航空轮胎变形波的传播受到起落架摆振频率、滑跑速度和结构振动耦合的影响，会导致轮胎侧向变形模式产生相应变化。以往的起落架轮胎摆振分析模型为传统的准静态恢复力模型，假设轮胎侧向力、回正力矩与轮胎侧偏角、侧向变形的函数关系固定不变。本文基于轮胎张线理论，构建了一种考虑时滞效应的轮胎模型及考虑轮胎侧向变形模式动态变化的起落架-轮胎耦合摆振分析方程，实时计算轮胎在振动过程中的侧向变形空间分布，求解起落架与轮胎非线性动力学行为。引入时滞参数计算轮胎变形波的传播，借助二分法研究起落架-轮胎耦合摆振方程的稳定性，分析关键参数变化对起落架系统稳定性的影响，并给出了考虑时滞效应影响的摆振分析参数的测试方法及起落架摆振验证方法。通过本文方法进行某型飞机起落架摆振分析及试验验证，计算得到的振动频率及摆振稳定区域与传统轮胎模型分析结果及试验结果相一致，验证了本文所构建的考虑轮胎侧向变形模式动态变化的起落架摆振分析方法的工程适用性。

直升机舱室噪声对舱内的环境舒适度和安全性有极大的负面影响。针对应用于舱室噪声主动控制系统的电声器件布放问题，本文基于带精英策略的非支配排序遗传算法，对舱室封闭空间声场进行空间离散化处理，进一步将电声器件数量寻优、位置寻优，次级声源发声强度寻优问题转化为组合优化问题，以测点处声压平方和最小为控制目标，将多目标进化算法与主动控制方法相结合，对系统的电声器件布放进行寻优求解。综合考虑降噪系统的复杂性与可行性以及舱室内部空间的有限性，选择控制系统次级声源与误差传声器为4通道配置。独立多次重复运行寻优程序，统计出电声器件最常出现的位置，并在此基础上进行了计算机仿真。最后在实际模拟舱室中开展了试验，结果表明：寻优结果可使舱内人员坐姿头部高度处降噪量最高达到24.9 dB，全局降噪量达到19.4 dB。

根据延迟分离涡模型进行流场计算，采用稀疏促进动力学模态和谱本征正交分解方法对尾迹流场进行模态分解，结合声类比方法，分析了雷诺数（Re=6×10⁴~1.2×10⁵）下串列海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性，并与具有相同特征长度（对应圆柱直径30 mm）的串列圆柱与串列椭圆柱杆件工况进行对比。结果表明：串列类圆柱体下游杆件的升力脉动强于上游杆件，在噪声辐射中占据主要地位；海豹胡须柱鞍面与节点面交错排列的几何结构引发流体三维分离，削弱了流动中剪切层之间的相互作用，尾迹稳定性增强；串列海豹胡须柱破坏了串列圆柱交替涡脱落产生的卡门涡街，流动结构中存在相邻两鞍面产生的反向涡脱落，使部分横向力得到平衡，显著降低升力脉动和涡激振动，有效控制几何体表面非定常脉动力产生的气动噪声；串列海豹胡须柱在多数频段内气动噪声声压级幅值降低，具有较明显的降噪效果。声学风洞测试结果验证了气动噪声数值模拟的准确性。本文工作对类圆柱杆件气动噪声控制具有一定的参考价值。

针对目前的响度模型无法用于预测圆窗激振下响度的问题，提出了一个适用于圆窗激振的人耳生理响度模型。该响度模型由听觉外周模型和数据处理后端组成。建立了能够计算自由场声激励和圆窗激振下基底膜振速的听觉外周模型以及将基底膜振速转变为听觉中枢所感受到的响度的数据处理后端；将听觉外周模型计算结果与已有文献中外耳传递函数、声激励下中耳传递函数和镫骨振速、圆窗激振传递函数、内耳基底膜选频特性、频响特性和位移的试验数据进行对比，验证了听觉外周模型的可靠性；将响度模型计算结果与等响曲线、带宽噪声响度、频域掩蔽下纯音响度级和复音阈值已有文献中的试验数据进行对比，验证了响度模型的可靠性。研究结果表明，该人耳生理响度模型较为准确地计算出了声激励和圆窗激振下基底膜振速，并能够用于计算声激励和圆窗激振下纯音、复音和带宽噪声的响度。

