为了研究钢管混凝土（CFST）组合桥墩的抗震性能，对5个桥墩试件进行低周反复加载试验，研究轴压比、配箍率、纵筋率和剪跨比对试件骨架曲线、承载能力、位移延性、刚度退化和耗能能力的影响. 建立有限元模型模拟钢管混凝土组合桥墩在水平反复荷载作用下的滞回性能，数值计算结果与试验实测值吻合较好. 采用该有限元模型扩充结构参数范围，进一步分析各参数对组合桥墩抗震性能的影响. 试验及数值模拟结果表明：组合桥墩试件的水平侧移刚度和承载力随轴压比的增加而提高，但位移延性和耗能能力变差；提高配箍率或纵筋率均可改善组合桥墩的抗震性能；剪跨比是影响试件破坏模式的重要因素，随着剪跨比的增加，试件的水平承载力和侧移刚度降低，但变形和耗能能力明显提高.

为了研究梁结构疲劳刚度退化对模态频率的影响，对预应力混凝土梁进行疲劳试验和动力测试，得到疲劳历程中疲劳刚度和模态频率的演化规律. 建立疲劳全过程变刚度有限元修正模型，并对其进行模态分析. 比较分析试验和模拟结果，讨论模态频率退化规律及疲劳刚度退化对其影响机制. 研究结果表明，梁结构模态频率具有类似抗弯刚度退化的三阶段衰减规律，表明疲劳刚度与模态频率退化存在映射关系；在疲劳作用下，第1阶频率的下降幅度最大，第2阶频率次之，第3阶频率的下降幅度最小；提出的变刚度假设在有限元模拟中运用良好，模拟结果显示第1阶频率模拟值的偏差基本在10%以内. 提出的疲劳全过程动力特性分析方法为梁结构疲劳分析研究提供了新思路.

根据SZ27102钢管输电塔塔身1/3高度处的典型节段截面尺寸，设计制作不同密实度和宽高比的塔身节段模型及迎风面单片桁架模型. 分别在均匀层流场和均匀湍流场下开展高频测力风洞试验，获得迎风面单片桁架体型系数、背风面荷载降低系数和塔身节段体型系数等气动力参数. 结果表明，高湍流度来流条件会导致单片桁架体型系数的减小以及背风面荷载降低系数的增大，从而导致2类流场下钢管塔塔身节段体型系数较接近. 对于单片钢管桁架体型系数，中国规范推荐取值总体小于试验值，且当密实度较小时偏小程度较明显，建议规范考虑密实度对单片钢管桁架体型系数的影响，适当提高单片钢管桁架体型系数；对于背风面荷载降低系数，中国规范取值大于试验值，也大于英国规范取值，建议中国规范对钢管输电塔背风面荷载降低系数做部分调整.

针对Terzaghi有效应力公式在饱和多孔介质力学中的适用性问题，提出新的饱和多孔介质的体积变形功方程，基于变形功探究有效应力力学机理. 当忽略固流相基质变形时，运用机械功原理证明Terzaghi有效应力公式的正确性. 当考虑固流相基质变形时，根据混合物理论将固相体应变分为固相体积分数应变和固相基质体应变. 通过推导和分析体积变形功守恒方程，揭示Terzaghi有效应力与固相体积分数应变之间的功共轭力学关系. 在小应变条件下，当固相基质变形、固相体积分数变化和流相基质变形之间的受力机理相互独立时，Terzaghi有效应力唯一地决定饱和多孔介质的固相体积分数应变. 同时采用固相基质压力和Terzaghi有效应力才能够完全确定固相体积变形. 研究结果表明，Terzaghi有效应力作为影响固相体积变形的内在因素之一，其表达式无须修正.

