承臺(tái)型式可液化場(chǎng)地橋梁樁柱墩地震響應(yīng)影響振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)

可液化土中地鐵結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)——在飽和土耦合作用與土和結(jié)構(gòu)相互作用理論基礎(chǔ)上，以地鐵車站為例，用有限元法研究地下結(jié)構(gòu)在地震液化作用下的響應(yīng)。所采用的軟件為動(dòng)力兩相體非線性有限元軟件dyna-swandyne-ii，該軟件可以應(yīng)用先進(jìn)的pastor-zienkiewiczii...

基坑會(huì)對(duì)附近場(chǎng)地的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生影響,目前對(duì)基坑附近的場(chǎng)地在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)還缺乏足夠的認(rèn)識(shí),現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也沒(méi)有給予充分的關(guān)注。本文對(duì)典型基坑及附近場(chǎng)地的地震反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力數(shù)值模擬,分析基坑對(duì)兩側(cè)地表加速度峰值的影響及不同深度加速度峰值的變化規(guī)律。結(jié)果表明,相對(duì)于沒(méi)有基坑的場(chǎng)地,基坑的存在會(huì)使其周圍2倍開(kāi)挖深度范圍內(nèi)地表的加速度峰值增大很多,這不利于鄰近淺埋基礎(chǔ)建筑的抗震設(shè)防。

以連續(xù)梁橋?yàn)楸尘?，采用midascivil有限元軟件對(duì)不同墩高及直徑分別建立有限元計(jì)算模型，對(duì)其自振特性及延性影響進(jìn)行分析，著重分析不同直徑及墩高橋墩內(nèi)力及變形等地震反應(yīng)變化規(guī)律，并對(duì)e2地震下變形能力進(jìn)行驗(yàn)算。

為了研究局部液化區(qū)對(duì)鄰近區(qū)間結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力響應(yīng)的影響,通過(guò)數(shù)值仿真模擬,分析區(qū)間隧道頂部存在局部液化區(qū)時(shí)區(qū)間隧道的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律,并針對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的增大管片配筋和增強(qiáng)縱向連接螺栓的抗液化措施進(jìn)行探討。經(jīng)分析,局部液化區(qū)對(duì)鄰近的隧道結(jié)構(gòu)有較大影響,靠近液化區(qū)一側(cè)隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力在地震液化工況下相比非地震液化工況時(shí)有顯著增加;局部液化區(qū)對(duì)鄰近隧道內(nèi)力的影響范圍沿隧道軸向約為3d（d為局部液化區(qū)的等效直徑）;隧道下穿局部液化區(qū)時(shí),地震時(shí)隧道結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生上浮,但局部液化區(qū)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)位移影響不大;增大管片配筋和增強(qiáng)縱向連接螺栓剛度可以有效地控制管片內(nèi)力,防止因內(nèi)力過(guò)大引起的管片破壞。

以二維問(wèn)題為例給出一種分析建筑物對(duì)層狀場(chǎng)地震響應(yīng)影響的方法,并假設(shè)建筑物群體為均布于場(chǎng)地某一區(qū)域上的松散群體,各點(diǎn)間無(wú)相互作用,該法適用于剛性建筑物,對(duì)柔性建筑物文中給出一種等效質(zhì)量方法。

地鐵車站等地下結(jié)構(gòu)的建設(shè),必然會(huì)引起場(chǎng)地土層以及臨近建筑物的地震動(dòng)力響應(yīng)發(fā)生變化.為研究此種影響,以某典型地下車站結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,引入了土體的非線性本構(gòu)模型,同時(shí)考慮了結(jié)構(gòu)與土接觸面特性和地基無(wú)限域的影響.計(jì)算結(jié)果表明:由于地下結(jié)構(gòu)的存在,地表一定范圍內(nèi)的地震動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)被顯著放大;臨近地表建筑的位移響應(yīng)、框架柱剪力響應(yīng)也均被顯著放大.建議在地鐵等地下工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)考慮工程建設(shè)后對(duì)地表設(shè)計(jì)地震動(dòng)的影響.