本文研究了主控式弹支干摩擦阻尼器-单转子系统的减振特性。建立了转子系统的动力学模型及干摩擦阻尼器接触界面的二维动力学模型。采用Newmark-HHT数值积分法求解了不同摩擦副正压力条件下主控式弹支干摩擦阻尼器-单转子系统的稳态响应及摩擦副正压力变化前后的瞬态响应。在所搭建的主控式干摩擦阻尼器-单转子系统动力学特性试验台上测量了不同摩擦副正压力情况下转子在过一、二阶临界转速区时的振动响应。理论仿真与试验结果验证了利用主控式干摩擦阻尼器只能在一定的摩擦副正压力条件下才能对转子系统的振动进行控制，为转子系统振动控制策略的制定提供了理论基础。

为了解决工业机器人铣削加工过程中的低频颤振问题，设计了一种用于抑制振动的磁流变弹性体（magnetorheological elastomer，MRE）吸振器。利用MRE特有的流变特性，研究了不同质量配比的MRE磁流变效应，通过理论计算和数值仿真确定了吸振器内部的线圈匝数及所通电流大小。通过模态仿真和振动台扫频激励试验发现，设计的MRE吸振器具有17.35~45.21 Hz范围内的移频特性。建立了吸振器固有频率-电流映射关系，在KUKA KR500机器人铣削加工过程中进行了试验验证。结果表明，在低转速加工条件下机器人容易在其低阶固有频率处发生颤振，通过MRE吸振器实现了颤振抑制。相对于不加吸振器的工况，通电调频后机器人主轴X方向上的振动加速度峰峰值降低了70.7%，均方根值降低了64.7%；Y方向峰峰值降低了54.7%，均方根值降低了49.9%。此外，铣削工件的表面加工质量也有明显改善。

为了提高三稳态压电能量采集器的动态输出性能和环境适应能力，提出一种势阱深度和势垒高度可实时调节的柔性三稳态压电能量采集器。在传统磁耦合三稳态压电能量采集器的基础上，引入两个结构和尺寸相同的辅助柔性梁，两个外部磁铁分别固定在上述两个辅助柔性梁末端，当采集器受到外部环境激励时，两个辅助梁在水平方向产生微幅振动，从而实时调节外部磁铁与压电悬臂梁末端磁铁之间的水平间距，达到调节势能阱深度和势垒高度的目的，由此改善三稳态压电能量采集器的动态输出性能和环境适应能力。相较于其他势阱可调型能量采集器，所提柔性结构更加简单、直观。基于欧拉-伯努利梁理论和广义哈密顿原理建立准确描述该三稳态压电能量采集器动态响应特性的机电耦合动力学模型，利用龙格-库塔算法仿真分析了柔性梁特性、磁铁间距等参数对采集器非线性磁力和动力学特性的影响，并与经典的三稳态磁耦合压电能量采集器模型进行仿真和试验比较。结果表明：柔性梁微幅振动是产生变势能阱的主要因素；柔性梁刚度使势能阱的深度变浅，使采集器更易进入大幅阱间振动状态；引入柔性梁后该三稳态采集器具有更低的跳转激励加速度和更宽的工作频带。

直升机主减速器中的齿轮在啮合过程中产生的谐波振动是直升机舱内噪声的主要来源之一，设计具有隔振性能的齿轮箱撑杆抑制振动向机体传递，可达到舱内降噪的目的。压电叠堆与金属材料周期排列组成压电叠堆周期撑杆（piezoelectric stack actuators periodic strut，PSAPS），其在特定频带范围内具有“机械滤波”特性，为被动控制；调节PSAPS中压电叠堆的驱动电压，使压电叠堆呈现出变刚度特性，为主动控制。为研究PSAPS的主动与被动混合振动控制方式间的耦合关系，针对压电叠堆中弹性波的传播与周期结构的机械滤波特性，设计了满足直升机齿轮啮合噪声抑制需求的PSAPS方案，并建立了其传递矩阵形式机电耦合动力学模型。从频域的角度将PSAPS两端的力与速度、驱动电压与电流、杆件几何参数与材料参数耦合起来，得到在压电叠堆最大驱动电压、电流的限制下，主、被动混合振动控制的最优力传递率；并分析了PSAPS中的橡胶阻尼损耗因子、激振力幅值、周期数对主动控制所需驱动电压与电流的影响规律。

