排架渡槽-水流固耦合体隔震分析

以排架渡槽为研究对象,建立3维渡槽-水流固耦合体计算模型,设置板式橡胶隔震支座,通过Mooney-Rivlin应变能密度函数模型模拟橡胶材料的本构,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解渡槽和水体间的耦合动力作用问题,针对不同水深工况,计算分析渡槽-水流固耦合体自振频率以及在地震作用下的位移、应力和水体晃动波高。研究结果表明:渡槽横槽方向为结构刚度最小方向,隔震支座的设置降低了渡槽结构的刚度,延长结构的自振周期;在地震作用下,槽体与水体间的流固耦合作用使得槽身内壁两侧的应力较大;隔震支座的设置增大渡槽结构的位移响应以及槽内水体晃动的幅度,但有效降低渡槽各部位的应力响应,提高渡槽结构的抗震性能。     

考虑土-结构相互作用渡槽流固耦合体风振响应分析

以排架渡槽为研究对象,分别建立考虑土-结构相互作用(SSI)效应和不考虑土-结构相互作用(SSI)效应下的三维渡槽-水流固耦合体风振计算模型,通过自回归滑动平均(ARMA)模型模拟脉动风,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解渡槽和水体的耦合相互作用问题,针对不同水深工况,分别计算分析渡槽流固耦合体系在风荷载随机动力作用下的动力响应。研究结果表明:考虑SSI效应使得渡槽结构横槽向抗风刚度降低,导致结构风振位移响应增大;渡槽结构各部位最大主应力随槽内水深增大而增大,考虑SSI效应渡槽结构主应力稍大于不考虑SSI效应渡槽结构主应力;在脉动风荷载作用下,水深是决定渡槽倾覆力矩和动水压力的控制因素,土-结构作用的影响较小。     

强震作用下渡槽TLD 效应模型试验研究

通过对矩形截面渡槽的单跨模型进行动力试验研究,探讨了渡槽在刚性地基强震条件下的调谐液体阻尼器(TLD)效应;通过调节槽内水位,研究了水体横向减震作用与深宽比的关系。试验结果表明,水体的晃动及水波破碎对渡槽的横向动力响应起到了 TLD 减震作用。渡槽内水位增加会改变结构的动力特性,使渡槽结构自振频率下降。在强震作用下,TLD 横向减震效果随水位变化发生波动,当槽内水体晃动频率与渡槽结构自振频率接近时,减震作用最为显著。     

渡槽地震动水压力及表达式数值研究

基于流固耦合动力分析理论,采用数值模拟方法,对输入波形式、上部结构槽数及下部排架高度等若干渡槽设计因素进行数值计算分析,研究地震激励下渡槽动水压力特性。结果表明:单、多槽侧壁动水压力分布规律基本相同,多槽中壁动水压力数值约为侧壁的2倍。传统渡槽抗震计算采用Westergaard动水压力修正解析解,但其仅考虑单槽槽身结构,而数值计算结果表明排架高度对渡槽动水压力影响较大;基于常用排架渡槽有限元模型数值计算,拟合出包含下部排架高度参数的动水压力公式,可供渡槽抗震设计参考。     

基于有限条法考虑流体作用下大型渡槽槽身结构的动力特性

在已有的有限条法计算渡槽结构动力特性的基础上,采用附加质量法来计算考虑流体的动水作用下渡槽的动力特性,分3种工况计算.结果表明,随着槽内水深的不同,槽身的自振频率会发生显著的变化.为采用有限条法来计算渡槽结构在流体作用下的动力效应提供了一定的参考作用。     

考虑流固耦合的大型渡槽横向动力分析

渡槽槽身是一种薄壁构件,在建立其动力分析模型时除应考虑渡槽槽身横向、竖向、纵向以及自由扭转变形外,还应考虑渡槽薄壁结构约束扭转变形以及槽内有水时水体对槽身的流-固动力相互作用.为此,依据符拉索夫及豪斯纳尔理论建立了考虑槽内水体与槽身动力相互作用的渡槽薄壁结构横向动力分析模型,由能量变分原理推导给出渡槽薄壁梁段单元刚度矩阵及质量矩阵表达式,通过数值算例验证了该模型的正确性;利用该模型对某大型渡槽进行了多种工况的频率计算,计算结果表明该大型渡槽在无水和设计水位时,其振动频率有所变化.该模型计算简单,是考虑渡槽槽内水体横向流-固动力相互作用的实用动力分析模型.     

大跨度渡槽考虑流固耦合的纵向地震响应分析

以大跨度简支梁式渡槽为对象,研究其在纵向地震一致激励,以及考虑行波效应时的纵向流固耦合响应.研究表明槽墩墩顶与槽身之间的纵向错动位移值在有行波效应时明显大于激励一致的情况.因此,行波效应更容易导致渡槽纵向失稳破坏.并且槽墩墩顶与槽身之间的纵向错动位移的最不利情况都是纵向约束在高墩一侧两端支撑不等高的渡槽.因此,设计时应避免.另外,对纵向稳定最有利结构在一致激励情况下是纵向约束在矮墩一侧两端支撑不等高的渡槽结构,而在激励存在行波效应情况下是两端支撑等高的渡槽结构.     

