隔震（振）技术是提升地铁上盖建筑抗震性能和舒适度的有效措施，优化此类结构设计方法具有现实意义和紧迫性。提出了适用于地铁上盖隔震（振）结构的全寿命效费比评估模型；采用基于结构响应的全寿命评估方法，研究了周期比、质量比、隔震层刚度及阻尼等关键结构参数对地铁上盖隔震（振）结构效益的影响；基于遗传算法提出了地铁上盖隔震（振）结构优化设计方法。研究结果表明：增加隔震层后结构地震损失主要集中于下部结构，上、下部结构质量比越大地震损失越小；上下部结构周期比越大，地震损失越小；隔振层刚度与隔振效益呈正相关；采用提出的优化算法对原型结构优化后，地震损失费用可减小30%，竖向振动加速度级可减小2 dB，验证了该方法的可行性。

在当前城市化进程加快、老旧建筑功能劣化和气候急剧变化的背景下，建筑韧性与可持续性的重要性日趋凸显。震后建筑功能恢复往往需大量的经济和时间投入，并产生严重的环境影响（如碳排放），然而目前对此仍缺乏科学合理的快速评估手段。因此，文中提出了一种建筑全寿命抗震环境影响改进评估方法，利用投入产出数据库和引入“修复成本比率”假设将现有地震经济损失数据转化为环境影响，考虑了因残余变形导致建筑修复可行性下降的关键因素，通过地震危险性分析、结构分析、损伤分析和损失分析对建筑全寿命抗震环境影响加以量化。基于该方法分别对采用自复位支撑（self-centering braces，SCB）和屈曲约束支撑（buckling-restrained braces，BRB）加固的钢框架建筑进行了全寿命抗震环境影响评估。结果表明：不考虑残余变形所致的修复可行性下降会严重低估地震造成的环境影响，SCB相较于BRB以极小的残余变形在减少建筑抗震环境影响方面展现出显著优势。

为定量评估不同填充墙构造方法对钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）框架抗震性能的影响，搜集整理国内外砌体填充墙RC框架拟静力试验数据，筛选出19篇文献中共68个数据较为详尽的试件作为样本，分析对比柔性连接填充墙、增强填充墙整体性及设置阻尼耗能装置三类构造方法对试件的峰值点承载力、初始刚度、位移延性系数和等效黏滞阻尼系数4个参数的影响程度。结果表明：相较于传统构造方法，柔性连接填充墙框架的承载力和刚度均有所下降，变形能力提升；增强整体性的方法可提升试件承载力、刚度和变形能力，可作为一种较好的既有框架结构的加固方法；设置阻尼耗能装置虽然结构的承载力和刚度有所降低，但提升了结构的变形能力和耗能能力，在建造成本可接受的情况下可作为新建建筑的韧性提升方案。

试件-台面相互作用会显著影响振动台加速度时程复现精度，迭代控制常常成为提高试验数据可靠性的重要手段。然而，砌体、钢筋混凝土等结构易于因开裂而进入非线性力学状态，往往不适合迭代加载。文中开展了基于替代试件模型的振动台迭代控制方法仿真研究，先构建一个与试件动力特性相近的替代试件模型，利用替代试件模型完成振动台迭代加载获得驱动命令后，再开展真实试件的振动台试验。仿真结果表明：基于替代试件模型的振动台迭代控制有效降低了试件-振动台相互作用对系统控制性能的影响，实现了台面加速度时程的高精度复现。

采用土-结相互作用分区分析方法（partitioned analysis of soil-structure interaction，PASSI），对软土地基核岛厂房振动台试验中的筏基-混凝土框架模型以及桩基-混凝土框架模型进行了数值模拟，对比分析了振动台试验结果与数值模拟结果，并对软土地基下核岛厂房土-基础-结构的地震响应特征进行了分析。对2种模型输入调幅为0.05、0.10、0.20 g的RG160、Chi-Chi与Landers地震波，对比分析了各工况下振动台试验与数值模拟的土体与结构加速度放大系数、楼层反应谱、筏基底部土压力时程、桩身应变以及桩身弯矩。结果表明：数值模拟结果能较好地反映振动台试验结果；经过土层放大作用，随着楼层的增高，振动台试验和数值模拟中的加速度放大系数随之增大，反映了同样的规律；振动台试验与数值模拟所得的土-结体系的反应谱均与输入地震动频谱特征及体系的振动特性相关；振动台试验中，筏板基础会出现倾覆现象，筏基底部土压力时程表现出“东高西低”的现象，但数值模拟中筏基底部的土压力时程未出现此种现象，其原因是数值模拟中未考虑土体与基础的接触非线性；数值模拟中群桩的地震响应与试验的宏观现象基本吻合，定量上有差异，是数值模拟中未考虑桩的非线性所致。