现有的基于S变换的汽车零部件载荷谱编辑方法存在时频分辨率缺乏自适应性的问题，影响载荷谱能量的时频聚集性，并进一步影响载荷谱编辑效果。为解决此问题，以汽车橡胶悬置为研究对象，基于广义S变换理论，探索广义S变换方法在汽车零部件载荷谱编辑领域的应用。采用广义S变换方法开展悬置载荷谱时频分析，以获取载荷能量在不同时间和频率下的分布信息；计算载荷谱的累积功率谱密度，并采用遗传算法确定累积功率谱密度的阈值，以识别载荷谱中损伤贡献量较小的时间片段；删除识别到的载荷时间片段，得到缩减载荷谱。与基于S变换的载荷谱编辑方法进行比较，研究发现，基于广义S变换方法获得的缩减载荷谱的时间压缩量较大，且缩减载荷谱在统计参数、功率谱密度、雨流计数、疲劳寿命及损伤分布等方面均与原始载荷谱基本吻合。结果表明，广义S变换方法适用于编辑汽车零部件载荷谱，可为提高汽车零部件的耐久性台架试验效率提供一种有效手段。

为解决传统高速铁路扣件状态诊断依赖于人工巡检的问题，提高扣件状态诊断的智能化，提出一种基于车辆动态响应数据，应用广义解调时频分析联合麻雀搜索算法优化支持向量机（sparrow search algorithm-support vector machine，SSA-SVM）的扣件状态诊断方法。利用安装在高速综合检测列车上的加速度传感器，采集扣件正常与失效区段的车辆振动响应信号，使用短时傅里叶变换与最大重叠离散小波包变换对信号数据进行预处理，获取频域信息与相位信息；利用广义解调时频分析方法分解信号，计算主要信息分量的有效值、能量贡献率和波长，作为扣件状态诊断的特征指标；联合SSA-SVM模型训练特征指标，用于构建分类模型。结果表明：该方法对高速铁路扣件状态诊断的准确率达到97.50%，SSA-SVM模型诊断效果优于其他方法，且使用多个评价指标验证其有效性和准确率能够满足实际应用的需求。

为了准确地提取强烈背景噪声下的故障特征信息，提出了一种多尺度改进差分滤波器（MIDIF）用于旋转机械故障诊断。利用MIDIF将旋转机械振动信号分解为一系列多尺度改进差分滤波信号。针对MIDIF滤波信号在揭示故障特征方面表现出不同程度的有效性，提出了一种基于相关分析的加权重构方法，该方法将加权系数分配给相应的MIDIF滤波信号以突出旋转机械故障特征成分。将加权系数与不同尺度下的MIDIF滤波信号相乘以产生瞬态脉冲分量，并利用包络谱中的故障缺陷频率推断旋转机械的故障类型。试验结果表明，相比多尺度平均组合差值形态滤波（ACDIF）和多尺度形态梯度乘积滤波（MGPO），MIDIF能够更准确地提取故障特征，为旋转机械故障诊断提供了一种有效的方法。

针对传统的深度学习故障诊断方法中存在架构可解释性差以及盲目堆叠层数导致的参数增加和内存消耗等问题，将神经常微分方程（neural ordinary differential equations，NODE）引入到机械故障诊断中。搭建面向机械故障诊断的神经常微分方程网络架构，利用神经网络参数化隐藏状态的导数代替指定隐藏层的离散序列。通过构建故障数据与故障类型的非线性关系，使用常微分方程求解器（ODE solver）完成对不同故障类别的分类任务，形成一种端对端的故障诊断模式。将该方法应用到机械故障诊断领域，搭建特定的神经常微分方程网络模型，通过故障数据的输入完成对不同故障类别的分类任务。将该模型应用到航空发动机主轴轴承故障诊断中，并与残差网络模型的故障诊断方法进行对比。试验结果表明，在确保准确率不降低的情况下，该方法不仅减少了内存消耗，而且将模型参数数量减少了将近五倍。

