针对当前强震动观测网络尚不能给出覆盖震中近场所有区域的地震动输入记录，建立了公里网格的强震动时程快速产出工作的技术框架。以2025年1月7日西藏定日M_S6.8地震为例，阐述了各技术环节的详细过程，开展了震源破裂过程反演、区域宏观场地条件估计和强震动时程模拟等工作。结果表明：①此次地震释放地震矩达4.7×10¹⁹ N•m，对应矩震级为7.05；断层滑动以正断层为主并带有少量的左旋走滑分量，最大滑动位移超过了3 m；破裂持续了20多秒，以向北方向破裂传播为主，可能会引起潜在的破裂方向性效应；②给出了30 弧秒分辨率的V_S30分布图和工程场地分类图，震中附近区域场地以Ⅰ类和Ⅱ类为主，东南方向较大区域的V_S30介于260~510 m/s；③给出了近场区域（27°30′N~30°00′N、86°18′E~88°36′E）内14996个虚拟观测点的模拟三分量加速度时程，并由实际观测记录验证了模拟结果的准确性；最大水平向峰值地面加速度（peak ground acceleration，PGA）可达1.0 g，0.4、0.2 g等值线近似与Ⅸ、Ⅷ度等震线重合，0.10、0.05 g等值线围合区域略小于Ⅶ、Ⅵ度区范围。研究工作和成果可以为震中区域各类承灾体的损伤判别、灾害评估和韧性评估等工作提供合理的地震动输入。

2025年1月7日西藏自治区定日县发生M_S6.8级地震。文中采用中国地震局工程力学研究所地震动模拟预测云平台，结合运动学震源模型、区域公共速度模型和数字高程模型，模拟了近场地震波场及仪器烈度场。结果表明：在国家地震烈度速报与地震预警工程台网站点，模拟与测定仪器地震烈度相当；高烈度区主要分布在断层地表投影所在区域；模拟仪器地震烈度场与调查评定地震烈度场基本一致。在此基础上，综合西藏自治区现场调查数据和普查数据，评估了当地典型建筑（以土/石木结构为主）房屋震害以及人员伤亡，评估结果与实际结果相当。

建筑是维持城市经济、文化、社会及生活功能的重要基石，是保证城市抗震韧性的基础。建筑抗震韧性不仅取决于建筑结构的抗震能力，也取决于非结构构件与设备等影响建筑功能各要素。目前既有建筑的抗震韧性提升方法尚处于空白。文中阐述了既有建筑抗震韧性提升的基本思路，提出了以保证结构安全、满足预定功能和能够快速恢复为目标的既有建筑抗震韧性提升方法，建立了考虑建筑使用功能和后续工作年限的既有建筑抗震韧性提升目标，构建了“五步骤”既有建筑抗震韧性提升方法。最后以某建筑的抗震韧性提升为例，初步验证了方法的合理性和可行性。文中研究将为提升建筑及桥梁、隧道等单体基础设施的抗震韧性提供可行思路。

建筑结构台阵是目前了解和掌握工程结构在强地震作用下反应的最直接手段之一，其主要任务是详细记录土木工程结构破坏的过程，为抗震设计、震害评估和地震安全报警等多项相关研究提供结构反应信息。然而，受经济成本、现场测试技术和数据处理水平等多方面因素的制约，在整个结构的所有楼层上布设传感器监测设备是不现实的，因此如何用最少的传感器来获得尽可能完备的结构信息是结构台阵传感器优化布设的目的。针对有效独立法易丢失能量较大测点和模态动能法测点过于集中在能量较大位置从而导致结构重要模态信息丢失的不足，综合考虑有效独立法和模态动能法的优缺点，提出一种传感器优化布设的单位刚度能量–驱动点留数法。该方法以单位刚度模态能量作为信息矩阵，运用有效独立法的原理进行测点筛选，以保证高能量测点最大程度保持线性独立。最后，以一个钢框架作为算例，分别采用本文方法、有效独立法、模态动能法和单位刚度法在算例模型上布设传感器，利用模态保证准则和Fisher信息矩阵准则对4种方法的布设结果进行评判。结果表明：相比较其他3种方法，当测量振型向量线性独立时，文中方法传感器数目最少；且在相同的传感器数目情况下，文中方法可以获得最多的模态信息。

