大型渡槽对多点地震输入的反应

本文对某大型渡槽在多点地震输入激振时的动力反应进行了详细研究。渡槽槽身采用薄壁梁段有限单元模型，考虑了渡槽槽身开口薄壁结构的横向弯扭耦合振动、约束扭转变形等结构自身特性；渡槽支架采用空间梁单元进行离散。文中给出了大型渡槽在多点地震输入激振时动力反应的计算公式，并对某10跨大型渡槽进行了具体数值计算。研究表明：考虑多点地震输入激振时，虽然该大型渡槽各输出点的横向位移最大值较同步地震输入激振时有所减少，但是各伸缩缝的横向相对折角最大值却普遍增大；该大型渡槽各输出点的竖向位移最大值和各伸缩缝的竖向相对折角最大值普遍减小。大型渡槽结构的抗震设计应考虑多点地震输入激振效应的影响。     

考虑地震行波效应的大型水电站高耸进水塔群响应分析及碰撞研究

摘要：大型水电站进水塔塔群横向跨度大，地震空间效应会对塔群产生影响，工程界十分关注，真实模拟塔群结构对地震行波效应的响应也是计算分析的一个难点。本文采用直接加速度多点输入模拟大跨度结构在地震空间变化时的结构振动形态，用动接触方法模拟相邻塔段之间相互作用。计算表明对于大跨度高耸结构，地震行波效应对塔体动力反应有存在一定的影响，设计中需给予考虑；考虑行波效应时塔段之间分缝张开、而且有塔段碰撞现象；考虑地震行波效应与否对塔体顺水流向位移影响不大，对应力分布及最大值影响不明显。     

高震区梁式渡槽摩擦摆支座参数敏感性分析

以滇中引水工程积福村输水梁式渡槽工程为背景,选取最高墩和最矮墩为研究对象,采用非线性时程分析法,计算分析了纵向、横向设计地震作用下,摩擦摆支座滑动面曲面半径R和摩擦系数μ对支座水平位移、墩底弯矩的影响。结果表明:(1)在水平地震作用下,在曲面半径R一定时,支座水平位移随着滑动摩擦系数μ的增大而减小;当μ值在0.02～0.04之间变化时影响最明显,μ值接近0.1时,支座位移趋于一致。(2)在纵向地震作用下,墩底弯矩随μ增大而增大。(3)在横向地震作用下,当R取2 m时,墩底横向弯矩随μ值增大而增大;当R值在3～10 m之间变化时,墩底横向弯矩则随μ值的增大而出现先减小后增大的趋势,存在明显的拐点。相关参数研究成果对摩擦摆支座设计制造具有重要参考价值。     

基于ALE方法的渡槽流固耦合数值模拟

地震作用下渡槽动力响应研究是渡槽抗震设计的关键环节。基于ALE理论,选用显式动力分析软件LS-DYNA,研究了地震作用下水体晃动产生的动水压力对渡槽槽身位移和应力的影响。结果表明:槽体结构的横向位移及应力随渡槽槽内水深的增加而增大;在横向地震波的激励下,槽身上部横向位移大于下部;在水体的晃动效应下,槽身底部应力较大。     

大型渡槽的动力响应分析

针对大型渡槽的动力响应问题,以南水北调工程沙河渡槽为例,应用有限元软件建立三维计算模型,采用附加质量法考虑动水压力,用Newmark方法对结构进行了全时域下的横向应力和纵向应力计算,并对其在横向激励(地震)下的动力响应进行了分析。结果表明:渡槽结构的动应力均随槽内水深的增加而增大;在横向地震激励作用下,槽底纵横梁对横向应力影响较大,容易在纵横梁交界处引起应力集中;在横向激励下,渡槽结构横向位移的响应规律是跨中大、两端小。     

渡槽结构考虑流固耦合地震响应及求解敛散性

基于所建立的考虑流固耦合渡槽梁段单元动力分析模型,对渡槽结构在多务地震波下的地震响应进行计算分析.该模型综合考虑了渡槽横向、竖向、纵向、自由扭转和约束扭转变形,以及槽内水体与渡槽槽身的流固动力相互作用的影响.结合工程算例探讨了大型渡槽结构考虑流固耦合地震时程响应解答的敛散性,结果表明:计算是收敛的、可靠的.说明该模型是考虑渡槽内水体流固耦合作用实用的地震响应模型,计算结果可为大型渡槽抗震设计提供参考.     