为了避免地基不均匀沉降导致隔震支座沉降以及对上部结构造成的隐性损伤，针对隔震支座沉降识别方法进行研究，提出一种基于多输入卷积神经网络（multi-input convolutional neural network，MI-CNN）的隔震支座振动信号识别模型。首先，采集隔震支座水平方向加速度和位移信号，采用归一化预处理和数据增强方法扩充样本；然后，将样本输入到所建立的网络模型中并进行训练；最后，利用完成训练的网络模型进行沉降识别。结果表明：相较于传统单输入卷积神经网络（Convolutional neural network，CNN）模型，MI-CNN模型易于训练，可最大程度地发挥CNN对沉降信号特征的提取能力，且具有更好的沉降位置识别准确率和更小的沉降程度识别误差，以及针对不均衡数据集更稳定的识别效果。研究结果可为隔震支座沉降识别提供新思路。

建筑物地震损失是从构件破坏开始的，确定建筑物构件对地震损失的重要度有助于寻找结构的抗震薄弱构件。传统的抗震研究多数关注建筑物的结构构件破坏，对非结构构件的重要性研究不足，这也造成非结构构件的地震损失远超过结构构件的地震损失。基于新西兰地震保险数据集中大量详实的建筑物地震构件损失数据，采用随机森林的特征重要性（feature importance，FI）、排列重要性（permutation importance，PI）以及SHAP值（shap_values）这3种重要性分析方法对建筑物各损失构件在总体损失中的重要性大小进行排序，并采用赋值排序相加法和归一化相加的方法统筹表示重要性排序。归一化相加法不仅能判别构件的相对重要性，还可以定量地表达不同构件的重要性差异。结果表明，在所分析的12种构件类型中，非结构构件的重要度明显高于结构构件的重要度，其中墙面装修最重要，板式基础次之，屋顶框架的重要性最弱，未来需要更加注意墙面装修和建筑基础的抗震性能。

为解决曲率模态指标对结构小损伤识别的局限性，提出了一种基于曲率模态和小波变换相结合的结构损伤识别方法。以简支木梁为研究对象，采用ANSYS建立木梁损伤前后有限元模型并进行模态分析，对木梁损伤前后的曲率模态进行离散小波变换得到小波系数差指标；根据小波系数差突变峰值判断木梁的损伤位置，通过拟合小波系数差与损伤程度的关系式估算木梁的损伤程度，并由木梁试验对该指标进行了验证。结果表明：小波系数差指标可以准确识别木梁的损伤位置，通过拟合小波系数差指标与损伤程度的关系式来定量估算木梁的损伤程度。该研究成果为木梁损伤识别提供了理论依据。

为更好地评估T形截面型钢混凝土（steel reinforced concrete，SRC）剪力墙变形性能，采用ABAQUS有限元软件对按照规范设计的324个T形截面SRC剪力墙构件的破坏形态和变形性能进行研究，根据收集的试验数据分析构件的破坏形态，提出T形截面SRC剪力墙的破坏形态划分准则；以构件的各材料应变极限值为准则来判别构件的性能状态，考虑轴压比、剪跨比、弯剪比、腹板暗柱配钢率、暗柱纵筋配筋率及箍筋暗柱特征值对构件变形性能的影响。对不同性能状态变形限值和参数进行线性回归分析，得到不同破坏类型下各性能状态位移角限值计算式；按规范ASCE 41修正各性能状态变形限值的失效概率，得到具有15%、20%、35%失效概率保证的各性能状态变形限值取值表。研究表明：剪跨比、轴压比对构件各性能状态位移角限值影响较大，暗柱腹板配钢率、纵筋配筋率及箍筋特征值对构件位移角限值影响相对较小，但能提高其延性。按规范ASCE 41修正后的位移角限值取值较为合理且有一定的安全储备。为T形截面SRC剪力墙基于性能的抗震设计与性能评估提供参考。

