转载 | 纪念James M Kelly教授 (1935–2025)
原文：https://peer.berkeley.edu/news/memoriam-professor-james-marshall-kelly
James Marshall Kelly教授，隔震和减震耗能领域的世界知名先驱、专家和领导者，于2025年9月23日逝世，享年90岁。从1965年至1995年，他在加利福尼亚大学伯克利分校土木与环境工程系（前身为土木工程系）担任教职（译者按：我曾经问过Kelly教授为什么他那么早就退休了，他和我解释说，当时加州政府财政出了很大的问题，但是当时加州的养老金还比较宽裕。所以为了减轻财政压力，加州大学鼓励Kelly等一批教授立刻退休，承诺退休后享受100%的在职工资。于是Kelly很开心的在60岁就退休去拿他的100%工资了），随后直到2004年担任研究生院教授，此后担任荣休教授。他可能是地震防护技术开发、设计和实践方面最具影响力的人物，这些技术涵盖了隔震和附加能量耗散（装置）。
James Kelly于1935年5月25日出生在苏格兰的Motherwell，这是一个位于格拉斯哥以南的小型工业城镇。他刚满十六岁时就完成了高中学业，但由于年龄太小，直到1952年才被格拉斯哥大学录取，在那里他学习了为期四年的土木工程课程。他于1956年以一级荣誉（First Class Honors）毕业，是那年班上唯一一个获得此殊荣的学生。随后，他前往美国学习工科。他于1959年从布朗大学获得理学硕士学位，并于1962年从斯坦福大学获得博士学位。他的博士论文题为《Moving load problems in the theory of viscoelasticity》，由工程力学系的Wilhelm Flugge教授指导。
他的早期工作涉及梁的动态冲击、位错动力学和高速相机。虽然他对动力学在工程力学中的应用非常严谨，但Kelly教授也对实际应用研究感兴趣。例如，他写道，他关于质量对无限梁冲击的研究可以应用于加利福尼亚高速公路导轨的设计，并提供了具体示例说明如何用于该目的。在撰写博士论文期间，以及在如今我们所知的硅谷创建的许多年前，他还兼职为一家小型高科技公司工作，这家公司如今会被视为一家初创公司，该公司开发和制造高速相机。论文完成后不久，他全职加入了这家公司。他所从事的高速相机是机械式的，而不是像当今数码相机那样的电子式，高速拍摄是通过旋转镜子实现的。他从事旋转镜子的动态分析，并将这些相机用于几个项目，拍摄机械系统上的爆炸载荷和冲击载荷。他在斯坦福大学工程力学系担任了为期两年的teaching fellow职位，在那里他为土木、机械和航空工程系的学生教授工程数学、动力学和力学研究生课程。1965 年，他被加州大学伯克利分校土木工程系聘为助理教授。在伯克利，他早期的工作包括钢材的应变率和屈服点行为、弹丸对板材和粘弹性介质的冲击、粘塑性固体的行为，以及汽车障碍系统的基本力学和计算机评估。
1971年和1972年，在新西兰Lower Hutt的科学与工业研究部（DSIR）物理与工程实验室休学术假期间，他与 R. Ivan Skinner 和 A. J. Heine 合作，开发了各种类型的滞回型阻尼器，以保护结构在地震中的安全。这些早期的阻尼器包括受弯或扭转屈服的金属梁和板。这项开创性研究不仅涉及各种类型滞回型阻尼器的开发和测试，还包括开发分析模型来预测它们的行为。他的论文《Mechanisms of Energy Absorption in Special Devices for Use in Earthquake Resistant Structures》，于 1972 年在《New Zealand Society for Earthquake Engineering Bulletin》上发表，现在被公认为结构能量耗散装置领域的开创性技术论文之一，这些装置用于承受地震和其他类型动态荷载的结构。
到20世纪70年代中期，他开始对叠层橡胶支座的改进和应用产生兴趣——此前这些支座主要用于桥梁中解决温度荷载和使用荷载，以及减轻建筑物中的火车和地铁振动——以保护结构免受地震地面运动的影响。他展开了一段广泛的实验研究，利用世界首台地震振动台（当时刚刚在加州大学伯克利分校建成），调查众多隔震结构的行为，以及配备附加能量耗散（阻尼）系统的结构和非结构系统。他与 C.J. Derham 以及英国赫特福德马来西亚橡胶生产商研究协会（MRPRA，现称为 Tun Abdul Razak 研究中心）的其他人合作，扩展并完善了叠层橡胶支座的设计，并合作开发用于地震隔震支座的高阻尼橡胶。他与他的博士生一起，在加州大学伯克利分校的地震工程研究中心（EERC）设计并建造了几台测试机器，用于测试承受轴向和横向荷载组合的叠层橡胶支座，从而开启了如今地震工程学科中一个巨大领域——隔震——的正式研究。Kelly 教授于1987-88年担任EERC主任。
