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。     

地下结构地震反应的振动台模型试验研究

进行了土-地下结构动力相互作用的大型振动台模型试验,分别测出了模型土中不同部位的加速度反应和地下结构的加速度与应变反应.对模型体系的加速度反应实测值进行整理分析了模型箱效应、试验各阶段系统的自振频率及阻尼比的变化情况和地下结构的加速度和应变反应规律.试验结果表明:相对于仅有水平加速度激振,峰值约为水平加速度峰值三分之二的竖向激振的参与,可使结构的反应增加,且应变反应的增量大于加速度反应的增量,地下结构横断面的变形仍以剪切变形为主;地下结构的加速度反应和应变反应的频谱分布有较大差异,应变反应中竖向振型的贡献较大.     

隧洞结构受力及变形特征的离心模型试验研究

随着地下工程建筑的不断发展 ,对地下结构受力和变形估计的要求由定性走向定量 ,为此 ,结合一拟建大型地下隧洞工程 ,通过离心模型试验 ,研究了砂土中隧洞衬砌的土压力和变形特征以及施工间隙的影响。试验共做了 3个模型 ,分别模拟无间隙以及间隙高度为 10 cm和 2 0 cm的情况。试验结果表明 ,隧洞周围砂土通过发挥拱效应 ,在很小的支护压力下能够保持稳定 ,临界支护压力不仅远小于原位土压力 ,也远小于 Terzaghi松动土压力     

钢筋混凝土地下粮仓仓壁土压力取值方法及仓壁结构受力分析

钢筋混凝土地下粮仓仓壁承受土压力、水压力及结构自重等多种荷载的作用,其承载特性复杂.采用现场检测试验方法,对仓容100t的地下试验仓进行仓壁侧压力及仓壁结构受力检测试验.采用Rankine土压力理论比较静止、主动和被动土压力大小,对比仓壁侧压力的理论计算结果与实测结果,分析确定了钢筋混凝土地下粮仓仓壁土压力取值方法.分别采用圆柱壳模型分析法和有限元分析法计算地下试验仓仓壁竖向弯矩和环向力,研究钢筋混凝土地下粮仓仓壁结构受力特性,分析仓壁竖向弯矩和环向力分布规律,对比理论计算结果与实测结果后指出:仓壁土压力取值方法合理;仓壁结构受力的圆柱壳模型分析法和有限元分析法结果均与试验结果吻合较好;但仓壁与仓顶、仓底连接处因边缘约束效应的影响,受力状况比较复杂,建议采用有限元分析法对结构关键部位进行精细化受力分析.     

黄土地区地上两层地铁车站抗震性能振动台试验

为研究黄土地区地下一层地上两层地铁车站结构的抗震性能,进行包括地上、地下结构及周围土层的振动台试验研究.在简要介绍模型设计和试验工况的基础上,重点根据试验中各传感器所记录的数据,对模型土箱的边界效应、模型地基与模型结构的动力反应、土与结构的相互作用等进行分析探讨.试验结果表明:地下一层地上两层地铁车站模型结构地上部分受输入地震动峰值加速度影响较大,地上部分的最终破坏模式是整体侧向倒塌;车站模型结构地下部分受地下结构周围土层影响较大,土层位移不大时地下结构无明显破坏;地上地下结构交接处的破坏最为严重.模型车站结构的存在对土体动力反应的影响较小,并随输入地震动峰值的增大而减弱.     

浅埋地下梁自振频率的研究

本文针对浅埋地下结构的顶板(简化成简支梁的单向板)用弹性理论分析和模型试验研究了复土对地下结构梁自振频率的影响。由计算与实验表明: 1.对于弹性模量较低的复土(如粘土),结构的自振频率随复土厚度增加而降低; 2.对于弹性模量较高的复土(如干砂),结构的自振频率在复土很薄时稍下降,但随着复土增加,结构频率却不断增加。由计算和实验还表明,不论何种复盖介质,当复土厚度超过结构跨度约2/3以后,结构的自振频率几乎不再变化。     

