输水隧道在行波激励下的二维地震反应分析

考虑流-固相互作用时的地上或地下结构地震反应运动方程,对输水隧道二维平面应变进行行波作用下的地震响应分析,比较不同地震动的传播速度对输水隧道地震反应的影响.结果表明:与地震动一致输入相比,行波效应将对输水隧道的地震响应产生有利影响,只是影响不大;随着地震动传播速度的下降,其地震响应的有利影响增大,即其地震响应减弱.     

水电站进水塔不同抗震验算方法对比分析

为了对西南地震高烈度区的水工建筑物进行抗震验算,分别采用拟静法和振型分解反应谱法对雅砻江官地水电站进水塔结构进行抗震分析.分析了两种方法下地震惯性力和动水压力计算的差异,并分别对进水塔进行了抗滑与抗倾覆稳定性验算.结果表明,两种方法计算得到的安全系数均符合规范要求,两者抗滑稳定系数相差不大,而抗倾覆稳定系数相差较大,用...     

复杂轮廓实体内级配随机颗粒的受控填充算法

在复杂轮廓形体内,针对满足指定填充率与级配曲线的任意凹凸形随机颗粒的填充过程,提出一种物理意义明确、简便易行的多尺度两阶段配置算法.首先以规则化基网格来剖分待填的实体,提供了一个中间层次,简化随机颗粒定位的复杂性;然后在生成满足统计特征的颗粒集合的基础上,提出先快速预填充,再基于包围盒进行颗粒交叠区域小步长迭代调整的改进技术.以混凝土细观数值试件的数学建模为例进行的实验,结果表明,文中算法可有效地控制填充过程中出现的各种主要随机因素,有利于随机颗粒轮廓的控制,并突破了传统凸颗粒的数值限制,具有很好的成型效率.     

地震作用下海上风电联接变压器动力模型试验北大核心CSCD

海上风电联接变压器作为海上风电场的主要设备,其抗震安全性关系到海上风电场的平稳运行。针对海洋平台—附属电气设备在地震作用下的动力传递过程及楼层反应谱研究,以及电气设备的动力响应特性和自身薄弱部位研究,开展了变压器1∶10模型比尺的振动台模型试验研究;模型试验与数值仿真分析结果的对比表明,海洋平台的动力特性会显著影响传递至设备底部的地震加速度的低频部分;结构的应力薄弱部位发生在储油柜下方支架处。基于弹性相似的振动台缩尺模型试验可以反映原型结构的地震动响应特性,为附属设备的抗震反应谱研究提供依据,可以直接展示抗震薄弱环节。     

隧道对地表临近既有建筑物层间位移影响分析

城市地下隧道的存在将改变地表临近既有建筑的地基条件,进而影响建筑的地震响应。基于广义层间位移谱,研究地下隧道对距隧道不同距离的地表建筑结构的层间位移的影响,同时分析隧道对结构层间位移沿无量纲高度分布的影响。结果表明:地下隧道的存在将增加临近地表建筑结构的层间位移,对结构的安全性带来危害,在工程设计和分析中不容忽视;当地表建筑位于距离隧道中心线2倍隧道直径的区域外时,隧道的影响可以忽略;隧道的存在对临近建筑结构层间位移沿高度分布趋势的影响并不明显,但是将显著增加结构抗震性能薄弱部位的层间位移。     

海上风力发电塔脉动风速时程数值模拟

为了分析海上风机结构在时域内的风振动力反应,进行了脉动风速时程数值模拟研究。根据风机结构体型特征和脉动风功率谱特性,研究了叶片与塔架风场的相干性效应,提出考虑叶片与塔架相互影响的谐波叠加法(harmony superposition method with blade-tower interaction,HSM- BTI)。通过该方法对风机结构随机风场的脉动风速时程进行数值模拟,并对计算功率谱与目标谱进行校核,验证了HSM-BTI方法对风机结构脉动风速时程模拟的适用性。     

重力坝地震动水压力试验研究

以黄登重力坝为例进行了振动台上坝体—库水系统动力模型试验,测得大坝自振频率和上游面动水压力。将试验结果与附加质量模型及基于欧拉公式的流固耦合有限元模型的计算结果相比较,发现流固耦合结果与试验结果吻合良好,而附加质量法夸大了库水对坝体结构的动力响应。在工程中应用附加质量模型时应对其结果进行折减,并基于坝体体型、坝前水深及高阶振型等因素的分析,给出了沿坝高的动态效应分布系数的推算方法。     

不同高度重力坝动水压力分析及Westergaard修正公式研究

对5种不同高度的重力坝进行了地震作用下坝体-库水系统耦合计算,将所得结果与Westergaard公式解析解相比较发现,两种方法得到的动水压力结果沿坝高度上的分布有很大不同,流固耦合结果在坝面上有上部偏大,下部偏小的趋势;随着坝体高度的增加流固耦合模型的这种趋势越为明显,坝面上出现动水压力最大值的位置也逐渐升高。据此,对Westergaard公式做出修正,考虑到多方面因素对动水压力的影响,对原公式引入了坝体高度修正项、坝体弹性修正项、库底吸收修正项。修正的Westergaard公式解与流固耦合结果及以往文献的试验和计算结果吻合良好。     

基于模拟退火的重力坝最危险滑动面全局搜索

为了弄清地震荷载作用下重力坝坝头部位的失稳规律,采用有限元非线性时程分析方法,得到重力坝在地震作用过程中的应力场,进而应用模拟退火算法进行重力坝临界滑动面的全局搜索。该方法可以在所有增量步的应力场中搜索出坝头区域的最脆弱滑动面,并得到与之对应的抗滑稳定系数及出现时刻。分析结果表明,重力坝在地震荷载作用下更容易向上游方向失稳。在一条特定的地震波作用下,即使调整了其幅值,坝头部位最危险软弱滑动面出现的时刻几乎仍是相同的,且同一时刻下滑动面形式非常相近。     

海底锚固悬浮隧道所受动水压力研究-P波

为研究地震作用下悬浮隧道所受动水压力规律,推导了平面P波从海底岩土斜入射到与海水的交界面时,作用在海底锚固悬浮隧道上的动水压力公式.基于位移势函数理论,讨论不同海底岩土参数与入射P波的不同频率和方向以及锚索的刚度和间距对作用在海底锚固悬浮隧道上的动水压力的影响.结果表明,海底岩土剪切模量、P波的频率和方向以及锚索的弹簧刚度和间距对悬浮隧道所受的动水压力有较大影响,海底岩土泊松比和密度的影响较小.