以二維問(wèn)題為例給出一種分析建筑物對(duì)層狀場(chǎng)地震響應(yīng)影響的方法,并假設(shè)建筑物群體為均布于場(chǎng)地某一區(qū)域上的松散群體,各點(diǎn)間無(wú)相互作用,該法適用于剛性建筑物,對(duì)柔性建筑物文中給出一種等效質(zhì)量方法。

為研究纖維混凝土隧道襯砌在地震動(dòng)力作用下的動(dòng)響應(yīng)特性,對(duì)普通混凝土隧道襯砌與纖維混凝土隧道襯砌開(kāi)展大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn),分析隧道襯砌的震害特征、地震動(dòng)應(yīng)變、結(jié)構(gòu)內(nèi)力和應(yīng)變基線響應(yīng)規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：水平地震荷載及地層壓力共同作用下,2種隧道襯砌均為仰拱最先開(kāi)裂,其次為拱腰開(kāi)裂,襯砌結(jié)構(gòu)破壞模式主要為開(kāi)裂、掉塊和裂縫兩側(cè)擠壓破壞;素混凝土隧道襯砌出現(xiàn)開(kāi)裂破壞早,裂縫易貫通,裂縫兩側(cè)混凝土基體在振動(dòng)過(guò)程中相對(duì)位移大;纖維混凝土隧道襯砌出現(xiàn)開(kāi)裂破壞晚,裂縫兩側(cè)混凝土基體在振動(dòng)過(guò)程中相對(duì)位移小,裂縫呈擠壓破壞狀;纖維延緩襯砌結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生和阻礙裂縫的擴(kuò)展;地震波加速度峰值從0.1g增大到1.0g時(shí),素混凝土隧道襯砌動(dòng)應(yīng)變極值和裂縫寬度顯著增大,而纖維混凝土隧道襯砌動(dòng)應(yīng)變極值和裂縫寬度先在一定范圍內(nèi)緩慢增長(zhǎng)然后迅速增大,但最終2種襯砌動(dòng)應(yīng)變極值和裂縫寬度大致相等,說(shuō)明纖維混凝土隧道襯砌在一定地震荷載范圍內(nèi)可以有效避免開(kāi)裂和減小裂縫寬度;纖維混凝土隧道襯砌壓縮變形率較小,當(dāng)輸入地震波加速度峰值為0.1g和0.4g時(shí),纖維混凝土隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)彎矩極值較低,受力更均衡,能有效地抵御地震荷載。

振動(dòng)砂石樁法處理可液化軟弱場(chǎng)地土——采用振動(dòng)砂石樁法處理軟弱地基形成復(fù)合地基，不但能提高地基的承截能力，同時(shí)能夠消除地基液化對(duì)建筑物造成的不利影響．砂石樁法適用于擠密松散砂土、素填土和雜填土等地基，其對(duì)砂土的加固機(jī)理為擠密，對(duì)粘土的加固機(jī)理為...

通過(guò)對(duì)圓端型橋墩進(jìn)行建模分析,將該橋墩放在一個(gè)三跨連續(xù)橋中進(jìn)行五組配筋設(shè)計(jì),即配箍率不變,縱筋率逐漸變大,分別計(jì)算出五組模型對(duì)地震的響應(yīng)值,并進(jìn)行對(duì)比分析.

使用鉛芯橡膠支座(lrb)作為隔震設(shè)備,分析了一個(gè)典型3跨連續(xù)梁橋在4種地震作用下的系統(tǒng)響應(yīng)。采用bouc-wen模型模擬lrb的力變形非線性行為,使用有限單元方法建立系統(tǒng)剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣,使用龍格庫(kù)塔法求解非線性方程。研究的重要參數(shù)包括橋墩的剛度、支座的屈服強(qiáng)度及屈服后周期,評(píng)價(jià)的主要依據(jù)是主梁振動(dòng)加速度、橋墩支座位移、橋臺(tái)支座位移及橋墩底部剪力和彎矩。結(jié)果表明:橋墩剛度對(duì)地震響應(yīng)的隔震效果有很大的影響,隨著橋墩剛度的減小,隔震效果降低,而lrb對(duì)橋墩剛度較大的橋梁有很好的隔震效果;lrb的屈服強(qiáng)度和屈服后周期均對(duì)隔震效果有一定的影響,不同的地震激勵(lì)對(duì)系統(tǒng)的影響不同,對(duì)某種地震激勵(lì),存在一個(gè)最優(yōu)的lrb屈服強(qiáng)度。