天津承压含水层粉土渗透特性试验研究

天津市地下工程施工主要集中在粉土层处,这类土层极易随地下水的流失而流失,在该类地区的地下结构在施工及运营期间也易出现渗漏现象.其中土体的工程性质与渗透特性是这种渗流侵蚀灾害的重要影响因素.因此很有必要对天津粉土的工程性质,尤其是渗透特性进行标定.为确定天津地下承压含水层中粉土的渗透特性,首先开展室内试验研究,适当地加工改造《土工试验方法标准》中规定的标准试验仪器,通过比重试验、颗粒分析试验、液塑限试验对天津粉土进行比重、级配、液塑限等基本参数进行标定,详细汇总整理各个试验数据,应用相关公式及数据处理方法对大量试验数据展开分析得出试验结果;然后通过常水头渗透试验与变水头渗透试验相结合的方式对粉土渗透系数的变化特征进行分析.研究结果表明:天津粉土的渗透系数随孔隙率的增大呈现增大的趋势,随时间的增长而减小且最终趋于稳定.从天津粉土的土体特性出发,将既无法传递净水压,也不能产生渗流的由结合水占领的无效孔隙排除,剩下的孔隙比定义为有效孔隙比.利用有效孔隙比的概念对经典的太沙基渗流理论进行修正,提出了适用于天津粉土的渗透系数估算公式.该公式能很好地计算天津粉土的渗透系数,可为天津市承压含水层中地下...     

地震动在浅埋隧道场地中的传播特性

为了探究地震动在浅埋隧道场地中的传播特性,以南京某工程中浅埋隧道为研究案例进行振动台试验。基于Bockinghamπ定理分别对结构和地基土作相似缩比,考虑时间效应对土体的影响,时间相似比采用模型土时间相似比,采用叠层剪切土箱来减小边界效应,对试验得到的加速度结果进行分析,结果表明:随着埋深减小,土体的加速度峰值逐渐增大;地震中,地下结构主要随周围土体一起运动;结构的存在会放大周围一定范围的土体加速度峰值。     

地下结构的地震动土压力分析

本文从土与结构动力相互作用的观点出发,提出了用动力有限元分析计算地下结构上地震动土压力的方法。然后,对方形地下结构上的地震动土压力分布作了计算分析。采用了三种不同的地震曲线作为输入地震,对每一种地震曲线还用多种地震波入射角进行了对比研究,得出了一些规律性结果。     

地下连续墙施工技术研究

地下连续墙是一种基坑工程的支护结构,具有防渗止水和基坑挡土支护的双重作用,在深基坑的支护工程中被广泛使用。该文通过对地下连续墙施工技术的研究,进一步了解和探讨地下连续墙的施工方法,以及地下连续墙在基坑支护方面的应用,积累地下连续墙施工的质量控制方法和施工技术经验,为今后类似工程中的地下连续墙施工提供施工方法选择的依据和经验。     

不同地震波输入机制下的结构振动台模型试验

设计了一个10层框架结构,直接置于振动台上进行模型试验.讨论不同输入机制对结构地震反应的影响.在进行了土层自由场、土结构相互作用体系的振动台试验的基础上,选择三种试验记录作为该模型结构振动台试验的台面输入,分别为先期试验中的振动台输入、自由场试验中的地表记录、土结构相互作用体系试验中模型结构基础上测得的记录.把试验结果与土结构相互作用体系的试验结果作对比,讨论不同输入模式的合理性.试验结果表明:不考虑土层因素,直接将基岩波作为输入,与实际误差最大,将自由场的反应作为输入时误差有所减小,而将土-结构体系基础上的反应作为输入时结构反应与实际情况更为接近,但有时会低估结构的反应.     

谈深基坑支护中的排桩结构技术

多高层建筑物深基坑的支护结构常见的形式有五种：地下排桩或地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙和放坡等。本文仅介绍排桩在深基坑支护结构中应用,排桩就是某种桩型按比例布置组成的基坑支护结构。并以工程实例说明。     

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.     

埋深对地下结构地震液化响应的影响

应用非线性液固两相体动力有限元方法研究饱和可液化土中地下结构在水平地震作用下埋深的响应。分析了地震液化情况下地下结构埋深对于结构上浮、加速度、水平位移以及响应结构内力的影响,讨论了非液化土中地铁地下结构地震响应随埋深的影响。结果表明,埋深的增加可以减少地铁地下结构由于土体液化所导致的结构上浮;同时,虽然地下结构地震作用所导致的内力随着埋深的增加有小幅度的上升,但由于深埋地铁地下结构的强度往往比浅埋的为高,因此在相同水平地震的作用下,浅埋地铁结构可能更加危险。     

