地震荷载

摘要： 地震力属于动态荷载,极易诱发基覆边坡失稳破坏。文章结合连续介质力学的离散元方法(CDEM),定义了破裂度、永久位移;提出了破裂度、永久位移评价步骤;分析了地震力作用下覆盖层破裂度和永久位移的敏感性;建立了考虑破裂度与永久位移的基覆边坡地震稳定性评价方法。在小烈度地震(α_(peak)=0.03-0.06 g)作用下,覆盖层及基覆交界面发生一定程度损伤,而覆盖层表面未产生损伤状态。覆盖层永久位移随着地震频率和边坡高度的增大而减小,随着峰值加速度和边坡坡度的增大而增大。在小震或者中震情况下,地震持时对覆盖层永久位移无影响或者影响较小;在大震情况下,覆盖层永久位移随着地震持时的增加而线性增加。

摘要： 为了研究海底防沉板—桩复合基础在地震荷载作用下的动力反应特性,以我国南海深水工程实例为研究对象,利用Flac;有限差分仿真软件建立了计算模型,土体采用Mohr-Coulomb本构模型,模型底部输入EL Centro地震波,对不同桩长的复合基础进行分析计算。在该特定工程背景下,研究结果表明:随着桩长的增加,防沉板顶部加速度放大系数呈减小趋势;地震荷载下,复合基础发生震陷,沉降量在地震波加速度峰值过后趋于稳定;当桩长为6 m时,复合基础的水平振动程度和震陷量最小;由于桩基础把震动能量传输到深部土层中,复合基础周围土体的加速度响应值小于远场土体。在动力时域内,防沉板与桩连接处弯矩最大,需要在此处增设加固装置。

摘要： 为研究地震荷载作用下重力坝稳定及应力变形规律,通过有限元数值模拟方法对溢流坝段和非溢流坝段进行了三维模型计算。地震荷载组合作用下,坝体水平位移更大,坝顶部水平位移最大,坝踵处竖向位移最大;坝体的最大大主应力、小主应力也更大,且坝踵处大主应力最大,廊道附近小主应力最大;坝体的安全系数最小,且在相同荷载组合下溢流坝段的安全系数比非溢流坝段的更小。

摘要： 为保证地震发生时列车在轨运行的安全性,基于ABAQUS软件和FORTRAN语言,建立高速铁路无砟轨道-路基-地基三维数值分析模型,分析地震-列车移动荷载作用下的弹性均质路基的动力响应规律.地震波Imperial Valley从模型底部双向输入,列车移动荷载的施加通过编制FORTRAN子程序实现.在不考虑轨道不平顺及轮轨关系的情况下,对地震发生时路基在不同列车时速下的动位移、加速度、频谱进行数值计算,结果表明:在地震荷载和移动荷载共同作用下,路基竖向正位移受地震荷载的作用比较显著,而其加速度和频谱受移动荷载的影响更为突出;路基在该复合双荷载作用下的临界速度为70 m/s(252 km/h).

摘要： 为分析超大跨扁平地下硐室地震响应的影响因素,以国内某超大跨扁平地下硐室工程为例,采用动力时程方法,分析了地震荷载作用下不同地应力特征、围岩条件、硐室跨度及地震加速度峰值对硐室位移特征的影响。结果表明:侧压力系数λ<1时,硐室顶底相对水平位移随侧压力系数增大而减小,且减小幅度较大,当λ≥1时,相对水平位移趋于稳定;围岩级别越高,围岩整体性越好,硐室顶底相对水平位移越小;硐室矢跨比不变时,硐室顶底相对水平位移随跨度增大而增大;随着地震加速度峰值的增大,硐室顶底相对位移呈线性增长。