为探究废弃黏土砖再利用的可行性，对6根圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱的滞回性能进行了系列试验研究。以不同钢管厚度（4、6 mm）、砖骨料取代率（0%、50%、100%）、轴压比（0.05、0.25、0.50）为参数，得到了试件在往复荷载作下的失效模态、骨架曲线和滞回曲线，并对构件的刚度退化、滞回性能、峰值承载力、延性、承载力退化和耗能能力等抗震性能指标的变化规律分析。结果表明：试件的失效模式表现为底部发生鼓曲、开裂，出现塑性铰的区域核心混凝土破碎，与普通钢管混凝土相似；砖骨料取代率和轴压比的增加会降低试件的承载力，钢管厚度的增加会提高试件的承载力。试件的滞回曲线饱满，表现出不明显的捏缩，表明耗能能力较好；轴压比的增加导致试件的变形能力降低，加快了刚度和承载力的退化速度，增长钢管厚度可以提高试件的变形能力；砖骨料取代率对试件刚度退化、延性、承载能力和耗能能力的影响有限。

为测试北京光源这一精密科学设施中大体积混凝土底板的微振动控制能力，通过在建设现场进行短期测试和24 h长期监测的方式对底板微振动水平和微振动控制能力进行了评估。结果表明：在2次短期测试过程中，底板表面微振动位移有效值主要分布在10~50 nm之间，而在24 h监测过程中，底板表面微振动位移有效值主要在分布20 nm以下；大体积混凝土底板对10 Hz以上垂直于地面方向的微振动及5 Hz以上水平向的微振动体现出较好的控制作用；大体积混凝土底板最大能够将垂直地面方向微振动水平降低24%，水平向微振动水平降低34%，底板对水平向微振动控制能力略优于对竖向微振动的控制能力。建立了二维简化有限元模型，讨论了改变混凝土层密度、刚度及厚度对底板微振动控制能力的影响，模拟结果表明在现有激励条件下，增大底板配筋层厚度或素混凝土层密度对底板竖向微振动控制能力无明显影响，但对水平向微振动控制能力产生不利影响。

为研究PVC拉缝板柔性连接的现浇空心填充墙对钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）框架结构抗震性能的影响，以空心混凝土墙和PVC拉缝板为主要因素，设计制作了6榀足尺试件并开展拟静力试验。对比分析纯框架结构、带PVC拉缝板柔性连接和无拉缝板刚性连接的现浇空心填充墙框架结构的破坏特征、荷载-位移曲线、骨架曲线、刚度、位移延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明：PVC拉缝板的加入降低了空心混凝土填充墙对框架结构侧向刚度和承载能力的提升作用，改善了现浇空心混凝土填充墙框架结构的位移延性和耗能能力，对填充墙起到了保护作用，但采用PVC拉缝板柔性连接的现浇混凝土空心填充墙仍会显著影响框架结构的抗侧刚度和极限变形，结构设计时应合理考虑其对整体结构抗震性能的不利影响。

为了提高装配式框架结构的抗震性能，提出了不同类型的钢制耗能铰阻尼器，即将预制梁、柱用钢制铰进行连接，在铰的上、下或两侧安装软钢耗能元件。对几种耗能铰阻尼器的构造形式、抗震性能进行总结，选取一种构造简单、抗震性能较好的T形耗能铰阻尼器进行抗震性能和力学模型研究。采用ABAQUS软件对T形耗能铰阻尼器的试验进行数值模拟，在此基础上建立了24个有限元模型对T形耗能元件的翼缘削弱程度和T形截面尺寸进行参数分析，并对不同影响因素进行量化得到耗能铰阻尼器的骨架曲线计算公式，最后，对公式的正确性进行了验证。结果表明，该T形耗能铰阻尼器具有良好的承载力、延性和耗能能力，所提出的骨架曲线准确率较高，可为该类阻尼器的设计提供参考。