近年来，离合惯容阻尼器（clutching inerter damper，CID）在结构振动控制中被广泛研究。由于被动CID装置未考虑飞轮速度重置并不能实现理想的分段模型，导致其控制性能受限，因此本研究探讨了CID理想模型的半主动实现。文中从理想CID模型与被动CID模型的对比研究出发，深入阐述了2种模型的性能差异与局限性。随后，提出了一种汲能减振一体化的机电离合惯容阻尼器（Electromechanical clutching inerter damper，ECID）方案，给出了电惯容、飞轮速度重置与汲能功能的实施方案，建立了ECID的机电混合仿真模型。通过理论与仿真分析，深入研究了ECID的控制性能和汲能性能，探究了ECID内部电路中电阻和电容对系统性能的影响，研究表明了ECID具有显著的振动控制和能量回收能力。本研究为离合惯容器、变惯容和能量回收提供了综合方案，对自供能半主动变惯容装置的发展具有理论参考意义。

通过减震措施降低核安全壳地震加速度响应，确保强震作用下核电设备的安全，对提高核安全壳抗震韧性具有现实意义。调谐质量阻尼器（tuned mass damper，TMD）能有效地降低风振响应，用于控制地震响应，存在频带窄、减震效率低等不足。文中将TMD与惯容结合，提出采用调谐质量惯容阻尼器（tuned mass damper inerter，TMDI）降低核安全壳地震加速度。基于性能需求设计思想与H_∞优化准则建立了TMDI最优参数设计方法。在此基础上，使用子结构思想联合ABAQUS与Matlab开发了数值模拟方法，实现了TMDI控制下核安全壳地震响应有限元模拟。通过对某核安全壳有限元模型进行TMDI地震控制算例分析，验证了理论分析的有效性。结果表明，采用TMDI时核安全壳顶部峰值加速度减震率为46.1%，且TMDI达到相同减震指标时所需调谐质量减少了28.2%。

为限制墩梁间过大的相对位移，在单根大行程形状记忆合金限位装置（long-stroke shape memory alloy restrainer，LSR）的基础上，拟提出一种基于形状记忆合金棒的格构式大行程限位装置（latticed long-stroke restrainer，LLSR）。该装置由具有良好超弹性能和自复位性能的形状记忆合金（shape memory alloy，SMA）棒、MC尼龙、钢管和缀条或者缀板组成。SMA棒可消耗地震动能量并提供自复位能力；MC尼龙和钢管构成防屈曲体系，可防止SMA棒在受压时发生屈曲。首先，阐明单根大行程形状记忆合金阻尼器和格构式大行程形状记忆合金阻尼器的构造和工作机理；其次，对不同热处理温度下的SMA棒进行拉伸试验，确定超弹性能最好的SMA棒，以超弹性能最好的SMA棒作为LSR的内芯，接着开展单根LSR的轴向拉压试验，进一步研究其力学性能；最后，以LSR试验数据为基础，并且基于ABAQUS有限元软件，对LLSR进行数值分析和参数分析，以数值分析和参数分析的结果为依据提出相应的设计方法。研究表明，LLSR不仅具有稳定的耗能能力，还有良好的自复位能力。

文中提出了一种具有碰撞出力时机可控的半主动碰撞耗能装置（semi-active impact damper，SAID），旨在控制地震激励下土木工程结构的多模态振动，SAID无需额外的控制元件，依靠其碰撞作动力干预结构振幅的积累实现振动控制。根据SAID力学模型和对应半主动控制策略提出了一种碰撞净距可调的装置构造，并开展了振动台试验，探究了SAID系统在5层框架结构的减震效果。研究表明，SAID系统可以有效减小结构顶层加速度和结构层间位移，依据时频能量分析可以发现SAID能够在可控碰撞中将结构的振动能量由低阶模态向高阶模态转移，从而快速耗散能量，并有效限制主导模态所引起的结构反应。本研究进一步提出了SAID系统的优化方案增强型半主动碰撞耗能装置（enhanced semi-active impact damper，ESAID）系统，以减少冲击引起的加速度突变的负面影响，同时提高SAID系统的减震性能。