摘要： 黄土暗穴是一种黄土高原地区发育的特殊的不良地质现象,已经成为我国黄土地区公路破坏的主要原因之一。黄土具有极高的动力易损性,在深入研究黄土暗穴发育特点的基础上,采用有限元法对其在地震力作用下的致塌机理进行了数值模拟,得出了无暗穴、拱形暗穴和三角形暗穴3种类型高边坡黄土路基在地震荷载作用下的动力响应规律,分析了暗穴对高边坡黄土路基的地震动放大效应。结果表明:黄土暗穴的存在具有地震动放大效应,在相同洞径和埋深条件下,拱形暗穴比三角形暗穴对高边坡黄土路基的水平加速度峰值的放大效果更为明显,尤其在坡肩和洞顶放大更为显著,说明黄土暗穴的存在对高边坡黄土路基存在不利影响,易在地震作用下发生坍塌破坏。

摘要： 当前关于弯曲倾倒破坏的研究鲜有涉及到地震荷载,地震荷载对反倾向边坡弯曲倾倒稳定性的影响规律尚不清楚。为了解决上述问题,提出一种分析地震作用下反倾向层状边坡弯曲倾倒稳定性的极限平衡方法,该方法认为边坡发生破坏时,坡体内部应力达到极限平衡状态,即基于边坡破坏面计算得到的坡脚岩层剩余下滑力(倾倒力)为0。基于静力等效替代思想推导了推力线高度的计算公式;通过严格的力学推导确定岩层的稳定区域、破坏区域及破坏区岩层的破坏模式,并通过逐步迭代的方式计算坡脚剩余下滑力(倾倒力)。选用皖南板岩边坡作为工程实例,计算结果表明采用本文方法得到的边坡破坏面和稳定系数是合理可信的。通过地震影响系数的敏感性分析发现,随着地震影响系数的增大,坡脚剩余下滑力(倾倒力)增大,而边坡稳定系数减小,边坡更容易发生浅层破坏,变得愈发不稳定。

摘要： 悬浮隧道受水深、海底地形地貌和地质条件的影响小,同时其造价也比深埋隧道和沉管隧道的造价更低,但需要突破相关技术难题。以琼州海峡跨海隧道工程为例,考虑地震引起的水动力荷载、自重、浮力等的共同作用,进行悬浮隧道结构静载分析和动力响应分析等研究,并结合Rayleigh阻尼方程和Morison方程对悬浮隧道附加阻尼的计算进行初步探讨。结果表明:静力分析时,最大截面弯曲正应力出现在两端与岩层嵌固处的底板;动力时程分析时,在地震波的影响下,X方向(轴向)的位移比Y、Z方向的位移都大;张力腿式悬浮隧道在地震作用影响下拉索最容易出现问题,因此为确保悬浮隧道结构的稳定性和安全性,系泊体系中拉索的动力性能需慎重考虑。

摘要： 通过对中美设计规范中活荷载的取值、折减系数、分项系数,抗震设计参数和地震力计算等内容的比较,讨论了中美规范差异对海外总承包项目土建投资的影响。

摘要： 依托云南省昌保高速公路工程,建立有限元数值模型,并进行了静力分析,研究泡沫轻质土陡坡路堤的工后变形、地震荷载下地基-路基接触面的作用机理、位移反应;分析路堤的整体稳定性。结果表明:随着地基-路基接触面(路基基底面)的摩擦系数值增大,路基表面不均匀沉降得到有效抑制和路基临空面的水平位移也相应的减小。另外,在静力与地震激励作用下,陡坡路堤滑动面均经过坡脚处。

摘要： 本文基于有限差分软件FLAC3D,以北京地铁公主坟换乘车站为背景,研究地震荷载作用下密贴交叉组合地铁车站结构相互作用关系.研究结果表明,在地震荷载作用下,密贴交叉上下两车站结构间将发生相互作用,强震荷载作用下,会引起一段距离的错位运动,甚至会在上下两结构的接触区域出现滑移或脱离现象;接触面对密贴交叉组合车站结构的地震响应以及上下两车站结构间的相互作用具有较大影响,当不考虑结构接触面时,明显低估了车站结构的地震响应,计算结果与实际相差较大;建议在密贴交叉组合地铁车站结构设计时,可在交叉区域采用相应的施工措施提高密贴交叉上下两车站结构整体性,以增加其抗震性能.

