DEEPSOIL和FLAC3D一维土层地震反应分析对比研究

以不同非线性程度的简化土层剖面和日本KiK-net台网的台站场地为研究对象,分别采用FLAC3D和DEEPSOIL进行土层地震反应分析。通过对比地表反应谱和地震动峰值,验证运用FLAC3D软件进行一维土层非线性地震反应计算的可行性。计算结果表明：在简化土层剖面计算中,FLAC3D与DEEPSOIL计算结果较为接近;虚假共振现象导致DEEPSOIL非线性频域分析的地表反应谱峰值大于FLAC3D与DEEPSOIL时域分析的。在台站场地土层剖面的计算中,非线性场地的计算结果较黏弹性场地更为接近实测值。刚性基岩模型的计算结果在短周期范围较为准确,而采用露头运动参考点的柔性基岩计算结果在长周期范围内更为合理。     

不同输入界面土层地震反应的探讨

地震安评在Ⅱ级工作中对深厚土层地震输入界面的选取规定了三种不同的方式。选用美国Northridge、Loma prieta和我国台湾Chichi地震记录作为输入地震动,并将Northridge、Loma prieta和Chichi地震波加速度时程的峰值水平调整为0.20 m/s2,0.90 m/s2和2.20 m/s2,利用程序SHAKE91对构造的理想剖面根据不同的输入地震波及不同的峰值加速度水平进行了场地地震反应分析。分析表明:对于给定的输入地震动条件,地表加速度的放大效应,在不同的输入界面,差别较大。     

土层随机地震反应的动力可靠度计算

研究了土层的随机地震反应分析方法，建立了基岩输入地震动加速度功率谱函数为白噪声和过滤白噪声时土层的动力可靠度计算理论。结果表明，首次超越破坏机制比疲劳破坏机制计算简单，它既能给出土层在时间t内首次超出某一限值b的破坏概率，也能给出在某一限值时的破坏时间，是进行土层地震动力可靠性分析的有效方法。     

深覆盖土层地震反应分析中的若干问题

以上海地区土层地震反应分析为例,讨论了深覆盖土层地震反应分析中的几个典型问题.如土层下卧缓倾角基岩面的影响,土层中假想基岩面的合理性问题,基岩波速对土层地震反应的影响,以及土介质动力特性的影响等.通过数值计算,得出了以下主要结论:下卧基岩面不大于2°的缓倾角影响可以忽略不计,假想基岩面会带来很大的计算误差,坚硬基岩的弹性对土层地震反应的影响很有限,应重视工程场地土介质动力特性参数的现场勘测.     

双线地铁隧道对三维非线性场地地表地震反应的影响

地铁隧道的存在破坏了原有场地的完整性,进而在地震来临时影响场地的地震反应。为探讨双线地铁隧道建成后对场地地表水平地震动的影响,针对北京某一典型双线地铁隧道工程场地,建立三维非线性场地模型。采用自由场边界和应力时程地震波输入方式,运用有限差分数值分析软件FLAC~(3D)进行模型计算,分析了双线地铁隧道对三维非线性场地地表地震反应的影响。结果表明:1双线地铁隧道的存在使隧道附近场地地表地震动峰值加速度呈现先增大后减小并趋于自由场的趋势;2双线地铁隧道的存在主要影响场地加速度反应谱的短周期部分;3入射地震动频谱对双线地铁隧道的场地地震反应有着显著的影响。文中得出的影响规律,为双线地铁隧道附近场地的设计地震动参数确定提供参考依据。     

变参数土层的动力特性和地震反应分析

应用模态摄动原理和一维剪切波动方程，建立了变参数土层自振特性的简捷计算方法。，从而为计算各类变参数地震反应提供了一个有效的计算手段。这一方法不仅适用于分层均匀土层，也适用于土介质物理特性沿深度不均匀变化的土层。这种变化规律既可用解析函数表示，也可采用列表函数     

单层地基一维土层地震反应解析解

针对单层地基，在任意基岩地震输入作用下，推导了一维土层地震反应完全解析解，并应用该解析解对一算例进行了具体计算，得到了地表地震动位移、速度、加速度时程曲线.     

基于等效线性化的二维地震反应分析研究

工程场地地震反应分析是工程场地地震安全性评价的核心工作,也是抗震设计和震害估计的重要内容。文中在综合分析场地地震反应分析研究现状及成果的基础上,从工程应用实际出发,采用频域分析方法、等效线性化的土体模型和粘性传递边界条件,运用有限元方法对一工程场地进行二维地震反应分析,并将分析结果和一维等效线性化分析结果进行对比。研究结果表明,从反应谱形状和峰值加速度来看,采用二维等效线性化的频域分析方法可以较好地用于分析横向不均匀场地。     

土层地震反应显式计算中阻尼矩阵系数的选取

针对LS-DYNA程序关于土层地震反应显式计算中形成阻尼矩阵的方法开展讨论.首先,讨论了采用质量比例阻尼矩阵假定对各阶振型阻尼比带来的影响;然后分别应用时域和频域分析方法对三种不同类型土层的地震反应进行计算,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了采用质量比例阻尼矩阵假定对计算结果的影响;最后,对质量比例阻尼系数的确定提出了建议:当仅计算土层地震位移反应或当土层基频高于下卧基岩输入地震波的主要激励频率条件下计算土层地震加速度反应时,以目前由土层基频计算质量比例阻尼系数的方法是可行的;但当土层基频接近于,特别是远低于输入地震波的主要激励频率时,应用土层基频和输入地震波反应谱峰值频率的算术平均值替代土层基频计算质量比例阻尼系数,可有效提高土层地震加速度计算精度.     