土壤结构对沙冬青生长发育的影响

将天津市区绿化用土和武清区农用土分别掺以不同比例的沙子，改变其物理结构，在实验室条件下通过栽培试验．研究分析不同土壤结构对沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）幼苗生长发育的影响．结果表明．市区绿化用土在土：沙为3：1时，沙冬青幼苗生长发育情况最佳．     

谈地下混凝土的防腐蚀处理

腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素,而关系民生的储如大批的中小水厂和加压工程中的储水构筑物(如清水池),有地下式和半地下式两种;各类建筑物的地基基础.它们常用的结构形式一般为钢筋混凝土结构;而且都跟地基土或地下水直接接触.由于某些地基土及地下水对钢筋混凝土具有腐蚀作用,为了保证这些建筑结构使用的耐久性,我们必须采用合适的防腐措施.     

结构异形面平动在砂土中产生的土压力作用模式

为探究结构异形面对土?结构相互作用的影响,通过室内模型试验,研究了不同形状结构面在平动模式下与砂土的相互作用规律,考虑外凸形、平板形和内凹形3种典型结构面,测量了结构水平移动时表面不同位置的接触应力和土体位移场变化情况。试验结果表明,结构形状对土压力最大值、土压力分布以及土体地表影响范围有显著影响。在相同的相对位移下,外凸形的土压力最大值最大,平板形次之,内凹形最小;土压力分布方面,外凸形和内凹形结构的土压力分布为梯形与“斜椭圆”叠加,平板形土压力分布为梯形与正弦函数叠加;外凸形的地表影响宽度最大,平板形次之,内凹形最小。     

考虑液化场地效应的地下结构侧向变形

针对液化场地侧向变形对地下结构的作用效应,建立土-地下结构体系的简化力学模型。考虑地下结构的非线性变形效应,地下结构弯曲变形效应采用三折线模型。土-地下结构的相互作用采用理想弹塑性模型,由此得出液化场地中地下结构侧向变形的解析解,并通过规范提出的反应位移法对解析解进行验证,证明了解析解的可靠性和有效性。结果表明:当UG较小时,解析解与反应位移法计算得出的结果吻合程度较好;当UG较大时,解析解与反应位移法结果沿深度的变化趋势一致;但解析解大于反应位移法的计算结果。不同上覆土层厚度对地下结构的影响不同,地下结构的弯矩在液化层与非液化层的交界面附近达到最大;并且其位置随着上覆层厚度的增加逐渐下移。     

单舱地下综合管廊地震动力响应振动台模型试验研究

采用振动台模型试验方法,对EL-Centro地震波作用下单舱地下综合管廊结构动力响应、土体动力响应以及土-结构相互作用机理开展研究。模型试验依托某实际工程为原型,按照1:15的比例尺缩,设计振动台模型试验,输入不同峰值加速度地震波,以此获得管廊结构以及周边土体的动力响应规律。试验结果表明:土体与管廊结构在振动过程中相互制约,存在明显的土-结构相互作用,在强震作用下管廊侧壁和土体出现脱离的情况,单舱管廊结构的运动始终保持了较好的整体性;管廊周边土体由于受到管廊侧壁的约束作用,土体发生不均匀位移或相对位移,动土压力分布形式错综复杂,土拱效应明显;在横向一致地震作用下,管廊结构横向应变随着地震波输入峰值加速度的增强而增大,其中管廊结构中部截面变形最为明显,各截面角点处的变形位移最大,是管廊抗震设计中需要重视的关键部位。     

考虑液化场地效应的地下结构侧向变形研究

针对液化场地侧向变形对地下结构的作用效应,建立土-地下结构体系的简化力学模型。考虑地下结构的非线性变形效应,地下结构弯曲变形效应采用三折线模型,土-地下结构的相互作用采用理想弹塑性模型,由此得出液化场地中地下结构侧向变形的解析解,并通过规范提出的反应位移法对解析解进行验证,证明了解析解的可靠性和有效性。结果表明：当Ug较小时,解析解与反应位移法计算得出的结果吻合程度较好;当Ug较大时,解析解与反应位移法结果沿深度的变化趋势一致,但解析解大于反应位移法的计算结果。不同上覆土层厚度对地下结构的影响不同,地下结构的弯矩在液化层与非液化层的交界面附近达到最大,并且其位置随着上覆层厚度的增加逐渐下移。