第45卷第4期2012年4月
土木工程学报
CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL
Vol．45Apr．No．42012
基金项目：国家杰出青年科学基金（50825901）作者简介：刘汉龙，博士，教授收稿日期：2011-
12-09土动力学与土工抗震研究进展综述
刘汉龙
1，2
（1．河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京210098；2．河海大学岩土工程科学研究所，江苏南京210098）
摘要：综述当前国内外土动力学与土工抗震方面的研究进展，包括土体动力特性与本构关系、土工地震反应分析、土体动力测试、土体振动液化、土体地震永久变形、交通荷载作用下土体动力特性和土工抗震措施等内容。对各种方法的优缺点进行比较和评述。进一步阐述今后的研究方向。关键词：土动力学；土工抗震；液化；本构关系中图分类号：TU375．4
文献标识码：A
文章编号：1000-
131X （2012）04-0148-17A review of recent advances in soil dynamics and
geotechnical earthquake engineering
Liu Hanlong 1，
2
（1．The Key Laboratory of Geomechanics and Embankment Engineering of the Ministry of Education ，Hohai University ，Nanjing 210098，China ；
2．Geotechnical Research Institute ，Hohai University ，Nanjing 210098，China ）
Abstract ：In this paper ，the recent advances in soil dynamics and geotechnical earthquake are summarized including soil dynamic properties and constitutive relation ，geotechnical earthquake response analysis ，soil dynamic testing ，soil vibration liquefaction ，soil earthquake permanent deformation ，soil traffic loading properties ，geotechnical aseismic measures and etc．The advantages and disadvantages of each method are discussed and compared and further research topics are suggested．
Keywords ：soil dynamics ；geotechnical earthquake ；liquefaction ；constitutive relation E-mail ：hliuhhu@163．com
引言土动力学是土力学的一个分支，是研究动荷载作用下土的动变形、动强度和稳定性的一门学科。岩土地震工程作为岩土工程的一个重要领域，一直处于研究的前沿。1964年日本新泻地震和1976年我国唐山地震等许多实践课题促进该学科的发展；1995年日本神户地震等使得该学科的研究达到一个新的高潮。近年来在世界范围内相继发生的许多强烈地震，如2007年8月秘鲁8．0级地震、2008年5月中国汶川8．0级地震、2011年3月日本本州岛9．0级特大地震
等，
给人民生命和物质财产造成极大的损失。尤其是2008年汶川地震，死亡和失踪人数接近9万人，直接经济损失8千多亿元，使得抗震减灾已经成为全世界共同关注的问题，岩土地震工作者需要面临前所未有的严峻的考验。
近年来第14届世界地震工程会议、第17届土力
学与岩土工程国际会议和第8届全国土动力学学术会议等一系列重大会议的召开，
进一步推动土动力学与土工抗震的发展。研究领域涉及土体动力特性、动力分析、振动液化、动力基础和地震波理论等。本文对其研究进展进行综合评述，主要涉及土体动力特性与本构关系、土工地震反应分析、土体动力测试、土体振动液化、土体地震永久变形和土工抗震措施等内容。
1
土的动力特性与动本构关系
1．1
土的动力特性
土的动力特性是土动力学与岩土地震工程的基
础，主要研究动荷载作用下土的变形和强度特性的变化规律。近年来随着双向振动三轴仪、空心扭剪仪等大量设备的开发和使用，对土体动力特性的研究已经由简单循环荷载逐步转变为复杂应力路径和不规则荷载作用下土的动力特性研究。为模拟海床及海洋建筑物遭受波浪荷载时所引起的循环应力，栾茂田等
［1］
开展饱和松砂的双向耦合剪切试验研究，侧重分
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析双向耦合剪切试验中竖向应力与剪应力幅值的变化对饱和松砂变形特性的影响。张健等［2］为探寻波浪荷载作用下饱和粉土振动孔隙水压力发展规律，开展不同相对密度、偏应力比及振动频率下循环三轴-扭剪耦合试验。蔡袁强等［3-4］对单、双向激振下各向同性与各向异性软黏土进行试验研究，结果表明：与单向激振相比，双向激振下土体的动强度曲线更为陡峭，土体强度衰减更快。径向循环应力对动模量和阻尼的变化规律有显著的影响，随着径向循环应力比的增加，动模量降低，阻尼比增加。
黄土因具有弱胶结、多孔隙等特点，使其具有很高的地震易损性，黄土震陷是黄土地区普遍存在的严重地基振害。王兰民等［5］基于数字扫描电镜获得微观架空孔隙面积量化数据，建立黄土震陷系数的计算公式。利用黄土物性参数进行震陷判定是黄土震陷研究的一个主要途径，徐舜华等［6］分析含水量、孔隙比、埋深等几个重要影响的物性参数对黄土震陷性的影响规律。邵生俊等［7］采用最小二乘法原理分析黄土的动力学参数和湿陷性指标与黄土的物性指标和固结围压之间的关系。
粗粒土研究过程中，一个较为关注的研究热点是土体的最大剪切模量。研究表明，在微小应变（一般为10－6）水平下，动剪切模量基本为常数。常规动三轴试验仪器，无法直接获得该值，一般通过共振柱试验进行确定或根据动三轴试验外延确定。往往两者存在较大的差别。在现有条件的基础上，通过对现有的试验设备进行改造，安装高精度的位移传感器和稳定的加载设备，也能测得微小的应变，如：中国水科院［8］在大型振动三轴仪上安装激光微小应变仪，其测试精度可达到10－6。土体在动力荷载作用下阻尼比的研究由来已久，目前仍采用等效阻尼比进行描述。受试验仪器本身控制精度的影响，试验数据离散性较大。随着试验仪器本身动力加载部件之间控制精度的提高，以及动态位移测试技术的发展，阻尼比和动剪切模量的研究将逐步深入。
粗粒土在地震荷载作用下的残余变形特性已经成为当前研究的热点之一，特别是汶川地震发生后，紫坪铺大坝虽然经受地震的考验，但本身也发生1m 左右的永久变形［9］。关于这方面的研究主要通过循环动三轴试验研究粗粒土在饱和不排水、饱和排水和风干排气状态不同加载条件下的残余剪应变和残余体应变的变化规律。残余剪应变随着振次的增加而增大，在相同围压和循环荷载条件下，随着固结比的增加而增大。残余体应变随着振次的增加而增大，随固结比变化不明显。邹德高等［10］分析不同坝高对永久变形模型结果的影响。坝高增大以后，坝顶动位移较大，地震荷载作用下坝坡处的抗滑稳定安全系数降低。实际工程中采用各种加筋技术进行处理，但对在动力荷载作用下的变形机理研究较少，刘汉龙等［11］开展加筋堆石料动力变形特性研究，加筋后堆石料的残余变形变小，且随加筋层数增加残余变形的降低愈明显。受仪器本身的限制，关于永久变形体应变测试精度方面还不够精确，有待进一步研究。
目前关于砂土和黏性土动力特性方面的研究成果较为丰富，在粗粒土动力特性方面的研究还不够。其原因一方面在于试验仪器条件的限制，另一方面在于粗粒土本身力学特性的复杂性。粗粒土存在明显的尺寸效应［12］和颗粒破碎特性，关于这方面的研究相对比较薄弱，尤其是复杂应力条件下的动力特性。1．2动本构关系
土体动力本构关系的研究一直是岩土工程的研究热点，国内外很多学者开展大量的理论和试验研究工作，建立众多的本构关系。就目前建立的本构关系而言，可分为两大类，即黏弹性理论和弹塑性理论。1．2．1黏弹性理论
自1968年Seed提出用等价线性方法近似考虑土的非线性以来，黏弹性理论已有较大的发展。沈珠江［13］对等价黏弹性模型进行较为全面的研究，认为一个完整的黏弹性模型应该包含四个经验公式：平均剪切模量、阻尼比、永久体积应变和永久剪切应变。当饱和土体处于完全不排水及部分排水条件下，还需要给出孔隙水压力增长和消散模型。采用常规的黏弹性模型在计算过程中不能同时拟合各种应变水平下的剪切模量和阻尼比随剪应变的变化曲线。
黏弹性理论是目前生产应用中的主流理论，尽管还存在多方面的不足，但它毕竟是试验结果的归纳，形式上也比较直观简单，经过适当的处理和改进后结合动力有限元程序，同样可以计算出循环荷载下土工构造物的孔隙水压力和永久变性的平均发展过程，且在参数的选取过程中积累丰富的经验。
1．2．2弹塑性理论
弹塑性模型建立在弹性理论和塑性增量理论的基础上，将土体的应变分解为可恢复的弹性应变和不可恢复的塑性应变，并分别由弹性理论和塑性理论进行计算。
土体的应力应变关系与应力路径密切相关，姚仰平等［14］通过定义两个应力状态参量，分别描述等应力比循环加载和等平均应力循环加载条件下土的塑性变形，建立循环加载条件下土的应力路径本构模型。庄海洋等［15］在广义塑性力学的基础上，通过记忆任一
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时刻的加载反向面、破后面和与加载反向面内切的初始加载面，建立土体黏塑性记忆型套嵌面本构模型。
多屈服面模型是在经典塑性理论基础上，放弃单屈服面的描述，采用各向同性硬化和运动硬化相结合的多屈服面模型。Iwan模型作为一维经验模型，它基于运动硬化和多重屈服面理论，采用一组弹塑性元件模拟给定的应力-应变骨干曲线。不管是对试验数据还是数学表达式，Iwan模型都能够很容易地模拟。该模型未考虑循环累积塑性应变，而只能模拟较少的循环荷载次数。蔡袁强等［16］通过应力控制的动三轴试验建立考虑不同动应力、初始偏应力情况下正常固结软黏土的软化指数经验模型，对Iwan模型进行修正。高广运等［17］基于塑性硬化模量场理论和多重屈服面模型，结合各向同性硬化和移动硬化准则，建立不排水循环荷载作用下多屈服面模型。
边界面模型是在多屈服面模型的基础上，只采用初始加载面和边界面，在两个面之间的套叠屈服面场用解析内插函数以形成双屈服面模型。边界面模型允许在边界面内发生塑性变形，避免从弹性状态到塑性状态的突变，能够更好地描述边界面内的应力应变响应。张建民等［18］在边界面塑性理论的框架内，将剪胀体应变分为可逆的体应变分量和不可逆的体应变分量，建立可描述可逆剪胀与不可逆剪胀的粗粒土本构模型。黄茂松等［19］在边界面塑性理论的基础上，提出可描述循环荷载作用下饱和软黏土力学特性的各向异性模型。通过对典型结构性软黏土及上海软黏土循环三轴试验结果的模拟，初步验证模型的合理性和有效性。杨超等［20］在边界面弹塑性模型基础上，借助胶结体损伤理论与非饱和土力学，将结构损伤与应变增量联系起来，提出可描述循环荷载作用下非饱和黄土力学特性的本构模型。针对多屈服面模型在共轭点出的奇异性和边界面模型在确定硬化模量场上的经验性，熊玉春等［21］基于混合硬化塑性模量场理论，建立总应力形式的、屈服面连续变化的饱和黏土不排水增量弹塑性动本构模型。
2土体地震反应分析