为了研究澜沧江水沙关系和提高利用体积径流量预测泥沙质量通量的准确性，以电站建设前1982—2000年澜沧江上游旧州站和中游戛旧站沙的质量浓度和体积径流量实测资料为研究对象，根据自然状态下泥沙质量通量和体积径流量变化幅度的差异，建立输沙质量通量导数与体积径流量的关系式. 公式系数为流域系统属性的综合反映，表示平均体积径流量下输沙质量通量的变化率，公式指数表示体积径流量变化对输沙质量通量变化率的影响. 根据上中游站的指数差异可知，泥沙质量通量除依赖上游来沙外还依赖沿程冲刷和支流入汇的补给. 通过对输沙质量通量导数公式进行积分得出输沙质量通量与体积径流量的理论关系. 结果表明，输沙质量通量峰值约落后体积径流量峰值1 d，据此优化反向传播神经网络（BP-NN），可以较好地改良优化前模型预测中的峰值偏移现象，提高预测精度.

为了推广活性粉末混凝土在桥梁工程中的应用，对预应力活性粉末混凝土（RPC）-普通混凝土（NC）叠合梁疲劳破坏的全过程进行分析. 建立NC、RPC、非预应力筋和预应力筋的疲劳损伤退化模型，结合分段线性法提出预应力RPC-NC叠合梁的疲劳全过程分析方法，并针对考虑RPC抗拉疲劳性能与否这2种情况分别进行计算. 为了验证该分析方法的有效性，对2根预应力RPC-NC叠合梁进行等幅疲劳循环加载，试验结果和计算结果的对比表明，当不考虑RPC抗拉强度时，非预应力筋应力的计算结果明显偏大，导致分析结果过于保守；在考虑RPC抗拉强度的情况下，使用该方法可以较为准确地描述预应力RPC-NC叠合梁的疲劳退化过程.

提出新型空心球结构，该结构是将球体上穿孔的空心球按照体心立方体进行排列和连接.通过实验研究了3D打印的单胞和胞元组合结构的压缩力学性能，建立单胞结构的三维有限元数值模型，实验结果验证了有限元模型的有效性.通过数值模拟研究穿孔空心球壁厚和孔径对结构弹性模量以及初始屈服应力的影响.结果表明，单胞结构的变形行为包括弹性变形、坍塌变形以及结构的自接触行为；多胞组合结构的变形过程包括弹性阶段、大变形阶段以及致密化阶段，其中大变形是由结构的层层连续坍塌变形所导致的；结构的弹性模量和初始屈服应力随壁厚的增大而增大，随孔径的增大而减小；与壁厚变化相比，结构的力学性能对孔径变化更为敏感.

以镜像法和渗流力学理论为基础，推导半无限平面内深埋式中心水沟排水隧道渗流场及涌水量的解析解.依托深埋式中心水沟排水隧道工程实例，应用FLAC3D有限差分软件建立数值模型，从隧道涌水量、衬砌水压力两方面验证所得解析解的正确性，探究隧道水下埋深、围岩渗透性对衬砌水压力的影响规律.研究结果表明，深埋式中心水沟涌水量大、有效排导能力强，是隧道排水体系的主要排水路径，也是控制隧底水压力的关键；即使在隧道水下埋深较大或围岩渗透性较好的情况下，深埋式中心水沟排水方式仍可以有效降低衬砌水压力，控制隧底水压力，减少因隧底水压力过大导致的病害的发生.

为了分析注浆挤密及浆脉骨架对注浆加固效果的影响，确定注浆加固主控因素，提出注浆挤密系数及浆脉骨架系数和其计算方法，设计土体劈裂注浆加固三维模拟试验系统，开展土体注浆加固模拟试验.采用凝固时间显著不同的水泥浆液及水泥-水玻璃浆液分别对土体进行注浆加固，形成不同空间分布状态的浆脉骨架；通过测定注浆压力、土压力、土体密度及浆脉空间分布特征确定注浆挤密系数及浆脉骨架系数；监测隧道收敛变形以评价注浆加固效果，定性分析注浆挤密及浆脉骨架作用对注浆加固效果的影响.研究结果表明，水泥-水玻璃浆液注浆挤密程度大于水泥浆液，水泥-水玻璃浆液骨架作用小于水泥浆液；注浆挤密作用对于注浆加固效果的影响程度大于浆脉骨架作用，注浆挤密作用是影响土体劈裂注浆加固效果的主控因素.

