远场长周期地震作用下桩-土-层间隔震结构体系的响应特征与失效控制

国内外建筑抗震规范对处于深厚软弱地基上的结构采用层间隔震技术的相关规定和设计方法 尚未涉及;深厚软弱土层放大远场地震动的长周期成分后,产生类似谐波振动的多个循环长周期脉冲, 可能引起周期较长的层间隔震结构严重破坏。为此,研究远场长周期地震下桩-土-层间隔震结构体系的 动力耦合作用机理、响应特征、结构损伤评价及失效控制,是进行其抗失效设计的关键问题。考虑土与 桩、土与桩承台动态接触与分离现象,建立桩-土-层间隔震体系动力相互作用的三维分析模型;揭示软弱 土层条件下桩-土-层间隔震体系的振动特征及相互作用机理;建立能够考虑桩-土-结构动力相互作用效 应的桩-土-层间隔震体系的整体简化分析模型。以此为基础,探究远场长周期地震下桩-土-层间隔震体 系的灾变机理与失效模式,研究隔震层软限位与层间组合隔震的结构失效控制策略,并对上述结果进行 振动台试验验证。以上研究为层间隔震结构在深厚软弱地基上的应用提供充分的理论依据。     

大型渡槽结构非线性地震响应可靠性分析

运用渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型,开展了渡槽非线性地震响应可靠性分析计算。渡槽薄壁结构弹塑性动力分析模型是集渡槽薄壁结构线弹性模型和非线性多弹簧模型为一体,可用其进行结构弹塑性地震响应分析。采用人工地震波生成方法并将地震波作用于实际渡槽结构进行时程分析,将得到的地震内力响应样本值建立可靠度功能函数并进行统计分析,运用矩法分析计算结构失效概率密度函数和对应的结构失效概率值。     

“布-也”35kV 输电线路24号铁塔倒塔原因与对策探析

作为一种风敏感结构体系,塔—线输电结构在遇到强风条件下容易产生风振,给塔架结构安全性带来隐患,严重时易造成弯塔、倒塔事故。本文对“布—也”35kV 输电线路在极端恶劣大风条件下发生的24号铁塔倒塔原因进行了分析,并提出了几种铁塔升级、加固对策,旨在提高输电线路铁塔的可靠性和安全性。     

桩径对山区输电线塔基础抗震性能影响分析

西南山区越来越多的输电线塔建立在倾斜的陡坡之上,并且大多要穿越高烈度地震区。其中,桩基础因具有良好的抗震性能,在山区输电线塔基础设计中被广泛采用。而针对山区陡坡地形地貌的复杂情况,对其输电线塔桩基础的抗震性能研究较少,其中桩径对山区输电线路桩基地震反应有什么影响,还不清楚。采用FLAC3D数值分析软件,以西南山区典型输电线塔桩基础为研究对象,运用时程分析方法,对1.4 m到2.6 m不同桩径进行桩基的动力计算。通过有限元模拟,分析了桩径对桩基础地震动力响应的变化情况,探讨桩径对山区输电线路桩基抗震性能的影响。研究结果表明:随着桩径的增大,桩身水平、竖向峰值加速度和水平位移均呈减小的趋势,而桩身竖向位移和桩身内力随桩径的增大而逐渐增大。更多还原     

重力坝与坝基体系地震损伤破坏分析

为了揭示重力坝坝基体系地震破坏过程,需要同时考虑坝体和地基的损伤破坏。本文建立了较为完整的重力坝-地基-库水非线性动力分析模型,同时利用笔者开发的程序模拟了重力坝地基体系的地震破坏。结合印度Koyna坝震害,研究了坝体和地基岩体均采用损伤模型重力坝地基体系的地震破坏过程。作为比较分析,对坝体采用损伤模型、地基采用Drucker-Prager弹塑性模型进行了重力坝地基体系的地震破坏研究。计算结果表明,地基分别采用损伤模型和Drucker-Prager弹塑性模型,得到不同的破坏模式。坝体地基均采用损伤模型模拟的结果与实际震害接近,能更好反映重力坝地震损伤破坏。     

岸塔式电站进水口塔背回填高度研究

岸塔式进水口的塔背回填高度增加了结构整体刚度,但在地震作用下,又增加了地震惯性力,因此塔背回填高度对结构受力影响有利有弊,但回填高度如何确定,有待进一步研究。本文采用三维有限元方法,对某电站进水口结构进行了动力分析,针对塔背回填高度在地震工况下作了敏感性分析,整理了各计算模型关键部位的位移及应力值,通过对比分析,提出了此进水口经济合理的塔背回填高度。     

