暗挖海底隧道地震动水压力响应分析

考虑黏弹性人工边界与流固耦合作用,建立了衬砌结构-土-海水相互作用的力学模型,基于Newmark算法,利用ANSYS有限元软件分析了在不同地震激励和埋深条件下动水压力的影响机理与隧道衬砌的振动响应规律.计算结果表明:在含有竖向分量的地震激励下,动水压力对浅埋海底隧道的内力影响较大,分析时不容忽视;当隧道埋深超过一定值后,结构地震反应变化微小可忽略.同时,针对圆形海底隧道进行的有限元计算结果可为海底隧道的工程抗震设计提供参考.     

地下结构与土动力相互作用试验研究

介绍了地下结构与土动力相互作用的振动台试验，通过试验对拟定结构的加速度放大系数、压力与位移响应进行分析，并讨论了地下结构对竖向地震激励的响应，以及在不同埋深下，土与地下结构的相互作用对地下结构抗震性能的影响。     

缓倾斜液化场地地铁车站结构变形分析

为了研究缓倾斜液化场地对地基土-地铁车站结构地震反应的影响,探讨缓倾斜液化场地液化过程中地下结构的位移变形,采用有限差分软件FLAC3D建立缓倾斜液化场地地基土-地铁车站结构的数值分析模型,采用本构模型Finn对所建立的模型进行地震液化分析;通过分析地铁车站结构周围场地液化分布特征、位移云图和地面倾角分别为0°、 1°、 2°、 3°的4种工况下地铁车站的位移时程曲线,探讨地面倾角对周围场地、地铁车站结构的影响,分析4种工况下缓倾斜液化场地中地铁车站结构的位移地震响应。结果表明：在4种工况下,车站周围液化严重,液化分布基本呈对称分布,右侧底部液化程度随地面倾角的增大而增大;车站发生不均匀上浮并且发生逆时针偏转,底板左右两侧最大上浮差值达到6.2 mm;随着地面倾角的增大,土体出现流滑现象,当地面倾角为3°时,土体流滑位移达到1.6 m,并且车站结构发生33 mm的侧向位移;车站层间位移角随着地面倾角的增大而增加,当地面倾角为3°时,层间位移角超过规范限值。     

实加线性衰减动载作用下土中浅埋索网结构动力分析

本文考虑土中浅埋索网结构曲面的影响,导出了爆炸动载作用下浅埋索网结构的非线性动力微分方程,并编制了专用程序用数值方法求解。文中讨论了索网埋深、土壤波阻抗及索网等效面积等因素对浅埋索网动力响应的影响。     

液化场地埋地钢管地震易损性分析

位于地震活动区液化场地环境中的埋地钢管，除了需要长期面临地震灾害的威胁以外，还易受到土层液化所产生的浮力作用，从而发生严重破坏导致区域的正常使用功能中断．为了开展液化场地环境中埋地钢管的地震易损性研究，采用了Matasovi?非线性本构模型并结合经Byrne修正的Martin孔压增量模型描述土体的非线性特性及液化特性，基于ABAQUS有限元分析平台开发了相应的液化砂土UMAT程序，并通过建立与振动台实验相应的数值模型验证了其在有限元模拟中的分析可靠性；结合实体非线性接触模型和壳体-等效土弹簧模型的特点创建了管土接触-土弹簧数值模型并进行了埋地钢管增量动力时程分析，从而建立了不同液化区长度、不同埋深条件下钢管地震响应的需求模型，结合管道破坏状态的划分和从概率意义上确定的各极限损伤状态限值对3种不同液化区长度及3种不同埋深钢管分别进行了地震易损性分析，建立了液化场地钢管损伤指标与地震动强度指标之间的解析易损性模型，并进一步绘制了对应的易损性曲线．结果表明：在相同地震动强度作用及相同埋深条件下，液化区长度越长，埋地钢管的各极限破坏状态下超越概率越大；在相同地震动强度作用及相同液化区长度条件下...     

地基中结构物动力响应的一维解析方法

提出了一种用于浅埋式地下结构物抗震设计的简化方法。采用任意侧向位移下地震土压力理论 ,推得在土 -结构相对位移较小的情况下 ,结构物所受的土作用力与它们的相对位移近似成线性关系 ,并提出了确定解析解中需要的地基结构动力相互作用系数的方法。在将土体和结构物均简化为只发生水平位移的粘弹性剪切梁及地震输入为竖直向上传播的剪切波等假设条件下提出了一种分析水平地基中结构物在地震荷载作用下的响应的一维解析方法 ,并用该方法对地震时结构物的位移和土压力及其变化过程进行了计算分析     

城市地下管廊结构地震动力响应分析

地震安全问题是城市地下管廊设计中不得不考虑的部分.先使用反应位移法计算地震时管廊结构的内力,得出管廊薄弱部位.接着使用动力时程方法分析管廊的地震响应,建立土体与结构数值模型,在模型底部输入水平地震作用.采用土-结构界面接触单元,重点考虑土与结构之间的相互作用,得出结构与土之间的分离与滑移情况以及管廊在水平地震作用下的位移变形和应力分布.结果发现:地下管廊标准段结构在水平地震作用下发生明显的侧向位移,容易发生弯剪破坏,而水平方向未发生明显位移;管廊结构地震破坏时的薄弱环节在顶板、底板与侧墙的连接部位以及中隔墙的墙端,在抗震设计中需采取加固措施.     