他与MRPRA的合作促成了1982年在马来西亚吉隆坡举办的一场国际会议，该会议由马来西亚橡胶研究与发展委员会赞助，并由马来西亚橡胶研究所组织。这是首届完全致力于使用隔震概念对建筑物和桥梁进行地震防护主题的会议。该会议由联合国工业发展组织联合赞助，通过他们的努力，来自20个国家的参与者出席了会议，向世界地震地区广大潜在用户介绍了隔震技术。1989年8月，Kelly教授主持了第一届国际核电设施基础隔震研讨会，这是SMiRT-10（第10届国际反应堆技术结构力学会议）后续会议系列之一，该会议于加利福尼亚州Anaheim举行。这次著名的集会是后来发展成为World Conference on Seismic Isolation, Energy Dissipation and Active Vibration Control of Structures（WCSI）的首次会议，而第19届会议，即19WCSI，最近于2025年9月15-19日在加州大学伯克利分校举行。
在上世纪80年代初，他为位于Rancho Cucamonga的Foothill Communities Law and Justice Center (FCLJC)提出使用橡胶支座进行隔震的方案，该中心距离San Andreas Fault以西约13英里。这座建筑成为世界上首批隔震建筑之一、美国首批隔震建筑，以及全球首批使用高阻尼橡胶隔震支座的建筑。
在上世纪80年代中期，他与一小群执业结构工程师一起，在加州北部结构工程师协会非正式称为“Yellow Book”的指南制定中发挥了关键作用，这是首次针对隔震结构设计的指南，为将这项技术纳入当今全球使用的地震规范条款奠定了基础。在80年代后半期和90年代，Kelly教授担任联合国工业发展组织（UNIDO）的顾问，并与MRPRA合作，致力于在发展中国家推广低成本住房的隔震技术，并在亚美尼亚、智利、中国、印度和印度尼西亚的首批项目中发挥了关键作用，这些项目为隔震住宅建筑。他对国际社会的贡献包括2002年至2013 年担任国际标准化组织（TC45 / SC4 / WG9）的美国代表，在那里他是ISO标准22762的关键贡献者，这是唯一公认的隔震支座设计和测试国际标准。
虽然Kelly教授在地震隔离领域的工作多年来获得了最多的认可，但他同样始终保持着对附加能量耗散装置以提升结构的抗震性能的兴趣。这种兴趣起源于他在20世纪60年代的博士后工作，并在70年代初他在新西兰的休假期间牢固确立。从20世纪80年代中期到90年代中期的，他对粘弹性、摩擦和形状记忆合金阻尼系统进行了密集广泛的实验和理论研究，其中大部分工作使用了加州大学伯克利分校的振动台和大规模多层建筑模型，当时这些是同类实验中规模最大、最广泛的。
由于担心隔震支座的成本不断增加阻碍了其更广泛的应用，在20世纪90年代，Kelly教授开始探索通过用纤维增强材料替换叠层橡胶支座中的内部钢垫板（加强）板，并消除顶部和底部厚钢端板，从而促进低成本隔震支座生产的途径。纤维材料重量更轻，但其面内弹性刚度仍与钢材相当。纤维增强还允许采用更简单、劳动密集度更低的制造工艺，从而降低整体制造成本。他在这一领域的开创性工作促成了如今已知的纤维增强弹性体隔震支座（FREIs）的诞生。除了已实施 FREIs 的项目之外，这一创新还激励了全球数十位研究人员探索FREIs和其他低成本装置替代方案，以扩展隔震的应用范围，从而确立了一条持久的研究路线，这一研究路线继续塑造着该领域。
Kelly教授发表了395篇期刊文章、报告和会议论文集论文。他还撰写或合著了四本关于隔震和能量耗散装置的书籍。第一本出版于1993年（并于1997年出版了大幅扩充的第二版），书名为Earthquake-Resistant Design with Rubber。第二本于1999年出版，与Farzad Naeim合著，书名为Design of Seismic Isolated Structures: From Theory to Practice，不仅涵盖了弹性橡胶支座和滑动支座的力学行为，还包括设计这些元件的简化方程以及设计隔震结构的实用方法。他于2011年与Dimitrios Konstantinidis合著出版了第三本书，书名为Mechanics of Rubber Bearings for Seismic and Vibration Isolation，以及第四本书于2019年与Jiang Jun Lee合著出版，书名为Seismic Isolation - A Primer。
