场地地震反应非线性分析的有效时域算法

运用笔者所建议的动态应力－应变关系及推广的加卸载准则考虑土料在循环或瞬时加载下的非线性滞回特性，将时域逐渐积分格式与不平衡荷载转移法相结合提出了动力非线性方程的增量－常刚度迭代算法；以水平成层场地一维剪梁模型为例建立了求解土体地震反应的非线性分析技术。针对某土层剖面，运用这种真非线性算法与以往等价线性化法进行了对比计算，讨论了两者之差别。     

黄土场地的脉动特征及地震工程意义

以西北黄土地区地震小区和重大工程建设项目中的实际地脉动观测资料为依据,阐述了黄土场地的脉动谱特性,结合实例探讨了场地脉动在地震工程中的应用问题。     

多点输入下场地非线性地震反应分析计算模型

为考虑强震下土层反应的非线性及地震波的空间变化特性，基于直接迭代法和逐步积分法提出多点输入非线性分析的一种增量迭代格式，从而建立土层多点输入地震反应非线性分析方法。同时，为降低多点输入非线性分析近代过程中刚度矩阵的求逆次数，对原迭代方法作进一步推导，提出采用试管因子的试算迭代法，在不降低计算精度的基础上，有效地减少计算时间，编制了可进行一致输入、多点输入的非线性和等价线性化分析的有限元程序，计算结果表明，对于重大结构有进行多点输入地震反应分析的必要。     

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...     

河谷地形对土层地震反应的影响

为了分析河谷对土层地震反应的影响,采用二维有限元法,对跨度500m的某河谷地形的土层进行地震反应分析. 为研究地震波传播过程对土层地震反应的影响,分析比较了一致地震输入和行波地震输入作用下土层线性和等效线性化地震反应的差异. 同时将有限元计算结果与层状土层的一维波动分析结果相比较,讨论河谷地形对土层地震反应的影响. 数值计算的结果表明:在水平地震输入作用下,由于河谷的存在,在河谷附近将会激起较大的竖向运动;与一致地震输入相比,在行波地震输入作用下,土层表面水平加速度反应减小,竖向加速度反应增大.     

基于场地-结构整体模型的桩基斜拉桥地震反应分析方法

针对我国普遍采用的大跨度桩基桥梁,应用无限元有限元土体边界、桩土面面接触算法和显式求解技术,提出了场地结构整体模型的地震反应分析方法.以一座主跨为202.5 m+300.0 m的独塔斜拉桥为工程实例,构建了河谷场地桥梁整体有限元动力模型,研究了二维河谷场地对该斜拉桥纵向地震反应的影响,分析了基础附近扰动场地震动的特点.结果表明,场地中不同河岸高度和二维土层分布会对主塔处地震动的短周期分量产生一定影响,对结构短周期振型产生的地震力有较大影响;扰动场的地震动中接近基础振动频率的分量得到了加强,和自由场的地震动有显著区别,但长周期的分量变化较小.     

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。     

双向水平地震作用下场地土三维非线性反应分析

针对双向水平地震作用下场地土地震三维非线性反应问题,基于多重屈服面模型建立了三维竖向土柱模型,重点考察了影响场地土地震非线性分析准确性和效率的相关因素,其中多重屈服面模型参数、土层厚度划分、边界条件以及组成阻尼的频率或模态等的合理选择是进行非线性地震反应分析的关键参数.当土层性质差异明显时,可以根据波速的不同分为多个子系统,各个子系统分别选用相对应的阻尼参数进行分析.为确定分析方法的计算精度,与已有文献的离心动力试验结果对比,验证了三维竖向土柱模型的可靠性,该模型可以有效地应用于双向非线性地震反应分析.     

Ⅱ类场地土和结构相互作用地震反应分析

为了研究考虑土和结构相互作用对Ⅱ类场地上的结构地震反应的影响,建立了三个不同输入形式的结构地震反应分析模型。通过三条地震波激励下,计算不同输入形式下结构的位移和内力反应峰值的变化,说明了不同土层特性对结构地震反应的影响。结果表明:Ⅱ类场地土土层中的结构抗震计算也应该考虑土和结构相互作用;土层剪切波速对结构响应的影响并无一致变化规律;覆盖层厚度越大,结构顶点位移和基底剪力随之增大;相同周期的土层上的结构响应并不一致。     

场地类别对地铁地下车站结构地震反应的影响规律

以南京地铁建设为工程背景,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中场地类别的分类方法,保持场地覆盖层厚度不变,通过改变场地等效剪切波速,设计出典型的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类工程场地类别.采用大型有限元分析软件ABAQUS,考虑土体与混凝土的非线性以及土与结构接触非线性,研究地铁车站在规范规定的不同场地类别条件下地下结构的层间位移和位移角反应特征以及结构关键部位的应力反应特征.结果表明:不同场地类别对地铁地下车站结构地震反应的影响规律和影响程度有所不同.总体来看,在较差场地类别条件下,基岩输入峰值加速度峰值对层间位移角幅值的影响程度较大,且对车站结构下层层间位移角幅值的影响更大.在本文所有的输入地震动强度条件下,Ⅱ类场地下地铁车站结构基本处于弹性工作状态,而Ⅳ类场地下地铁车站结构在中小地震发生时层间位移角很容易进入整体弹塑性工作状态.同时,场地类别越差,车站结构整体残余变形越容易发生,造成结构的残动内力也迅速增加.     