考虑地震行波效应的大型水电站高耸进水塔群响应分析

本文基于行波法结构振动反应的基本方程,采用直接加速度多点输入模拟大跨度结构在地震空间变化时的结构振动形态,用动接触方法模拟了糯扎渡水电站进水口整体塔群在地震作用下的响应和相邻塔段之间的相互作用。实例计算表明,对于大跨度高耸结构,地震行波效应对塔体动力反应存在一定的影响,设计中需给予考虑。考虑行波效应时塔段之间分缝张开,而且有塔段碰撞现象。考虑地震行波效应与否对塔体顺水流向位移影响不大,对应力分布及最大值也影响不明显。     

渡槽内流速对其结构静力响应的影响分析

采用三维有限元模型,通过对比计算,研究了渡槽内流速对其横、竖向结构静力响应的影响。研究表明：流速对渡槽横向位移以及横向弯矩的静力响应虽然有比较明显的影响,且随着槽内流速的增大,影响也在加大,但是,在1.0～2.5 m/s的流速范围内,影响很小,不会产生危害;高流速对渡槽竖向位移以及竖向弯矩影响要比低流速大,但是,在 1.0～2.5 m/s的范围内,对渡槽的竖向位移及竖向弯矩的影响也很有限。     

单跨斜交梁桥碰撞震害机理研究

利用有限元分析软件ＯｐｅｎＳＥＥＳ建立单跨斜交梁桥的有限元实桥模型，模型考虑了碰撞效应， 采用地震动大小、斜度等不同的参数，探讨了单跨简支斜交梁桥伸缩缝处的碰撞（纵向碰撞）以及同时考 虑纵向碰撞和横向挡块碰撞（双向碰撞）对桥梁结构地震反应的影响。分析结果表明:仅考虑纵向碰撞 时，随着地震动强度的增大，梁体横向位移响应和转角逐渐增大；而随着斜度的增大，横向位移和转角先 增大再减小，斜度为15°时达到最大值，此时结构落梁破坏。考虑双向碰撞时，横向挡块碰撞作用阻碍了 梁体横向位移和转角的增大，横向挡块对梁体的限位作用是十分明显的。有无横向挡块时主梁纵向位 移值基本一致，说明碰撞作用对斜交梁桥的纵向位移无影响。     

基于系数折减的行波效应对连续曲线箱梁桥的影响

行波效应是目前大跨结构中考虑多点激励的一种主要影响因素。特别是针对受力复杂的曲线桥,不考虑地震动的行波效应已经不能满足工程抗震的需求。目前常用大质量模型进行行波效应的分析,然后利用位移差动的方法求出结构的相对位移。对于多支撑的大跨结构来说位移差动的方法经常会导致位移的"漂移"和失真。以一座五跨曲线箱梁桥为例,提出了一种基于基底系数折减的行波处理方法,采用不同视波速进行了地震时程响应分析。结果表明在地震作用下,行波效应对于结构位移上是有利的;并且考虑折减系数的行波可以很好的修正地震作用下的实际位移。最后在考虑行波效应时,视波速、墩高等变参量对曲线桥的地震反应影响较大。因此,在对曲线桥进行抗震分析时,应根据工程具体要求进行对比验算,以保证设计的安全。更多还原     

衬砌厚度对地下交叉隧道地震响应的影响

以某地下立体交叉隧道结构为例,探讨了不同方向相同地震波分别激励下衬砌厚度对该类结构动力响应的影响。依据土与结构动力相互作用理论,针对切片的二维计算模型对地下隧道结构进行抗震分析不能完整体现结构地震响应规律的不足,应用有限元软件ADINA建立了土-地下立体交叉隧道群三维整体有限元计算模型,对该地下结构进行了地震时程分析。计算结果表明:衬砌厚度增加,结构位移与应力响应有所减小,加速度响应有所增加,且影响程度不一。计算结果可为类似结构抗震设计提供必要依据。     

阻尼矩阵建模方式对高土坝地震反应计算的影响

为研究阻尼矩阵对地震反应的影响,通过理论分析讨论高土石坝地震反应中常用阻尼模型的特点和适用范围。建立有限元模型,基于不同阻尼矩阵建模方式计算高土坝在不同地震波激励下的地震反应,并和频域内计算结果进行比较分析。结果表明：以坝体基频构建的阻尼模型,将低估坝体加速度反应,而且随着坝高增加,误差明显增大,对位移反应影响较小;综合考虑地震波频谱特性构建阻尼矩阵进行地震反应分析计算可能会达到更好的计算精度。     

地震作用下顺层岩质滑坡稳定性离散元模拟

以金沙江溪洛渡水电站库区恩子坪2^#滑坡为例,采用宁河地震天津记录数据作为地震动参数,运用离散元程序UDEC(Universal Distinct Element Code)对滑坡在未来地震作用下的响应特征和变形破坏机制进行数值模拟。数值模拟计算结果显示:在地震波作用下,坡体表现出明显的放大效应,其中加速度放大程度最大,位移次之,速度最小;地震波达到峰值后,坡体中的剪应力集中范围和滑带的剪应变均急剧增大,由于剪应变累积效应,变形破坏从滑带前端向尾部传递、扩展;地震结束时,滑坡的稳定性系数已经低于1.0,最大累积位移达到了1.58 m。通过分析数值模拟计算结果可知:运动放大效应、剪应力集中和剪应变累积效应是导致滑坡变形破坏的主要机制,滑坡的失稳模式依然为顺层滑移;滑坡已经失稳破坏,建议采取适当的锚固工程,以降低滑坡在地震作用下失稳堵江的风险,从而保证溪洛渡水库的正常运营。     

