深层海床粉质黏土动剪切模量和阻尼比试验研究

利用英国GDS公司研制的空心圆柱扭剪仪,采用应变控制,对琼州海峡海床埋深超过100m的粉质黏土进行动三轴试验,研究有效围压、塑性指数对其动剪切模量Gd和阻尼比的影响。研究发现:在相同条件下塑性指数越大动剪切模量越小,而阻尼比变化规律不明显;根据塑性指数IP、孔隙比e和有效围压σ0’建立了适合计算深层海床粉质黏土最大动剪切模量的经验公式,拟合出模量衰减曲线Gd/Gdmax-γd和阻尼比增长曲线λ-γd的经验公式并给出其上、下包络线拟合参数值。     

独立成分分析在随钻地震信号处理中的应用

 随钻地震是利用钻头破岩发出的信号作为震源,进行钻头前方地层预测的一门技术。随钻地震记录信噪比低,波场非常复杂,其数据处理的关键是从钻柱顶端加速度传感器的记录中分离出来自钻头的振动信号,作为与地面记录互相关的源函数。本文利用独立成分分析方法对钻柱顶端安装的两个加速度传感器的6个分量进行处理,并利用相应的混合矩阵和波形特征,对各种独立成分来源与特征进行分析。利用得到的独立成分和地表地震记录做相关处理,并从地面记录道中估计出了地滚波、钻具折射波和直达波,提高了处理资料的信噪比。此法表明,独立成分分析方法对于解决随钻地震多种信号的混叠问题和提高随钻地震数据处理的质量非常有效。     

非规则环形圆柱水箱液体晃动动力特性试验

冷却水箱是核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)的重要组成部分。水箱中液体晃动频率低,在长周期地震动作用下容易发生大幅晃动,因此在进行核岛结构动力分析时,必须要考虑水箱结构的影响,研究其动力特性。本文通过振动台试验测试了水箱中液体的动水压和波高衰减数据,计算求得液体的晃动频率和阻尼比,并将试验结果与数值分析、等效模型理论计算结果进行比较。研究表明:采用的数值分析和等效模型理论方法能够较好地模拟试验结果,可被用来分析PCS水箱液体晃动动力特性,通过对比验证了试验测试方法的准确性以及等效模型计算方法的实用性。     

基于加加速度的地震模拟振动台控制技术

地震模拟振动台试验是工程结构地震反应模拟和抗震性能观测的直接有效的手段,但由于电液伺服地震模拟振动台系统具有复杂的非线性,当伺服阀90°相移频率与系统油柱共振频率比较接近时,伺服阀特性对振动台系统特性有较大影响,严重影响系统的有效频带范围。现有的电液伺服地震模拟振动台系统的有效频带多为0.4～50 Hz,不足以满足大比例缩尺结构抗震试验的需求。为减小现有电液伺服地震模拟振动台系统的伺服阀特性对系统性能的影响和拓宽振动台系统的有效频带,在三参量控制的基础上,将加加速度反馈信号和加加速度前馈信号引入控制环节,形成一种基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法。对所提出的控制算法的控制效果进行了理论推导和系统仿真分析,揭示了加加速度反馈可降低系统油柱共振频率并减小伺服阀特性对振动台系统性能的影响,而加加速度前馈使得系统的有效频带由三参量控制下的0.35～54 Hz拓宽至0.35～64 Hz,表明所提出的基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法明显改善了地震模拟振动台的控制性能。     

汶川地震重灾区典型钢筋混凝土框架结构震害现象

介绍了5·12四川汶川地震近震源区钢筋混凝土框架结构的震害现象,从房屋整体跨塌、房屋整体严重歪斜、房屋部分集中垮塌、房屋部分楼层垮塌、房屋底层侧移过大等方面总结了震害现象,从剪切、剪压、压屈、压弯、塑性铰等破坏方面分析了梁柱震害现象.从结构平立面布置、结构体系和结构构件等方面初步分析了钢筋混土框架结构破坏的主要原因.     