为了更方便地预测小跨高比钢板-混凝土组合（steel plate-concrete reinforced composite，SPRC）连梁的承载力，通过机器学习（machine learning，ML）的方法对SPRC连梁展开承载力预测模型研究，具有重要意义。首先收集了现有的试验数据建立了SPRC连梁数据库，在此基础上，通过极限学习机（extreme learning machine，ELM）算法、反向传播神经网络（back propagation neural network，BPNN）算法、支持向量机（support vector machine，SVM）算法、K临近（K nearest neighbor，KNN）算法、随机森林（random forest，RF）算法以及极端梯度提升（extreme gradient boosting，XGBoost）算法等6种ML算法进行了数据的回归训练。通过模型性能指标对比分析，发现基于XGBoost算法的预测模型具有最好的鲁棒性和泛化能力，相比于软化拉压杆模型（softened strut-and-tie model，SSTM）具有更高的计算精度和稳定性，并提出了基于ML方法的高精度SPRC连梁承载力预测模型。此外，还对影响SPRC连梁的承载力参数进行了敏感性分析，结果表明各特征参数对于SPRC连梁承载力的影响程度从大到小依次是：钢板配板率（ρ_p）、连梁截面高度（h）、连梁截面宽度（b）、跨高比（l_n/h）、箍筋屈服强度（f_vy）、纵筋配筋率（ρ_s）、纵筋屈服强度（f_sy）、箍筋配箍率（ρ_t）、钢板屈服强度（f_py）、混凝土抗压强度（f_cu）。

质子重离子设备因其高精度治疗能力近年来得到关注和应用。医院多位于城市交通繁忙区域，道路交通环境是否对拟建项目高精度设备性能正常工作产生影响，需要对项目的建设方案进行可行性评估。文中以实际工程为研究对象，采用现场实测的方法，研究道路交通荷载引起的场地振动频率特征和峰值加速度衰减模式，并构建实际结构的三维有限元模型，分析质子重离子设备平台受交通环境影响的动力响应。研究结果表明，道路交通产生的振动频率主要集中在5~20 Hz区域。随距离的增加，高频振动迅速衰减。距道路中心线不同距离下的交通荷载峰值加速度表现出多级放大现象，且在某些区域峰值加速度可能超过振源本身。通过1/3倍频程分析，质子重离子中心区域主要受到的环境振动频率范围为5~20 Hz和40~60 Hz。Z振级分析表明，设备平台环境振动动力响应满足预定的动力响应标准设计要求。研究可为对高精设备平台稳定性有要求的设施考虑交通环境影响的建设方案可行性论证提供参考。

压实粗粒土作为铁路路基基床表层的填筑材料，其在长期列车循环荷载作用下的动力响应对于整个路基结构的服役性能至关重要。文中研究进行了一系列循环三轴试验，以探究细颗粒含量、围压和循环应力幅值对粗粒土累积行为的影响。研究结果表明，在相同的循环荷载作用下，细颗粒含量较高的试样产生更少的累积轴向应变。此外，粗粒土试样在较高的围压或较低的循环应力幅值作用下产生的累积轴向应变也较少。随后，根据一个通用的安定准则确定了不同细颗粒含量粗粒土的塑性安定极限。结果表明，随着细颗粒含量的增加，粗粒土试样的塑性安定极限逐渐增大。在较高的围压作用下，粗粒土对应的塑性安定极限也更高。此外，通过在p-q平面上绘制与粗粒土塑性安定极限相对应的应力状态，建立细颗粒含量系数（fine content，FC）与现有安定准则中模型参数之间的关系式，进而提出了适用于不同细颗粒含量的粗粒土的统一塑性安定准则。研究成果可为铁路路基的设计和稳定性评估提供理论基础。