土体动力反应分析方法主要有两种：解析方法和数值分析方法。解析方法一般只能用于求解模型结构比较简单的情形。如：高广运等［22］基于圆柱形薄壳结构理论，采用积分变换对无限弹性介质中隧道内爆炸的动力响应进行分析，得出爆心处隧道位移以及最大正应力变化规律。蔡袁强等［23］采用双层弹性Euler 梁来模拟板式轨道中钢轨和轨道板，采用弹簧-阻尼器来模拟轨下垫圈，研究饱和土体在列车荷载下的动力响应。
随着计算机水平的快速发展，数值分析方法得到广泛应用，已成为研究土体地震反应的有效工具。根据计算中对动荷载的不同处理方式，土体地震反应分析可分为：拟静力分析和动力反应分析。根据采用的动力本构模型可分为：基于等价黏弹性模型的等效线性分析方法和基于弹塑性模型的非线性分析方法。从是否考虑孔隙水压力影响的角度来分又可分为：总应力法和有效应力法；而有效应力法又可分为：排水有效应力法和不排水有效应力法。
2．1数值分析方法
等效线性方法由Seed等人提出，计算过程中将土体视为黏弹性模型来模拟土的滞回特性，计算所耗资源较小，效率高，自20世纪70年代以来一直是土石坝动力反应分析中的主流方法。起初是总应力分析方法，不能考虑孔压的增长及对单元刚度的影响。若在分析中根据振动孔隙水压力增长的经验公式估算孔压，也可进行有效应力分析。计算过程中一般不考虑孔压的消散，这是由于地震过程持续时间短，心墙较厚，动孔压消散程度很有限，这种处理方法基本符合实际。计算中估算孔压的方法可采用不耦合和部分耦合的方法。
张艳美等［24］对饱和砂土地基进行完全耦合的三维排水有效应力动力分析，考虑土体的非线性引入吸收边界，探讨不同地震输入、不同土性参数和土层构成等因素对地基抗液化性能的影响。唐亮等［25］采用满足Masing准则的修正双曲线土体模型，孔压模型采用Ishibashi和Sherif等提出的等效循环孔压模式，并进行自由液化场地振动台试验模拟。岑威钧等［26］采用顾凎臣提出的计算土质堤坝地震过程中动孔隙水压力增长的方法，开展土坝动力响应分析。
直接非线性分析方法又称真非线性分析方法，该方法要求追踪土体剪应力应变历史，状态点必须处于加载曲线或者卸载曲线上，围绕滞回圈进行计算。加、卸载曲线通常为一曲线，以此模拟非线性；加、卸载时采用不同的切线模量，依次模拟土体应力应变的滞回性。分析中必须更新当前的应力状态，判断是否发生转折（加载到卸载，或卸载到加载），计算比等效线性方法要繁琐一些。
弹塑性分析方法的求解思路是采用能够反映土体真实应力应变关系的弹塑性本构模型进行动力反应分析，可以直接获得地震过程中孔压、塑性变形等重要的地震响应量。吕西林等［27］利用大型商业软件FLAC3D进行土体振动液化的流固耦合分析，计算中
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采用弹塑性Mohr-Coulomb屈服准则，并与振动台试验数据进行对比分析。
2．2模型边界处理
在对土工静力问题分析中，地基对结构的作用一般可通过增大地基范围来模拟地基的影响。但在动力分析过程中，由于地震波向无限远处传播，采用增大地基范围也不能有效地模拟地基与结构的动力相互作用，必须采用人工边界来吸收边界处的反射波从而近似处理无限域的问题。
人工边界条件大致分为两类：一类是精确的全局方法；另一类是近似的局部方法。这里主要介绍近似局部方法，目前常用的人工边界有：黏性边界、黏弹性边界、叠加边界和透射边界等。黏性边界最早由Lysmer提出，通过沿人工边界设置一系列阻尼器来吸收射向人工边界的波动能量，从而达到模拟波射出人工边界的投射过程。黏性边界虽然只有一阶精度，但概念清楚、易于程序实现，应用也比较广泛，它的缺点是仅考虑对散射波能量的吸收，不能模拟半无限地基的弹性恢复能力，在低频力作用下可能发生整体漂移。刘晶波等［28-29］基于柱面波动力方程和球面波动力方程，建立能够模拟半无限介质弹性恢复能力的二维和三维黏弹性人工边界。张顺福等［30］在黏性边界的基础上提出黏性边界单元，通过构造相同阻尼矩阵的方式提出能够实现黏性边界功效的等效黏性边界单元。黏弹性边界与黏性边界在原理上非常相近，只是在计算精度和数值稳定性上均有所提高。
透射边界的概念最早由廖振鹏提出，并建立一阶投射边界，经进一步研究提出适用于声波和弹性波的多次透射边界。此后学者们在此基础上开展大量研究，提出多向透射边界［31］，双渐近多向透射边界［32］等。王立涛等［33］对黏弹性边界和透射边界进行对比分析，发现透射边界的最大稳定时间步长小于黏弹性边界条件，且网格依赖性很强，而黏弹性边界并不依赖于网格。杜修力等［34］采用平面波和远场散射波混合透射，引入无限介质线性弹性本构关系建立一种应力人工边界条件，边界精度高于现有的黏性边界、黏弹性人工边界和一、二阶透射人工边界。
近年来随着边界元、无限远、无穷元等一系列程序的出现，不少学者将其与有限元进行耦合，近似模拟无限域问题，取得丰富的研究成果。如：张琪玮等［35］采用有限元与边界元耦合的振型分解法进行高层建筑地基、基础及上部结构动力共同作用的研究。2．3土与结构相互作用
土与结构动力相互作用研究最早始于1936年，早期研究的重点是动力机器基础的振动。Reissner［36］通过对Lamb解的积分，研究刚性圆形基础板在竖向荷载作用的简化边界条件下的振动问题，标志着土-结构物动力相互作用研究的开始。此后，很多学者对此开展大量的研究。Cai等［37］基于土的HISS模型模拟循环荷载下土的弹塑性性质，对桩-土-结构体系进行三维动力有限元分析，从而第一次从岩土工程和结构工程的双重重要性角度考察结构和桩-土系统的抗震性能。Takewaki等［38］从能量的角度出发，提出以结构吸收的能量与输入土-结构动力相互作用系统总能量的比值作为结构抗震性能的一个指标，而不是以往单纯的以加速度反应谱幅值为指标。陈国兴等［39］采用大型振动台针对地基土-高层建筑结构动力相互作用开展一系列的试验研究。吕西林等［40］对带桩基础的地基-结构相互作用体系进行振动台模型试验，分析软土地基与刚性地基条件下结构体系的振动特性。
土与结构相互作用中的界面接触问题，显著地影响土与结构系统动力响应的模拟精度。接触面动力特性试验的研究，一般是采用动单剪试验，该试验能够保持剪切面为恒定，且能够较好地测量接触面剪应力和相对切向位移，破坏形式较为单一，与真实情况有时存在差别。Fakharian等［41］用循环三维接触面剪切仪开展砂土于钢板接触面三维力学特性研究。张建民等［42］自行研制大型接触面循环单剪试验仪，从而克服试验过程中破坏面。土与结构物在外力荷载作用下的动力特性与土体本身的强度有关，动力荷载作用下接触面的破坏位置不是发生在接触面处，而是存在于土体内部。粗粒土与结构接触面在循环剪切荷载作用下表现出明显的颗粒破碎及法向变形，剪切引起的接触面相对法向位移可划分为可逆部分和不可逆部分两个分量，相对法向位移和相对切向位移关系呈现出明显的异向性。张嘎等［43］在阐明接触面受载过程中的物态演化的机理和规律基础上，建立可统一描述单调和循环荷载作用下粗粒土与结构接触面力学响应的弹塑性损伤模型。刘平等［44］采用中型循环动单剪仪开展粗粒土与掺砾黏土的接触面动力特性试验，研究表明：初始剪应力加载方向对相对位移有明显影响，相对位移总是沿着初始剪应力加载方向一侧较大。接触面边界条件的不同，对试验结果存在明显的影响，冯大阔等［45］采用三维多功能土工试验机开展粗粒土与结构面在不同法向边界条件下接触面的力学特性。
3土工动力测试
土工动力测试包括室内测试技术和原位测试技
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术两部分。
3．1室内测试技术
动三轴试验和共振柱试验是目前研究土体动力特性的主要手段，特别是动三轴试验。目前国内用于研究粗粒土动力特性试验的最大试样直径为30cm。空心扭剪仪被认为是研究土体动力特性最好的研究手段，由于试验尺寸的限制，目前主要集中于砂土和黏性土动力特性方面的研究，在粗粒土方面的研究还不够。
振动台试验是20世纪70年代发展起来的试验技术，主要用于研究土体在动力荷载作用下的液化特性以及结构的动力响应。目前国内外常用的主要是单向和双向振动台。土体和结构在地震荷载作用下的动力特性具有明显的三维特征，要想真实解其动力特征需要开展三维试验研究。目前只有美国、日本和德国等几个少数发达国家进行过三向振动台的研究。如：日本于2005年安装一个台面尺寸为20m?15m的三向六自由度MTS振动台［46］。近年来在国内出现一批大型振动台，如：中国建筑科学研究院［47］于2004年安装了目前国内最大的三向六自由度MTS振动台，挤身于国际领先行列，台面尺寸为6m?6m。国家地震局工程力学研究所自行研制了5m?5m的三向振动台，是我国自行研制的第一台三向振动台［48］。
普通振动台试验在高土石坝地震规律研究方面得到广泛的应用，从二维模型到三维模型，从规则波形到不规则波形的试验研究，取得丰富的研究成果。如：陈国兴等［49］在总结国内外振动台模型箱的基础上，研制叠层剪切型模型箱，该模型箱能较好地模拟自由场地的边界条件。周健等［50］采用室内振动台模型试验对液化过程中饱和砂土颗粒的细观组构进行研究，指出在循环荷载作用下，砂土颗粒不断重新排列定向以适应新的应力状态，导致累积配位数的丧失、孔隙率增大，继而导致液化的发生。孔宪京等［51］针对垃圾填埋场的工程特性，开展大型振动台试验研究，由于垃圾土密度低、压缩性高、具有特殊的防渗结构，从而导致在堆填体内部不容易出现明显的滑裂面。
值得注意的是，普通振动台无法合理模拟土体的自重效应，其研究结果的合理性还有待进一步论证。离心振动台试验克服了该缺点，通过施加不同大小的离心加速度，达到原型应力场，使得模型的变形和破坏机制与原型相似，成为岩土工程领域的一个重要的研究手段。目前已广泛应用于岩土工程的各个领域。近年来，动力离心模型试验无论在基础理论还是试验设备和模拟技术方面都取得很大的进展，并取得丰富的研究成果。南京水利科学研究院于2002年建成的小型离心振动台［52］，其特点在于能够施加较大的离心加速度100g；王年香等［53］利用该设备完成长河坝在不同地震加速度下的地震加速度反应、坝顶沉降和破坏模式等试验研究。清华大学于2004年研制开发的离心振动台系统［54］，其特点在于振动历时长、振幅大，能够模拟正弦波和任意地震波；马立秋等［55］使用该系统对水平地基进行爆炸荷载试验和浅埋地铁隧道的爆炸模型试验研究，分析隧道口区域在爆炸荷载作用下土体-结构物系统的动力响应规律。同济大学联合中国工程物理研究院研制开发一台岩土离心机，同时配备一维电液控制振动台［56］，其特点在于能够在100g 离心加速度场下进行打桩、拔桩和挖洞等操作。在水利部科研院所基础设施建设项目的支持下，中国水利水电科学研究院与美国安科公司联合研制的R500B 大型离心机双向振动台系统于2010年12月20日通过专家验收。该离心机振动台是国内第一个、也是世界上第一个能够实现水平和垂直耦合振动的大型离心机振动台。
在仪器设备取得重大进展的同时，图像测量和位移测量方面也有重大提高。在位移精度的测量上，可采用各种高精度仪器，如：光栅、弯曲元等进行测量，大大提高试验精度，使得常规动三轴试验也能够进行微小应变的测量。岩土材料在小应变情况下的剪切模量是动力荷载作用下土体应力应变分析的关键性参数。如何准确测量这一参数一直是本领域研究的重点和难点。近年来发展起来的压电弯曲元剪切波速测试技术由于原理简明、操作便捷及具备无损检测等特点，被广泛应用于各种试验设备中进行土样小应变剪切模量的测量研究。浙江大学岩土工程研究所从1999开始着手研究弯曲元技术，并于2001年研制基于多功能三轴仪的弯曲元剪切波测试系统，并把该系统应用于固结仪、静三轴仪［57］。陈云敏等［58-59］对弯曲元的振动机理进行深入探讨，开展一系列与剪切波密切相关的土动力学理论及试验研究，并将该技术应用于离心模型试验中，成功测量离心机旋转过程中模型土体的剪切波速，为土工离心模型试验中土体刚度的实时监测提供有效的技术手段。