摘要： 地震地面运动是一个随机过程,结构的每次响应都可作为随机过程的实现.针对长输埋地管道结构上的大尺度使其受地震荷载具有时间上和空间维度上的随机性变化.通过研究埋地管道在具有随机时空特性的地震荷载下的动力响应,分别建立以地震波衰减因素获取场地的衰减因子,并利用随机数来分析埋地管道的随机时空的动力响应.利用理论分析出的简化公式,结合可靠度分析的一次二阶矩法和首次超越破坏理论对随机时空地震荷载作用下的埋地管道进行动力可靠性分析.建立了地震波参数随传播距离的变化关系式以及得出了求随机时空地震荷载作用下埋地管道的动力响应的关系式.结合汶川地震和兰成渝成品油输送管道工程实例计算其动力可靠度,验证了本文所提出方法的工程适用性.研究表明,在进行长输埋地管道的震害分析时,考虑地震荷载的随机时空的特性是有必要的.为今后的随机时空振动理论的研究工作提出了概念基础.

摘要： 地震荷载下的孔隙水压力量测准确性与可靠性对判别场地液化和构建单元本构模型极为关键,是带有高频、瞬时特点的动力离心试验中一个值得学者们关注和重视的问题.与传统Druck孔隙水压计对比,介绍了两种可替代的新型传感器基本参数和结构组成,通过物理试验和数值模拟分析了三种传感器的响应性能和影响因素.静态水压试验和动力离心试验表明,三种传感器在静态响应上结果相对一致,而动态响应上具有显著滞后和幅值差别.数值模拟实验分析了主要元件对传感器频响特性的影响,其中透水石尺寸与频响能力关系密切.主要研究结论和方法,证明建立孔隙水压量测可靠性评价方法和开展动态频响改进设计研究十分必要.

摘要： 地震荷载对基础的极限承载力起着不利影响,但目前尚缺少系统的关于地震作用下的边坡地基极限承载力的研究.极限分析法是一种解决复杂岩土问题的严格分析方法,利用基于极限分析上限法的(discontinuity layout optimization(DLO))数值模拟技术,通过拟静力法考虑水平地震作用,对置放于边坡顶部条形基础的极限承载力进行研究,给出了地震荷载作用下临近边坡条形基础的极限承载力系数设计图,可用于地震荷载作用下边坡地基极限承载力的初步估算.研究表明,与水平地基不同,边坡地基的承载力研究同时涉及边坡稳定和极限承载力两类岩土工程问题,土体自重、内摩擦角及黏聚力均会对其产生耦合影响.已往研究中承载力系数的计算沿用水平地基研究方法对Nc,Nγ进行独立计算,并线性叠加计算极限承载力,未考虑边坡稳定问题对承载力研究带来的复杂性,对c-Φ型边坡的极限承载力造成低估.

摘要： 铝合金材料在建筑结构中的应用越来越广泛,了解其在循环大塑性应变加载下的弹塑性特性,对结构抗震设计具有重要的研究意义.结构在地震荷载下,塑性应变幅值变化幅度大,有必要校核满足全应变范围内的塑性滞回模型.本文考察铝合金材料在单调和循环加载下的弹塑性特性及其相关关系,提出仅基于材料的单调拉伸材性试验结果来标定塑性模型参数的方法并通过试验结果验证了方法的适用性与准确性.

