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地震引起的倒塌对工程结构有什么影响？了解其破坏机理对建筑物的防震减灾设计具有重要价值。
在现实中，由于一些大型复杂工程在地震作用下的损伤形式不同，内部损伤发展的方式也多种多样，科学家们试图模拟和再现建筑结构倒塌的全过程，通常采用传统的数值计算和物理试验方法。数值计算与实际结构有很大差异，但不受空的限制；物理试验是最直接、最真实的，但实验室空是有限的，因此整个结构无法进行试验，两者都难以准确模拟大地震造成破坏的全过程。
上世纪末，在线混合测试技术出现了。该技术结合了数值计算和物理试验的优点。工程结构中力学行为复杂的部分通过物理试验来模拟，而容易掌握的部分通过数值计算来模拟。这样，两者可以协同完成整个结构的动力响应模拟，成为目前模拟建筑结构倒塌最有效的手段。
中国地震局工程力学研究所研究员王涛表示，尽管在线混合测试方法很好，但在实际应用中存在三个技术瓶颈。一是缺乏计算和试验的同步协调理论；第二，难以实现复杂边界的协调控制。第三是缺乏一个通用的测试平台和可信的测试验证。这也是地震学家一直希望突破的一个难题。例如，清华大学、哈尔滨工业大学和湖南大学在中国都有混合测试平台，但是不同的系统架构不能被普遍使用。
针对上述问题，王涛团队经过12年的研究和实践，改进和完善了实验理论、模型设计、计算和处理方法，为建筑安全设计提供了有力保障。团队完成的“大型复杂结构在线混合测试关键技术及应用”项目也获得了2016年国家科技进步奖二等奖。
王涛介绍，该项目的创新主要体现在三个方面。首先，针对数值模拟与物理实验相结合的难题，发展了隐式显式协调理论，提出了基于历史数据的智能刚度预测方法。经计算，与传统方法相比，新方法能消除20%-40%的能量误差。针对复杂边界的协调，提出了一种基于重叠区域分割方法的柔性加载系统，解决了非显式自由度的加载问题。此外，该团队还建立了对等子结构系统，创建了高度并行和可扩展的星型拓扑，克服了链式拓扑的不足。
该项目获得了4项国家发明专利，发表了46篇SCI检索论文，并出版了世界上第一部系统阐述在线混合测试理论和关键技术的专著。广州大学周福霖院士等权威专家表示，研究成果为抗震试验研究提供了新方法和新途径，显著提升了中国在抗震试验研究领域的影响力，总体达到国际领先水平。美国、意大利和英国等国际同行认为，该项目解决了国际地震工程界面临的主要技术挑战，代表了世界最高水平。
据报道，该项目成果已应用于美国、日本等国际重大科研项目，为中国“建筑安全与环境国家重点实验室”等国家平台提供核心技术。目前，该工程已成功应用于北京最高建筑试验、异性岔柱试验、亚洲最大山区云南龙江特大桥悬索桥混合试验、邹城国际会展中心大跨度结构倒塌模拟混合试验等大型复杂工程建设项目中，验证了其抗震性能。该项目的成果也已纳入《建筑抗震测试规范》，为包括《建筑抗震鉴定和加固规范》在内的4个规范的编制和修订提供了依据。
《人民日报》(2017年2月6日，第20版)