周健等［60］对常规振动三轴仪进行可视化改进，试验过程中利用显微数码摄录技术全程动态摄录整个试验过程中砂土细观结构的变化。PIV（Particle image velocimetry）技术在流场试验和土体静力变形试验中已经得到广泛应用，并取得良好的测试分析效果，但在大型振动台模型试验中未得到广泛应用。刘君等［61］结合边坡稳定大型振动台模型试验，将该技术应用于振动台试验，并成功地测试模型试验中观察面内
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任意点在任意时刻的位移，并可获得边坡变形直至破坏的完整过程。
3．2原位测试技术
原位测试技术是指岩土工程勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得测试土体的物理力学性质及划分土层的一种土工勘察技术。其测试结果具有较好的可靠性及代表性。土体的原位测试技术包含两类：一类是波速测试法，通过观测场地地层的剪切波速，计算土体的动力特性参数；另一类是动力荷载试验，用于测试较大应变式的编写特性参数。
动力触探试验已成为我国粗粒土的地基勘察测试的主要手段。在汶川地震中，出现砂砾石土层的液化现象，袁晓铭等［62］提出基于重型动力触探试验的砂砾石液化判别方法，并建立相应的计算模型和公式，把砂砾土液化判别分为：初判和复判两部分。
李飒等［63］将现场波速试验与室内试验判别液化的结果相比较，对混黏土的粉土、粉砂的液化进行研究。阮元成［64］通过对室内大型三轴试验激光微小应变测试结果与现场单孔法、跨孔法及面波法波速试验测试结果进行比较，指出在一定条件下，最大动剪模量压力效应关系曲线可以通过室内试验获得，也可以通过现场波速试验经换算获得。林万顺［65］提出多道瞬态面波勘探技术。刘发祥等［66］分析单孔法、跨孔法及室内试验的不足之处，提出采用面波-声波联合法进行现场动力参数的测试方法。
4土体振动液化
砂土液化一直是岩土地震工程中的一个热点和难点，一般认为饱和砂土或粉土才会发生液化现象，而历次发生的地震（海城，坂神，唐山等）中都发现有砂砾石液化的现象，但未引起广泛的关注，1999年我国台湾集集地震和2008年汶川地震的调查表明地震中砂砾石液化现象十分普遍，逐渐引起研究者们的研究兴趣［67］。袁晓铭等［68］总结汶川8．0级大地震液化及其震害科学考察结果，发现Ⅵ度区内出现显著液化及其震害现象，同时存在深层土液化问题，覆盖层厚度达到20m以上。
4．1液化判别与机理
对饱和砂土液化进行定性分析与评价的方法，杜修力教授将其分为三类：①经验或统计法；②简化分析法，代表性的主要有：Seed简化方法；Poulos液化估计法；剪切波速法；标准贯入击数法；③数值分析法。近年来又出现可靠度［69］、聚类分析［70］和支持向量机［71］等智能分析方法。
关于土体液化特性的研究多采用室内动三轴试验、动单剪试验和动扭剪试验。试验过程中，一般采用轴向应变5%作为液化判别标准，Mohtar等［72］研究发现，对于常规的液化土体，采用孔压液化和轴向应变液化差别不大，对于特殊的土体则差别较大。Chalandarzadeh等［73］开展淤泥-砂混合物的抗液化特性试验研究，分析初始应力和应力旋转对材料各项异性的影响。近年来，振动台和离心振动台也逐步应用于液化问题的研究。Towhata等［74］开展板桩码头后侧群桩基础的振动台模型试验研究，分析液化变形的机理和群桩的侧向变形特性。室内试验有其自身的优点，但也存在无法克服的缺点，如：试样尺寸较小、扰动试样以及边界条件等。付海清等［75］采用人工激振技术，开展简单工况下的现场液化试验研究，试验结果与振动台试验结果基本一致。
在液化机理的研究方面，日本学者根据流体力学的思路，开展一系列试验研究，如：振动台拖球试验［76］、振动台拖管试验［77］、三轴试验［78］、离心机试验［79］等，得出液化砂土表观黏度的大小变化规律。陈育民等［80］在液化流动大变形三轴扭剪试验成果的基础上分析液化及液化后砂土的流动特性，得出液化状态下的砂土是一种剪切稀化非牛顿流体的结论，并采用振动台拖球试验验证这一结论。
已有的研究对饱和砂土液化状态和液化后状态下的流动特性开展试验研究，而对液化前的状态尚未进行探讨。饱和砂土在发生完全液化之前也会存在一段高孔压状态，在这种状态下，砂土中的超孔隙水压力逐渐上升，而消散缓慢，土体的有效应力很小，但是并没有达到完全液化下的零有效应力状态。砂土在高孔压状态下，砂土的抗剪强度极低，在剪应力作用下也会发生流动大变形。因此，有必要对这种介于未液化和完全液化状态之间的高孔压状态下的砂土开展其流动特性的试验研究，揭示砂土液化的机理、充实砂土液化流动变形理论。陈育明等［81］开发饱和砂土液化前高孔压状态下流动特性的试验装置和试验方法，并开展相关试验，为液化前砂土的流动特性研究提供试验支持。
4．2液化后变形分析
关于液化问题的研究，过去的工作主要集中于液化产生的机理、影响因素、判别方法等方面。随着近年来多次出现的大地震，以及在地震过程中发生的地震灾害，人们对于液化问题的研究已逐步由强度分析转变为变形分析。
近年来的关于砂土液化本构模型的研究，绝大多
·154·土木工程学报2012年
数都是针对初始液化前的有效应力路径和应力应变，对初始液化后的应力应变行为研究较少。利用数值分析方法计算液化后土体变形，关键在于液化后土体本构模型的选取及对大变形发生机理的解释。Elgamal等［82］建立着重于描述饱和砂土循环活动性和剪应变积聚反应的塑性本构模型，同时用土体-液体两相耦合有限元计算程序来计算液化后的地面位移。将其计算结果与室内试验和离心机试验进行验证。张建民等［83］研究发现，饱和砂土液化后的剪应变由一个非零有效应力状态下产生的、依赖于现实剪应力变化的剪应变分量和一个零有效应力状态下产生的、依赖于剪切历史的剪应变分量组成；在此基础上建立模拟饱和砂土初始液化前后不排水循环剪切变形行为的非线性弹性本构模型。王刚等［84］经过进一步研究，在边界面本构理论的基础上建立弹塑性循环本构模型，该模型不仅可以模拟饱和砂土循环荷载条件下从液化到液化后、从小剪应变到大剪应变的变形发展过程，同时可以模拟饱和砂土液化后再固结的体变累积特性。刘汉龙等［85］基于饱和砂土振动三轴试验成果，提出描述砂土液化后应力应变关系的双曲线模型。王艳丽等［86］从砂土受振动荷载结束后所处的拉伸、压缩两种状态出发，分析液化程度和围压对饱和砂土液化后不排水变形特性的影响，提出统一描述两种状态下砂土液化后应力应变关系的三阶段模型。张建民等［87］研究有效围压和密度对饱和砂土液化后单调加载应力应变的影响，改进Shamoto等［88］建立的模拟饱和砂土液化后单调加载的本构方程。陈育民等［89］根据试验得到液化后砂土的流体本构模型，并将其加入有限差分程序FLAC3D中，在Finn模型的基础上改进其液化后处理的功能，得到能够反映土体液化及液化后变形的PL-Finn（Post Liquefaction Finn）模型。Yuan 等［90］将有限元、有限差分法相结合，利用有效应力循环弹塑性本构模型建立饱和土液化大变形的实用数值方法。荚颖等［91］采用无网格法开展液化分析，避免由于单元变形扭曲而引起的计算中断，节约计算时间。黄雨等［92］基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合固结理论，采用Oka等提出的砂土循环弹塑性本构模型，对这两种具有不同持时特征的强震所导致的河流堤防液化性状进行计算分析。
4．3场地液化识别技术
由于具有破坏性的大地震为罕遇事件，因而利用地基处理方式提高地基抗液化能力有时很不经济，对于诸如地下管线这样的生命线系统，采用传统方式减轻或消除液化带来的灾害损失更是很大的难题。随着强震观测和监测技术的发展，国际上开始将液化实时监测和报警作为减轻液化灾害的新技术手段。场地液化实时监测和报警技术的核心是建立依据强震记录对液化场地进行反演识别的方法，这是一个难度较大的新问题，目前研究成果还十分有限。胡聿贤等［93］利用HHT方法定义一种地震加速度记录的瞬时频率时程，能够在一定程度上将原始加速度记录的频率非平稳特性予以量化，以此为依据提出根据地震加速度记录对场地液化进行识别的方法。袁晓铭等［94-95］提出以频率下降率为基本指标的依据强震记录快速识别场地液化的方法，不同于以往的经验方法，通过建立可液化场地动力响应理论分析模型，给出液化导致场地水平自振频率下降的计算公式，初步解决目前识别方法将液化场地与非液化的软土场地混淆的问题。
5交通荷载作用下土体动力特性
近年来由于高速公路、铁路的飞速发展，交通荷载作用下土体动力特性越来越受到广泛重视。特别是在深厚软弱地基上，交通荷载引起地基的不均匀累积沉降，导致各种病害。如：上海地铁一号线建成未通车的2年3个月内沉降基本稳定，但通车后8个月内沉降达到30 60mm，4年内甚至达到140mm［96］。
交通荷载与地震荷载和波浪荷载不同，是一种低频、低幅和长期循环荷载，循环应力水平远小于临界循环应力［97］。对于地震荷载、波浪荷载的作用下土体动力特性的试验研究已经得到长足的发展，而对于交通荷载作用下土体动力特性的研究明显不足。
目前关于这方面的研究，多基于常规循环三轴仪和循环扭剪仪开展试验；研究对象主要集中于黏土，分析循环荷载作用下土体的残余应变、孔压的发展规律。在动荷载的处理过程中一般采用正弦荷载和半正弦荷载。刘添俊等［98］对珠江三角洲的淤泥质饱和软黏土进行循环三轴试验，提出应变速率对数与时间对数间线性关系。针对常规循环三轴仪不能很好地反应交通荷载引起的静偏应力对饱和软黏土特性的影响，王常晶等［99］采用双向振动三轴仪开展静偏应力影响下的饱和软黏土试验研究，给出不同静偏应力下土体的转折应变-破坏振次的半对数关系曲线。黄博等［100］开展交通荷载作用前后饱和粉质黏土强度特性研究，提出长期交通荷载作用下产生的累积轴向应变和孔压均可作为试样破坏程度的表征。
对于结构性黏土，不少学者对其开展研究。赵俊明等［101］结合连盐高速低路堤，对路堤进行动应力、振动响应等现场测试和室内试验，得出原状土的临界循
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环应力比远大于重塑土，承受循环应力能力高于重塑土。雷华阳等［102］提出结构性黏土破坏的3种典型类型：稳定型、过渡型和破坏型，指出在半正弦波形条件下动弹性模量和动剪切模量随着固结压力值的变化存在一个转折点。雷华阳等［103］得出振动波型对于结构性软土的动应力-应变类型影响不大，但是最大动弹性模量和动剪切模量的相差可达2．5倍左右。姜岩等［104］提出在动荷载作用后孔隙分布3种类型，指出可利用Menger海绵模型研究交通荷载作用下结构性软土的孔隙分布。
对饱和黏土在循环荷载作用下的动力特性，目前已有大量的研究。而对非饱和黏土在循环剪切荷载作用下的动力特性研究则相对较少。钟辉虹等［105］根据列车荷载作用下地基土现场测试的动应力幅值大小，开展室内试验研究，得出随着饱和度的增加，累积残余应变急剧增加。此外，Gidel等［106］利用动三轴仪研究粗颗粒土在不同静偏应力比下的动力特性，提出土的累积塑性应变与振动次数、应力水平的经验公式。
交通荷载所引起的地基沉降越来越受到人们的重视。李进军等［107］针对交通荷载作用下软土地基的变形问题，采用累积应变的经验公式计算上海地区典型软土地基的累积沉降。魏星等［108］基于试验规律分析，提出一个描述软土在长期重复荷载作用下残余变形发展过程的经验模型，通过上海软土的循环三轴试验的模拟，初步验证模型的合理性。