渡槽-水体系统的地震反应分析

以某梁式柔性墩渡槽工程为背景,建立了水体－渡槽的主、次系统动力分析模型,分别采用时程分析法和振型分解反应谱法,对横向地震激励下该系统的地震反应进行了分析。研究结果表明,槽体中水体存在明显的晃荡作用,起到了ＴＬＤ的效应;当渡槽采用橡胶支座后,ＴＬＤ效应虽有所下降,但却构成一个ＴＭＤ与ＴＬＤ共存的系统,减震效果更加显著     

梁式渡槽“拟三维”流固耦合模型的纵向地震模拟效果分析(英文)

梁式渡槽"拟三维"流固耦合模型分析了纵向地震模拟效果.分析结果显示,采用梁式渡槽"拟三维"简化流固耦合模型不仅能很好地反映出纵向地震耦合效应,而且可以有效降低计算成本,大大提高了计算效率.因此,"拟三维"流固耦合模型可以用于大型梁式渡槽多跨联合的纵向地震动力流固耦合分析计算.     

大型渡槽结构考虑流固耦合的动力建模研究

该文依据符拉索夫（Volasov）和豪斯纳尔（Housner）理论建立考虑槽内水体与槽身动力相互作用以及槽身剪力滞后影响的渡槽薄壁结构横向动力分析模型,由能量变分原理推导出渡槽薄壁梁段单元刚度矩阵及质量矩阵表达式,通过数值算例验证了该模型的正确性;利用该模型对某大型渡槽进行了多种工况的频率计算,结果表明：大型渡槽在无水和设计水位时的振动频率有所变化;该文模型是考虑渡槽槽内水体横向流固动力相互作用的实用动力分析模型。     

谈矿井地质勘探的槽波地震法

阐述了矿井地质勘探的槽波地震法的原理,对两种槽波地震法透射波法和反射波法进行了技术分析,简述了槽波地震法的应用。槽波地震法是矿井物探的一种重要方法,应用槽波地震勘探可确定煤层地质构造变动或地质异常的位置和规模大小。     

渡槽支撑排架结构动力分析

针对扶风县官务水库灌溉干渠1号渡槽支撑排架动力稳定问题,采用拟静力法、振型分析反应谱法、有限元法对空槽和设计水位工况进行了动力分析,通过分析比较以上3种方法的静动效应叠加结果可知,1)排架在地震荷载作用下,动力响应底部最大,腰部次之,顶部最小;2)结构第一、二振型主要表现为水平振动;第三、四振型为竖直振动;第一振型的引起的地震响应最大,其他振型的贡献率较小;3)利用振型分解反应谱法对排架结构进行抗震分析得到的结果,与相同工况下商业软件的有限元结果一致性较好,而拟静力法结果明显大于反应谱振型分解法和有限元法结果;4)渡槽无水时各阶振动周期较小,而槽体充水后,各阶自振周期明显增大,这说明水体对结构的自振特性的影响较大。     

基于改进ICA算法对云南地区重力固体潮中地震前兆信息的提取与识别

固体潮信号是地球自转在月球和太阳作用下产生的混合复杂信号,其中包含大量的谐波分量,而实际重力固体潮信号中包含了丰富的地震前兆信息.该文提出一个重力固体潮信号的正交分解模型,通过将重力固体潮信号谐波分量,分解在两个正交的方向上,以提取独立的谐波分量：半日波信号、日波信号、长周期波信号.在重力固体潮地震前兆信息分析中引入ICA算法,结合ICA的自身的特点进行算法优化,对重力固体潮信号中包含的三类谐波进行提取.通过对重力固体潮信号中包含的长周期波的分析,研究长周期波的时序变化特征,从中读取其包含的震颤异常波从而提取地震前兆信息.通过对云南地区的实际震例分析表明,长周期波在地震前后的确存在异常变化特征量,此类异常变化常出现在地震前和地震后大约30 d左右.得到的时序特征量的变化容易观察,对于地震前兆信息的分析具有明确的物理意义.     