除了是一位杰出的学者之外，Kelly 教授还担任了智利、中国、印度尼西亚、意大利、韩国和希腊许多国家和国际隔震项目的顾问；以及国际原子能机构（IAEA）、电力研究所（EPRI）关于发电厂设备和管道系统抗震性能的顾问；通用电气公司和 Rockwell International 关于液态金属快中子增殖核电站隔震的顾问；以及Argonne国家实验室关于核设施隔震的顾问。这些合作包括实验研究，调查支座端部连接构造对剪切和稳定性能的影响、低形状系数支座用于剪切和垂直隔震，以及关于支座极限状态的大量工作。
他在职业生涯中获得了许多奖项和荣誉，其中包括2008年的George W. Housner Medal和2001年 Earthquake Engineering Research Institute 颁发的Distinguished Lecturer Award。他于2001年被认可为American Society of Mechanics的Fellow，并于1993年成为Romanian Association of Earthquake Engineering的荣誉主席，当时他还获得了Miller Research Professorship。
Kelly教授是一位杰出的教师和讲师。他指导了三十多名博士生完成他们的博士论文，其中许多人后来成为世界各地的大学教授、研究人员和执业工程师。许多博士后学生和富布赖特访问学者在加州大学伯克利分校与他合作。1991年他在加州大学伯克利分校开设了第一门大学水平的隔震和能量耗散研究生课程。他还在世界各地教授了许多关于隔离和能量耗散的短期课程和研讨会。
2019 年 4 月Kelly教授最后一次在加州大学伯克利分校的上课
在2022年6月于Richmond举行的加州大学伯克利分校振动台50周年庆典上，Kelly教授在其最后一次公开演讲中，讲述了自己进入地震工程领域的经历、在新西兰和美国的早期项目，并强调了振动台对该领域的关键贡献之一。他指出，在振动台出现之前，结构工程师将地震荷载视为静态过程，而振动台的出现以及详细观察动态结构响应的机会，让工程师们认识到地震荷载本质上是动态的——这一认识为诸如隔震和能量耗散等改变问题动态特性的技术开辟了大门。
2025年9月17日，就在他逝世前六天，在加利福尼亚大学伯克利分校校区举行的19WCSI上，他的许多前学生和合作者，以及来自34个不同国家的数百位教授、研究人员和执业工程师齐聚一堂，以表彰他。在他发起的这一会议系列中，为他举办的特别会议上，Anti-Seismic Systems International Society（ASSISi）现任主席、Kelly 教授的前博士生Ian Aiken宣布，ASSISi将设立James M. Kelly Medal，该奖章将在未来几年颁发给在隔震和地震防护系统领域做出杰出贡献的个人。这一奖章将传承James M. Kelly教授的巨大遗产和影响，他被视为隔震和附加耗能结构之父。
Kelly 教授于2025年9月17日在加州大学伯克利分校的19WCSI上，获得首届James M. Kelly Medal
Kelly 教授以热爱葡萄酒和英国汽车而闻名。他喜欢在社交聚会上喝一杯葡萄酒，并用讲故事的方式取悦大家。他多年来拥有一批罗孚车，后来直到 80 多岁高龄还开着一辆 Mini 车。他将对隔震和葡萄酒的热情结合在一起，在1984年进行了一次著名的隔震桥梁振动台实验，在隔震平面上下放置酒杯，以视觉方式演示隔震的有效性，隔震装置上方的葡萄酒未洒出一滴。这一精彩演示，只有Kelly教授才能想出来，帮助决策者以最直接的方式理解隔震。正如他的学生们深情回忆的那样，Kelly教授让固体力学等困难课程变得有趣易学，并通过分享美食和葡萄酒的故事，让Richmond Field Station的学生生活更加愉快。
本文作者：Ian Aiken, Amarnath Kasalanati, Dimitrios Konstantinidis, Nicos Makris, Eduardo Miranda
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