地层环境变化对地铁结构设计的影响解析

地层环境的变化会引起地铁结构内力发生变化,进而会对地铁结构产生影响,应加以重视。同时,城市环境极为多变、复杂,因此地支环境变化对于浅埋地铁车站结构受力会产生一定的影响。因为,在设计地铁的结构时,需要将结构所承受中的各种外部荷载乘相应分期系数,以此得到荷载效应的组合。文章主要分析了地下结构开挖、新建地面建筑引起的地层环境变化从而分析其对地铁结构内力的影响,同时给出了这两种条件下,其地铁结构的受力特点。     

地铁车站结构上穿可液化土层地震响应分析

地基液化是导致地下结构在地震中发生严重震害的重要威胁之一。以北京某箱型框架式地铁车站上穿一定厚度的可液化土层为工程背景,基于有限差分软件FLAC3D建立了含有可液化土层的场地土-地下结构相互作用数值模型,分析了场地液化分布特征、周围场地位移沉降及矢量特征、地下结构动力反应及上浮特征等。结果表明,地下结构的存在加大了可液化场地的地层变形,但会显著降低结构上方一定范围内地表土体的地震响应;可液化土层中的孔压发展表现为“起始缓慢增长、最后急速增加至峰值并保持一定时间,最后缓慢消散”的规律,孔压达到峰值的时刻与输入地震动的峰值时刻接近;结构的竖向位移变化表现出“起始少量下沉,然后振荡上升,随后急剧上浮,最后缓慢下降”的发展阶段;液化场地中,地铁车站结构附近的土体部分上浮、部分沉陷是造成地表土体开裂的内因;下部可液化土层对上穿的地下结构的地震响应具有一定的隔震效果。     

有效地震动输入下基础隔震体系的响应分析

文章应用子结构法,利用锥体模型求得基础底部的阻抗函数,并结合对应的地震动有效输入,推导了在地震作用下基础顶部的实际阻抗函数和有效地震动输入,同时建立整个隔震体系方程,在考虑土-结构相互作用下,分析了不同性质地基土和不同基础埋深下的隔震体系.结果表明,在地基土剪切波速较小且埋深较大时,土-结构的相互作用对基础隔震体系的地震响应影响较大,在结构动力分析中应加以考虑.     

地下结构抗浮设计中抗拔桩的简化模型及其应用

抗拔桩是抗浮结构的重要组成部分。然而,地下结构进行整体设计时,为减少工作量及难度,需要采用能够比较准确表达抗拔桩行使功能的简化模型。从不同的角度出发,理论上探求了抗拔桩的两种简化模型(桩体弹簧模型和桩-土弹簧模型)及其弹簧刚度表达式。在运用Midas/gts计算出主体结构内力的基础上,桩体弹簧模型计算的底板内力与原设计计算结果进行了对比。前者在设置抗拔桩处的底板弯矩是后者的3倍左右,经讨论分析知,新的弹簧模型更能反映工程实际。     

行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响

建立了一系列的标准正方形平板网格模型,分别采用时程分析法和随机振动虚拟激励法分析了不同跨度的网格模型在不同视波速的行波激励下的地震响应,并与一致激励下的地震响应进行了对比．结果表明,行波效应对网格结构杆件应力的影响随行波视波速的减小而增大,且对不同位置杆件的应力值的影响有所不同;当行波视波速小于500m／s时,行波效应对跨度大于60 m的网格结构控制杆件内力的影响程度大于lO％;当行波视波速一定时,行波效应对杆件控制内力的影响随网格结构跨度的增大而增大,不同地震激励下的行波效应差别很大．可见,行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响显著;在空间网格结构抗震设计中,当结构跨度大于60 m、行波视波速小于500 m／s时,必须考虑行波效应对网格结构控制杆件内力的影响．     