环境振动是影响各类精密仪器设备正常运转的重要因素。针对环境振动超出设备正常运转振动限值问题，开展了钢弹簧隔振基台的设计研究。通过试验验证及计算分析推导出钢弹簧竖向刚度与水平刚度的关系式，解决了钢弹簧水平刚度取值模糊问题；根据需求设计了一种全新钢弹簧浮筑板隔振基台；利用有限元方法研究了该基台在不同钢弹簧刚度下的减隔振效果，分别分析了上方设备质量分布不均匀时基台的变形情况、存在运动部件时基台变形情况以及台面振动水平。结果表明：新型钢弹簧浮筑板隔振基台在水平向和竖向均具有良好的隔振效果，当基台固有频率为4.2 Hz时，对12 Hz以上环境振动的最大减振效率可达90%以上；对于基台上存在小件运动部件的设备也表现出良好的稳定性，50 kg运动部件从基台一端运行到另一端时，基台竖直变形均小于800 μm，且当设备自身振动产生的扰力<1.5 kN时，基台仍能保持VC-C的振动水平。研究结果可为类似工业厂房中设备的隔振设计提供参考。

地震中瓷柱型电气设备的损坏是电力供应中断的重要原因。准确评估瓷柱型电气设备的抗震性能是评估电力系统抗震能力的重要基础，而支架动力放大系数取值的合理性对评估瓷柱型电气设备抗震性能的准确性有着重要影响。为了得到瓷柱型电气设备支架动力放大系数，文中选取了隔离开关、电压互感器及电流互感器等3种瓷柱型电气设备，开展了设备-支架系统的振动台试验，得到了不同地震动和峰值地面加速度作用下的支架动力放大系数。在此基础上，采用有限元方法，分析了支架刚度等参数对设备-支架系统自振频率的影响，讨论了不同周期的设备支架体系的支架动力放大系数。结果表明：在研究的范围内，支架的动力放大系数随着设备支架整体周期的增加而增加，当设备-支架的整体周期大于T_g时，系统的整体地震响应仍然处于较高的水平，明显高于设计谱谱值，且远大于规范规定的1.2，当前规范的放大系数取值保守，建议瓷柱型电气设备的支架动力放大系数取值不宜小于2.0，支架频率不宜小于30 Hz。

我国西南地区水电工程边坡高陡且位于高地震烈度区域，存在地震诱发边坡失稳风险。以金沙江拉哇水电站泄水建筑物进水口边坡工程为依托，基于动力有限元方法对边坡罕遇强度地震工况进行模拟，在此基础上分析了边坡动力响应规律，研究了震后边坡变形、应力及塑性区分布情况，最后采用动力强度折减法评价了泄水建筑物以下边坡的动力稳定性，并揭示了其潜在失稳机制。结果表明：地震作用下边坡加速度响应呈现出高程放大效应、坡表放大效应和结构面放大效应等规律，边坡震后产生最大10.2 mm的永久变形，并新增局部拉应力区及塑性区，罕遇地震工况下边坡潜在滑体的安全系数为1.80，其潜在失稳机制是以断层JF1为后缘面剪切坡脚岩体发生变形破坏。研究可为含顺倾断层的复杂高陡岩质边坡在地震作用下的动力响应及稳定性分析提供参考。

我国黄泛区面积达25 万平方公里，处于人口稠密、经济发达且具有强震背景的华北地区。历史上，黄泛区虽然发生多次地震液化，但是均没有系统的调查和研究。迄今对黄泛区地震液化的认识几近空白。2023年山东平原5.5级地震，位于黄泛区，并发生地震液化。文中以震害调查为主要手段，首次对黄泛区的真实地震液化实例进行调查和剖析，初步掌握了平原5.5级地震液化的特征，并获取了新认识。研究结果表明：平原5.5级地震中，主要是粉土和粉砂液化，占比91%；液化土层的深度主要集中在7~12 m，最大液化深度至少为14 m，可能存在更大深度土层液化，超过国内以往地震液化的主要深度范围；液化点，主要集中在距离震中的6~12 km范围内，位于地震烈度图的6度区边缘及5度区，与已有认识不同。液化点范围分布异常，与黄泛区特有的“岗坡洼”起伏的微地貌密切相关，存在微地貌效应。在中震背景下，黄泛区的地震液化表现出一定的破坏性和特殊性，强震下黄泛区将会面临更严重的液化灾害风险。针对黄泛区的液化分析和判别方法，亟待开展。研究成果可丰富低震级下地震液化的认识，也为开展黄泛区的土壤液化研究提供原始资料和全新线索。