近断层地震动作用下高耸补压塔地震反应分析

由于近场脉冲地震中含有幅值较大的速度脉冲,其表现出的基本特征通常不同于远场地震。为研究近断层地震和地基刚度对补压塔结构动力响应的影响,以某拟建补压塔为研究对象,考虑流固耦合和地基辐射阻尼,建立水体-结构-基础三维有限元模型,采用时程分析方法研究不同地基刚度、不同地震动类型对结构动力的响应规律。利用1999年集集地震的3组不同类型的地震动记录,即远场、近场无脉冲和近场脉冲型,采用精度较高的波动输入方法和黏弹性人工边界对构筑物进行动力分析。研究表明：不同的地震动特性和土-结构相互作用效应对补压塔的结构响应有显著影响,在地基刚度不大时,近场脉冲型地震位移响应是远场地震的2.5倍以上,鞭稍效应更为明显。近场脉冲型地震动对结构响应影响程度与结构第一周期有显著的相关性。研究结果可为近场区域高耸水工结构设计提供理论依据。     

输电塔原位带电顶升中的输电线线形与应力分析

由于城市开发的需要,大量输电线路铁塔需要原位带电顶升,挂索状态的电塔顶升安全是一个业主关心的重要问题。该文建立了电塔顶升中的输电线计算模型,推导了顶升后线形计算和应力分析的计算公式,采用改进牛顿法进行非线性超越方程的求解,并编制了计算程序。以厦门电业局所辖的110kV翔梅线28#输电塔为工程背景,对输电线线形与应力进行了计算分析,保障了塔-线结构体系在顶升过程中的安全性。     

重力坝与坝基体系地震损伤破坏分析

摘要：为了揭示重力坝坝基体系地震破坏过程,需要同时考虑坝体和地基的损伤破坏。本文建立了较为完整的重力坝-地基-库水非线性动力分析模型,同时利用本文开发的程序模拟了重力坝地基体系的地震破坏。结合印度柯依那（Koyna）坝震害,研究了坝体和地基岩体均采用损伤模型重力坝地基体系的地震破坏过程。作为比较分析,研究了坝体采用损伤模型地基采用Drucker-Prager弹塑性模型重力坝地基体系的地震破坏。计算结果表明,地基分别采用损伤模型和D-P弹塑性模型,得到不同的破坏模式。坝体地基均采用损伤模型模拟的结果与实际震害接近,能更好反映重力坝地震损伤破坏。     

深水斜拉桥主塔模型水下振动台动力试验研究

为了探究动水压力对斜拉桥主塔地震响应的影响,探索并完善大型斜拉桥桥塔抗震分析方法 及设计理论,通过实施水下振动台模型试验,对拟设计的国内主跨最长的深水斜拉桥主塔结构在地震作 用下的动力响应进行了系统研究。通过采集并分析应变、加速度和动水压力数据,探讨了模型结构的抗 震性能和动力响应受动水压力的影响,同时验证了将动力模型试验应用于大型工程结构抗震研究的有 效性。     

当前混凝土高拱坝抗震研究中的几个问题

综述能对坝基、坝身与库水综合分析的简单实用方法,合理的高拱坝抗震安全评价准则,混凝土材料强度的动力特性,坝址河谷地震动的输入模型,抗震工程措施等高拱坝抗震研究中亟待解决的问题和难点.在分析高拱坝抗震研究最新进展的基础上,提出进一步完善用动力分析技术研究坝、水、地基综合系统的地震响应、更新抗震设防理念、建立不均匀地震动模型、加强抗震工程措施的有效性研究等建议.     

近海风电筒型基础风机结构地震 动力响应分析

为研究近海风电筒型基础风机结构的地震动力响应,基于ABAQUS软件的UMAT平台嵌入了能够反映土体非线性与滞后性的等效线性动本构模型,考虑土—结构相互作用（soil-structure interaction, SSI）,针对国内某近海风力发电系统构建“桨叶—塔架—筒型基础—土体”的有限元—无限元耦合分析模型,在静力分析的基础上采用时域分析法对其进行动力响应分析。研究表明,SSI效应会降低结构的自振频率;在地震动作用下,该风机高塔结构水平向加速度响应在塔架2/3高度附近处最大,竖向加速度响应则沿塔架高程一直增大,且其放大效应强于水平向。     

Application of thermodynamics-based rate-dependent constitutive models of concrete in the seismic analysis of concrete dams

This paper discusses the seismic analysis of concrete dams with consideration of material nonlinearity. Based on a consistent rate-dependent model and two thermodynamics-based models, two thermodynamics-based rate-dependent constitutive models were developed with consideration of the influence of the strain rate. They can describe the dynamic behavior of concrete and be applied to nonlinear seismic analysis of concrete dams taking into account the rate sensitivity of concrete. With the two models, a nonlinear analysis of the seismic response of the Koyna Gravity Dam and the Dagangshan Arch Dam was conducted. The results were compared with those of a linear elastic model and two rate-independent thermodynamics-based constitutive models, and the influences of constitutive models and strain rate on the seismic response of concrete dams were discussed. It can be concluded from the analysis that, during seismic response, the tensile stress is the control stress in the design and seismic safety evaluation of concrete dams. In different models, the plastic strain and plastic strain rate of concrete dams show a similar distribution. When the influence of the strain rate is considered, the maximum plastic strain and plastic strain rate decrease.     