剪切带扩展方向的确定是岩土体渐进破坏分析的关键.系统收集国内外文献中各类砂土剪切带倾角的平面应变试验结果，将其与现有的剪切带倾角计算方法的结果进行对比，发现现有方法的计算值与试验值偏离较大，计算误差不可忽略.提出考虑砂土颗粒形状、密实度和有效平均正应力等影响因素的剪切带倾角经验公式，表征各类砂土破裂发展方向，定量描述土体状态对剪切带倾角的影响.提出的公式适用于各类砂土的剪切带倾角计算，公式各参数物理意义明确，且均可由常规物性试验和室内单元体试验测得.研究表明，由提出的公式得到的理论值与试验值偏差基本在-5°~5°，平均误差、标准误差和均方误差等统计指标约为现有其他方法的1/3，且不同密实度或有效平均正应力下的倾角变化规律与试验结果一致.

为了分析试样尺寸对水蒸气有效扩散系数瞬态测试结果的影响，利用瞬态法测试底面积为50 mm×50 mm，长度分别为120、150、200、250 mm的4种B04级加气混凝土试样沿长度方向的水蒸气有效扩散系数，比较实验结果与采用标准稳态法的测试结果.结果表明，随着试样尺寸的增长，水蒸气有效扩散系数的瞬态测试值逐渐降低.长度为120 mm试样的瞬态测试值略高于稳态测试值，相对湿度高于50%时的最大偏差不超过10%，耗时为24 h；长度为150 mm试样的瞬态测试值与稳态测试值在整体上最为接近，在整个相对湿度区间的最大偏差不超过13%，测试耗时为36 h；长度为200、250 mm试样的瞬态测试值比稳态测试值显著偏低，最大偏差超过25%，耗时均超过60 h.根据测试结果，建议采用长度约为150 mm的试样对该型加气混凝土的水蒸气扩散系数进行瞬态测试.

采用物理模型试验分析侧流式消能井中横轴漩涡气柱的形成与消散特性.通过试验获得横轴漩涡的水力特性，得到不同流量、水位和溢流宽度情况下的横轴漩涡历时概率分布，通过无量纲法分析横轴漩涡的形成与消散规律.结果表明，当输水流量低于稳定流量时，漩涡气柱历时概率随输水流量增大而增大；当输水流量高于稳定流量时，横轴漩涡历时概率随输水流量增大而减小.当淹没水深低于稳定水深时，漩涡气柱历时概率随水深增加大增大；当淹没水深高于稳定水深时，横轴漩涡历时概率随水深增加而减小.横轴漩涡历时概率随溢流宽度的增大而增加.通过合理设置淹没水深和溢流宽度可防止横轴漩涡气柱的产生，改善侧流式消能井的水流流态，提高输水系统的运行效率.

利用传统的基于网格信息的方法处理大变形自由表面、液面破损、弹性结构变形等问题时，网格会产生严重的扭曲变形，从而导致较大的计算误差甚至计算终止。移动粒子半隐式（MPS）法是一种无网格拉格朗日计算方法，摆脱了计算网格的约束，抛开了网格重构。在计算过程中不会发生网格变形过大或者网格畸变的问题，适用于处理流固耦合交界面等不连续问题.采用统一的MPS粒子将宏观流体和固体按一定的形式离散，解决统一坐标系的协调问题.在利用传统的网格数值方法计算流固耦合问题时，对流固耦合交界面的处理非常繁琐，而利用MPS法则不需要对流固耦合交界面做单独处理，简化了处理程序.运用MPS法对平底结构入水冲击问题进行流固耦合数值模拟。模拟和实验结果的对比表明MPS法可以很好地应用于冲击入水等不连续问题的数值计算.

介绍JEC总计法和Simon总计法，制作某工程常用角钢输电塔的节段模型，在14%湍流度的均匀湍流场中进行测压风洞试验，获得迎风面和背风面主材、斜材及辅材杆件的风压系数.结果表明：与试验结果相比，JEC总计法中的长细比修正系数取值偏小约15%，背风面杆件风荷载折减系数取值总体偏大约4%；Simon总计法中的背风面杆件风荷载折减系数与试验吻合较好，但迎风面杆件体型系数较试验结果偏小约10%.基于风洞试验结果优化JEC总计法中参数的取值，提出改进总计法，由此计算得到的体型系数与试验结果以及美国规范均吻合良好.

