采用减震卡榫的铁路简支梁桥振动台试验

减震卡榫配合支座组合使用,实现了铁路桥梁支承体系水平力传递与竖向支承功能的分离,在整个桥梁减隔震系统中起着至关重要的作用,但目前尚缺乏相关的全桥模型振动台试验验证其可靠性和减震效果.本试验以某两跨铁路桥梁中常用的(2012)2201-I梁配8 m和25 m墩的简支梁桥为研究对象,开展振动台试验,研究多种典型地震激励下结构体系的地震响应特性.试验结果表明:在7度地震作用下,安装普通支座+减震卡榫的模型与摩擦摆支座+减震卡榫的模型均未出现可见裂缝,结构处于弹性阶段;在8度、9度地震作用下,安装摩擦摆支座模型的墩底保护层混凝土开始出现裂缝,但支座位移和结构应变均明显小于仅安装普通支座的模型情况,表明摩擦摆+减震卡榫组成的减隔震体系对桥梁结构起到了较好的减震效果.     

无缝换乘地铁车站的地震响应特性研究

为探究无缝换乘地铁车站的地震响应特性,提高对此类车站结构抗震性能的认识,首先开展此类车站结构缩尺模型的振动台试验.试验方案设计包括试验模型的制备、试验测点的布设与采集、试验加载工况设计;随后对模型试验过程进行三维有限元数值模拟.通过对比数值模拟与实测结果,分析模型土的加速度响应规律、结构模型的应变和内力响应规律以及侧墙上的土压力响应规律.结果表明:数值结果与实测结果吻合较好,验证了本文建模方法的合理性;对于无缝换乘地铁车站结构模型,车站交叉端部对车站结构构件的变形、内力以及周围土层影响明显,而当与车站交叉端部的距离超过1.5倍的车站结构宽度以后,影响基本消失.上述结论可为复杂地铁车站地震分析的三维计算方法以及此类型车站结构的抗震设计提供有力支持.     

新型多维隔减震装置在高烈度区工程中的应用

为提升建筑结构多方向的抗震能力,基于黏弹性材料的高耗能特性提出了一种由筒式阻尼器和隔震支座组成的新型多维隔减震装置,并应用于云南某小学的实际工程.首先通过试验得到筒式阻尼器的耗能特性,然后建立多维隔减震装置的力学模型和受控结构运动微分方程,通过对比计算研究装置的多方向隔减震效果.结果表明:装置中的筒式阻尼器具备较强的耗能能力,且其力学性能会随激励频率和幅值变化而变化;结构中加入新型装置后,水平和竖向的地震响应均得到有效控制;在EI Centro地震波作用下,与橡胶隔震结构相比,多维隔减震结构X方向和Y方向的最大隔震层位移分别降低39.5%和38.9%,X方向和Y方向结构最大层间位移分别降低39.4%和45.5%,Z方向最大位移和加速度响应分别降低12.2%和6.3%,说明新型多维隔减震装置可有效减轻结构多方向地震响应.     

层间隔震结构减震机理的数值模拟分析

以振动台试验模型为背景,隔震垫采用铅芯橡胶隔震支座双线性滞回阻尼和粘滞阻尼的粘塑性分析模型,隔震层采用粘塑性分析模型,建立层间隔震结构的动力运动方程.同时,使用有限元分析软件ANSYS对该试验模型进行非线性有限元动力分析,获得层间隔震结构在地震动下的响应.分析结果表明,隔震层位置越低,隔震效果越好.随着隔震层设置位置下移,层间隔震体系在结构动力特性上体现为前两阶模态质量参与系数的比例发生变化.在中间层隔震区域,隔震层上部子结构反应基本上由一阶振型决定,而下部子结构反应却以二阶振型为主.隔震层上部子结构层间位移较稳定,可以近似为平动;下部子结构层间位移呈现抛物线状,且下部结构最大层间位移常出现在下部结构的中间位置.     

应用正交法的锁死销减震效果影响因素研究

为充分利用活动墩的抗震潜能提高连续梁桥的整体抗震性能,提出了加速度激活的锁死销减震装置.为明确影响连续梁桥锁死销减震效果的影响因素,结合某七跨等高连续梁桥,对激活阈值、锁死间隙、桥墩高度、场地类型和连接刚度5个影响因素进行研究,其中每个影响因素安排了5个水平,运用正交试验设计原理,进行了相关数值模拟试验,分析了锁死销的减震效果,并通过极差分析找到了影响减震效果的主要因素和次要因素,给出了锁死销应用的分析步骤.进一步研究了主要因素激活阈值的取值范围和连接刚度对减震效果的影响规律,研究表明,墩顶加速度与桥墩自振周期密切相关,根据桥墩自振周期即可确定激活阈值取值范围;锁死销连接刚度的改变对减震效果具有一定影响,连接刚度越大,连续梁桥应用锁死销减震效果越好.     

