地震作用下黏性土坡失稳破坏的颗粒流模拟

利用颗粒流程序建立了黏性土边坡模型,模拟在地震作用下黏性土坡变形破坏全过程,并对其破坏形式和机理进行了研究.结果表明,黏性土坡的变形破坏形式是渐进性破坏,由下至上、由浅入深形成一条贯通的"滑移带",破坏过程表现为:坡脚周围土体先受拉破坏和剪切破坏,逐渐引起坡顶土体受拉产生拉裂缝、土坡深层土体受剪切破坏和挤压破坏.边坡破坏主要发生在地震作用的前段时间,剪切破坏多于拉裂破坏;地震作用的后段时间主要发生土体滑移,拉裂破坏多于剪切破坏.随着坡高、坡度、地震峰值加速度的增加,黏性土边坡破坏程度更加明显,破坏范围增大.     

近断层地震动与汶川地震灾区滑坡破坏特征分析

基于对都江堰、彭州、绵竹、绵阳、北川、青川、平武、江油等重灾区和极重灾区的30多个地震滑坡灾害点进行的滑坡灾害现场测绘、灾害信息数字影像采集、地震滑坡灾害评估工作,发现灾区滑坡破坏模式主要以崩塌破坏或者崩塌破坏诱发的崩滑式破坏,而纯粹滑动式破坏较少,同时灾区滑坡破坏特征与近断层地震动效应存在密切联系,近断层地震滑坡与远震滑坡在灾害机理与破坏形式上存在明显区别,有必要在今后研究工作中针对近断层地震动的大脉冲效应、SH波、崩塌破坏特征展开系统研究.     

地震作用下杜家山隧道渐进性破坏机制分析

以杜家山隧道为例,通过对震后杜家山隧道变形破坏特征分析发现杜家山隧道破坏过程具有明显的时效特征,分析得出地震作用是杜家山隧道渐进破坏的外因,岩性条件、区域构造条件、地下水条件是其内因,并在此基础上对隧道渐进破坏机理进行了深入研究。     

浅谈城市地下管道地震破坏机理分析及抗震处理

地下管道工程的震害及功能失效对正常社会生产及生活有很大影响。本文总结了地震对地下管道破坏的情况,对地下管道的地震破坏原因和机理作了简单的分析,并提出地下管道在设计和施工中应考虑地震的作用和地下管道应采取的抗震措施。     

地震破坏与经济损失快速评估精细化方法研究

为使地震经济损失评估结果准确可靠,以中国南北地震带区域为例,将公里网格作为评价单元,针对无翔实的公里网格建筑分布数据的情况,通过对抽样调查数据进行统计,建立了南北地震带不同地区城市、县城、乡镇、村庄的房屋建筑面积比例分布模型,集成不同区域各类农居结构易损性矩阵和城市中不同基础烈度设防的各类建筑结构的地震易损性矩阵研究成果,考虑生命线工程的地震损失,和不同地区各类房屋的造价差异性,在此基础上建立了地震破坏和经济损失快速评估的精细化计算方法.对汶川地震经济损失进行了试算,并与几家风险咨询公司计算的快速评估结果进行了对比.结果表明,本方法的快速评估结果最接近政府部门实际统计得到的经济损失值.建立的方法操作性强,可用于地震破坏和经济损失快速评估.     

竖向地震作用及其分析计算

在许多地震灾害中,地震竖向力的破坏作用非常明显,个别震灾中竖向地震作用的破坏能力甚至明显高于水平地震作用.针对高耸结构、高层建筑以及直下型地震等个别的震灾情况,应当考虑竖向地震作用.但是当前对竖向地震作用在实际地震破坏中所占有的地位,还存在一定的分歧,相对于水平地震作用其研究成果也较少,目前还没有形成完善的分析计算方法.本文对竖向地震作用的这些方面进行了概述.     