探讨不同响应控制方法对层间隔震建筑抗震性能的影响，并识别不同方法在提升层间隔震建筑抗震性能方面的优劣，进而为层间隔震结构地震响应控制设计提供参考。基于一多塔大底盘层间隔震结构工程案例，分别考虑在隔震层和大底盘中加入黏滞阻尼器以及增加大底盘刚度这3种方案，基于Perform-3D建立了3种设计案例和原型结构的弹塑性分析模型，对比分析了4个结构的地震响应，从而识别出3种设计方案对多塔大底盘层间隔震结构地震响应的控制效果。研究结果表明：对隔震层位移和大底盘楼面加速度控制效果最优的方案是在隔震层中设置黏滞阻尼器，但该方案会导致塔楼的地震响应显著增加；对大底盘层间位移角以及塔楼层间位移角和楼面加速度的控制效果最优的方案是增加大底盘刚度。对于塔楼的层间位移角，3种方案均无明显控制效果。

形状记忆合金（shape memory alloys，SMA）具有超弹性效应和形状记忆效应，被逐步应用于土木工程领域。基于SMA材料的超弹性能，提出一种减震限位装置。将该装置通过销轴分别与桥梁的上、下部结构相连，使其在水平方向发挥限位减震的作用，保护桥梁结构在地震作用下免遭破坏。首先通过进行SMA单索和减震限位装置的拟静力荷载试验，得到SMA拉索和减震限位装置的本构关系模型；随后选择一座主跨为360 m的斜拉桥，在OpenSeesPy软件中建立有限元模型，分别将采用0、5、10、15、20、30、40、50根SMA拉索的减震限位装置添加到斜拉桥模型，选取了7条远场和7条近场脉冲地震动进行了斜拉桥的地震响应分析。研究结果表明，随着SMA拉索数量的增加，斜拉桥主梁最大位移依次减小，但主塔塔底最大曲率依次增加。当采用10根SMA拉索时，在远场和近场脉冲地震动作用下，主梁平均最大位移分别减小了51.8%和36.8%，塔底平均最大曲率分别增加了5.1%和16.0%，因此，可以通过增加较小主塔曲率的方法实现主梁位移的大幅度降低。

1970年通海M_s7.7地震是云南省近百年来发生的震级最大且烈度最高的一次强烈地震。通海盆地在此次地震中出现了IX~X度烈度异常区，震害严重。基于通海盆地新生界厚度和浅层速度结构等资料，建立了包含1970年通海地震发震断层和通海盆地的三维计算模型。采用凹凸体位于断层面不同深度的多个震源模型和三维谱元法模拟通海地震的地震动场。根据模拟地表速度峰值（peak ground velocity，PGV）分布与烈度对比，以及盆地内剖面时程，分析了地震动分布及通海盆地烈度异常区产生的原因。研究表明：通海地震近断层极震区的棒锤型分布，可能是由近断层的破裂方向性效应引起，断层地表迹线东北侧山峰对地震动有较明显的放大作用。通海盆地的显著放大区域主要位于盆地西南IX度烈度异常区对应的凹陷区域，不同震源模型在该区域模拟的PGV均明显大于盆地其他区域。凹凸体位于地下10~16 km的震源模型模拟的烈度异常区明显大于调查烈度，凹凸体位于地下2~8 km的震源模型则比较接近。烈度异常区产生的主要原因为盆地内体波和面波的叠加所致。凹凸体的深度不同，引起的盆地放大主频和倍数差异显著，凹凸体较浅的模型引起的盆地最深处的放大倍数约为凹凸体较深模型的2倍。

为更准确地反映断层的特性，以典型煤矿为例，采用数值计算方法，结合地层中断层带的实际特征，建立断层带和断层面共同存在的断层地质模型，研究了正断层条件下，断层面和断层破碎带对煤矿工作面开采的影响。研究表明：断层面的刚度越小，模型平衡需要计算的时步越多。断层带厚度为给定条件下，当接触面参数不同时，随着工作面的推进，距离断层面越近时，断层面影响逐渐增加；随着接触面刚度的增加，工作面前方的应力峰值有升高的趋势，无接触面时的应力峰值最高。给定接触面刚度条件下，随着断层带厚度的增加，工作面前方的应力呈现升高的趋势。工作面顶板的垂直位移随着断层带厚度的增加有一定程度的增加。断层带厚度给定时，不同接触面参数下随着距离煤层的垂直距离的增加，高位岩层的断层两侧的位移差较低位岩层的位移差大，计算结果显示，两盘单独的滑移量也是高位岩层较大。给定的接触面参数下，不同断层带厚度下，随着工作面的推进断层两盘的位移差不断增加，在一定垂直距离范围内，岩层层位高的点比层位低的点滑移量要大。随着断层带厚度的增加，断层两盘的滑移量呈现增加的趋势。该研究对断层影响下的煤炭开采具有一定的指导作用。