针对轴承在复杂环境下工作时故障数据难以大量获取，正常数据与故障数据比例严重失衡造成的深度模型训练不充分、诊断精度低等问题，提出一种基于LSGAN-Swin Transformer的轴承故障诊断方法，利用最小二乘生成对抗网络（LSGAN）扩充不均衡或缺少的轴承数据集，引入窗口自注意力网络进行轴承故障状态识别，使用两种数据集验证所提方法的有效性，并分别与SGAN、WGAN进行对比，证明LSGAN生成的数据训练模型具有更高的准确率。在小样本条件下训练LSGAN，将所提Swin Transformer（Swin-T）模型与CNN、AlexNe和SqueezeNet进行对比，诊断准确率分别提升了34.85%、13.45%和12.95%。通过t-SNE可视化分析对模型分类效果进行评估，结果表明，LSGAN-Swin-T模型在训练样本数量较少时仍能较好地满足故障诊断中的需求，为不均衡数据下的轴承故障诊断研究提供思路。

针对特征模态分解（FMD）的轴承早期微弱故障诊断效果易受滤波器长度L、频段分割数K、模态分解个数n影响的问题，提出用遗传算法优化FMD预设参数，并以峭度、包络熵和修正的自适应包络谱特征能量比为综合目标函数的诊断方法。该方法利用遗传算法比较不同预设参数下经FMD分解各分量信号的综合目标函数值，并选取其中最大值对应的L、K、n作为FMD的预设参数，通过FMD处理后信号的包络谱特征判定轴承的故障类型。经西储大学和辛辛那提大学的公开故障轴承数据以及转向架轴箱轴承数据验证，该方法具有较好的抗噪声能力和有效的早期微弱故障诊断能力。

依据车辆-轨道耦合动力学及概率密度演化理论，建立了考虑横风和轨道不平顺双重随机因素作用的车辆-轨道系统耦合振动模型。采用N维超立方体点集生成离散随机频率和相位代表点集，基于随机谐和函数方法和谐波叠加法分别模拟得到随机轨道不平顺激励样本和风速时程样本，并将所获得的双重随机荷载引入车辆-轨道耦合振动系统中求得代表性响应；采用双边差分法求解所建立的代表性响应的概率密度演化方程，获得振动响应的时变概率密度演化分布，并采用蒙特卡罗法（MCM）验证本文模型的计算效率和精度。研究结果表明：概率密度演化方法（PDEM）适用于横风和轨道不平顺双重随机激励作用下的车辆-轨道系统随机分析，且对于本文模型，当代表性样本点数为300，筛选半径取17.7时能够达到良好的计算效果；仅在单重随机荷载作用下进行随机响应分析不能准确反映车辆-轨道系统的随机动力特性，论证了开展双重随机激励作用下车辆-轨道系统随机分析的必要性。

为研究增设检修轨道导流板、人行道栏杆抑流板等气动措施抑振机理，开展了大尺度节段模型测振测压风洞试验。基于表面压力时空分布特征及其统计特性提出了气动行波假设，结合谱本征正交分解（spectral proper orthogonal decomposition，SPOD）方法进行验证，并提出气动力时空功率谱，进一步量化与解构了复杂的时空压力场，揭示了流线型箱梁涡振机理及气动措施抑振机理。研究表明：原始断面在试验风速内存在3阶竖向涡振锁定区间，其中第3阶锁定区振幅最大。增设检修轨道导流板后，断面最大振幅减小53.1%，增设人行道栏杆抑流板后涡振消失。断面表面复杂压力场可表达为多个不同激励源诱发的气动力时空分布模式的线性叠加。原始断面表面压力场由断面振动基频处1阶SPOD模态对应压力时空分布主导，同时上表面模态压力时空分布占主导地位。上表面主导模态压力沿下游呈现行波式演变，贡献值呈波浪式分布，统称为“气动行波”效应。上表面气动行波作用强度远大于下表面。气动行波传播可由分布气动力与涡激力相位差单调递减表征。原始断面上表面气动行波波长与贡献值空间分布波长基本一致，约等于前、后缘防撞栏杆之间距离。增设导流板后，上表面主导气动行波传播模式基本不变，作用强度减小，从而涡振幅值减小。增设抑流板使得上表面能量分布呈宽带分布特征，锁频现象消失，故而不发生涡振。研究提炼了涡振时断面表面复杂压力场中的关键和主导气动力时空演变模式——气动行波，为桥梁主梁断面涡振机理分析和涡激力数理模型的构建提供了思路。