水力喷射压裂孔道内部增压机制

在室内试验基础上,结合计算流体力学方法,得到水力喷射压裂孔道内的压力分布,并对喷嘴压降、喷嘴直径、套管孔眼直径对孔道增压的影响进行分析.结果表明:在水力射流和套管孔眼密封的共同作用下,水力喷射产生的孔道内部存在增压现象,从而在套管压力低于地层起裂压力下压开地层;孔道压力随喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增加;套管孔眼起到的密封作用能够大幅提高孔道压力,对孔道的增压影响很大;水力喷射压裂技术应用于裸眼井时,孔道增压有限,需要提高套管压力才能压裂地层.     

石碑塬滑坡成因机制及数值模拟初步分析

通过对1920年海原大地震造成的石碑塬滑坡区域地质条件和基本特征的现场调查,推测出石碑塬滑坡的边界、形成原因及破坏过程,并通过数值模拟分析其原始斜坡在地震作用时的位移、应交等特征.     

基于ANSYS的地震作用下群桩动力效应研究

文章采用有限元方法对地震作用下群桩-土的相互作用进行了分析,结合振动台试验,利用ANSYS11.0有限元分析软件建立试验模型,在相同的加载制度条件下进行数值模拟。通过合理的参数设定和接触模拟,群桩在地震作用下的位移场、加速度等与试验结果基本吻合。研究结果表明,群桩体系具有良好的整体性,地震作用下上部结构的破坏较小,然而在基础中由于单桩振动引起的对其邻桩的附加内力较大,造成明显的桩头局部破坏。分析结果为实际工程中地震作用下群桩的优化设计提供了简便有效的计算方法和合理的计算参数,同时对地震作用下群桩的动力效应及受力机理有了新的认识。     

土-上盖一体化地铁车站结构耦合作用下振动台试验研究

为研究上盖一体化地铁车站结构的地震响应规律,以轨道交通地上-地下一体化结构体系和单体地铁车站结构体系为研究对象,开展了粉细砂场地振动台试验研究.分别从加速度和应变两方面对地铁车站结构部分进行地震响应研究,并将两种试验结果进行对比.试验结果表明:1)上盖一体化地铁车站结构振动台试验模型土体和结构相同监测点的加速度峰值随着输入地震强度的增加逐渐增大,而加速度放大系数则逐渐减小,测点加速度沿埋深的变化规律与地震动类型有关;2)上盖一体化地铁车站结构的拉应变幅值随着地震强度的增加呈逐渐增大的趋势,模型中柱端部的拉应变幅值最大,侧墙次之,楼板最小;3)上盖一体化地铁车站结构的加速度和应变均小于单体地铁车站结构,其中,加速度变化规律大致相同,应变幅值差异随着地震强度的增加逐渐增大,而差异增幅呈现逐渐减小并收敛的趋势.     

偏压条件下特大断面隧道地震动态响应的数值模拟研究

以福州市二环路金鸡山隧道为工程背景,利用数值模拟方法研究偏压条件下特大断面隧道的地震动态响应(包括地层加速度及衬砌接触压力的动态响应),并与已完成的振动台模型试验结果相互对比验证.数值模拟结果表明:地层各测点的PHA放大系数,沿地层中轴面及衬砌边缘随高程呈对数型增长,沿临空侧坡面随高程呈指数型增长;中上部地层各测点的P...     

附加TL-PD的钢框架振动台试验及简化分析

为考察分析TL-PD在地震作用下的减震性能,并比较其与TLD和PD控制效果,将阻尼器安装在5层钢框架顶部,分别对有控和无控结构进行3条天然地震波作用下的振动台试验.试验结果表明:TL-PD具有良好的振动控制效果,对各楼层均有一定的减震作用,位移均方根减震效果最优达到63.2%,加速度均方根控制最优达到51.0%.TL-PD改善了TLD对激励敏感的特点,鲁棒性较好,但减震效果在一定程度上还受输入激励特性的影响.提出的TL-PD相对单纯PD装置对颗粒摩擦碰撞有一定的降噪作用.通过理论分析,基于经验模型,提出了TL-PD简化数值模型,可用于TL-PD初步设计的近似模拟.     

减震技术在公路桥梁中的应用及地震反应分析

以四跨连续梁桥减震桥为例,采用动态时程分析方法对该桥梁的常规抗震方案及采用铅芯橡胶支座减震方案进行了对比计算,对桥梁的水平向和竖向地震反应进行了分析,计算结果表明,当遭受强地震作用时,减震桥梁相对于抗震方案桥墩水平位移可以得到显著地降低,桥梁的竖向地震反应是不容忽视的。     

地铁地下结构抗震研究现状

回顾历史上地铁地下结构的震害现象,尤其是日本阪神地震大开地铁站的震害.简要归纳目前地下结构抗震研究主要方法,包括静力法、BART法、反应位移法及动力有限元法等.总结地铁地下结构在一致地震动作用下的地震反应研究现状.对地铁地下结构在非一致地震动作用下的地震反应研究、非一致地震动自由波场输入方法及其人工边界研究进行简要描述.概述了地铁地下结构的振动台试验研究现状,包括普通振动台试验、离心机振动台试验和针对非一致激励的振动台试验.对地铁地下结构抗震领域提出进一步研究展望.     