6土体地震永久变形
汶川特大地震造成数以万计的山体滑坡以及震区高土石坝的损伤与局部破坏，岩土体的地震变形与极限抗震能力已成为人们关注的焦点，并将在相当长的时间内成为研究热点。
根据输入地震波的特性，可分为确定性永久变形分析和非确定性永久变形分析。
6．1确定性永久变形分析
所谓确定性永久变形分析，就是对某一条或几条已知的地震波进行确定性数值积分，求得加速度、动应力和动位移，进而求得地震永久变形的方法。包括滑动体变形分析、整体变形分析和弹塑性分析三种方法。
滑动体变形分析方法认为当土体内某一点加速度超过材料的屈服加速度时，沿破坏面就会发生滑动，向下滑的位移被认为是不可恢复的，因此位移是逐步累加的，这就是永久位移。此后Ambraseys［109］，Stamatopoulos［110］等人对该方法进行改进和发展。由于滑动体变形法假定永久位移沿潜在的滑动面累积，因此，在采用该模型计算时必须先确定滑裂面的位置及形状。就目前的研究成果而言，主要有三种滑裂面破坏机制：平移机制、圆弧机制、对数螺线机制。不同的破坏机制对永久变形的影响很大，在实际工程中应根据需要选取合适的破坏形式。
整体变形分析方法是将地震前后坝体及坝基均假定为连续体，先通过室内试验得到残余应变模型，再按照连续介质的有关理论来进行计算。土体的永久变形一般是由两种变形所引起的：一是球应力作用下产生的体积变形，可用初应力法求解；二是偏应力作用下产生的形状变形，可采用初应变法计算。目前常用的计算方法有：
（1）软化模量法：震后的软化模量是软化模量法的关键，通常是根据应变势来计算。孟上九［111］在软化模量法的基础上，提出分时段的逐步软化模型，用于分析不规则荷载下土体或地基所产生的永久位移。计算中未直接考虑地震惯性力的作用，仅仅在应变势中作间接的反映。李湛等［112］把等效节点力法与软化模量法相结合，提出等效结点力-逐步软化有限元模型。
（2）等效节点力法：认为地震对土体变形的影响可用一组作用于单元节点上的静节点力代替，永久位移即为在等效节点力作用下产生的附加变形。代表性的有：张克绪［113］、刘汉龙等［114］提出的方法。该类方法在计算过程中未考虑残余体应变对永久变形的影响。沈珠江等［115］、赵剑明等［116］在大量试验的基础上提出可考虑残余体应变的永久变形计算模型。此后邹德高等［117］对沈珠江模型进行改进。
弹塑形分析法是在计算过程中采用弹塑性模型直接进行计算，获得残余变形。尽管这种方法在理论上比较严密，但是计算过程非常复杂，耗时很长，而且受应力路径的影响很大，本构模型及参数的合理性直接影响计算结果的精度，工程应用较少。汪闻韶院士和李万红［118］建立二维的适用于土石坝的黏弹塑性动力本构模型。此后，赵剑明等［119］将二维问题推广到三维问题，并建立三维黏弹塑性动力本构模型，开发相应的真非线性分析方法。
6．2随机性永久变形分析
该类方法是将随机振动理论应用于土工地震反应分析中，计算加速度、动应力和动应变等变量的概率统计特性，继而求得永久变形的概率统计特性，进一步进行动力可靠性或危险性分析。在实际工程中，一般通过一条或几条地震波来进行确定性计算。根据Makdisi等［120］的研究结果可知，即使地震波的控制
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参数（如最大加速度、主振频率及强震持续时间等）完全等效，不同波形的地震波引起同一坝体的永久变形有时也有数倍之差。Pal等［121］针对地震反应分析中涉及到的某些内在不确定因素，提出一种评价地震永久变形的随机性分析方法，但由于该模型采用一些简化假定，如加速度为正弦波、滑动服从泊松分布等，使其运用受到限制。刘汉龙［122］、徐建平等［123］在确定性分析的基础上，建立随机地震永久变形危险性分析方法。
7土工抗震措施研究
地震作为一种严重的自然灾害，一旦发生将会带来惨重的损失。汶川地震和日本本州岛9．0级特大地震都已造成严重的灾害，因此，加强土工抗震措施研究十分必要。
7．1土石坝抗震研究
高土石坝震害和研究表明，坝顶附近的地震反应最大，是抗震设计的关键部位。地震中坝体的鞭鞘效应，会使坝体顶部上、下游的堆石体出现松动、滚落、甚至浅层滑动，进而危及大坝的整体安全。
孔宪京等［124］提出减缓下游坝坡并在坝顶区选用抗剪强度较高的筑坝材料，后来又提出一种在下游马道（4/5坝高）以上采用钉结护面板的抗震措施。沈珠江［125］建议三种抗震加固方案：①放缓1/5坝高以上的下游坝坡；②1/5坝高以上的堆石改用碾压混凝土；
③坝顶下20m范围内每隔4m加一根直径5cm的钢筋拉条贯通上、下游。我国已建的124．5m高的南桠河冶勒沥青混凝土心墙堆石坝，在约占坝高3/4以上的部位采用土工格栅加固，土工格栅用于水利水电大坝工程，并作为高土石坝抗震体系尚属首例［126］。泸定、毛尔盖等高土石坝在坝体一定高度也采用铺设土工格栅的抗震加固措施。我国在建的糯扎渡高土石坝在坝顶部位采取埋设钢筋网，坝面铺设混凝土护面板的抗震措施［127］。洪家渡工程为避免坝体填筑在与陡峭岩坡接触带产生相对较大的变形，在距趾板及边岸较近的区域，在自然填筑料中增加少量水泥，形成干硬性堆石进行抗震处理［128］。在糯扎渡土石坝顶部1/5范围内，采用堆石体中加筋、并加盖护面板的抗震措施，虽然坝体填筑造价增加，但顺河向和竖向残余变形降低明显，这种抗震措施对提高糯扎渡高心墙堆石坝的抗震性能十分有利［129］。
地震的不确定性和高土石坝的复杂性，使土石坝抗震设计在很大程度上仍然依赖于工程经验类比。尽管目前土石坝抗震措施研究取得一些成果，但是大部分工作还仅仅是初步和定性阶段，缺乏理论指导和设计参数。因此，有必要在加筋机理和新的加筋措施方面进一步开展研究。
7．2道路抗震措施
道路作为生命线工程在震后的救援工作中起到至关重要的作用，汶川地震严重破坏通往灾区的道路，使得灾后初期救援人员只能通过空降这唯一的途径才能抵达受害地点，这大大增加救援难度和灾后损失。
地震造成的道路震害主要有滑坡和崩塌，路基边坡失稳，支挡结构破坏，路基沉陷、扭曲变形和路面隆起、破损等，地震区的道路工程要采取以下抗震措施［130-132］：
（1）路线规划时应尽量避开可能发生大规模崩塌、滑坡等地震灾害的不利地段，对于岩体松散，易发生崩滑、落石的地段，必须采取有效的加固措施。
（2）选择合适的路基支挡结构，路基的支挡结构应优先采用形体简单、受力明确、自重轻、刚度和质量匀称、重心低、抗震变形协调能力强的构筑物。在地震烈度大于6度区域，支挡结构应进行抗震强度和稳定性验算。
（3）在软弱地基和可液化地层上修筑路基时，可先采取一定的预处理措施，达到提高地基承载力、抗液化能力和降低沉降的要求。同时路基填筑尽量采用优质填料，避免使用低塑性的粉土和砂土，并严格控制路基压实质量。
7．3地下结构抗震措施
随着经济的迅速发展和城市化进程的加速，城市交通状况日趋恶化。由于地铁具有方便、快捷、运量大等优点，成为解决公共交通问题的重要途径。近年来，我国各大城市正在建设或即将建设的地铁和隧道等地下结构工程得到迅猛发展，作为生命线工程的重要组成部分，其抗震措施研究显得尤为重要。
通过对地铁和隧道等地下结构的震害分析，地下结构可采取以下抗震措施［133-134］：
（1）采用对称结构，避免截面尺寸变化过大，结构中的结点应尽量用弹性结点，隧道转弯处交角不应过大，加强出口处的抗震设防，采用抗震性能好的材料作为支护材料，如锚杆、钢纤维混凝土等。
（2）设置减震层和抗震缝，增加隧道管段间的柔性接头，降低隧道整体区间长度。
（3）隧道洞口避免建在滑坡、岩堆和泥石流处，在洞门端墙与衬砌环枢墙、端墙与洞口当土墙或翼墙间的施工接缝处加设短钢筋或设置榫头等抗震连接措施。
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8结语
经过土动力学学者的艰苦努力，有关土动力学与岩土地震工程的理论和应用已取得一定的成果；但是由于土的动力特性非常复杂，要全面反映不同动荷载作用下的真实特性非常困难。本文简要回顾土体动力特性与本构关系、动力反应分析与测试、土体液化、永久变形和土工抗震措施等方面的研究进展，续而提出今后有待加强和深入的研究方向。
（1）建立高精度、高效率的人工边界条件等数值建模理论。
（2）进一步开展粗粒料缩尺前、后动力特性的对比研究，分析其动力循环荷载作用下的变形和破坏机理，从而建立适合于工程实际应用的动力本构模型。
（3）深入开展复杂应力状态以及主应力轴旋转条件下，高速公路、高速铁路路基动力变形特性。
（4）进一步完善接触面动力特性与动本构模型研究。
（5）建立液化后大变形预测和评价方法，以及开展爆炸等其他动力荷载作用下土体液化特性和低烈度区液化机理等方面的研究。
（6）加强在大型动力试验设备方面的研制与开发，完善动力模型试验的相似理论和高精度测试技术与方法。
（7）开展地震荷载作用下高土石坝动力稳定性分析，变形理论以及抗震措施研究。
随着土动力学及岩土地震工程研究的逐步深入，内容和范围越来越广泛，由于篇幅的限制，本文仅涉及其中部分内容，存在不足之处，敬请批评指正。
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刘汉龙（1964-），男，博士，教授。主要从事土动力学与地基基础工程方向研究。
文献综述 建筑设计参考文献综述： [1]《房屋建筑学》，邢双军主编 建筑学作为一门内容广泛的综合性学科，它沙及到建筑功能、工程技术、建筑经济、建筑艺术以及环境规划等许多方面的问题。般说来，建筑物既是物质产品，又具有一定的艺术形象，它必然随着社会生产生活方式的发展变化而发展变化，并且总是受科学技术、政治经济和文化传统的深刻影响*建筑物—一作为人们亲手创造的人为环境的重要组成部分，需要耗用大量的人力和物力。它除了具行满足物质功能的使用要求外，其空间组合和建筑形象又常会赋予人们以精神上的感受。 [2]《建筑设计防火规范》（GB50016-2006） 1.0.1 为了防止和减少建筑火灾危害，保护人身和财产安全，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于下列新建、扩建和改建的建筑： 1 9层及9层以下的居住建筑（包括设置商业服务网点的居住建筑）； 2 建筑高度小于等于24.0m 的公共建筑； 3 建筑高度大于24.0m 的单层公共建筑； 4 地下、半地下建筑（包括建筑附属的地下室、半地下室）； 5 厂房； 6 仓库； 7 甲、乙、丙类液体储罐（区）； 8 可燃、助燃气体储罐（区）； 9 可燃材料堆场； 10 城市交通隧道。 注：1 建筑高度的计算：当为坡屋面时，应为建筑物室外设计地面到其檐口的高度；当为平屋面（包括有女儿墙 的平屋面）时，应为建筑物室外设计地面到其屋面面层的高度；当同一座建筑物有多种屋面形式时，建筑 高度应按上述方法分别计算后取其中最大值。局部突出屋顶的瞭望塔、冷却塔、水箱间、微波天线间或设 施、电梯机房、排风和排烟机房以及楼梯出口小间等，可不计入建筑高度内。 2 建筑层数的计算：建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度小于等 于 1.5m 者，建筑底部设置的高度不超过2.2m 的自行车库、储藏室、敞开空间，以及建筑屋顶上突出的局部设备用房、出屋面 的楼梯间等，可不计入建筑层数内。住宅顶部为两层一套的跃层，可按1 层计，其它部位的跃层以及顶部 多于2 层一套的跃层，应计入层数。 1.0.3 本规范不适用于炸药厂房（仓库）、花炮厂房（仓库）的建筑防火设计。 人民防空工程、石油和天然气工程、石油化工企业、火力发电厂与变电站等的建筑防火设计，当有专门的国家现行标准时，宜从其规定。 1.0.4 建筑防火设计应遵循国家的有关方针政策，从全局出发，统筹兼顾，做到安全适用、技术先进、经济合理。 1.0.5 建筑防火设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