摘要： 以西安地铁3号线小寨区间近距离平行地裂缝的特殊工程场地为工程研究背景,基于有限差分原理的FLAC3D数值模拟方法,研究地震和地裂缝场地沉降耦合荷载作用时地铁隧道地震动力响应问题.结果表明:地表峰值加速度在地裂缝附近取得最大值,且PGA放大系数由地裂缝向两侧逐渐衰减;地裂缝隧道场地水平地震土压力增量随着输入地震波峰值加速度PGA的增大而增大;上盘的水平土压力增量明显大于下盘,且曲线在地铁隧道处存在一个峰值;隧道结构中,左拱腰处水平土压力相比右拱腰及拱顶处水平土压力较大,且拱底与左拱腰处水平土压力一致;隧道拱顶处水平土压力增幅量明显,且隧道处水平土压力增量随输入地震波PGA的增大而增大,左拱腰处的水平土压力地震响应大于右拱腰,但增幅小于右拱腰.

摘要： 以西安地铁3号线小寨区间近距离平行地裂缝的特殊工程场地为工程研究背景,基于有限差分原理的FLAC3D数值模拟方法,研究地震和地裂缝场地沉降耦合荷载作用时地铁隧道地震动力响应问题.结果表明:地表峰值加速度在地裂缝附近取得最大值,且PGA放大系数由地裂缝向两侧逐渐衰减;地裂缝隧道场地水平地震土压力增量随着输入地震波峰值加速度PGA的增大而增大;上盘的水平土压力增量明显大于下盘,且曲线在地铁隧道处存在一个峰值;隧道结构中,左拱腰处水平土压力相比右拱腰及拱顶处水平土压力较大,且拱底与左拱腰处水平土压力一致;隧道拱顶处水平土压力增幅量明显,且隧道处水平土压力增量随输入地震波PGA的增大而增大,左拱腰处的水平土压力地震响应大于右拱腰,但增幅小于右拱腰.

摘要： 以西安地铁3号线小寨区间近距离平行地裂缝的特殊工程场地为工程研究背景,基于有限差分原理的FLAC3D数值模拟方法,研究地震和地裂缝场地沉降耦合荷载作用时地铁隧道地震动力响应问题.结果表明:地表峰值加速度在地裂缝附近取得最大值,且PGA放大系数由地裂缝向两侧逐渐衰减;地裂缝隧道场地水平地震土压力增量随着输入地震波峰值加速度PGA的增大而增大;上盘的水平土压力增量明显大于下盘,且曲线在地铁隧道处存在一个峰值;隧道结构中,左拱腰处水平土压力相比右拱腰及拱顶处水平土压力较大,且拱底与左拱腰处水平土压力一致;隧道拱顶处水平土压力增幅量明显,且隧道处水平土压力增量随输入地震波PGA的增大而增大,左拱腰处的水平土压力地震响应大于右拱腰,但增幅小于右拱腰.

摘要： 以西安地铁3号线小寨区间近距离平行地裂缝的特殊工程场地为工程研究背景,基于有限差分原理的FLAC3D数值模拟方法,研究地震和地裂缝场地沉降耦合荷载作用时地铁隧道地震动力响应问题.结果表明:地表峰值加速度在地裂缝附近取得最大值,且PGA放大系数由地裂缝向两侧逐渐衰减;地裂缝隧道场地水平地震土压力增量随着输入地震波峰值加速度PGA的增大而增大;上盘的水平土压力增量明显大于下盘,且曲线在地铁隧道处存在一个峰值;隧道结构中,左拱腰处水平土压力相比右拱腰及拱顶处水平土压力较大,且拱底与左拱腰处水平土压力一致;隧道拱顶处水平土压力增幅量明显,且隧道处水平土压力增量随输入地震波PGA的增大而增大,左拱腰处的水平土压力地震响应大于右拱腰,但增幅小于右拱腰.

摘要： 山东地区某剪力墙结构工程,因在房屋安全性鉴定过程中发现剪力墙中钢筋配置与原设计不符,对该工程进行整体结构复核验算,经综合分析,确定采用粘钢加固约束边缘构件设计方案.既能满足结构安全性,又取得了较好的经济及社会效益,可为类似加固工程设计提供参考.