飽和可液化土中地下結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下會(huì)由于土層液化而上浮,從而對(duì)地下結(jié)構(gòu)造成破壞?？梢夯猎诘卣鸾Y(jié)束之后,將由于超靜孔隙水壓力的消散而產(chǎn)生固結(jié)變形,而地下結(jié)構(gòu)在土層震后固結(jié)過(guò)程中的響應(yīng)是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。以地下結(jié)構(gòu)在土層震后固結(jié)過(guò)程中的垂直位移為重點(diǎn),應(yīng)用非線性動(dòng)力兩相體有限元方法研究飽和可液化土和地下結(jié)構(gòu)相互作用體系在地震后土層固結(jié)過(guò)程中的響應(yīng)。研究結(jié)果表明,地下結(jié)構(gòu)的上浮趨勢(shì)不會(huì)在地震結(jié)束時(shí)立即結(jié)束,而是在土層超靜孔隙水壓力經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的重分布及消散以后停止,之后地下結(jié)構(gòu)有一定的沉降位移,但沉降位移遠(yuǎn)小于上浮位移,因此地下結(jié)構(gòu)在震后會(huì)殘留向上的垂直位移。文中還討論了土層的應(yīng)力路徑響應(yīng)、水壓消散過(guò)程及截?cái)鄩εc土層滲透系數(shù)對(duì)地下結(jié)構(gòu)在震后固結(jié)過(guò)程中響應(yīng)的影響,試圖討論飽和可液化土中地下結(jié)構(gòu)在震后固結(jié)中響應(yīng)的機(jī)理。

飽和砂土地基液化特性振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究——飽和砂土地基試驗(yàn)是研究碎石樁復(fù)合地基抗液化性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的先導(dǎo)和必要組成部分。本文采用自行研制的簡(jiǎn)易單向?qū)Ｓ谜駝?dòng)臺(tái)和大型疊層剪切變形模型箱完成了兩個(gè)飽和砂土地基模型的三次振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，驗(yàn)證了模型箱的性能和模...

隨著城市地鐵線路不斷增加,可能出現(xiàn)盾構(gòu)隧道穿越液化地層的現(xiàn)象。一旦發(fā)生地震,盾構(gòu)隧道存在上浮破壞的潛在風(fēng)險(xiǎn)。為深入研究盾構(gòu)隧道周邊液化地層的動(dòng)力響應(yīng),針對(duì)相同密實(shí)度砂土在3種不同峰值加速度作用下開(kāi)展室內(nèi)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),分析土體中超靜孔壓的發(fā)展特性和隧道上浮規(guī)律。結(jié)果表明:1)砂土液化最先發(fā)生在地表及淺層土體處,隨著深度增加砂土液化程度逐漸降低,即增加隧道埋深有利于降低隧道液化程度。2)模型試驗(yàn)揭示盾構(gòu)隧道的上浮機(jī)制,即使液化地基未完全液化,當(dāng)超靜孔隙水壓力引起的上浮力大于隧道殘余上覆有效土壓力與隧道重力之和時(shí),隧道將出現(xiàn)上浮。設(shè)計(jì)時(shí)可從消除液化地基和增加隧道重力2個(gè)方面入手,提高盾構(gòu)隧道的抗上浮能力,確保隧道結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的安全。