基于机器学习方法的地震破坏预测

地震破坏预测研究对于建筑结构减灾规划、震前风险预测、震后应急评估有着重要意义。传统的方法因为受到震害资料数量的限制以及计算精度和能力的制约,一般基于经验只考虑少数因素对结构破坏的影响。通过使用随机森林算法,设计了一个综合考虑地震动、结构和场地等多维度信息的分类方法,用以预测建筑物的地震破坏程度。本文研究框架基于新西兰国家地震委员会所收集的27次地震详细破坏资料,处理得到14.2万条高质量建筑物损失数据,考虑了谱加速度、建筑形状、层数等16个影响因素,将4种不同的损伤状态作为模型的学习标签进行地震破坏预测训练。结果表明,随机森林算法在6种分类算法中性能最佳,经过学习曲线法调参、代价敏感学习之后,经过优化得到的随机森林模型对于测试集的整体预测精确率可以达到75.4%,对4种损伤标签的召回率分别达到了88.2%、55.0%、60.7%和70.8%,远好于其他方法。当只考虑对结果影响最重要的前12个因素,该模型的预测精度仍然能够达到73.7%。可见,基于此框架所训练的预测模型具有良好的精度与适用性,同时该框架对于中国震害资料大数据库的研究具有较高的参考价值。     

汶川地震对村镇建筑地基破坏模式分析

“5.12”汶川8级大地震,摧毁了村镇大批建筑物,造成了大批的人员伤亡,引发了大量的次生地质灾害,如崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等.在汶川地区地质构造背景条件下,结合野外次生地质灾害和现场房屋震害的详细调研,从地震响应和破坏机理人手,分析了地震对村镇建筑地基破坏程度的影响因素,总结了汶川地震中村镇房屋建筑和地基的主要破坏模式;基于土-结构动力相互作用的理念提出了基于刚性地基和柔性地基基础分类的地震震害预防和缓解措施;同时从经济可行性的角度提出乡镇和城区分型而治、分区预防的系统构想.     

变电站主接线系统地震易损性分析

在传统变电站地震易损性分析的基础上,引入了电力元件的概念,以综合考虑建筑结构、电气设备对变电站系统地震易损性的影响.从系统层面定义变电站破坏等级,以输出线路连通状态为指标评估变电站系统破坏状态.针对变电站系统的特点,在传统warshall算法的基础上进行改进,提出适用于变电站系统网络连通性分析的高效算法,并将该算法应用于变电站系统地震易损性分析.通过一个算例分析对所提的改进算法和易损性方法进行了验证,分析结果表明:在多遇地震作用下,变电站系统以基本完好和轻微破坏为主,罕遇地震作用下,变电站系统震害情况严重,以中等破坏和毁坏为主;变电站系统震害情况随地震强度的增大而逐渐加剧;增加主接线系统的输出线路数量有助于提高变电站抗震可靠性.     

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.     

强震作用下独塔斜拉桥模型的非线性动力响应分析

建立了基于隐式积分和显式积分的2种有限元模型,对独塔斜拉桥振动台试验中得到的地震响应特性及其破坏模式进行了模拟.然后,利用基于隐式积分的有限元模型,分析了行波效应和索塔梁耦合振动对独塔斜拉桥地震响应特性的影响.结果表明:基于隐式积分的有限元模型可以有效地模拟斜拉桥发生破坏前的地震响应特性,而基于显式积分的有限元模型则可用于模拟独塔斜拉桥在地震作用下发生破坏的全过程;由于输入地震波频谱效应以及视波速各异,行波效应对独塔斜拉桥地震响应特性的影响各不相同;在强震作用下,模型会发生索塔梁耦合振动,导致主塔的纵桥向位移响应明显增加.     