提出一套考虑动态遮阳影响的动态采光模拟算法，并根据动态采光指标提出照明能耗分析模型.动态遮阳控制以视觉舒适度指标为依据，并由此得出年周期上的遮阳控制时间线，将不同遮阳状态下的动态采光模拟结果根据时间线“拼接”出目标结果.照明能耗根据自主采光阈（DA）与照度需求值之间的差值统计得出.将该模拟算法与能耗分析模型应用于案例分析，结果说明，我国南方地区高层高空间推荐采纳动态百叶遮阳方案.所提出的算法可有效地解决考虑动态遮阳后的采光模拟问题；基于动态采光指标的照明能耗分析模型能准确地反应日间人工照明消耗；我国南方地区的大幕墙遮阳推荐使用百叶遮阳方案，对于层高较低且偏好低投资的建筑空间可以使用织物卷帘方案.

为提高盐度测量的准确度，将长江口沙样与盐水混合均匀，配制成初始盐度在2~30 g/kg、悬沙质量浓度在0~70 g/L的浊盐水，用CTD48M测量其盐度，从而探讨悬沙质量浓度对盐度测量的影响并提出该影响的修正方法.通过分析试验数据得出，同一初始盐度下，测量盐度随着悬沙质量浓度的增大而减小，且两者之间有明显的负线性关系.通过分析悬沙质量浓度、测量盐度与初始盐度之间的关系，采用两次线性拟合与平面拟合分别建立悬沙对盐度测量影响的无量纲修正经验公式，该公式简练、精确度高，可供现场测量参考使用.

利用开源有限元平台OpenSees，建立一个20 m长的土柱模拟自由场地的地震响应.通过分析近断层滑冲效应脉冲地震动作用下场地产生的变形、应力，结合其地震动持时，衡量滑冲效应脉冲地震动对场地液化的影响.研究表明，滑冲效应脉冲地震动由于其独特的脉冲特性，较无脉冲地震动使土柱产生更大的孔隙水压力比、循环应力比，相应的等效循环周数值也较大，这三方面共同增大了场地发生液化的可能性.滑冲效应脉冲地震动产生的高孔压持续时间较短，使液化后的变形量较小.

为解决马尔科夫链和传统遗传算法设计汽车运行工况时效率低、质量差的问题，提出用于设计汽车运行工况的马氏链非等长交叉进化方法.设计子代满足马尔科夫链转移关系的非等长交叉算子，解除等位等长交叉段的限制，使遗传算法更好地适用于汽车运行工况的设计.根据试验数据，应用马氏链非等长交叉进化方法构建非等长初始种群，使用满意准则模型和指数加权平均数设定目标函数，设计三参数汽车运行工况.随机生成3种不同长度的三参数高速公路代表性工况.分析结果表明，期望运行工况与原始数据库特征参数的相对偏差均在设定范围内，速度和加速联合分布相关系数均高于90%，生成工况具有代表性.相比于马尔科夫链和传统遗传算法相结合的设计方法，马氏链非等长交叉进化方法的平均运行工况生成效率提高了66%，运行工况质量更优.

通过分析目前区域泥石流危险性评价研究中评价单元、指标体系及其提取方法、评价模型3个关键内容对评价结果的影响，将斜坡单元作为区域泥石流灾害评价的基础评价单元并提出斜坡单元的自动定量划分方法；提出区域泥石流危险性评价的指标体系（即斜坡面积、主沟长度、斜坡相对高差、平均坡度、斜坡切割密度、平均主沟坡降、植被覆盖率、地层岩性共8个指标），并通过GIS技术提取指标体系；提出区域泥石流危险性评价的APH-RBF神经网络评价模型.以湖北省神农架林区灾害防治示范区木鱼镇为研究对象，采用已查明的泥石流灾害点的位置资料，验证本模型评价结果的合理性，为示范区的防灾减灾及村镇规划提供参考.

采用建筑信息建模（BIM）技术，通过Revit软件建立模块化的部品三维模型，将材性、耐火、尺寸、安装等关键信息赋予模块化部品；分类编码后形成信息化的BIM族库，并且族库中的部品可对接有限元软件进行力学分析；基于模数化网格的构造方式和区带方法，建立部品相匹配的混合模数网格.该设计建造方法可提高部品预制与装配的精度，实现部品的信息化管理，快速地实现住宅功能化组合.案例分析验证了族库和模块化部品组合方法的可行性，设计建造方法在现代轻型木结构建造与管理的信息化和标准化方面具有重要应用潜力.