桥梁抗震研究 摘要:文章从研究桥梁震害的角度出发, 通过分析桥梁主要震害形式和震害原因,并阐述了现在常用的抗震设计方法,还提出了在桥梁抗震设计中应遵循的一些设计思想和设计原则,从而提出了新的技术。 关键词: 桥梁震害;抗震设计;抗震措施；设计原则; 桥梁是生命线工程的重要组成部分,是交通运输的枢纽工程,在抗震救灾中处于极其重要的地位。因此,如何提高桥梁的抗震能力,使桥梁在地震时能起到安全疏散、避难的作用,地震后确保抗震救灾重建家园的交通需要,是桥梁工程中的重要研究课题。桥梁同其他建筑物一样,如果不进行正确的抗震设计,在地震时将产生严重的破坏。目前,在桥梁抗震研究方面处于领先水平的是美国和日本。二十多年来他们做了许多开创性的工作,例如桥梁全桥模型的多台振动台模拟地震试验,桥梁上下部结构相互作用力学模型,非线性地震反应分析方法等,并将所取得的成果应用于工程实际,制定出桥梁的抗震设计规范。此外,新西兰在研究利用延性抗震和减震隔建支座方面也做出了突出的成绩,并投入了工程实用。虽然我国开展桥梁结构抗震研究工作比较晚,直到1976年唐山地震后才得以重视,但由于桥梁研究工作者的艰苦努力,十多年来所取得的科研成果还是相当丰富的。先后进行了梁桥、拱桥、斜拉桥、曲桥的抗展研究和振动台模拟地震模型试验,研究水平从线性范围发展到非线性阶段;从确定性方法发展到可靠性理论方法,从确定桥梁的动力特性发展到实际情况。 一．桥梁主要的震害形式 1.上部结构震害 桥梁上部结构震害按照产生原因的不同, 可以分为结构震害、碰撞震害和位移震害。其中最常见的是移位, 最严重的是落梁。桥梁结构震害在历次严重的地震中都比较少见。桥梁碰撞震害包括: 桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形, 混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损, (如汶川地震中磨家互通式跨线桥) T梁横隔板开裂(观音岩大桥)及少数梁端及部分桥台损伤等震害。
植物代谢组学的研究方法及其应用 ★★★ BlueGuy(金币+3)不错，谢谢！ 近年来，随着生命科学研究的发展，尤其是在完成拟南芥(Arabidopsis thaliana) 和水稻(Oryza sativa) 等植物的基因组测序后，植物生物学发生了翻天覆地的变化。人们已经把目光从基因的测序转移到了基因的功能研究。在研究DNA 的基因组学、mRNA 的转录组学及蛋白质的蛋白组学后，接踵而来的是研究代谢物的代谢组学(Hall et al.，2002)。代谢组学的概念来源于代谢组，代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物，代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科(Goodacre，2004)。它是以组群指标分析为基础，以高通量检测和数据处理为手段，以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。 代谢物是细胞调控过程的终产物，它们的种类和数量变化被视为生物系统对基因或环境变化的最终响应(Fiehn，2002)。植物内源代谢物对植物的生长发育有重要作用(Pichersky and Gang，2000)。植物中代谢物超过20万种，有维持植物生命活动和生长发育所必需的初生代谢物；还有利用初生代谢物生成的与植物抗病和抗逆关系密切的次生代谢物，所以对植物代谢物进行分析是十分必要的。 但是，由于植物代谢物在时间和空间都具有高度的动态性(stitt and Fernie，2003)。尤其是次生代谢物种类繁多、结构迥异，且产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性，难于进行分离分析，所以人们一直在寻找更为强大的检测分析工具。在代谢物分析领域，人们已经提出了目标分析、代谢产物指纹分析、代谢产物轮廓分析和代谢表型分析、代谢组学分析等概念。20世纪90年代初，Sauter 等(1991)首先将代谢组分析引入植物系统诊断，此后关于植物代谢组学的研究逐年增多。随着拟南芥等植物的基因组测序完成以及代谢物分析手段的改进和提高，今后几年进入此研究领域的科学家和研究机构将越来越多。 1研究方法 代谢组学分析流程包括样品制备、代谢物成分分析鉴定和数据分析与解释。由于植物中代谢物的种类繁多，而目前可用的成分检测和数据分析方法又多种多样，所以根据研究对象不同，采用的样品制备、分离鉴定手段及数据分析方法各不相同。 1.1样品制备 植物代谢物样品制备分为组织取样、匀浆、抽提、保存和样品预处理等步骤(Weckwerth and Fiehn，2002)。代谢产物通常用水或有机溶剂(如甲醇和己烷等)分别提取，获得水提取物和有机溶剂提取物，从而把非极性的亲脂相和极性相分开。分析之前，通常先用固相微萃取、固相萃取和亲和色谱等方法进行预处理(邱德有和黄璐琦，2004)。然而植物代谢物千差万别，其中很多物质稍受干扰结构就会发生改变，且对其分析鉴定所采用的设备也不同。目前还没有适合所有代谢物的抽提方法，通常只能根据所要分析的代谢物特性及使用的鉴定手段选择合适的提取方法。而抽提时间、温度、溶剂成分和质量及实验者的技巧等诸多因素也将影响样品制备的水平。
摘要：本文从桥梁工程的定义出发，对桥梁工程做了基本的定界，接着介绍了桥梁的基本组成、桥梁的分类以及特点，随后，阐述了桥梁学科的历史发展以及规律，正是因为在历史的发展中我们不断总结和反思，才更好的推动了桥梁工程突飞猛进的发展。从历史过过渡到当下，进而引出了当下的一些桥梁学科的前沿问题，为后面对桥梁工程未来的展望奠定了基础。最后，对桥梁工程未来的发展方向做出了分析。 关键词：组成；分类；历史，前沿；未来 引言：本篇文献综述的论述主题是桥梁工程，紧紧围绕桥梁工程来展开本文。桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程中属于结构工程的的一个分支。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。我们在生活中桥梁处处可见，由此可看出桥梁在生产生活中的重要性，通过历史发展我们也可以了解到桥梁在文化，经济，军事每一个方面都有着重大的影响，桥梁随着时间的推移在不断的改变，但却历久弥新。随着科学技术的发展，经济，社会，文化水平的提高，桥梁建筑的需求越来越高。经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，都取得令世界瞩目的成就。现代建筑的价值源于创新精神，桥梁工程也不例外。作为一名工科学子，我们要克服因循守旧，不思进取的风气，敢于质疑传统，在结构形式、施工方法、设计理念和设计方法上创新，对更高科技、更高质量、更环保的工程技术的追求步履不停。
正文： 1.【1】桥梁的基本组成 桥梁的组成与桥梁的结构体系有关。常见的桥梁组一般由上部结构、下部结构两部分组成。在桥跨和墩台之间还设有支座，用于连接和传力。除此之外，还有路堤、挡墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯以及导航装置等附属设施。 1.1上部结构 桥梁位于支座以上的部分称为上部结构，它包括桥跨（也叫承重结构)和桥面。桥跨是桥梁中直接承受桥上交通荷载并架空的结构部分；桥面是承重结构以上的各部分（指公路桥的行车道铺装，铁路桥的道砟，枕木，钢轨，排水防水系统，人行道，安全带，路缘石，栏杆，照明或电力装置，伸缩缝等）。 1.2下部结构 桥梁位于支座以下部分称为下部结构，也叫支承结构。它包括桥墩，桥台以及墩台的基础，基础位于墩台的最下部分，承受墩台传递的全部荷载（包括交通荷载和结构自重）并将其传递给地基的结构物。地基是承受由基础传递的荷载而产生变形的各个土层（包括岩层）。 1.3正桥与引桥 桥梁跨越主要障碍物（或通航河道）的结构称为正桥；连接正桥和路堤的桥梁区段称为引桥。正桥跨度大，基础深，是整个桥梁工程的重点；引桥一般跨度较小，基础较浅；在正桥和引桥的分界处，有时还会设置桥头建筑——桥头堡。 1.4跨度 跨度也叫跨径，是表现桥梁技术水平的重要指标，它表示桥梁的跨越能力。多跨桥梁的最大跨度称为主跨。桥跨结构两支座间的距离L1称为计算跨径，用于结构分析计算；设计洪水位线上两相邻墩台间的水平净距L0称为桥梁净跨径，各孔净跨径之和称为总跨径，它反映的是卡桥梁的泄洪能力。 1.5桥梁全长 《公路桥涵设计通用规范》（ D60-2004）规定：有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系长度。 1. 6桥下净空高度 设计洪水位或设计通航水位与桥跨结构最下缘的高差H称为桥下净空高度，应大于通航或排水要求的最小数值。 1.7建筑高度 桥面到桥跨结构最下缘的高差h称为桥梁的建筑高度。其数值应小于在桥梁定线中所要求的容许建筑高度。 2.【2】桥梁的分类及特点 桥梁有许多分类方式，人们通常根据桥梁的结构形式、所用材料、所跨越的障碍以及其用途、跨径大小等对桥梁进行分类。 2.1根据桥梁单孔跨径大小和多跨总长的不同，桥梁可分为；小桥、中桥、大桥、特大桥。
设计（研究）现状和发展趋势（文献综述） 2.1桥梁设计的现状 2.1.1 梁式桥 1. 简支体系梁桥 实心板桥，空心板桥，T 梁桥,工字型梁桥, 箱型梁桥等 特点:受力简单;标准设计;预制吊装;20~50m;中小桥;引桥 组合式梁桥有两种型式： Ι形组合梁桥____适用于钢筋混凝土简支梁桥 箱形组合梁桥____适用于预应力混凝土梁桥。 优点：显著减轻预制构件的重量,便于集中制造和运输吊装。 2. 简支变连续体系梁桥 T 梁桥,工字型梁桥, 箱型梁桥等 特点:先简支(预制吊装),后连续;连续体系受力;预应力20~50m;中小桥;引桥3. 连续梁桥 箱型截面,连续体系受力,支座 20~30m:普通钢筋混凝土,中小桥;引桥;高架桥; 立交桥;支架现浇较多 40~60m:预应力混凝土,大中桥;次主桥; 等截面,顶推施工 >60m: 大桥,特大桥;变截面, 悬臂施工(现浇或拼装) 4. 刚构桥 门式刚架桥 T 型刚构桥（带挂孔的或不带挂孔的） 连续刚构桥 刚构-连续组合体系桥 斜腿刚构桥 刚构桥特点： 箱型截面,连续体系受力, 墩梁刚接（不需支座） >60m,大桥,特大桥;变截面, 悬臂施工(现浇或拼装)-不需体系转换 2.1.2 拱桥 简单体系拱桥(上承式拱) 组合体系拱桥(中承式拱、下承式拱、系杆拱等) 1. 石拱桥 我国现存的石拱桥最早已有1500多年历史， 常用跨度:8~60m;