地下水条件下平行双隧道对场地地震反应影响的分析

通过有限元方法建立含有地下水及平行双隧道结构的场地模型,在模型底部输入水平地震波,分析场地表面在均匀土和层状土两种场地条件下的加速度变化规律。研究结果表明:隧道间距大小对地面的地震反应不是单纯的放大或缩小作用,而是影响地表加速度峰值的出现位置;地下水与地下结构的存在使地表不同位置呈现不同的反映情况,且层状土场地的放大效应比均匀土要大;双隧道对地震波的反射叠加作用,场地表面产生竖向加速度,其中隧道内侧的竖向加速度要大于隧道外侧,隧道外侧的竖向加速度要大于隧道上方的竖向加速度。     

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。     

软土地铁结构非线性地震反应分析

基于天津典型粉质黏土层条件,建立两层双柱三跨地铁车站与隧道三维有限元模型,从地下结构的变形、损伤和应力方面研究其在不同地震波作用下的非线性地震反应.分析了地连墙及回填土密实度对车站结构地震反应的影响.结果表明,在地震作用下,结构的变形沿高度方向增加;地铁车站中柱顶、底受到交替的动拉压应力,且出现较大的拉伸损伤,是抗震薄弱构件.此外,地震波频谱特性对结构的地震反应有很大影响,天津波和人工波作用下结构的地震反应远大于El-Centro波作用下的地震反应.地连墙和回填土会改变地下结构周围介质的物理性质,从而影响到结构的地震反应,在通常的地下结构抗震分析中不考虑地连墙的存在会高估地震对结构的影响;为减轻结构震害,地铁施工时应保证回填土的密实度.     

钢筋混凝土框架—剪力墙结构的空间非线性地震反应分析

提出了一种用于复杂形式钢筋混凝土框架－剪力墙结构空间非线性地震反应分析的方法。整体结构采用空间力学模型。梁柱构件采用可模拟双向弯矩及轴力相互作用的多弹簧杆单元模型。剪力墙采用可考虑中性轴移动的多垂直杆元模型，并将其进行改进，使之能较方便地用于空间分析。对一幢１０层含非平面剪力墙的框架－剪力墙结构进行了在强震作用下的非线性分析，结果证明了本文方法和所用单元的实用性。     

悬挂式测井仪在场地地震反应剪切波速测试中的应用

《工程场地地震安全性评价GB17741》国家标准规定,对工程场地必须进行剪切波速测定,深度可能达100 m,波速可能从100 m/s到大于700 m/s.简述用悬挂式测井仪测定场地剪切波波速的方法,并以检测实例说明此种仪器满足测试要求、方法可行,测试结果可靠并满足规范要求.     

武汉地区地铁隧道非线性地震反应分析

通过有限元模拟的方法进行了武汉地区软土—双隧道模型的动力非线性分析。在ABAQUS软件中建立了考虑软土动力非线性的二维土体—双隧道有限元模型,并通过在基岩位移输入SH波对该模型进行了动力非线性地震反应分析,主要研究了地表以及隧道上下两顶点位置的加速度与位移反应。通过对比分析,可以发现土层及注浆加固区能有效降低衬砌的加速度与位移反应;在SH波作用下衬砌上下两顶点将发生相对侧移,并呈椭圆形。     

非线性滞变体系的随机地震反应及动力可靠性分析

将地震地面运动模拟为平稳过滤有色噪声,利用统计线性和复模态分析理论将Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ－Ｂａｂｅｒ－Ｎｏｏｒｉ（ＢＷＢＮ）拢缩滞回恢复力模型推广应用于多自由度滞体系,求得了多自由度非线性滞变体系的随机地震反应;并运用结构延性和耦能的重破坏准则进行了非线性滞变 动力可靠性分析。     

单索面斜拉桥考虑几何非线性地震反应分析

以一主跨为２００ｍ钢筋混凝土单索面斜拉桥为例，分析了在地震荷载作用下的几何非线性性能．结果表明：在桥面内，单索面大跨度斜拉桥的几何非线性对地震响应有影响，在桥塔上部尤其明显，而在面外几乎没有影响．     

不同地形地质下岩质边坡的场地效应与地表地震影响范围的初步确定

为有效减轻建在西部山区用地受限的地面建筑的震害,选定了具有代表性的4种岩质边坡作为本文的研究对象,开展了不同地形、地质的地震动传播特性研究,分别从边坡的场地效应、空间非一致性等方面初步确定了不同地形地质条件下边坡的地表地震影响范围,得到了以下结果：均质岩质边坡地表各监测点的放大系数基本呈现离边坡边缘的距离越大其值就越小的趋势,随着坡高的增长,这种趋势就越明显;对于非均质成层岩质边坡,岩性相差越大,空间非一致性表现得越明显;覆盖土层岩质边坡各个监测点放大系数的差距在低坡高时和高坡高时比较大,在坡高为80m时则最小;软弱夹层岩质边坡各个监测点放大系数大小与均质岩质边坡类似。非均质岩质边坡和覆盖土层岩质边坡下缘地表地震影响范围基本上都大于均质岩质边坡和软弱夹层岩质边坡,而均质岩质边坡和软弱夹层岩质边坡则基本相同,对于不同坡高,后两种边坡的地震影响范围基本变化不大,但是对于前两种边坡,坡高越大,影响范围就越大;4种岩质边坡上缘地表地震影响范围在中低坡高时相差不大,基本上都在300m范围内,但坡高为80m的覆盖土层岩质边坡影响范围明显大于其他类型边坡情况。     

钢筋砼空间框架结构非线性地震反应分析的超级有限元方法

根据钢艋混凝土框架结构的受力特点,将楼板平面内刚度无限大的假这直接用于构造短超级单元减少了计算工作量,又保证了一定的精度,最后提出了空间框架结构非线性地震反应分析的高效实用方法。