寒旱地区混凝土箱形渡槽湿热耦合效应

针对冬季渡槽的湿热全耦合效应问题,避免渡槽在冬季输水过程中出现裂缝现象,以寒旱地区某渡槽为工程背景,利用湿热耦合传输理论分析,实测2023年1月5至1月20日的环境温度、环境湿度及风速,采用Fluent有限元软件建立了不同环境参数的混凝土箱形渡槽温度场、湿度场、湿热耦合场有限元模型。并分析不同工况对冬季渡槽的非耦合和全耦合状态下的温度效应的影响。分析结果表明,渡槽通水时冬季最不利温差为-14.7℃,不通水时为-6.3℃;渡槽通水时冬季最不利横向温差为-10.2℃,不通水时为-6.2℃;在湿度扩散过程中,沿板厚方向湿度由内向外逐渐减小,且吸水速度随时间的增大而减小;在湿热耦合过程中,全耦合场温度值小于非耦合场温度值,湿热全耦合作用的挠度变化值小于湿热非耦合作用下的挠度变化值,湿热耦合作用的拉应力小于湿热非耦合作用下的拉应力值,因此,湿热全耦合作用对渡槽结构变形有利。     

超大跨斜拉桥地震行波效应分析

对多点激励下的振型方程进行了推导,简化成类似于一致激励下的振型方程形式,导出多点激励下的振型参与系数和振型等效地震波,从而可由反应谱判断多点激励对结构振动的影响.以一座试设计的主跨1 400m斜拉桥为例,采用振型分析法分析了考虑行波效应的超大跨斜拉桥振动机理。通过拟静力法分析了行波效应引起的各支承点地震动位移的差异对超大跨斜拉桥结构变形的影响,同时,利用位移输入法,对超大跨斜拉桥进行了地震时程分析,研究了行波效应对超大跨斜拉桥顺桥向耗能体系地震损伤的影响.研究结果表明:行波效应减小了耗能辅助墩的耗能作用,增大了桥塔的地震损伤,对超大跨斜拉桥顺桥向耗能体系地震反应的影响是不利的.视波速为1 000~3 000m·s-1范围内的长周期地震动作用下行波效应的影响尤为显著,因此在超大跨斜拉桥地震反应分析时必须考虑.     

附加质量法在大型梁式渡槽抗震分析中的应用

结合考虑流固耦合的动力方程组,采用附加质量法对渡槽进行动力响应计算。结果表明,渡槽槽身与水体的动力相互耦合作用对渡槽结构自振频率影响较大,故在分析渡槽结构的动力特性时必须考虑此作用;流固耦合作用对渡槽槽身各阶振型亦有相应影响,随着槽内水位的增高,槽身的各阶自振频率依次递减且竖向振型是独立的,横向振型与扭转振型耦联;槽内水体与槽身的横向振型同步,当槽身振型以竖向弯曲为主时,渡槽附联水体横向振型不明显。     

大型渡槽结构振动特性分析研究

根据大型渡槽的结构特点,应用ANSYS有限元分析软件,对实际工程中某大型渡槽进行了振动特性分析,并采用了四种计算模型对该镀槽进行了动力分析,所得结果可为该大型渡槽的抗震设计提供依据。     

大型梁式U形渡槽槽身结构动内力分析

采用有限元方法对变长度的大型梁式U形渡槽进行了模态分析和动力时程分析，得出了中长壳与长壳的槽身结构在横向及竖向地震作用下所产生的附加动内力的变化规律．在静力分析时，有限元解仅为传统方法解的l／3；在动力分析时，横向地震作用下的横向附加动弯矩值是有限元静力解的50％以上．因此当考虑了地震荷载时，采用传统方法所得到的内力结果是偏安全的，且安全系数至少为2．     

大型渡槽-水耦合体系动力特性分析

以梁式渡槽为工程背景，采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构-水耦合体的动力特性，针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用．研究结果表明，渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征，在一定的外激励下水体的晃动作用十分显著，水体晃动产生的动水压力将改变渡槽槽体中的应力分布，但是在渡槽结构截面深宽比合理的情况下，渡槽槽体不会发生横向失稳．对比矩形、U形渡槽-水耦合体系的动力特性可以发现，U形渡槽中水体的晃动幅度一般大于矩形渡槽中水体的晃动幅度，这对高排架渡槽结构的性能有显著影响，在渡槽抗震设计中应给予足够重视．     

某高层建筑-箱型基础动力响应分析

文章考虑土-结构动力相互作用,利用有限元分析软件ANSYS对地震激励下的某超限高层建筑箱型基础进行了数值模拟,并对其动力响应进行了分析。首先,通过静力分析验证模型的合理性,确保其计算精度,并分别输入地震激励EL-centro波、Kobe波和上海人工波,分析箱型基础在不同激励下的层间位移、内力变化。结果表明:在不同的地震波作用下,箱基整体呈现出剪切变形模式,层间位移以底层为最大,轴力、剪力和弯矩也均是底层柱最大,因而箱基底层视为薄弱层;顶层由于围岩性质、上部结构嵌固以及地震耦合效应的影响,也容易成为薄弱部位;在地基-箱型基础-上部结构共同作用体系中,上部结构的刚度以及周围土体的约束,使箱基的整体性得到了极大提升,从而在设计地震加速度作用下其各个部位都能够处于正常工作的弹性阶段;箱基的中柱受到地震波耦合作用的影响要显著于边柱。分析结果为今后超限建筑的抗震优化设计提供了一定的理论和设计依据。