两向三自由度弹簧式地震模拟振动台试验技术及常见问题解决

详细介绍了成都理工大学自行研制的两向三自由度弹簧式地震模拟振动台的机械、液压、电气系统的构成、工作原理、技术指标、使用说明,以及使用过程中常见故障和问题的排除操作程序,研究结果为该系统的正常工作和试验的顺利进行提供了技术保障。研究结果表明该振动台以结构简单、容易操作、造价较低、维修简单、同一模型可进行多次振动试验,尤其对于地质体或结构破坏启动机制的模拟,波形仿真度高等特点,成为地质体或结构在地震荷载作用下破坏研究的重要试验平台。     

岩质高陡边坡动力响应及失稳机制大型振动台模型试验研究

针对岩质高陡边坡动力响应和失稳机制问题,设计并完成了含不连续节理的岩质高陡边坡大型振动台模型试验.对主要岩性特征,采用水泥、沙、铁粉、黏土与混合剂配制岩体材料.对岩质边坡的不连续节理,在边坡内部按照一定的规律设置表面摩擦系数极低的特氟龙布.试验表明,含顺向不连续面的高陡岩质边坡地震作用下的破坏形态主要有三个阶段:裂缝开展,坡面剥落,崩塌滑动;主要滑动面沿特氟龙开展,发生在2/3坡高的位置;加速度响应沿坡面向上有明显放大,水平向加速度占主导;当地震烈度加大时,离坡尖越近,加速度放大效应越强.     

废车、减震沟及沙袋缓冲对塌落振动减振效果对比研究

针对城市爆破拆除工程中的塌落振动问题,结合落锤冲击数值模拟与塌落冲击试验研究了减震沟、废弃机动车及沙袋缓冲层等减振措施对塌落振动的减振效果。结果表明,落锤冲击数值模拟与塌落冲击试验动力响应规律较一致,减震沟、废车及沙袋缓冲等均能在一定程度上降低地面质点振动响应峰值;塌落冲击试验中所有振动分量频率均介于10～40 Hz之间,废车及沙袋缓冲对部分振动分量频率影响不明显;在减震沟、废车及沙袋缓冲等3种减振措施中,废车尤其微型面包车缓冲减振效果最好。     

胶合木-混凝土混合结构动力特性研究

现代木结构的动力特性还有待进一步研究。根据一次地震模拟振动台试验,采集了三层缩尺胶合木-混凝土竖向混合结构地震响应的原始振动数据。经过分析和处理后,使用传递函数法得到了结构的前三阶动力特性。结果表明,结构阻尼比在2%~10%之间,且随结构损伤积累增加而增大,结构频率随刚度退化而下降。刚度比较大的混合结构振动主要表现为一阶振型,且上下层连接良好,协同工作能力较强。     

速度脉冲地震动作用下巨-子结构隔震体系的振动台试验研究

设计并制作了巨-子结构抗震体系及隔震体系的钢框架试验模型,选择2组加速度反应谱一致的包含和不含速度脉冲的实际强震动记录和人工合成地震动时程作为输入,分别对巨-子结构抗震体系及隔震体系进行了振动台试验,从试验的角度研究了地震动的速度脉冲特性对巨-子结构抗震体系及隔震体系地震响应的影响规律.结果表明,近断层地震动速度脉冲作...     

筒仓-贮料-地基相互作用系统地震响应研究

为揭示筒仓-贮料-地基系统在动力作用下的相互响应机理,开展小型振动台筒仓试验,研究了地震荷载作用下筒仓复合结构加速度、位移和土压力的响应规律,并通过数值模拟对筒仓-贮料-地基相互作用系统的地震响应规律进行了分析.结果表明:筒仓仓顶加速度峰值随贮料增加呈先增大后减小的趋势,贮料与筒仓的相对运动对筒仓系统具有减震作用.同一工况筒仓母线上的位移形态相近,位移峰值随着贮料量的增大而增大,沿高度方向上下相差较大.在地震波作用下,土压力上下浮动,但整体上呈现出逐渐上升的趋势,直至稳定在某一数值.研究成果可为地震作用下筒仓结构的安全运营提供一定的理论依据.     

VDW在框架结构中的减震性能分析及工程应用

文章以某栋7层框架结构为例,通过选用杆式阻尼器和黏滞阻尼墙(viscous damping wall,VDW)2种消能构件,总结阻尼墙的布置及设计模拟方法,通过S A P2000结构分析软件计算,分析对比2种构件在不同工况下的层间位移、层间剪力、能量耗散、最大加速度等地震响应,比较2种减震构件的实际减震效果.分析结果表...