  侯一筠 《海洋与湖沼》2020,51(5):978-990

基于高分辨率CFSR(climate forecast system reanalysis)风场资料、气候态海洋混合层厚度资料和卫星高度计海面高度异常资料,本文估计了大气风场向全球海洋混合层的近惯性能通量和近惯性能量输入功率,并探究了混合层厚度、风场时间分辨率、经验衰减系数和中尺度涡旋涡度对近惯性能通量和能量输入功率的影响。浮标实测风场和流速表明,本文所用的风场和阻尼平板模型可用于估计风场向全球海洋的近惯性能通量。本文计算得到的大气向全球海洋输入近惯性能量的功率为0.56TW(1TW=10~(12)W),其中北半球贡献0.22TW,南半球贡献0.34TW。在时间上,风场的近惯性能通量呈现各个半球冬季最强、夏季最弱的特征,这和西风带风场的季节变化有关。在空间上,近惯性能通量的高值海域为南、北半球西风带海洋,尤其是南大洋。混合层厚度和风场空间不均匀性使得西风带近惯性能通量呈现纬向变化,即海盆西部强于海盆东部。风场时间分辨率对近惯性能通量的估计至关重要,低时间分辨率风场对近惯性能通量的低估达到13%—30%。阻尼平板模型中的经验衰减系数对近惯性能通量估计的影响不超过5%。中尺度涡旋涡度仅改变近惯性能通量的空间分布,而对全球近惯性能量输入功率的影响可以忽略。  相似文献   

军曹鱼（Rachycentron canadum）幼鱼对环境低氧胁迫氧化应激与能量利用指标的响应     

李洪娟  陈刚  郭志雄  王维政  黄建盛  曾泽乾 《海洋学报》2020,42(4):12-19

本文探究环境低氧对军曹鱼(Rachycentron canadum)氧化应激和能量利用指标的影响，为军曹鱼的健康养殖提供参考依据。通过设置低氧胁迫–恢复实验，将军曹鱼幼鱼(平均体质量(220.67±20.73)g)在低氧((2.64±0.25)mg/L)胁迫3 h及复氧((6.34±0.15)mg/L)8 h、24 h和48 h后，测定其肝脏和肌肉组织的氧化应激与能量利用指标。结果显示，低氧胁迫后，肝脏中丙二醛（Malondialdehyde，MDA)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)和谷胱甘肽还原酶(Glutathione Reductase，GR)活力均显著低于对照组(p<0.05)，乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase，LDH)活性显著高于对照组(p <0.05)；肌肉中MDA和脂质过氧化物(Lipid Peroxidase，LPO)活性均显著低于对照组(p<0.05)，超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)和LDH活性均显著高于对照组(p<0.05)；肌糖原和肝糖原含量极显著低于对照组(p<0.01)。复氧过程中，肝脏和肌肉中MDA、LPO、SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase，GPx)和GR含量均出现不同程度的升高；肝糖原在复氧24 h后显著高于对照组(p<0.05)，复氧48 h后显著低于对照组(p<0.05)；肌糖原在复氧8 h、24 h和48 h后均显著低于对照组(p<0.05)。研究表明，低氧胁迫能够对军曹鱼幼鱼机体造成一定的氧化损伤，肝脏和肌肉组织的酶活力和能量供应发生变化；低氧胁迫后的再复氧环境，对机体造成更为强烈的氧化损伤，可通过自身生理调节逐渐恢复到正常水平。  相似文献   

海岸波浪多次破碎波能耗散模型   总被引：1，自引：0，他引：1  

闫圣  邹志利 《海洋学报》2020,42(9):30-37

在坡度很缓(接近或小于1∶100)的海岸，波浪在向海岸传播的过程中，可能经历多次破碎，而在两次波浪破碎之间将伴随着波浪恢复(波浪恢复到不破碎状态)。在现有海岸波高计算模型中，波浪破碎是通过波能耗散来模拟的，但所采用的波能耗散模型都不能自动考虑波浪出现多次破碎的过程，特别精确模拟这一过程中出现的波浪恢复。本文提出了解决这一问题的新的波能耗散模型，模型的建立是通过在Dally模型中重新建立稳定波能、饱和波高水深比和波能耗散系数，并引入了波浪恢复的判断条件实现的。该模型的波能耗散在波浪恢复区的值很小故能描述波浪恢复区的波浪运动。与实验结果的对比表明，新模型可以适合缓坡情况波浪多次破碎的波高模拟，而且对不同坡度的平坡和沙坝海岸(1∶100～1∶10)的破碎波模拟都可以给出与实验结果符合的结果，并且可以自动识别多次波浪破碎的存在和波浪恢复的发生。  相似文献   

碟形越浪式波能发电装置的三维数值模拟     

刘大方  刘臻  张国梁 《海岸工程》2020,39(4):237-245

基于计算流体力学软件的三维数值模拟技术,分析了碟形越浪式波能发电装置的越浪性能,通过构建基于水气两相VOF(Volume of Fluid)模型的三维数值波浪水槽对该装置进行三维数值模拟研究,数值计算结果与物理试验结果相互对比验证较为吻合,验证了所构建的三维数值波浪水槽的可靠性,通过考察装置的坡度、导流叶片个数、干舷高度对越浪性能的影响确定装置的最优结构参数。结果表明,在装置的斜坡面边缘增加回流板可减少波浪的反射,提高装置的越浪性能。在数值模拟中将装置的斜坡面边缘处安装回流板对碟形越浪式波能发电装置参数进行优化,通过分析回流板的长度对装置越浪性能的影响来探索最优回流板长度。  相似文献