摘要： 本发明公开了一种单层球壳地震失效荷载计算方法，其包括建立单层球壳模型，并设置对应参数；获取地表峰值加速度和结构场地设计谱加速度；根据单层球壳模型的参数以及地表峰值加速度和结构场地设计谱加速度，计算网壳节点恒载和网壳节点地震作用；根据网壳节点恒载和网壳节点地震作用计算弹性屈曲荷载；根据单层球壳模型的参数计算塑性荷载；利用有限元非线性分析法，根据弹性屈曲荷载和塑性荷载计算弹塑性屈曲荷载；根据弹塑性屈曲荷载计算地震失效荷载。本发明能够提升单层球面网壳地震失效荷载计算分析的准确性、安全性和统计意义。

摘要： 本发明公开了一种单层球壳地震失效荷载计算方法，其包括建立单层球壳模型，并设置对应参数；获取地表峰值加速度和结构场地设计谱加速度；根据单层球壳模型的参数以及地表峰值加速度和结构场地设计谱加速度，计算网壳节点恒载和网壳节点地震作用；根据网壳节点恒载和网壳节点地震作用计算弹性屈曲荷载；根据单层球壳模型的参数计算塑性荷载；利用有限元非线性分析法，根据弹性屈曲荷载和塑性荷载计算弹塑性屈曲荷载；根据弹塑性屈曲荷载计算地震失效荷载。本发明能够提升单层球面网壳地震失效荷载计算分析的准确性、安全性和统计意义。

摘要： 本发明属于岩体工程技术领域，并具体公开了一种适用于地震荷载下岩石动态本构模型的构建方法。包括：基于次加载面理论和Drucker‑Prager屈服准则，构建岩石次加载面的函数以及岩石相似中心面的函数；将修正CWFS模型与动态增强因子模型进行耦合，以获取岩石的粘聚力的耦合计算模型，根据该耦合计算模型，基于岩石弹性模量的损伤和应变率效应的耦合函数，并结合偏应力‑轴向应变关系曲线、应力应变曲线以及岩石循环加卸载试验应力‑应变曲线求解弹塑性矩阵，构建岩石动态本构模型。本发明根据地震荷载特点，将修正CWFS模型与动态增强因子模型进行耦合，建立了能反应岩石在地震荷载下的力学特征性质和变形特征的动态本构模型。

摘要： 本发明公开了一种模拟地震荷载下重力式锚碇稳定性研究的试验系统及方法，包括锚碇系统、荷载系统、量测系统；锚碇系统由试验箱、相似岩土层、锚碇体、钢绞线构成，荷载系统包括静力荷载系统和动力荷载系统，静力荷载系统由砝码、门式加载架、滑轮、钢绞线构成，动力荷载系统由振动台、木板、海绵构成，量测系统包括，精密测力计、角度侧量器、微型压力盒、激光测距仪、声波测振仪。本系统具体操作包括以下步骤：制作试验模型、布置监测系统，加载试验模型、调试监测系统，模型试验测试与数据记录。本发明可以实现对不同锚碇试验原型的模拟，简单有效的仿真模拟了地震荷载作用下锚碇体的动态响应变化，实现在动荷载的加载过程中对锚碇体以及其周边岩土体的内力、位移以及振动速度等动力响应数据的动态量测。

摘要： 本发明属于盾构施工技术领域，公开了一种地震荷载条件下的隧道开挖面稳定性分析方法，包括：基于非关联流动法则，对隧道开挖面稳定性极限分析，采用拟静力法推导出地震作用下隧道掌子面极限支护压力和破坏区域的计算公式；基于拟静力方法建立数值模型，验证理论模型在分析隧道掌子面稳定性的合理性；通过理论方法进行参数分析。本发明将为盾构隧道施工中的支护压力设计提供参考。结果表明，该模型对考虑地震作用的隧道掌子面稳定性分析是合理的。此外，在设计隧道掌子面极限支护压力时，不仅要考虑地震效应，还要考虑非关联流动规律，尤其是在具有高摩擦角或单位重量的土壤中。