沿海软土地区的深厚覆盖层会明显放大地震动，对工程建设产生不利影响。基于一维水平土层地震反应的频域分析方法，采用等效线性化动力计算模型，输入不同的地震动，分析7度设防地震下不同场地条件下的浅部场地地震运动特征。研究结果表明：浅部软土厚度以及地震动频谱差异会明显影响浅部土层（70 m以内）的最大加速度、最大剪应力、最大剪应变和相对位移。相对位移随深度的变化规律不符合规范建议的余弦函数的特征，余弦曲线明显低估较浅位置的位移变化率（剪应变），而高估较深位置的位移变化率（剪应变）。提出了一个拟合关系式来预估7度设防地震下沿海软土地区70 m以内浅部土层的相对位移，该拟合关系具有一定的局限性，但可对沿海地区地下工程地震响应分析提供参考。

在海洋工程当中，大直径钢管桩常采用液压锤进行施工，桩基可打入性的准确预测对实际工程具有重要的意义。为探究静力触探试验（cone penetration test，CPT）锥尖阻力与单位锤击能量的关系，通过将CPT锥尖阻力转化为单位等效锥尖阻力，定义阻能比为单位等效锥尖阻力与单位锤击能量阻力之比，基于9个场地、72根钢管桩打桩记录以及CPT测试结果，探讨了不同土层（粉土层、砂土层以及黏土层）中阻能比随深度变化的关系，提出了基于CPT锥尖阻力的桩基可打入性预测方法。研究结果表明：单位等效锥尖阻力与单位锤击能量随深度变化具有相关性，阻能比在不同土层随深度变化具有各自的规律性。通过获得的不同土层阻能比随深度变化的关系式，利用CPT锥尖阻力可以直接获得打桩需要的单位锤击能量。经工程验证，使用本文提出的方法，预测打桩过程中单位锤击能量可行且具有一定精度。该方法仅需已知CPT锥尖阻力即可对单位锤击能量进行计算，可以快速地对桩基可打入性进行初步评估。

黏弹性人工边界是解决土-结构动力相互作用问题的有效手段之一，但其在分析过程中通常需要进行大量的非线性动力时程计算，效率较低。建立采用黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题控制方程求解的高效计算方法，为此，引入隔离非线性法高效求解思想，构造基于隔离非线性法-黏弹性人工边界的非线性土-结构动力相互作用分析模型，推导的动力控制方程在形式上与固定边界的隔离非线性动力控制方程基本一致，仅需将黏弹性人工边界的弹簧-阻尼器元件的刚度直接集成到近场土-结构模型的初始刚度矩阵与阻尼矩阵上即可。此外，结合Woodbury公式与组合近似法提出了改进Woodbury近似法，该改进方法能同时降低控制方程求解的时间复杂度与空间复杂度，实现了黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题动力控制方程的高效求解。研究方法同时保留了黏弹性人工边界与隔离非线性法的优点，数值算例验证了所提方法的正确性与高效性。

高聚物胶凝戈壁土是将高聚物与戈壁土按一定比例拌合而成的，可有效提高戈壁土的力学性能。为研究高聚物胶凝戈壁土的动残余变形特性，采用中型动三轴试验研究了高聚物质量比、围压、固结比和动应力比等对高聚物胶凝戈壁土残余剪应变和残余体应变的影响。结果表明：高聚物胶凝材料能有效降低戈壁土的动残余变形，高聚物胶凝戈壁土在经受30次循环荷载后产生的残余剪应变为天然戈壁土的15.0%~18.8%，残余体应变为天然戈壁土的12.1%~22.2%；掺入高聚物质量比为3%和12%时，残余剪应变的减小幅度为85.0%、95.2%，残余体应变的减小幅度为87.9%、95.5%，且高聚物质量比越大，减小幅度越大。采用投影寻踪回归（projection pursuit regression，PPR）分析了各影响因数对残余变形的影响权重，得出高聚物胶凝戈壁土动残余剪应变和残余体应变的影响权重依次为高聚物质量比、围压、动应力比和固结比。采用指数函数对高聚物胶凝戈壁土的残余变形与振次的关系进行拟合，建立了能反映高聚物质量比影响的高聚物胶凝戈壁土的修正残余变形模型。