为了研究TBM掘进速率在不同地质条件下的变化规律，基于吉林引松供水隧道工程开敞式TBM现场掘进数据，将TBM刀盘破岩过程分为3个阶段：挤压阶段、起裂阶段和破碎阶段，并对破碎阶段应用统计回归方法，分析在不同岩石饱和单轴抗压强度、完整性系数的条件下，TBM刀盘贯入度与刀盘推力、刀盘扭矩的关系.研究表明，在特定施工条件下，刀盘贯入度随刀盘推力增大呈幂函数曲线增长，随刀盘扭矩增大呈线性关系增长，增长率与岩石饱和单轴抗压强度、完整性系数密切相关.进一步建立对于不同强度、完整性岩石的掘进机掘进速率模型，进行实际工程施工预测，预测结果的平均相对误差都低于16%，表明模型预测精度较高，可以为实际工程施工中操作参数的优化和不良地质条件的捕捉提供帮助.

以某高烈度区电气化铁路接触网系统为研究对象，建立考虑材料非线性和几何非线性特性的三维柱-线有限元模型.采用SMIQKE-II软件合成与规范反应谱相吻合的空间相关地震动时程，基于相对位移法进行接触网系统在一致激励、相干激励、行波激励和多点激励下的非线性时程分析，对比研究系统关键部件在不同地震激励模式下的响应规律.结果表明，多点激励明显放大接触网系统的地震响应，对接触线横向位移响应的放大最为显著，对支柱底部应力的放大相对较小；接触网系统地震响应的放大程度主要取决于激励方式与视波速的大小；为了得到接触网系统各关键部件的最不利地震响应，应该综合考虑多点激励的影响和场地条件，以选择合适的视波速进行抗震分析.

分析互承构型的几何关系、物理关系和几何协调关系，提出三层次判定法，系统地分析并且求解柱面网格直接转换法生成互承构型的18种方案的可行性.对柱面网壳常用网格型式进行预判定后，通过自编的Matlab程序，完成旋转法、扩展平移法和收缩法对四边形网格、联方型网格、三向网格I型和三向网格II型的直接转换.采用三层次判定法对14种方案进行第一层次的偏心距和差零值判定、第二层次单元块的物理判定和第三层次所有节点的几何协调性判定.给出3种可行方案的偏心距解析表达式，证明一般光滑曲线挤出曲面的四边形网格也能够生成互承构型，并且解析关系与柱面的相同.判定和分析结果表明，四边形和三向网格II型的互承构型具有良好的工程适用性，能够实现快速搭建.

为研究混凝土性能演变过程中的损伤特性，借助细观力学随机骨料模型，将化学-热-力耦合的性能演变模型引入混凝土损伤特性研究中，直观反映早龄期混凝土的材料性能和损伤参数随其内部水化反应的演变过程.结合连接宏-细观热力学特性的均匀化方法，对硬化过程中混凝土三相介质的材料参数进行率定，并且在细观层次上实现早龄期混凝土单轴拉伸试验的数值模拟.结果表明，水化度的空间分布差异性对早龄期混凝土力学参数的取值存在显著影响；采用的水化度损伤模型能够直观反映早龄期混凝土试件在单轴拉伸试验中裂缝萌生、扩展直至贯通的全过程，可以为早龄期混凝土结构的拉伸损伤断裂过程分析提供有力的数值工具.

基于非结构化网格有限体积海洋模型（FVCOM），建立杭州湾海域高分辨率三维水动力数值模型，模拟结果与观测数据吻合较好.采用1974年、2005年和2016年代表年份的岸线数据建立模型，研究杭州湾海域长时间、大区域的岸线变化对其水动力特征的影响.结果显示，1974—2016年，杭州湾M2分潮振幅增大的幅度从金山到尖山逐渐增加，M4分潮振幅在尖山附近增加最大；潮能通量在金山到澉浦之间减小最大；尖山断面和杭州湾口涨潮占优趋势增加，乍浦断面和金山断面之间涨潮占优趋势减弱.岸线缩窄通过影响浅化效应和底部耗散项，影响杭州湾分潮振幅、相位及潮汐不对称等潮汐特征.