高耸进水塔拦污栅墩连系梁结构体系的抗震分析

针对高耸进水塔拦污栅墩连系梁结构在地震作用下容易产生较大的拉应力的现象,采用ANSYS有限元分析理论,建立进水塔有限元模型,选用反应谱法计算进水塔结构在地震作用下的动力响应。通过设计3种方案,对比研究拦污栅墩连系梁结构存在的必要性以及横梁(垂直水流向)、纵梁(顺水流向)尺寸大小对进水塔关键部位的应力和形变的影响。结果表明:高耸进水塔结构,增大横梁尺寸可减小自身轴向拉应力、并限制拦污栅墩位移。而增大纵梁尺寸则会对局部结构产生不利影响,因此适当增加横梁尺寸,减小纵梁尺寸可有效降低成本,提高结构安全度。该研究可为结构相似的进水塔拦污栅墩的连系梁尺寸调整提供参考。     

考虑非饱和渗流的谷幅变形对高拱坝影响分析

蓄水初期谷幅变形对拱坝当前工作性态和长期安全状况的影响是坝工界和学术界面临的新课题。针对我国锦屏一级拱坝蓄水期间出现的谷幅收缩问题,基于非饱和渗流分析理论,采用非线性有限元数值分析方法,通过对裂隙岩体吸湿曲线进行敏感性分析,研究了非饱和渗流过程中的谷幅变形规律,并分析了谷幅变形对大坝位移和应力的影响。结果表明:在非饱和渗流场作用下,两岸边坡向河谷中心变形,且上游比下游的谷幅变形值大。随着水位的升高,谷幅变形值不断增大,当渗流场达到饱和时谷幅收缩值最大。在非饱和渗流过程中坝体位移和应力的分布规律基本保持不变,但随水位的升高坝体最大顺河向位移和最大主压应力略有减小,最大主拉应力略有增加。谷幅收缩对坝体产生挤压作用,导致坝体最大顺河向位移减小,最大主拉应力由坝踵向坝肩上游侧转移,下游面高压应力区向拱冠梁中部扩展,且饱和渗流场对拱坝位移和应力的影响比非饱和渗流场明显,但渗流场作用的谷幅变形对坝体位移和应力的改变有限,不会影响坝体的整体稳定性。     

波浪荷载作用下桥墩码头动力响应分析

采用数学理论推导了规则波浪荷载与随机波浪荷载的计算表达式,并应用仿真数值模拟对波浪荷载作用下桥墩码头结构的动力响应进行了分析,研究了波浪的波高、周期、入射角、水深四个波浪参数对桥墩码头动力响应的影响。通过施加两种不同形式的极限波浪荷载,确定了桥墩主应力的分布规律以及危险区域。计算结果表明:波高和水深对桥墩码头的影响较大,但是波高的变化对桥墩的影响更为显著;周期对桥墩的影响有一定的局限性;入射角对桥墩码头影响最小;桥墩的最大主应力没有超过混凝土的抗拉设计强度,并富有一定的安全储备,桥墩是安全的。     

高进水塔地震波斜波入射有限元分析

在水工结构抗震动力分析中,反应谱和时程分析都是基于地震波垂直入射来考虑地震荷载的影响,而实际地震波的传播方向往往是斜波入射。斜入射地震波会引起地面运动的非一致变化,从而对结构产生很大的影响。基于波动理论和黏弹性人工边界波动输入方法,采用有限元模拟地震波斜波入射,并比较在45°斜波入射情况下进水塔与基岩接触的上游建基面、塔背回填混凝土与塔身接触位置等关键部位的顺水流向和竖向加速度、位移、应力时程曲线,结果表明,采用黏弹性人工边界等效荷载方法可以实现地震波斜入射的输入,计算结果与理论分析结果一致。     

深厚覆盖层上土石坝地震响应分析

文章以建在强震区深厚覆盖层上的土石坝为研究背景,采用等效粘弹性模型,研究不同覆盖层厚度、不同坝高等工况下,地震对坝顶加速度和坝体位移的影响.研究表明随着覆盖层厚度的增加,加速度反应整体有减小的趋势,但是由于模型基频特性的影响,可能出现时大时小的状况;随着输入值的增大,大坝水平动位移逐渐增大.随着覆盖层厚度的增加,大坝水...