时滞严重影响控制系统的性能和受控结构的稳定性，一定程度上限制了主动控制技术的工程应用。时滞经典最优控制方法虽然能够考虑时滞问题带来的影响，但该方法在控制律设计中将时滞问题转化为无时滞问题，需要引入考虑时滞段内控制力的扩维状态向量，因此需要求解扩阶Riccati方程，增加了控制律设计的计算量。本文致力于发展一种考虑时滞的结构显式最优控制方法。建立时滞系统动力响应的时域显式表达式，进而建立关于时滞最优控制力的无约束线性二次型优化问题，推导得到时滞显式最优控制律。由于在显式表达式中可以方便地考虑时滞控制力对结构动力响应的影响，所以时滞显式最优控制律的推导过程无需进行状态向量的扩维处理，且无需求解Riccati方程。以地震激励下设置主动控制装置的三层剪切型结构为数值算例，研究了时滞对主动控制效果的影响，并验证了所提方法的有效性。

针对非平稳非高斯随机过程模拟中存在的随机变量数目过多和潜在高斯随机过程的功率谱计算耗时大的问题，本文结合随机谐和函数，提出一种基于样本插值的非平稳非高斯随机过程快速模拟方法。在已知非高斯随机过程的目标演变功率谱和目标密度函数的前提下，通过Mehler公式建立非高斯随机过程和潜在高斯随机过程的相关函数方程，并采用插值求解的方式提出潜在高斯随机过程的演变功率谱快速计算方法，结合随机谐和函数提出非平稳非高斯随机过程快速模拟方法，采用单点均匀调制非高斯随机过程和多点非均匀调制非高斯随机过程模拟验证该方法的有效性。结果表明：在保证计算精度的前提下，插值求解潜在高斯随机过程的演变功率谱的计算耗时低于Mehler公式求解的耗时，且随着激励数目的增多，插值求解计算潜在高斯随机过程的演变功率谱的效率更为明显；所提非平稳非高斯随机过程快速计算方法，能够有效模拟具有目标演变功率谱和目标密度函数的非高斯随机过程。

结合广东沿海地区某大跨度悬索桥桥面处三维超声风速仪的长期观测数据，统计分析了桥址区的风场平均风特性，以风速超过8 m/s为强风标准，基于强风样本分析了桥址区的脉动风特性。结果表明，广东沿海地区主要受到春夏季东南季风和秋冬季西北强风的影响；顺风向紊流强度明显大于横风向、竖向紊流强度，各分量比值大致为I_u∶I_v∶I_w=1∶0.86∶0.60；阵风因子与紊流强度具有显著的正相关性，CAO和CHOI经验公式能较好地反映两者关系，且前者推荐的经验公式更加适用于沿海地区；紊流积分尺度与紊流强度具有一定的负相关性，随着紊流强度的增大，紊流积分尺度呈现先迅速减小后趋于稳定的趋势，根据实测数据给出了紊流积分尺度与紊流强度的经验公式，两者相关性显著；实测数据的顺风向功率谱密度与Kaimal谱吻合较好，横风向功率谱密度与Von Karman谱吻合性较好，竖向功率谱密度在高频段与Panofsky谱吻合性较好。