1991年,120m,湖南凤凰县乌巢河桥 2001年,146m, 山西晋城丹河大桥, 世界最大跨度。 2. 混凝土拱桥 分箱形拱、肋拱、桁架拱 常用跨度:30~200m 世界已建成跨径超过240M拱桥共15座，中国4座 跨径大于300m的拱桥共5座，中国占3座 1997年,重庆万县长江大桥(主跨420m)，为世界最大跨度。 钢管混凝土劲性骨架混凝土箱形拱：以钢管混凝土作为劲性骨架，再外包混凝土形成箱形拱，是修建大跨径拱桥十分好的构思，除了方便施工外，还避免了钢管防护问题。 3. 钢管混凝土拱桥 钢管混凝土是一种钢-混凝土复合材料具有支架、模板二大作用，自架设能力强极限状态下发挥套箍作用,极限承载能力高常用跨度:100~300m。 4. 钢拱桥 ?适用于大跨径 ?我国钢拱桥修建正在较快增加 2.1.3 斜拉桥 特点：组合体系，比梁式桥有更大的跨越能力 200~800m的跨径范围内占据着优势 由于拉索的自锚特性而不需要悬索桥那样巨大锚碇 在800~1100m的跨径范围内，斜拉桥也扮演重要角色 1600m跨径都是可行的 斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分成： 主梁一般采用混凝土结构、钢－混凝土组合结构、钢结构或钢和混凝土混合结构； 索塔－采用混凝土、钢－混凝土组合或钢结构；大部分采用混凝土结构； 斜拉索－则采用高强材料（高强钢丝或钢绞线）制成。 2.1.4 悬索桥 世界已建成跨径大于1000米的悬索桥17座；日本于1998年建成了世界最大跨径的明石海峡大桥，是世界建桥史上的一座丰碑。 特点：悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一 受力明确，造型优美，规模宏伟，“桥梁皇后” 跨径大于800m的桥梁，悬索桥具有很大的竞争力 400~800m也有可比性 抗风稳定性问题突出 2.2桥梁设计的发展趋势 随着我国经济发展，材料、机械、设备工业相应发展，这为我国修建大跨径斜拉桥和悬索桥提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工，使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。以下是桥梁发展得趋势：
Botanical Research 植物学研究, 2016, 5(1), 26-33 Published Online January 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/a218106106.html,/journal/br https://www.doczj.com/doc/a218106106.html,/10.12677/br.2016.51005 Application of Metabolomics in Plant Research Guixiao La1, Xi Hao1, Xiangyang Li1, Mingyi Ou2, Tiegang Yang1* 1Industrial Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou Henan 2China Tobacco Guizhou Industrial Co. Ltd., Guiyang Guizhou Received: Dec. 10th, 2015; accepted: Dec. 25th, 2015; published: Dec. 30th, 2015 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/a218106106.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Metabolomics is an emerging omics technology after genomics and proteomics, which can qualify and quantify all small molecular weight metabolites in an organism or cells in a short time. With the technology development of gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS), liquid chroma-tography-mass spectrometer (LC-MS) and capillary electrophoresis-mass spectrometry (CE-MS), and the improvement of data process method and presented huge advantages, plant metabolomics has been used in multiple research fields such as functional genomics, metabolism pathway, crop improvement... In this paper, we reviewed the recent progress in plant metabolomics and the put-ative problem in this research field. Moreover, the application prospects of the plant metabolom-ics were also forecasted. Keywords Metabolomics, Plant, Advance, Prospect 代谢组学在植物研究领域中的应用 腊贵晓1，郝西1，理向阳1，欧明毅2，杨铁钢1? 1河南省农业科学院经济作物研究所，河南郑州 2贵州中烟工业有限责任公司，贵州贵阳 *通讯作者。
代谢组学在医药领域的应用与进展 一、学习指导 1.学习代谢组学的概念及内涵，掌握代谢组学的研究对象与分析方法。 2.熟悉代谢组学数据分析技术手段 3.了解代谢组学优势特点 4.了解代谢组学在医药领域的应用 5.了解代谢组学发展趋势 二、正文 基因组功能解析是后基因组时代生命科学研究的热点之一，由于基因功能的复杂性和生物系统的完整性，必然要从“整体”层面上来理解构成生物体系的各个模块功能。随着新的测量技术、高通量的分析方法、先进的信息科学和系统科学新理论的发展，加上生物学研究的深入和生物信息的大量积累，使得在系统水平上研究由分子生物学发现的组件所构成的生命体系成为可能[1]。系统生物学家们认为，将生命科学上升为“综合”科学的时机已经成熟，生命科学再次回到整合性研究的新高度，逐步由分子生物学时代进入到系统生物学时代[2]。系统生物学不同以往的实验生物学仅关注个别基因和蛋白质，它要研究所有基因、蛋白质，代谢物等组分间的所有相互关系，通过整合各组成成分的信息，以数学方法建立模型描述系统结构[3,4]。 （一）代谢组学的概念及内涵 代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后，系统生物学的重要组成部分，也是目前组学领域研究的热点之一。代谢组学术语在国际上有两个英文名，即metabolomics 和metabonomics。Metabolomics是由德国的植物学家Fiehn等通过对植物代谢物研究提出来的，认为代谢组学（metabolomics）是定性和定量分析单个细胞或单一类型细胞的代谢调控和代谢流中所有低分子量代谢产物，从而监测机体或活细胞中化学变化的一门科学[5]。英国Nicholson研究小组从毒理学角度分析大鼠尿液成份时提出了代谢组学（Metabonomics）的概念，认为代谢组学是通过考察生物体系受扰动或刺激后（如某个特定基因变异或环境变化后），其代谢产物的变化或代谢产物随时间的变化来研究生物体系的代谢途径的一种技术[6]。国内的代谢组学研究小组基本用metabonomics一词来表示“代谢组学”。严格地说，代谢组学所研究的对象应该包括生物系统中所有的代谢产物。但由于实际分析手段的局限性，只对各种代谢路径底物和产物的小分子物质（MW<1Kd）进行测定和分析。 （二）代谢组学优势特点 代谢组学作为系统生物学的一个重要组成部分，代谢组可以更好地反映体系表型生物机体是一个动态的、多因素综合调控的复杂体系，在从基因到性状的生物信息传递链中，机体需通过不断调节自身复杂的代谢网络来维持系统内部以及与外界环境的正常动态平衡[7]。
代谢组学技术及其在中医研究中的探讨 姓名：郭欣欣学号：22009283 导师：刘慧荣 代谢组学(metabonomics) 是20世纪90年代中期发展起来的一门新兴学科,是关于生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后) 其代谢产物(内源代谢物质) 种类、数量及其变化规律的科学。它研究的是生物整体、系统或器官的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或外在因素的影响。常用的方法是检测和量化一个生物整体代谢随时间变化的规律;建立内在和外在因素影响下,代谢整体的变化轨迹,反映某种病理(生理) 过程中所发生的一系列生物事件。 1 代谢组学研究技术平台 代谢组学研究的技术平台包括以下几个部分:前期的样品制备,中期的代谢产物检测、分析与鉴定以及后期的数据分析与模型建立。 前期代谢组学研究常用的检测技术,一般不需要对标本行特别的分离、纯化等。但离体条件下,细胞或组织内的代谢状态可迅速改变,代谢物的质与量亦随之变化,为正确反映在体的真实信息,须立即阻断内在酶的活性。最为常用的是冰冻/液氮降温法及冷冻、干燥的保存技术,尽管如此,细胞间仍始终有一低水平的代谢活动,需尽量避免氧化等活化因素。 中期代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学技术的核心部分,最常用的是NMR及质谱(MS)两种。 核磁共振技术是利用高磁场中原子核对射频辐射的吸收光谱鉴定化合物结构的分析技术,生命科学领域中常用的是氢谱( 1H NMR ) 、碳谱(13C NMR)及磷谱(31P NMR)三种。可用于体液或组织提取液和活体分析两大类。 NMR技术在代谢组学中的应用越来越广泛,它具有如下优点: ①无损伤性,不破坏样品的结构和性质; ②可在一定的温度和缓冲范围内进行生理条件或接近生理条件的实验; ③与外界特定干预相结合,研究动态系统中机体化学交换、运动等代谢产物的变化规律; ④实验方法灵活多样。但仪器价格及维护费用昂贵限制了该技术的进一步普及。 质谱技术是将离子化的原子、分子或是分子碎片按质量或是质荷比(m/e)大小顺序排列成图谱,并在此基础上,进行各种无机物、有机物的定性或定量分析。新的离子化技术则使质谱技术的灵敏度和准确度均有很大程度的提高。NMR技术与MS技术相比,各有其优缺点,需要在研究中灵活选用。总体而言,NMR技术应用的更为广泛。此外,根据代谢组学的研究需要,还常用于其他的一些分析技术,如气相色谱(GC) ,高效液相色谱仪(HPLC) ,高效毛细管电泳(HPCE)等。它们往往与NMR或MS技术联用,进一步增加其灵敏性。但不容忽视的是,随着分析手段更新,敏感性及分辨率提高,“假阳性”的概率也就越大,可能是仪器技术方法固有的，亦或是数据分析过程中产生的。 后期代谢组学研究的后期需借助于生物信息学平台。它往往借助于一定的软件,联合多种数据分析技术,将多维、分散的数据进行总结、分类及判别分析,发现数据间的定性、定量关系,解读数据中蕴藏的生物学意义,阐述其与机体代谢的关系。如果说分析技术在我们面前打开了“一扇门”,正确的数据分析方法和模型建立便是“找到宝藏”的钥匙。 主成分分析法( PCA) 是最常用的分析方法。其将分散于一组变量上的信息集中于几个综合指标(PC)上,如糖代谢、脂质代谢、氨基酸代谢等,利用主成分描述机体代谢的变化情况,发挥了降维分析的作用,避免淹没于大量数据中。其他的模式识别技术,如聚类分析、辨别式功能分析、最小二乘法投影法等在代谢组学研究中亦有其重要的地位。 现实情况下,代谢组学的数据更为复杂,特别是NMR对病理生理过程的研究,将代谢物的表达谱与时间相联系,分析时更加困难,需要借助复杂的模型或是专家系统进行分析(在应用
燕山大学 本科毕业设计文献综述 课题名称：205国道至京沈高速 连接线B线工程设 计 学院（系）：建筑工程与力学学院 年级专业：06土木工程（道桥） 学生姓名：宋中举 指导教师：茹洪忠 完成日期：2008-3-22