为了研究地震作用下海底沉积层的动力响应特性，文中建立了单层非饱和多孔介质海床模型，给出了其控制方程、边界条件以及波场表达式，得到了不同底部透水性能条件下非饱和海床稳态响应解析解。通过数值算例，分析了不同底部渗透条件、饱和度、渗透系数、入射波频率以及深度对固体表面位移放大系数和孔隙水压力的影响，得出了以下主要结论：在低频条件下，沉积层饱和度对位移放大系数以及孔隙水压力所产生的影响相对微弱；而在频率升高的情况下，沉积层饱和度对位移放大系数和孔隙水压力的影响程度则显著增强。在低频条件下，底部透水沉积层的位移放大系数与孔隙水压力较大。而在高频条件下，底部不透水沉积层的位移放大系数和孔隙水压力则相对较大。

为明晰GB 50429—2007《铝合金结构设计规范》推荐的6061-T4系铝合金板材在火灾后力学性能的退化规律，设计完成了38个6061-T4铝合金试件在室温及高温后的单向循环拉伸试验，重点评估了铝合金板材在不同冷却方式及单向循环荷载作用下的破坏特征、初始弹性模量、强度、应变退化和耗能等。研究结果表明：6061-T4铝合金板材的单向循环拉伸应力-应变曲线无明显屈服平台，显著屈服后并未呈现明显的强化特征；在加热温度为100~300 ℃区间时，铝合金试件表面银白色光泽变暗但不明显，表面状况不宜作为评估6061-T4铝合金试件火灾损伤程度的评价依据；温度对6061-T4铝合金初始弹性模量影响较小，冷却方式对6061-T4铝合金试件高温后力学性能影响不大。当温度低于200 ℃时，温度对铝合金板材强度影响不明显；当温度高于200 ℃时，随着温度升高，铝合金板材强度呈显著降低趋势；常温下单向循环拉伸试验过程中铝合金试件屈服应变略低于单向加载试件，由于循环受拉过程的塑性累积损伤，导致试件在单向循环荷载作用下的延性劣化；随着温度的不断升高，试件屈服会趋于更早，其变形能力呈现先变差后变好的规律；6061-T4铝合金试件累积耗能随着温度升高逐渐降低，且耗能大小与铝合金材料强度及单向循环拉伸圈数正相关。

为了掌握地震作用下古建木结构由细观材料到宏观结构的损伤机理和破坏状态，并对其损伤程度做出全面而合理的评价，提出了古建木结构跨尺度损伤演化分析方法，包括多尺度数值模型和多尺度一致性损伤模型。多尺度数值模型采用多点约束法来协调跨尺度界面变形，能同时描述局部损伤细节和整体力学行为；损伤模型以广义力-广义位移和抗震性能水准理论为基础，通过试验拟合分析来统一各层次损伤。以榫卯节点拟静力试验和多层古建木框架振动台试验为分析对象，详细阐述了跨尺度损伤演化分析方法的过程和结果。通过所提出的多尺度分析方法，可以为既有古建木结构抗震鉴定给出从局部材料、构件到整体结构的各层级评估结果，并揭示其之间的演化规律，为后期加固修复提供科学依据。

现行桥梁抗震设计规范中设计反应谱主要基于远场观测记录获得，不能准确反映近断层区域的地震动特性和结构地震响应特性，因此近断层区域的桥梁抗震设计可能偏于不安全。基于此，通过美国太平洋地震研究中心数据库按照震源距、矩震级以及地面峰值加速度（peak ground acceleration，PGA）为原则筛选了近断层地震动时程，以场地地基条件和PGA作为分组原则计算了平均谱，再基于最小二乘分段拟合方法对其标定，得到了近断层地震水平向设计规准反应谱的放大系数、衰减指数以及特征周期等3项主要参数的统计推荐值，最后调整并提出了考虑近断层地震特性的规准反应谱，可以为我国桥梁抗震设计规范中近断层地震动作用的体现提供依据。