地铁采用钢弹簧浮置板轨道降低对沿线敏感目标的环境振动影响，但在固有频率处存在振动放大问题。为降低浮置板轨道固有频率处振动放大对周围环境的负面影响，本文基于周期结构带隙理论提出低频隔振排桩结构以及考虑频率匹配的地铁振源-传播路径协同控制全频段环境振动方法，通过建立三维地铁列车-浮置板轨道耦合频域解析模型及三维道床-隧道-土层-排桩有限元模型分析该方法对车致环境振动的控制效果。研究表明：针对浮置板轨道固有频率设计的周期性排桩带隙范围为7~9 Hz，可使地表拾振点处在浮置板固有频率附近频段的振动加速度级降低4~7 dB，消除了轨道固有频率处振动放大的不利影响；相比普通轨道，地铁振源-传播路径协同的环境振动控制方法有效降低了地表拾振点处全频段的振动水平，具有良好的车致环境振动控制效果。

为提高钢结构仿古建筑异形节点的耗能能力，在原有的“雀替”构件处设置可更换黏滞阻尼器件以耗散地震能量。设计制作了6个仿古建筑钢结构节点试件，包含单梁-柱节点（SBJ）系列和双梁-柱节点（DBJ）系列两组。以位移和频率控制进行了正弦波动力加载，分别得到试件和黏滞阻尼器的滞回曲线和骨架曲线，并分别对试件和阻尼器的变形能力和耗能能力进行分析。结果表明：试验中双梁连接器与黏滞阻尼器运行良好，在“雀替”位置附设黏滞阻尼器改变了仿古建筑钢结构异形节点的破坏模式，黏滞阻尼器在试件梁端塑性铰区屈曲后进入良好的工作状态，试件滞回环逐渐变得饱满。阻尼器的阻尼系数越大，节点的滞回环越饱满，耗能能力越强。试件的承载力随着阻尼系数的提高而提高，有控节点试件承载力相比无控节点试件提高了18%~46%，黏滞阻尼器对双梁-柱节点试件的承载力提高作用更加明显。试件的位移延性系数在1.77~2.05之间，设置黏滞阻尼器后试件的延性略有提高。强度退化系数均在1.0左右。

为考虑环形水箱内液体晃动作用对两级变阻尼TMD受力性能的影响，以某实际高耸结构为例，通过ABAQUS软件建立考虑水箱为质点的整体模型以及满水状态和非满水状态的水箱液-固耦合模型，对比分析了不同液-固耦合状态下的两级变阻尼TMD地震响应。研究结果表明：较大地震激励下，考虑液体晃动作用后的两级变阻尼TMD振幅、最大阻尼力更大，并且液体晃动作用抑制了两级变阻尼TMD二级阻尼耗能的充分发挥；随着地震激励作用的增大，液-固耦合模型的基底最大剪力较质点模型大，且基底剪力随地震激励的增大，其增幅也增大。

为研究不同钢筋锈蚀程度与轴压比对锈蚀L形钢筋混凝土（RC）剪力墙抗震性能的影响规律，采用干湿循环-外加电流加速锈蚀方法，对5榀剪跨比为2.5的L形RC剪力墙试件进行加速锈蚀试验，随后进行拟静力加载。试验结果表明：随着锈蚀程度的增大，试件承载力逐渐降低，正向（翼缘受拉）承载力降幅大于负向（翼缘受压），试件变形能力、耗能能力发生不同程度的劣化，刚度退化不断加剧，正向峰值点剪切变形占比增大；当锈蚀程度相同时，随着轴压比的增大，锈蚀试件正向破坏向小偏心受压破坏发展，正向承载力先增大后减小，负向承载力逐渐增大，且负向承载力增幅更大，试件变形能力逐渐减小，正向变形能力减小幅度更大，试件耗能能力、剪切变形及其占比均逐渐减小。