一、课题性质： 毕业设计是实践性教学的重要环节。通过“假题真做”，强化对基本知识和基本技能的理解和掌握，培养收集资料和调查研究的能力，方案必选和论证的能力，理论分析与设计运算能力。进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力，培养学生独立思考问题和解决问题的能力。对大学所学专业知识进行全方位深层次的检测，为大学生涯画上完美的句号，进一步为即将步入的岗位做好技术储备。 回顾我国公路发展历程，对比世界公路发展趋势，可以认为，我国公路交通正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。而二级路作为大学生道桥专业结业性的选题，给了即将走入社会的我们一个试手的机会。同时，为逐步实现我国交通运输现代化的总体战略目标，按照道路的使用功能和交通需求，高等级公路的发展也是未来我国公路交通发展的战略要点。 二、研究主要内容： (1)进行路线方案必选，确定工程方案 (2)排水系统及防护工程的设计 (3)道路平、纵断面设计 (4)路面结构层设计 (5)确定大、中桥位，设计方案，结构类型和主要尺寸 (6)确定小桥、涵洞的类型和尺寸 (7)挡土墙的设计 三、课题研究的主要步骤和方法： 1.收集资料，编写可行性研究报告 2.初步勘测与初步设计 (1)在教学地形图上研究几条可能的路线方案 (2)进行各路线方案的勘测工作，并会出路线平面及纵断面设计图（比例尺位1：10000） (3)概略性确定沿线桥梁、涵洞位置、类型、孔径及数量 (4)进行路线方案的技术与经济比较，确定选用方案 3.详细技术测量与技术设计
药用植物代谢组学的研究进展 【摘要】从技术步骤、分析方法以及实际应用三个方面对当前药用植物代谢组学研究领域的一些理论问题和实践中面临的挑战进行综述。 【关键词】药用植物;代谢组学;功能基因组学 代谢组学是对生物体内代谢物进行大规模分析的一项技术[1],它是系统生物学的重要组成部分(如图1所示),药用植物代谢组学主要研究外界因素变化对植物所造成的影响,如气候变化、营养胁迫、生物胁迫,以及基因的突变和重组等引起的微小变化,是物种表型分析最强有力的工具之一。在现代中药研究中,代谢组学在药物有效性和安全性、中药资源和质量控制研究等方面具有重要理论意义和应用价值。另外,在对模式植物突变体文库或转基因文库进行分析之前,代谢组学往往是首先考虑采用的研究方法之一。目前,国外已有成功利用代谢组学技术对拟南芥突变株进行大规模基因筛选的例子,这为与重要性状相关基因功能的阐明和选育可供商业化利用的转基因作物奠定了基础 目前,还有许多经济作物的全基因组测序计划尚未完成,由于代谢组学研究并不要求对基因组信息的了解,所以在与这些作物有关的研究领域具有更大的利用价值,这也是其与转录组学和蛋白组学研究相比的优势之一。代谢组学研究涉及与生物技术、分析化学、有机化学、化学计量学和信息学相关的大量知识,Fiehn[2]对代谢组学有关的研究方向进行了分类(见表1)。 1代谢组学研究的技术步骤 代谢组学研究涉及的技术步骤主要包括植物栽培、样本制备、衍生化、分离纯化和数据分析5个方面(见图2)。 1.1植物栽培 对研究对象进行培育的目的是为了对样本的稳定性进行控制,相对于微生物和动物而言,植物的人工栽培需要考 表1代谢组学的分类及定义略 虑更多的问题,如中药材在不同年龄、不同发育阶段、不同部位以及光照、水肥、耕作等环境因素的微小差异都可引起生理状态的变化,而这些非可控及可控双重因素的影响很难进行精确的控制,从而影响药用植物代谢组研究的重复性。为了解决以上问题,推荐使用大容量的培养箱[3],定时更换培养箱中栽培对象的位置,以及使用无土栽培技术等,Fukusaki E[4]利用无土栽培系统将水和养分直接引入植物根部,并且对供给量进行精确地控制,大大提高了实验的重复性。 1.2样本制备 为了获得稳定的实验结果,样本制备需要考虑样本的生长、取样的时间和地点、取样量以及样本的处理方法等问题,并根据分析对象的分子结构、溶解性、极性等理化性质及其相对含量大小对提取和分离的方法进行选择,逐一优化试验方案。Maharjan RP等[5]用6种方法分别对大肠杆菌中代谢产物进行提取,发现用-40℃甲醇进行提取的效果最好。现阶段代谢组学的分析对象主要集中在亲水性小分子,尤其是初级代谢产物,气相色谱 质谱联用(GC MS)和毛细管电泳 质谱(CE MS)联用都是分析亲水小分子的重要技术。Fiehn O等[6]使用GC MS 对拟南芥叶片中的亲水小分子进行了分析,发现酒石酸半缩醛、柠苹酸、别苏氨酸、羟基乙酸等15种植物代谢物。 1.3衍生化处理 对目标代谢产物的衍生化处理取决于所使用的分析设备,GC MS系统只适
绪论 一、土力学的研究对象 土力学是一门研究土的学科，主要解决工程中的土的性质、强度及稳定性问题。 在工程建设中，土往往做为不同对象来研究。如在土层上修建房屋、桥梁、道路、铁路时，土是用来支撑上部建筑传来的荷载，这时土被用作 土分布在地壳的表面，其工程性质相差极大。因此，进行工程建设时，必须结合土的实际工程性质进行设计。 它与岩石、土壤既有联系又有区别。土的主要特征是分散性、复杂性和易变性，其性质将随外界环境（如温度、湿度）的变化而发生显著的变化。 岩石与土是有差别的，岩石中虽然有孔隙和裂隙，但可近似看成是连续介质。岩石主要是岩石力学（或隧道力学）的研究对象。 土壤属农业学科，是土壤学研究的对象。土壤的主要特征是具有肥力，能够提供植物生长过程中所需要的养料。人类对土壤的认识和利用比土要丰富的多，土壤学的发展也比土力学要早得多。 但应该指出，学科之间都是相互交叉，相互渗透的，岩石力学、土壤学与土力学是密切联系的，土力学在发展过程中，也利用了许多岩石力学和土壤学的成就。 二、土力学的研究内容 1．基本概念
（1）土：是岩石经过物理、化学、生物等风化作用的产物，是由矿物颗粒组成的集合体。 （2）土的三相组成：固体颗粒（土粒）水和气体 （3）土力学：是研究土的物理力学性质、变形及强度规律，以及土体稳定性的一门科学。 土力学是岩土力学的一个分支。 ????? ???????????????月球土力学等土动力学冻土力学海洋土力学环境土力学土力学岩石力学岩土力学 2．土力学的研究内容 （1） 土的物理、力学、物理化学性质； （2） 宏观与微观结构； （3） 土的压缩性； （4） 强度特性； （5） 渗透性； （6） 动力特性等。 为各类土木工程的稳定和安全提供科学的对策。 三、土力学发展概况（自学） 四、本学科与土木工程专业的关系 在土木工程设计与施工中，将会遇到大量的与土有关的工程技术问题。 （1）在铁路或道路的路基工程中，土是修筑路堤的基本材料，同时
文献综述 钢筋混凝土框架结构 1.前言 随着经济的发展、科技进步、建筑要求的提升，钢筋混凝土结构在建筑行业得到了迅速发展。随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化，无论是工业建筑还是民用建筑，在结构设计中遇到的各种难题日益增多，钢筋混凝土结构以其界面高度小自重轻，刚度大，承载能力强、延性好好等优点，被广泛应用于各国工程中，特别是桥梁结构、高层建筑及大跨度结构等领域，已取得了良好的经济效益和社会效益。而框架结构具有建筑平面布置灵活、自重轻等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求，因此，框架结构在结构设计中应用甚广。为了增强结构的抗震能力，框架结构在设计时应遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”。 2.现行主要研究 2.1预应力装配框架结构 后浇整体节点与现浇节点具有相同的抗震能力;钢纤维混凝土对减少节点区箍筋用量有益,但对节点强度、延性和耗能的提高作用不明显。与现浇混凝土节点相比,预应力装配节点在大变形后强度和刚度的衰减及残余变形都小;节点恢复能力强;预制混凝土无粘结预应力拼接节点耗能较小,损伤、强度损失和残余变形也较小。装配节点力学性能受具体构造影响很大,过去进行的研究也较少,一般说,焊接节点整体性好,强度、耗能、延性等方面均可达到现浇节点水平;螺栓连接节点刚度弱,变形能力大,整体性较差。因此,这一类节点连接如应用于抗震区,需做专门抗震设计。 2.2地震破坏 钢筋混凝土在地震破坏过程中瞬态震动周期逐步延长，地震动的低频成分是加剧结构破坏的主要因素，峰值和持时也是非常重要的原因。瞬态振型的变化与结构的破坏部位直接相关。结构破坏过程中，瞬态振型参与系数变化不大。结构瞬态振动周期延长加剧时，结构的整体耗能能力增大，结构濒临倒塌时，基本失去耗能能力。结构破坏过程中，位移时程与破坏构件百分比的变化与地震的峰值的出现密切相关。破坏构件百分比是表征结构破坏与倒塌的指标。地震动的几个特征对结构破坏影响均很大。 2.3异性柱框架结构抗震性能
毕业设计（论文）开题报告 2016年 03月 20日 题目：桥梁外观检测和荷载试验分析 报告人：**** 班级：道桥****班 一、文献综述： 1、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》 JTG B01-2003 2、中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60－2004 3、中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTGD62-2004 4、中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTJ024－85 5、中华人民共和国行业标准《公路圬工桥涵设计规范》 JTJ D61-2005 6、中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵施工技术规范》 JTJ 041-2000 7、中华人民共和国交通部部标准《公路工程抗震设计规范》 JTJ 004－89 二、选题的目的和意义： 随着中国经济的飞速发展，交通运输出现了重载、高速、大流量的现代运输结构的发展趋势，公路运输在整个运输体系中占有的比例越来越大。而桥梁是道路的咽喉，因此公路运输对现有桥梁（即旧桥）和新建桥梁的结构性能与使用质量提出了更高的要求。桥梁外观调查和静载试验对于桥梁检测的重要性愈加明显，是桥梁检测方面不可缺少的重要组成部分。 三、研究方案： 第一阶段：桥梁有关资料的收集 第二阶段：现场检测工作的进行 第三阶段：检测数据的采集 第四阶段：确定桥梁的承载能力和最终为制定桥梁的技术养护方案。
四、进度计划： 2016年3月中旬：填写毕业设计（论文）开题报告、毕业设计（论文）选题申报表2016年3月中旬-2016年4月初：通过查阅相关资料，相关文献初步完成论文的撰写2015年4月初-2015年5月中旬：攥写整理论文，结合老师的指导进行补充与修五、指导教师意见： 指导教师： 年月日
《土动力学》学习提纲 第一部分：土动力学的研究对象及内容 要求：掌握土工中常见动荷载的作用特点、作用方式，土动力学的研究对象、研究内容与研究途径。 问题： 1 土工中常见的动荷载作用特点与作用方式是怎样的？ 2 土动力学的研究对象与研究内容是什么？ 第二部分：振动荷载作用下土的力学性状(土的动力特性) 要求：掌握动荷载作用下土的力学形状变化特点，表示土动力特性的方法、指标，它们的基本变化规律以及影响因素。 问题： 1 动荷载作用下土的力学形状变化特点是什么？ 2 什么是土的动强度？ 3 如何表示土的动强度？ 4 土的动强度基本变化规律是怎样的？ 5 影响土动强度的主要因素有哪些？ 6 动荷载作用下不同类土的破坏特点与形式有何差异？ 7 动荷载作用下土有那些变形特点？ 8 什么是振动(震动)累积孔隙水压力？ 9 为什么说振动累积孔隙水压力是影响土动力特性的主要因素？ 10 用来描述振动累积孔隙水压力变化的主要模型有哪些？ 第三部分：无粘性土与少粘性土的震动液化与判别 要求：掌握动荷载作用下无粘性土与少粘性土液化的基本变化规律以及影响因素，国内外判别震动液化的主要方法及判别步骤，国内规范中所使用的液