各向异性介质中横波测试技术实验研究

依据发射和接收横波换能器偏振的转动方式,归纳总结了各向异性样品的3种测试方法,并通过相同的实验条件和各向异性样品详细分析了各种测试记录的特征。认为各向异性介质横波传播特性的研究,应有针对性地选择观测方法:用垂直偏振旋转法测试介质的各向异性结构方向,用平行偏振旋转法测量快、慢横波的波至时间。相对旋转偏振法则是垂直偏振旋转法和平行偏振旋转法的综合。同时,使用窄脉冲横波换能器,并对其偏振特征进行校正,以及借助辅助测试可以大大提高测试精度。     

空间相关多点地震位移输入峰值控制对结构非线性响应的影响

在空间相关多点地震动人工拟合中,一般控制大跨结构不同支撑点处的地震加速度反应谱及加速度峰值相同,而相应于不同支撑点处位移时程的峰值则是不同的。为了研究地震动特性及不同的位移控制条件对结构响应的影响,引入两种不同的包线函数分别模拟地震动强度或频率非平稳特性,并且按照控制不同支撑点处时程的加速度峰值或位移峰值相同,拟合了6 组空间相关多点地震动;采用多点地震动加速度/位移输入模式,对三跨连续梁桥进行了非线性响应分析。结果表明：控制地震位移时程的峰值对结构的内力和位移响应有较大的影响,位移峰值越大,结构进入的非线性程度越深,得到的结构响应越大,且与位移时程的形状无明显相关性;以加速度反应谱和加速度峰值为目标的地震动拟合中,各支撑点处位移时程的峰值离散性比较大,为了保证结构的安全,空间相关多点地震动拟合中应控制位移峰值的最小取值;地震加速度时程的频率非平稳特性对桥梁位移和桥墩扭矩影响较大,如果仅考虑地震动强度非平稳特性,则存在低估结构响应的风险。因此,大跨结构抗震分析中应合理刻画地震动时间-空间耦合特性、非平稳特性及位移输入的最小峰值,充分估计结构的非线性响应,以保证结构抗震设计的安全性。     

岩溶发育深度问题研究现状与展望

岩溶发育的深度问题是岩溶学研究中一个极具挑战意义的理论难题,在水利水电工程建设中常遇到深岩溶问题。相关研究很早就有所开展,目前主要存在9种理论,分别为同步理论、深循环理论、矿液作用理论、古岩溶理论、混合溶蚀作用理论、热液作用理论、适应海平面变化理论、动态平衡理论和岩溶发育深度定量化理论。综合来看,目前的研究尚存在不少问题,进一步的研究应从碳酸盐岩溶蚀的根本机制出发,定量分析溶蚀时间、CO2含量、水流条件等因素对岩溶发育深度的影响。     

2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情检验和分析

为对2008年汶川地震中沙牌拱坝的震情进行检验和分析,本文提出了一个基于损伤力学对高混凝土坝地震损伤破坏过程分析的新方法,可计入残余变形但避免损伤—塑性耦合。由于汶川地震中未能取得坝址的地震动输入记录,为此,采用随机有限断层法,通过邻近台站的加速度记录,对汶川地震中断层破裂模型参数进行校准后,重建了汶川地震中沙牌拱坝坝址的地震动输入加速度时程。为上述计算研发了高性能并行计算程序,在"天河一号"超级计算机上进行了高效运算,并对都经受过强震的沙牌拱坝和美国帕柯依玛拱坝的震情进行了对比分析。计算结果表明,所建议的方法能可靠应用于混凝土坝的地震损伤破坏过程的分析。     

沙牌坝址的最大可信地震研究

如何给出能够反映近场大震特点的坝址的最大可信地震是在我国西部修建高坝时需要考虑的重要问题。以我国西部重大水电工程沙牌拱坝为例,结合有限断层模型和地震学随机方法,将震源视为三维的空间面源,进行坝址在近场大震条件下的最大可信地震研究。选择茂县地办台站(051MXT)记录,对汶川地震的震源模型和参数进行校核,作为本文研究的模型和参数依据。确定对沙牌坝址区域影响最大的发震构造为龙门山断裂带。(1)假定龙门山中央断裂未来再次发生Ms8.0级地震,设置不同高危险的震源模型,比较结果显示,对沙牌坝址而言汶川地震不是最大潜在地震,最大凹凸体的能量中心距坝址最近的震源形式最危险,坝址的峰值加速度一般不超过380 cm/s2。(2)若发震能力稍弱的龙门山后山断裂未来发生Mw7.5级地震,遵循两种思路考虑震源的不确定性,即设置最危险震源和随机设定大量震源模型,且均计入关键参数的不确定性。两种思路合成的沙牌坝址的峰值加速度非常接近,根据工程重要性取较大值,得到沙牌坝址的峰值加速度为735 cm/s2。