新疆克孜尔坝址设定地震研究

以新疆克孜尔坝址为研究对象,综合确定性和概率地震危险性分析方法的优点,依据最大贡献和构造一致原则,提出了基于有效峰值加速度(EPA)的设定地震方法,给出了新疆克孜尔坝址100a超越概率为2％的设定地震参数——震级、震中距和反应谱．该设定地震反应谱介于一致概率反应谱和规范标准反应谱之间,克服了一致概率反应谱和规范标准反应谱的不足,证实了设定地震方法的合理性．     

不同厚度砂卵石土场地地震反应特征研究

为了研究土层厚度对砂卵石土场地地震反应的影响,结合振动台模型试验与一维等效线性化分析方法,对砂卵石土场地地震反应特征进行了研究,分析了不同土层厚度砂卵石土场地在不同地震激励下的地震反应规律.结果表明:随土层厚度的增大,砂卵石土场地地表加速度峰值放大系数呈现出先增大后减小再增大,最后趋于稳定的规律.地表水平位移峰值随土层...     

近场竖向地震动对铁路桥梁地震反应的影响

采用非线性三维空间梁单元来建立桥墩的有限元模型,选用了三组不同类型的地震记录作为输入,研究近场竖向地震动对我国目前常用的钢筋混凝土铁路简支梁桥桥墩地震反应的影响。研究结果表明,在最大峰值水平加速度PGA分别为0．1g和0．2g的地震输入下,桥墩结构均处于弹性工作状态,相应的竖向地震动对桥墩的地震反应影响很小（均不超过2％）;而在最大峰值水平加速度PGA为0．4g的地震输入下,桥墩显示了非线性行为,竖向地震动对桥墩地震反应的影响显著增大,尤其是因P—A效应的影响会使桥墩的墩顶位移显著增加。     

地震动反应谱对土石坝二维地震反应的影响

针对目前土石坝抗震计算中对频谱特性考虑的不足,分析了输入地震动加速度反应谱、速度反应谱、位移反应谱对土石坝地震反应的影响.研究结果表明,如果加速度反应谱卓越周期与土石坝的自振周期相近,土石坝地震反应则相应出现最大值,但不能从结果中简单得出周期的长短对坝体反应的影响;仅靠加速度谱的卓越周期不能完全反应地震动的频域特性.     

土层地震反应分析中侧向人工边界的影响

用有限元法分析了在水平地震波激振作用下弹性、均匀土层中有限土域的取值范围对计算精度的影响 .主要探讨了在简谐荷载作用下 ,土层反应随侧向边界条件、迫振频率、阻尼和土层长深比 (l/h)的变化规律 .在此基础上 ,计算地震波作用下土层反应随l/h和阻尼的变化情况 ,为在应用有限元法进行土层地震反应计算时 ,确定有限土域范围提供依据 .并将这一结果应用于土 -结构体系的直接有限元法的分析中 ,计算河谷上的拱结构的地震反应情况 ,计算结果表明了数值计算的有效性     

斜拉桥在地震作用下的反应分析

文章描述了现场观察到的某斜拉桥的破坏情况,并通过一个详细的非线性模型的模拟说明了该地区地震中附近的地面运动记录并没有很好地反映该桥的破坏原因。由于桥位置处没有仪器测量,所以根据附近强运动数据加上地震脉冲在桥位置处产生了一个虚构的记录,对于该桥运用虚构记录进行模型模拟。结果表明,在模拟状态下桥的结构变形与实际观察到的破坏情况很符合。     

一种基于动态骨架曲线的土层时域积分方法及其验证

由于土层等效线性化方法在强地震动输入下会低估地表峰值加速度且不适用于处理具有较大非线性的软弱土层.本文提出了基于动态骨架曲线的土层直接时域积分方法.该方法在动力方程的数值积分中采用中心差分格式,土体的剪切动力本构关系采用了基于动态骨架曲线的简单函数形式以考虑其非线性,在土层底部引入人工透射边界以考虑能量向基底的辐射,并基于MATLAB平台编制了DYMATLAB计算程序.以唐山响堂三维场地影响观测台阵的强震记录为例对本文方法进行验证.结果表明,本文提出的方法能较好地考虑土体的非线性,是一种合理可行的土层地震反应分析方法.     

三塔斜拉桥的非线性地震反应分析

结合马鞍山长江右汉斜拉桥的工程设计实例,采用桥梁有限元分析软件Midas,考虑结构大位移特性建立动力计算模型,来分析三塔斜拉桥的几何非线性地震反应。分析了三塔斜拉桥的动力特性及在EL-Centro波作用下的时程响应,比较了结构设置铅芯抗震橡胶支座的振动响应。     

剪切型钢筋混凝土枢架结构随机地震反应分析

将地震地面运动模拟为零均值平稳高斯过程，考虑多层剪切型钢筋混凝土框架结构在强震时的非线性和滞回性，根据动力反应的实际概率分布，建议了计算该种结构随机地震反应的概率平均等价线性化法。实例计算表明，本方法简便易行，结果符合一般规律．     

基于反应谱的结构体系平稳随机地震反应分析

利用功率谱与反应谱的转换关系，提出了分析土与结构相互作用系统的反应谱分析方法，该方法利用新规范中的加速度反应谱作为目标谱，计算与之相对的功率谱并按该功率谱作为地震输入谱进行结构体系随机地震反应分析，最后通过算例说明该方法的有效性．     

填充墙对隔震框架结构地震反应的影响分析

以一幢7层框架结构建筑为例,分别考虑常规抗震方案、以橡胶支座或铅芯橡胶支座为隔震元件的基底隔震方案。用非线性时程分析法探讨了填充墙对上述两种方案地震反应的影响。研究结果表明,对常规方案,考虑填充墙作用,诸层加速反应增加;而对于隔震方案,诸层加速度反应减小。