化判别方法，各种判别方法的特点和适用范围，增强地基抗液化能力的主要措施。 问题： 1 什么是无粘性土与少粘性土的液化？ 2 影响液化的主要因素有哪些？ 3 动荷载作用下液化的必要条件是什么？ 4 地震荷载作用下，水平场地土层的应力状态如何？ 5 震害调查历史表明地基土层液化的最大深度是多少？为什么？ 6 国内外有哪些判别土层液化的方法及步骤是什么？ 7 国内规范判别液化的方法及步骤是什么？ 8 如何使用抗液化剪应力法判别液化？说明具体的步骤 9 如何使用剪切波速法判别液化？ 10 有哪些增强地基抗液化能力的措施？ 第四部分：动荷载作用下土的应力应变关系 要求：理解动荷载作用下土的应力应变关系变化特点，掌握等效线性模型，对弹塑性模型及非线性模型有所了解。 问题： 1 动荷载作用下土的应力应变关系变化特点是什么？ 2 如何利用等效线性模型描述土的应力应变关系？ 3 影响等效线性模型参数的主要因素是什么？ 4 利用等效线性模型表示土的动应力应变关系有那些不足？怎样克服它？ 第五部分：确定土动力特性参数的试验方法 要求：掌握动三轴试验原理，现场波速试验原理，了解共振柱试验、动单剪试验原理。掌握利用动三轴试验确定等效线性关系参数的方法，确定土的动强度和液化强度的方法。 问题：
代谢组学综述 摘要：代谢组学是20世纪90年代中期发展起来的对某一生物或细胞所有低相对分子质量代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科,由于其广泛的应用前景,目前已成为系统生物学的重要组成部分。现简要介绍了代谢组学的含义、代谢组学研究的历史沿革、当前代谢组学研究中的分析技术、数据解析方法,综述了代谢组学在药物毒理学研究、疾病诊断、植物和中药等领域的应用情况,并对当前代谢组学研究中存在的问题及发展趋势进行探讨。 关键词：代谢组学研究技术 随着人类基因组计划等重大科学项目的实施,基因组学、转录组学及蛋白质组学在研究人类生命科学的过程中发挥了重要的作用, 与此同时, 代谢组学（metabolomics）在20世纪90年代中期产生并迅速地发展起来, 与基因组学、转录组学、蛋白质组学共同组成系统生物学。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等各种组学0在生命科学领域中发挥了重要的作用, 它们分别从调控生命过程的不同层面进行研究, 使人们能够从分子水平研究生命现象, 探讨生命的本质, 逐步系统地认识生命发展的规律。这些组学手段加上生物信息学, 成为系统生物学的重要组成部分。 代谢组学的出现和发展是必要的, 同时也是必须的。对于基因组学和蛋白质组学在生命科学研究中的缺点和不足, 代谢组学正好可以进行弥补。代谢组学研究的是生命个体对外源性物质(药物或毒物)的刺激、环境变化或遗传修饰所做出的所有代谢应答, 并且检测这种应答的全貌及其动态变化。代谢组学方法为生命科学的发展提供了有力的现代化实验技术手段, 同时也为新药临床前安全性评价与实践提供了新的技术支持与保障。 1 代谢组学的概念及发展 代谢组学最初是由英国帝国理工大学Jeremy N icholson教授提出的, 他认为代谢组学是将人体作为一个完整的系统, 机体的生理病理过程作为一个动态的系统来研究, 并且将代谢组学定义为生物体对病理生理或基因修饰等刺激产生的代谢物质动态应答的定量测定。2000年, 德国马普所的Fiehn等提出了代谢组学的概念, 但是与N icholson提出的代谢组学不同, 他是将代谢组学定位为一个静态的过程, 也可以称为/代谢物组学, 即对限定条件下的特定生物样品中所有代
1 岩土工程勘察内容 岩土工程勘察工作是设计和施工的基础。若勘察工作不到位，不良工程地质问题将揭露出来，即使上部构造的设计、施工达到了优质也不免会遭受破坏。不同类型、不同规模的工程活动都会给地质环境带来不同程度的影响；反之不同的地质条件又会给工程建设带来不同的效应。岩土工程勘察的目的主要是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区做出工程地质评价。 岩土工程勘察的任务是按照不同勘察阶段的要求，正确反映场地的工程地质条件及岩土体性态的影响，并结合工程设计、施工条件以及地基处理等工程的具体要求，进行技术论证和评价，提交处岩土工程问题及解决问题的决策性具体建议，并提出基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工的指导性意见，为设计、施工提供依据，服务于工程建设的全过程。 岩土工程勘察应分阶段进行。岩土工程勘察可分为可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘察和详细勘察三阶段，其中可行性研究勘察应符合场地方案确定的要求；初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求；详细勘察应符合施工设计的要求。 根据勘察对象的不同，可分为：水利水电工程（主要指水电站、水工构造物的勘察）、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高，国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类，编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等，通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此，通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察，勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。 岩土工程勘察的内容主要有：工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。 2 土工程勘察热点 当前，特殊条件下的岩土工程评价仍然是岩土勘察工程中最普遍最大的热点。特殊条件指的是： （1）特殊土。包括湿陷性黄土、软土、膨胀土、盐渍土等。在特殊土地基上进行工程建设时，必须充分考虑到它们所具有的特殊物理力学化学性质。 （2）特殊工程地质条件。包括岩溶、斜坡与滑坡、泥石流、采空区、地面沉降、地震效应等。其中强震区的砂土液化、断裂、震陷等问题是岩土工程勘察中经常遇见的。
·综述· 代谢组学研究技术进展 胡正青a，林夏珍a，郭明b*(浙江林学院，a. 园林学院；b. 理学院化学系，浙江临安 311300) 摘要：目的介绍代谢组学研究技术的最新进展。方法综合国内外文献报道，介绍当前代谢组学研究中样品制备、仪器分析技术、数据处理方法和结果分析的最新研究概况。结果代谢组学研究技术取得了一定进步，拓宽了代谢组学的应用范围。结论自动化、标准化、整合化和完整化将是代谢组学研究技术的发展方向。 关键词：代谢组学；研究进展；系统生物学；分析技术；综述 中图分类号：Q591 文献标志码：A 文章编号：1007-7693(2010)06-0485-06 Advances in Research Techniques of Metabonomics HU Zhengqing a, LIN Xiazhen a, GUO Ming b*(Zhejiang Forestry University, a.School of Landscape Architecture, b. Department of Chemistry, Lin’an 311300, China) ABSTRACT: OBJECTIVE To introduce the new advances in research techniques of metabonomics. METHODS Make a summary of both national and overseas papers about matabonomics, and introduce the latest development in sample preparation, instrument analytical techniques, data processing and results analysis. RESULTS Research techniques of metabonomics have made certain progress and extend applied fields of metabonomics. CONCLUSION Automation, standardization, integration of multi-disciplinary and completeness will be the orientation for the future development of metabonomic techniques. KEY WORDS: metabonomics; research evolution; systems biology; analytical technique; review 代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后迅速发展起来的一门新兴学科，它以生物系统中的代谢产物(由于实际分析手段的局限性，目前主要针对相对分子质量1 000以下的小分子)为分析对象，以高通量、高灵敏度、高分辨率的现代仪器分析方法为手段，结合模式识别等化学计量学方法，分析生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)其代谢产物的变化或其随时间的变化规律。英文文献中，早期的代谢组学研究使用了两个不同的术语：metabolomics和metabonomics。前者侧重以单个细胞作为研究对象，Fiehn等[1]将其定义为定性和定量分析单个细胞或单一类型细胞的代谢调控和代谢流中所有低分子量的代谢产物。后者一般以动物的体液和组织为研究对象，Nicholson等[2]将其定义为生物体对病理生理或基因修饰等刺激产生代谢物质动态应答的定量测定。随着代谢组学的研究发展，不管是在植物和微生物研究领域，还是在病理生理研究领域，这两个名词已经基本等同使用。目前国内的代谢组学研究小组达成共识，以metabonomics来表示“代谢组学”。 在代谢组学的研究过程中，代谢组学的一些相关概念也不断被提出来，目前已获得广泛认同的研究层次有：①代谢物靶标分析；②代谢轮廓(谱)分析；③代谢指纹分析；④代谢组学。严格地说，只有第4层次才是真正意义上的代谢组学研究，但是目前还没有发展出一种可以涵盖所有代谢物而不管分子大小和性质的代谢组学技术。 代谢组学相对于其他组学更能反映生物体的整体信息，这是因为代谢物处于生物系统生化活动调控的末端，反映的是已经发生了的生物学事件，基因表达和蛋白质的变化对系统产生的影响都可在代谢物水平上得到体现，所以从理论上来说，代谢组学分析所提供的信息更能够揭示生物体系生理和生化功能状态，对进行功能基因组的研究提供了极大便利。代谢组学与转录组学和蛋