大跨度胶合木梁柱结构节点构造复杂，木梁刚度有限，结构抗侧刚度低，文中提出可适用于大跨结构的胶合木柱-钢梁框架结构。为研究节点的抗震性能与破坏模式，分别设计了3个无植筋增强节点试件和3个以植筋直径为变量的植筋增强胶合木柱-钢梁节点试件，并进行单调加载试验和低周反复荷载加载试验，研究节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力等抗震性能。试验结果表明，植筋能有效提高胶合木柱的横纹局部承压能力及节点抗弯刚度与抗弯极限承载力，但增大植筋直径对其影响较小；植筋能显著增强节点的耗能能力，有利于节点的抗震性能的提高；柔性端板与刚性端板的破坏模式不同，柔性端板呈S形变形破坏，节点转角变形大、抗弯刚度较弱，刚性端板为木柱横纹压缩变形破坏，且节点抗弯刚度和承载力较高；推导了节点抗弯极限承载力公式，理论值与实测值吻合较好。

可拆卸钢筋混凝土柱-钢梁（reinforced concrete column-steel beam，RCS）组合框架由钢筋混凝土柱、钢梁和可拆卸连接件组成，梁柱节点采用螺栓抗剪连接件连接，既可实现构件拆卸回收利用又能保证力的有效传递。然而，目前可拆卸RCS框架结构抗震性能尚不明确，亟需开展可拆卸RCS框架结构抗震性能研究。为此，已有研究的非可拆卸常规RCS框架结构拟静力试验，采用有限元软件ABAQUS建立有限元模型，通过破坏模式、滞回曲线、骨架曲线及累计耗能等方面对比了有限元计算结果与试验结果，可以有效验证数值模拟的准确性。借助相同有限元分析方法，建立了采用新型可拆卸连接方式的RCS框架有限元模型，深入研究了在不同节点连接方式下的RCS框架试件的抗震性能，包括受力传递路径、应力云图、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性与耗能等性能，并分析了框架结构实现可拆卸的可行性。结果表明：新型可拆卸节点连接方式可以将塑性铰控制在远端梁截面区域，有效保护节点核心区，提高了极限承载力、刚度；滞回曲线更加饱满，减缓强度和刚度退化速率，大幅提升框架耗能能力。采用新型可拆卸节点连接方式的试件可以有效保证传力路径的连续性，且其各项抗震性能指标明显优于传统RCS框架结构。研究成果及结论为可拆卸RCS框架结构的抗震设计提供有力的设计参考和数据支撑。

为研究超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，UHPC）加固受损试件的力学性能，共设计10根UHPC加固受损钢筋混凝土梁，通过四点弯曲性能试验，研究UHPC加固钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）梁受弯的裂缝开展情况、破坏形态、承载能力和位移，分析了不同加固厚度、不同加固方式对UHPC加固受损RC梁的受弯性能影响。研究结果表明：UHPC加固受损RC梁的承载能力有极大的提升，峰值荷载最高提升194%；发生破坏时的裂缝较原梁数目多且发展较完全；延性较原梁有很大的提升，其中加固梁相较于原梁的位移延性系数增大了49.77%~178.31%；提出了UHPC加固混凝土梁峰值荷载计算方法及基本假定，将试验参数代入公式，结果与试验值较为吻合，表明所提出的计算公式可以有效地预测此类加固梁的峰值荷载。

锥面管接头广泛应用于各种航空航天飞行器的管路系统，其密封性能的稳定性直接影响着飞行器的工作可靠性。经验表明，在锥面上设置环形凹槽可以提升锥面管接头的密封性能稳定性，然而目前缺少证明该观点的试验数据。以航空发动机上常用的某74°锥面管接头为对象，通过旋转弯曲疲劳试验证明了环形凹槽可以显著提升振动工况下锥面管接头密封性能稳定性。在此基础上，基于有限元仿真证明了环形凹槽的边缘可以产生接触压强集中带，起到线密封的作用，从而对环形凹槽提升密封性能稳定性的机理给出了定性的解释。研究可为锥面管接头及其他形式静密封结构的改进设计提供参考。