成层地基中不同土层分布对地下结构的抗震影响

为了研究清楚成层地基中由于不同土层的分布而引起地下结构的地震响应,借助FLAC3D有限差分分析软件,通过设置土体的Hardin/Drnevich阻尼,合理地描述土体在动力作用下的滞回曲线和滞回圈,从而建立不同地质条件下的分析模型,分析地下结构在不同地基中的地震反应。结果表明,当结构处在软弱土层时,其在水平地震作用下的反应明显大于结构位于其他土层情况下的地震反应。当结构处在硬土层,或有较好的持力层,并有隔层软弱层的地层时,结构在地震作用下相对较安全。工程设计中可以通过合理地选择地下结构所处土层位置,避免未来可能地震引起的不良影响。     

浅埋地下结构浮力模型试验研究

针对浅埋地下结构浮力试验的特点,研制了一套直接测定静水中结构底板所受浮力的模型试验系统.根据纯水中扬压力等于静水压力,确定了主要系统参数.利用该系统,对不同埋深下纯水、饱和砾石、中砂、细砂、粉土和黏性土中模型室底板受到的浮力及孔隙水压力进行了测试.试验结果表明,该系统在纯水中浮力测试的最大误差小于1%.饱和砾石、中砂、细砂和粉土中模型室底板所受浮力比其在相同条件下的纯水中受到的浮力小约5%,而饱和黏性土中模型室底板所受浮力与其在相同条件下的纯水中受到的浮力相等.饱和粉土和黏性土在填筑过程中,底板所受浮力极大,并可能超过被其排开的饱和土的重量,且测压管水头在填筑过程中均超过填土面高度,埋置越深的测压管水头越高.长期稳定状态下,饱和无黏性土和黏性土中各测压管中水头高度均与填土表面齐平.     

基于强震记录的建筑结构动力特性的初步识别

利用喜来登环球旅馆于1994年北岭地震中获得的强地震反应观测记录,初步识别了该旅馆结构恢复力的时变特性,分析了结构刚度在地震过程中的时变规律,并对该结构的表现做出初步解释.喜来登旅馆结构体系在立面上并不是均匀布置,于四层处发生较大改变,导致结构刚度发生变化.从初步识别结果上看,一至三层的刚度明显高于其他各层,三至九层刚度退化得最快,应该是结构刚度突变所致.该工作可作为进一步研究喜来登旅馆这类建筑结构实际抗震性能的基础.     

竖向刚度突变结构弹塑性时程分析

某竖向刚度突变结构采用NosaCAD有限元软件建立整体结构分析模型,在文中分析结构在7度多遇和罕遇地震下的弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和破坏情况的变化过程.并与振动试验台作出相应对比.最后根据构件的受力及损坏情况,给出了设计改进建议.     

基于IGWO-LSSVM的弹体侵彻地下洞室毁伤效应预测

侵彻的巨大动能会对结构造成毁伤,准确预测弹体侵彻地下洞室的毁伤效应,对地下防护工程的设计具有重要意义。针对当前方法存在的问题,提出了改进型灰狼算法优化最小二乘法支持向量机(IGWOLSSVM)模型,通过对训练样本的训练,形成输入量到输出量之间的映射关系,根据输入量可以得出相对应的拱顶峰值压力,实现了对弹体侵彻下不同跨度、不同埋深的地下洞室毁伤效应的预测。并利用ANSYS/LS-DYNA数值仿真结果对预测结果进行验证,表明该模型对弹体侵彻地下洞室毁伤效应具有良好的预测效果,可以满足工程需要。     

塔中低凸起的结构特征及其演化

根据地震资料剖析了塔中低凸起的结构特征及其演化史 .结果表明 ,塔中低凸起是塔里木早古生代盆地经晚加里东—早海西期构造改造作用最终形成的的下古生界残余古隆起 ,经历了初始形成、定型演化和埋藏三大演化阶段 .隆起区断裂构造发育 ,主要存在北西、北西西和北东东两大构造方向 ,北西、北西西向断裂控制了低凸起的结构特征 ,北东东向构造对北西、北西西向断裂在走向上具有分段特征 .目前 ,高产油井多集中在北东东向构造与北西或北西西向断裂相交部位或附近 ,进一步深入研究这两组构造 ,对勘探有重要的指导意义     

抗拔桩在抗浮工程中的研究进展

随着城市地下空间的大规模开发,基础埋深不断增大,地下水的浮力也随之加大,易导致施工过程中基坑上浮或影响地下结构正常使用。抗拔桩因施工时对桩周岩土体扰动较小,工艺简单,施工便捷,抗浮效果好等优势,被广泛应用于抗浮工程中。目前,抗拔桩的力学特性、承载能力和变形特征等是现阶段抗拔桩在抗浮工程中的研究热点。本文主要从抗拔桩的作用机理、常见的破坏形式及极限承载力等方面进行了归纳分析,梳理了抗拔桩在数值模拟方面的研究进展,提出了抗拔桩在抗浮工程中存在的一些问题,并为抗拔桩在地下结构抗浮领域的未来发展提供了新的思路。