拱坝-坝肩整体动力稳定性的离心模型试验

采用离心模型试验方法研究拱坝-坝肩系统的动力抗滑稳定,以及拱坝在动力荷载作用下的破坏机理。采用以脆性材料制作的模型拱坝进行离心模型动力试验,测定模型拱坝在谐波荷载作用下的动力反应,得到了结构从完整到破坏的全过程,揭示了模型拱坝的动力反应特性和破坏机理。试验结果同时表明,离心模型动力试验对于研究拱坝-坝肩系统的静、动力稳定是一种有效的手段。     

水电站地面厂房地震响应分析研究综述

水电作为我国重要的能源组成部分,多集中在强震频发的西南、西北地区,水电站地面厂房有明显区别于其它工业厂房的动力响应特点,整体来看,其地震响应分析的研究进展相对滞后。当前水电站厂房地震响应分析的研究主要涉及计算方法、响应特点、地震动选取、结构有限元模型、响应评价和抗震措施等,有关规范修订也为水电站厂房地震响应分析提出了新的要求。通过总结当前研究现状指出当前制约研究工作迅速推进的主要难点,提出了值得开展或更深入探索的若干研究方向,如流道内动水压力的模拟,结构非线性分析,近断层地震动对水电站厂房动力响应的影响,抗震减震措施的研究与应用等,并针对部分问题提出了初步研究思路。     

基于能量平衡的桥梁结构抗震性能分析

基于能量平衡的静力弹塑性方法是将能量平衡的概念引入到Pushover方法中,对结构进行抗震性能评价的新方法。该方法在建筑领域已有一定的应用,但是在桥梁领域相关的研究仍比较缺乏。利用该方法对三条典型地震动作用下桥梁的桥墩进行基于能量平衡的推覆分析,并将计算结果同倒三角分布模式、均匀分布模式下的传统Pushover方法以及时程分析的结果进行比较。最后,利用量化性能水准对基于能量平衡的Pushover方法的结果和时程分析的结果进行抗震性能评估。结果表明,基于能量平衡的Pushover方法和非线性时程分析方法所得到的结果更加接近,这两种方法对桥墩破坏程度的评估结果相同,因此,基于能量平衡的Pushover方法能够对桥梁结构进行更有效地抗震性能评估。     

粘弹性边界及地震动输入在 ABAQUS 中的实现

ABAQUS 有限元软件在水利工程中应用广泛,人工粘弹性边界和等效节点荷载法是水工构筑物地震动力响应分析的常用方法。基于 ABAQUS 计算内核,采用 Python 计算机语言编写了二次开发程序,实现了人工边界处各节点的弹簧、阻尼器及等效节点荷载自动设置的功能,并具体阐述了程序编译流程和关键要素。建立的典型 SV 波底面入射模型对程序的适用性进行了验证,结果表明地震波的传递及反射规律与理论解一致,程序合理可行。     

输配电网规划优化模型的研究进展

对输配电网规划优化模型的研究现状作了介绍.主要以规划时间、目标函数、经济可靠为划分依据,分析总结了静态模型、动态模型、目标模型和多阶段多目标模型的研究进展和存在问题,并在了解传统输配电网络模型简化和改进方法的基础上,从非线性模型线性化、多目标归一化、动态模型静态化、分层规划单层化等几方面对优化模型的简化改进方法进行归纳...     

地震波斜入射下混凝土重力坝的塑性损伤响应分析

我国西南强震区建设有大量混凝土坝,复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大,然而,目前相关研究以线弹性模型为主,在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。本文以Koyna混凝土重力坝为研究对象,建立三维非线性有限元分析模型,采用了基于黏弹性边界的地震波动输入方法,结合塑性损伤模型分别分析了地震P波和SV波斜入射下坝体的动力响应,并提出地震破坏评价模型对震后坝体损伤进行评估。研究表明,地震波入射角度及波型对坝体动力响应影响较大,P波入射下位移应力和损伤在60°时达到最大,SV波入射下在0°时达到最大,证明了考虑地震波入射角的必要性;采用塑性损伤本构结合损伤评价指标合理地反映了坝体破坏程度,并针对薄弱地区提出抗震设计改进。因此,在同类型工程的安全评价中应该综合考虑地震波斜入射和筑坝材料的非线性特征。     

不同地震波作用方向的大型渡槽动力响应分析

以南水北调中线工程中某大型渡槽结构为研究对象,采用ADINA软件中的势流体单元研究考虑流固耦合作用下渡槽结构的动力响应规律。本文对渡槽结构在顺槽向、双向和三向地震波作用下的动力响应分别进行了仿真研究。并分析了附加质量法和ADINA完全流固耦合法在计算流固耦合问题上的异同,及多维地震波对结构动力响应的影响。结果表明:水深及地震作用方向对渡槽结构的动力响应影响较大,且应在双向地震波作用下来研究结构的动力响应问题。