国内外震害表明，大量钢筋混凝土（RC）框架建筑梁-柱节点或柱发生严重破坏，未能形成设计期望的梁端铰破坏机制。在柱内侧增设RC翼墙，能够同时加固既有框架的柱和节点，促进梁铰机构形成，是一种简单有效的加固方式。本文制作两个1/2缩尺的钢筋混凝土框架，并对其中一个采用后置翼墙法进行抗震加固。通过拟静力试验，研究了两试件的滞回性能、变形能力、耗能能力及破坏模式等抗震性能。结果表明，加固后框架的的刚度、承载力和耗能能力得到了显著提升，试件由节点剪切破坏转变为理想的梁屈服破坏，验证了在节点抗剪承载力严重不足的极端情况下，通过增设翼墙加固既有钢筋混凝土框架的可行性和有效性。

第五代《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）第一次引入了极罕遇地震（巨震）作用，然而现行抗震设计规范仍然采用三水准设防原则，考虑巨震的抗震设计已成为结构抗震设计亟需解决的问题之一。本文基于连续小波变换的识别方法，选取2023年2月6日土耳其巨震中实测的12条脉冲型地震动以及12条无脉冲地震动，在此基础上对连续管道以及球墨铸铁管道开展增量动力分析（IDA），评估其易损性，最后将易损性分析结果与经验统计法得到的失效概率进行对比。结果表明：对于不同形式的埋地管道，脉冲型地震动的作用均会显著增加结构发生严重破坏的概率；相较于连续管道，球墨铸铁管道在地震动作用下更易发生破坏，且对脉冲型地震动更加敏感；基于实际震害数据的经验统计结果略小于无脉冲地震动作用下管道的破坏概率，但会显著低估脉冲地震作用下埋地管道的破坏。本文给出了不同类型埋地管道在脉冲型地震动作用下的失效概率，研究结果可为埋地管道在巨震以及脉冲型地震动下的风险评估以及抗震设计提供有力的理论依据。

齿轨铁路线路存在大量超大坡度桥梁，而桥墩沉降问题难以避免，这将导致齿轨线路平顺性下降，威胁列车运行安全性和平稳性。针对该问题，本文基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论和齿轮动力学，建立考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为和轮轨非线性接触行为的山地齿轨车辆-齿轨（轨道）-桥梁耦合动力学模型，探究3种不同桥墩沉降形式（单桥墩沉降、连续桥墩沉降、间隔桥墩沉降）下齿轮-齿轨啮合行为以及齿轨车辆动态特性，并在此基础上对比了不同形式桥墩沉降对齿轨车辆振动的影响程度。研究结果表明：桥墩沉降对齿轨系统的影响主要体现在车辆垂、纵向加速度方面，其振动主频分别位于1~2 Hz之间和8~9 Hz之间；单墩沉降工况与双墩沉降工况对齿轨-桥梁系统基本振动特性的影响相似，但相比于双墩沉降工况，单墩沉降对齿轨车辆纵向加速度的影响更为显著，同时，其啮合频率波动也明显增大；桥墩沉降会造成齿轮偏移量增大，进而导致齿轮-齿轨啮合不稳定，在桥墩沉降量为6 mm时，开始出现脱啮问题，严重威胁齿轨车辆运行安全性。

峡谷地区大量高墩刚构桥位于近地震活动断层（以下简称近断层）区域，若跨河流或位于库区等有水环境，其抗震分析应综合考虑近断层效应、场地效应和流固耦合作用，目前多采用近断层地震记录作为一致输入，可能低估桥梁地震响应，且对震源、场地参数与桥梁地震响应相关性缺乏探讨。本文结合随机有限断层法和边界元法生成近断层上覆水层峡谷场地多维多点地震动加速度，开展近断层峡谷场地深水大跨高墩刚构桥地震响应分析。以从震源到结构全物理过程的视角，研究桥墩、支座响应对震源、场地参数的敏感性。结果表明：桥梁地震响应对断层破裂面尺寸最为敏感，整体上，震源参数对桥梁地震响应的影响较场地参数更为显著；场地效应导致主墩纵、横桥向曲率延性比均值相差85%、88%；桥梁主墩和支座对各参数敏感性存在差异；断层倾角处于33°~60°之间时，桥梁地震响应呈现先增大后减小的趋势，主墩曲率延性比可相差35%；水层对地震动具有抑制效应，但动水压力对其地震响应的放大作用更突出。