飽和砂土地基試驗(yàn)是研究碎石樁復(fù)合地基抗液化性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的先導(dǎo)和必要組成部分。本文采用自行研制的簡(jiǎn)易單向?qū)Ｓ谜駝?dòng)臺(tái)和大型疊層剪切變形模型箱完成了兩個(gè)飽和砂土地基模型的三次振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),驗(yàn)證了模型箱的性能和模型地基內(nèi)部的均勻性。通過(guò)量測(cè)振動(dòng)過(guò)程中砂土的超靜孔隙水壓力,得到了飽和砂土地基液化規(guī)律以及振動(dòng)加密對(duì)其抗液化能力的影響。同時(shí),探索了飽和砂土地基液化大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)技術(shù),如飽和砂土模型地基設(shè)計(jì)與制備、傳感器布置、試驗(yàn)加載方案確定等,為今后開(kāi)展此類試驗(yàn)提供一般的研究思路,并且為后續(xù)碎石樁復(fù)合地基振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)提供了必要的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)力相互作用體系振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)中,再現(xiàn)了地震動(dòng)激勵(lì)下有建筑物存在的砂質(zhì)粉土軟土地基的液化現(xiàn)象.通過(guò)對(duì)試驗(yàn)實(shí)測(cè)資料的分析,研究了模擬地震激勵(lì)下土中孔隙水壓力的變化規(guī)律.隨振動(dòng)激勵(lì)次數(shù)的增加,土中超孔隙水壓力增大;其變化與測(cè)點(diǎn)深度、距基礎(chǔ)中心線的遠(yuǎn)近、土的性質(zhì)、地震激勵(lì)的頻譜組成等有關(guān).震后孔隙水壓力不一定隨振動(dòng)的停止而立即開(kāi)始消散,在短期內(nèi)也可能繼續(xù)增長(zhǎng).

長(zhǎng)大高鐵橋梁墩柱基礎(chǔ)所處地質(zhì)條件可能存在較大差異,地震動(dòng)的特性會(huì)發(fā)生較大變化,若不考慮這種變化,計(jì)算結(jié)果不能反映橋梁實(shí)際地震響應(yīng),甚至可能偏不安全。以24跨跨徑為32m的高鐵簡(jiǎn)支梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,采用絕對(duì)位移法考慮地震動(dòng)的多點(diǎn)激勵(lì),分析主梁和軌道的位移和變形、支座剪力和位移以及橋墩的變形及內(nèi)力等地震響應(yīng)特性,并與一致激勵(lì)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:考慮多點(diǎn)激勵(lì)后,場(chǎng)地轉(zhuǎn)換處軌道和主梁的橫向和豎向相對(duì)位移均明顯增大,軌道整體變形呈蛇形波動(dòng),在伸縮縫處出現(xiàn)局部突變,軌道的這些變形特性會(huì)嚴(yán)重威脅高速運(yùn)行的列車的行車安全；在場(chǎng)地轉(zhuǎn)換處主梁縱向相對(duì)位移亦顯著增大,可能造成落梁；支座和墩柱的位移和內(nèi)力主要受場(chǎng)地類型的影響,場(chǎng)地越不利,地震響應(yīng)越大。

在本文當(dāng)中通過(guò)對(duì)地震動(dòng)空間對(duì)于大跨度橋梁的非線性地震響應(yīng)的影響做出了全面的分析,并且在這個(gè)基礎(chǔ)之上提出了下文中的一些內(nèi)容,希望能夠給與同行業(yè)人員提供一定的參考。

在本文當(dāng)中通過(guò)對(duì)地震動(dòng)空間對(duì)于大跨度橋梁的非線性地震響應(yīng)的影響做出了全面的分析,并且在這個(gè)基礎(chǔ)之上提出了下文中的一些內(nèi)容,希望能夠給與同行業(yè)人員提供一定的參考。

基于對(duì)負(fù)溫條件下青藏鐵路高溫不穩(wěn)定多年凍土區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)的縮尺模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),明確了動(dòng)荷載作用下模型樁-土界面和兩樁中間土體存在溫度升高響應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,考慮天然狀態(tài)和地震荷載作用下地溫升高兩種條件,運(yùn)用動(dòng)力有限元方法,對(duì)青藏鐵路清水河特大橋樁基礎(chǔ)進(jìn)行了地震響應(yīng)分析。計(jì)算表明,在高溫狀態(tài)下(-1℃以上),多年凍土的地基及樁基礎(chǔ)在地震荷載作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)對(duì)溫度的升高異常敏感;在50年超載概率2%的青藏人工波作用下,因樁基礎(chǔ)的相對(duì)位移增大了地基與樁基礎(chǔ)間的滑移、脫離現(xiàn)象,特別是高溫狀態(tài)下地基與樁基礎(chǔ)間的變形出現(xiàn)了明顯的不穩(wěn)定滑移,影響了整個(gè)樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

本文介紹了影響大跨度橋梁地震響應(yīng)的主要因素,就地震動(dòng)輸入、非線性因素、阻尼問(wèn)題、地基與結(jié)構(gòu)的相互作用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

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