针对实际工程中存在的方形混凝土桥墩易于开裂的问题,以一典型公路桥为背景,对其存在的裂缝形态进行了现场调查及统计分析,依据裂缝特征及环境条件,初步判定为温度效应引起的结构裂缝.进一步用数值仿真方法,对方型桥墩从混凝土浇筑开始到成型1年后的水化热效应、日温度变化效应、季节温度变化效应以及温度骤降进行了温度场、应力场的历时变化模拟,并具体就桥墩混凝土材料、施工养护及设计方案进行参数分析,对温度裂缝控制对策进行了探究.研究结果表明；混凝土水化热及温度骤降是引起方形桥墩竖向裂缝的主要原因；从设计角度,桥墩以圆截面为佳,其截面尺寸不宜超过19 m2；从施工角度,水泥质量浓度控制在200～350 kg/m3,并尽量选取矿渣325或矿渣275水泥,入模温度以5～15 ℃为宜,且立模养护时间以3 d为适；对成型桥墩可选择传热系数不超过45 W/(m2·K)的保温材料覆加于其表面.

针对我国现阶段城市景观趋同化的现状,“城市景观网络化”方法结合了典型的景观都市杭州的城市建设,对其景观栅格网络进行实证研究.采用栅格分析方法,提出“自然山水网络”、“历史发展网络”、“道路交通网络”、“用地性质网络”4个子网络,采用单因素方差分析、相关分析、重回归分析,逐一分析各层网络之间的相互关系,根据主观满意度求得景观网络的适宜性回归方程,并针对杭州景观规划的实践成果和质化要素进行了最优尺度分析.结果发现:各景观网络具有复合层次上的相关性,并影响着人的主观判断；不同的景观切片在节奏密度与空间尺度2个维度上有明显差异.

为了解决混凝土结构工作应力测试中存在的困难,通过有限元数值模拟,分析了开槽法释放混凝土工作应力随开槽深度的变化规律,与环孔法进行了比较,得到了工作应力能全部释放的开槽深度.在分析了通过应力释放进行工作应力检测的各种影响因素后,着重就开槽引起的扰动应变展开试验研究,得到了混凝土骨料直径、开槽间距、工作应变大小等与扰动应变间的关系,据此可以估计检测时的扰动应变,进而对检测结果进行修正,试验验证表明：修正后检测结果的误差较小,完全满足工程中的要求.

为了定量评价长距离管道引水供水工程是否会给受水地带来引水越多、污染越严重的现象,提出到户水价与生活污水排放量、工业用水重复利用率与废水排放量的定量关系式,实现了经济杠杆污废水减排作用的量化.以浙北引水工程为例,测算了该工程实施后嘉兴受水地的到户水价、入河污染物排放量,并通过嘉兴水环境模型模拟了受水地水体水质变化过程.结果表明:长距离管道引水供水工程引起的到户水价提升类似于经济杠杆作用,可以较大幅度地削减生活污水和工业废水的入河排放量,在农业生产方式不变的情况下存在改善受水地水环境的正面效应,不会引起受水地污染越来越严重的负面效应.

为分析突发状况下典型强潮河口污染物的扩散输移机理,提出恰当的应对措施以尽量减小污染物对水质的影响,基于正交曲线坐标系中不可压缩、Boussinnesq本构关系假定下的NavierStokes 方程,对钱塘江河口发生突发性污染事件时污染物的扩散输移进行了数值模拟,并通过改变上游边界条件获得了不同径流量下的污染物扩散状况.计算表明:一旦钱塘江河口受污后污染物既在径流作用下向下游输移扩散,也在涨潮流控制下向上迁移影响上游水质,受污各点的污染物浓度大小变化在每个潮周期内与相应的水位涨落变化相反.加大钱塘江河口的上游流量能够加快污染物的迁移扩散,有利于减小污染物对上下游水质的影响,从而达到尽快消除污染实现水质安全的目的.