准脆性固体的灾变破坏及其物理前兆

准脆性固体的灾变破坏如地震、滑坡、地下工程的失效等给人类生产和生活带来了巨大影响,由于其非线性演化过程的复杂性,这类灾变破坏的触发机理与预测方法一直是困扰工程界和科学界的难题.我们在对固体灾变破坏中的几个基本问题:灾变破坏的机理、无序非均匀效应、局部化行为和响应量的前兆特征进行了阐述,并对其研究进展和研究现状进行了评述,分析了准脆性固体损伤的非线性演化和局部化、灾变破坏前兆研究面临的困难和机遇.     

强地震作用下深基坑支护体系灾变破坏过程数值模拟

通过对地震作用下地下连续墙加钢支撑的基坑支护结构的稳定性进行三维动力有限元模拟，研究了基坑支护结构形式及其结构失稳、灾变破坏过程及时程特性、结构对地震波传播方向的敏感性，及其振动引起位移的空间分布特性.结果表明：在强地震作用下，基坑支护结构在极短时间（t≤10 s）内可以产生灾变破坏；地震波传播方向对结构体系的稳定性具有显著影响，其最不利的角度为轴向30°~40°；结构地震反应强度具有明显的区域分布特性.     

砖砌体房屋地震破坏机理分析

文章根据汶川地震及以往地震中砖砌体房屋破坏的情况,详细分析了多层砖砌体房屋、空旷砖砌体房屋及单层砖砌体厂房的结构特点、震害破坏形式及其破坏机理。通过分析,使设计人员能够深入了解不同结构体系存在的薄弱环节,针对性地采取相应的抗震措施。     

圆弧夹层破坏机制与被动土压力的非线性极限分析

在非线性破坏准则下,将水平地震力作为拟静态力,根据极限分析上限定理,利用圆弧夹层破坏机制求解非线性破坏准则下的被动土压力,并将计算结果与多三角形刚块破坏机制下的数值结果进行比较.研究结果表明:圆弧夹层机制下的被动土压力与多三角形刚块机制下的被动土压力几乎相等;水平地震系数与非线性参数对被动土压力有较大影响;土体非线性参数影响破坏面的形状.     

浅析地震滑坡因素、破坏特征及减少滑坡危害的一些措施

以甘肃、四川汶川等地获得的地震滑坡记录为例,研究了地震滑坡因素和一些破坏特征以及滑坡造成的危害,并且提出了减少滑坡危害的一些措施,以减少滑坡的危害.     

大柳树岩体地震纵横波破坏效应与震后变形参数特征

以地震纵、横波的运行分析岩体地震破坏中的拉缍与剪切综合性破坏规律，并分析了岩体震后变形参数之特征。     

底框多层砌体结构地震破坏过程仿真及分析

为了更好地研究该结构体系的震害规律,分析结构破坏机理以及抗地震倒塌能力,运用LS-DYNA软件对底框多层砌体结构进行了由损伤至倒塌破坏的全过程的模拟.研究结果表明:底层结构破坏,造成上部结构失稳,最终导致结构整体的倒塌,仿真结果和真实倒塌过程吻合较好.该成果利用模拟的可视化再现地震时建筑结构的倒塌过程,确定建筑结构的薄弱环节,对建筑结构抗震设计具有一定的指导意义.     

汶川地震绵竹市建筑震害分析和设计建议

根据在绵竹收集的灾害调查资料,简要介绍汶川地震中绵竹市震害的基本情况,针对中小学建筑结构体系、砌体结构和框架结构的楼梯间、混凝土预制空心板楼盖、圈梁和构造柱、强柱弱梁等问题,着重介绍震害的典型特征,分析建筑在地震中的破坏原因,并在总结震害的经验与教训的基础上,提出相应的抗震设计建议,供实际工程应用参考.     

地动仪地震预测及数学模型

文章认为地震的形成过程中地表要发生微小变化——逐渐上升,以地震形成的断裂缝为轴线渐渐隆起。并讨论了地震的破坏程度与地表隆起的最大面积的关系,通过地表上升的加速度大小来预警预测地震。