摘要： 本发明公开了一种基于振动台模拟地震荷载下盾构隧道管片初始错台的试验装置，包括振动台、模型箱、加载系统、盾构隧道模型和模型土，所述盾构隧道模型由多个隧道管片组成，模型箱内装有模型土，盾构隧道模型置于模型土内，模型箱位于振动台台面上，所述加载系统由钢棒、横向千斤顶和加载环装置组成，所述加载环装置对应于盾构隧道模型外壁处，所述钢棒一端与加载环装置可拆卸连接，钢棒另一端延伸至模型箱外部并与模型箱外部的横向千斤顶连接，横向千斤顶通过钢棒控制加载环装置向对应的隧道管片施加荷载发生错台。该试验装置通过振动台模拟地震荷载，获得在考虑到盾构隧道管片初始错台量及错台部位条件下，盾构隧道的地震响应规律。

摘要： 本发明属于地震荷载技术领域，并具体公开了一种快速确定地震荷载等效形式的方法。包括根据地震速度时程曲线的最大正速度和负速度，获取地震速度变化最快的时间段；根据地震最大正速度和最大负速度、以及岩样物理力学参数，得到地震荷载的最大正荷载和最大负荷载；根据地震速度变化最快的时间段，计算地震荷载的平均变化速率；以三角形波为基础波型对地震波进行等效处理，同时基于地震荷载的最大正荷载和最大负荷载、地震荷载的平均变化速率，获取地震荷载的等效形式。本发明给出了快速确定地震荷载等效形式的方法，将地震荷载简化成变幅循环荷载，以三角形波为基础波型对地震波进行等效处理，使得等效的地震载荷更加准确，实现方法简单。

摘要： 本发明公开了一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，包括振动台和模型箱，所述模型箱置于振动台上方，所述模型箱内部模拟地下结构，所述地下结构包括地下建筑区域和地下管廊区域，所述地下管廊区域包括土体层和埋设土体层内的隧道模型，所述隧道模型埋设多组第一火灾模拟组件，所述土体层内埋设多组第二火灾模拟组件，地下建筑区域设置有多个第三火灾模拟火源，所述地下管廊区域内埋设至少一个控制器，控制器与外接电源连接，所述第一火灾模拟组件、第二火灾模拟组件和第三模拟火源分别与控制器导线连接。该试验装置通过振动台模拟地震影响，模拟地震影响下引起次生火灾和火灾蔓延的状态。

摘要： 地震荷载级的抗震底座，包括：槽钢支架、底部承重梁、内部加强筋、辅助支撑梁、金属活塞式弹簧隔振器、补强加强筋，刚性结构大大提高抗震底座的强度，金属活塞式弹簧隔振器的设置可有效缓冲地震波的影响；核安全级空气压缩机组通过设置不同位置、形状的辅助槽钢与抗震底座连接，使其在可应对内部运行振动外，还可应对来自外部的地震波的影响，提高震中和震后设备运行的可靠性，其次，机组内部弹性联轴器、中心托架的设置减少了内部运行扭转力，进一步提升抗震能力。

摘要： 本发明公开了一种波浪或地震荷载下的预应力调谐质量阻尼器设计安装方法，包括根据风力发电机的材料参数和几何参数以及风力机塔筒结构的动力参数，计算得到预应力调谐质量阻尼器的参数的步骤。采用以上技术方案，基于风力发电机的参数，经过一些列计算得到预应力调谐质量阻尼器的参数，再根据参数选取对应的预应力调谐质量阻尼器安装到风力机塔筒上，从而能够突破陆地超高风力机塔筒因波浪、地震振动易引发风电机组疲劳破坏、塔筒安全难以保障的难题，实现对风力机塔筒振动合理有效、经济实用、安全可靠的控制。