层状边坡的地震动输入方法研究

层状边坡是自然界中最常见的边坡之一,研究其动力响应规律对边坡的稳定性评价具有重要意义。为真实模拟弹性波在层状地基中的传播过程,首先建立层状地基的黏弹性人工边界模型,然后根据波动力学理论推导了考虑介质交界面的一次反射的等效荷载计算公式,并通过两层地基算例验证该输入方法的精度;针对层状边坡,采用本文提出的地震动输入方法和一种传统的输入方法分别研究其动力响应规律。研究表明:在两层地基算例中,本文提出的地震动输入方法能较好满足工程抗震的精度要求;在边坡的动力分析中,与传统方法相比,采用本文方法的边坡塑性应变能累积效应更加明显,且动力安全系数相对较小。     

基于NGA模型的主余震序列作用下重力坝损伤破坏研究

传统的线弹性模型和弹塑性DP模型难以真实反映混凝土、岩石地基在遭遇超出其抗拉压强度时的损伤破坏规律。为更加全面地评估余震作用对已损重力坝结构的累积破坏影响,本文采用塑性损伤力学模型来模拟坝体的动力损伤,同时考虑岩石材料的非线性性质,将塑性损伤力学的方法推广到岩体材料,建立了大坝坝体与地基的整体损伤力学模型,实现了重力坝整体动态损伤演化全过程模拟。结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,分别研究了单次主震、单次余震以及主震后余震对强震区混凝土重力坝坝体地基整体损伤演化的影响。研究结果表明:余震作用对坝基的塑性应变累积效应显著,对于主震受损的混凝土重力坝结构,余震作用能够引起结构较大的二次残余变形。     

成层地基地震动输入方法研究

前成层地基的地震动输入时大多仅考虑不同材料的波速影响,忽略了波在不同介质分界面的透射和反射作用。为真实模拟弹性波在成层地基中的传播过程,本文基于波动理论,推导了考虑透射和反射的等效荷载计算公式,建立了成层地基的黏弹性人工边界模型,并通过算例进行验证。研究表明：本文提出的成层地基地震动输入方法能较好满足工程抗震的精度要求,为成层地基的结构抗震提供了一种有效和实用的计算方法。     

基于有限元强度折减法的降雨入渗基岩型边坡可靠度分析

边坡土体在自然状态下呈现出不确定性,内摩擦角和黏聚力表现为一定的变异性。为探究降雨入渗条件下边坡的稳定性和失效概率,结合强度折减法和二次响应面分析方法,建立了考虑内摩擦角和黏聚力变异性的概率分析模型。针对四川省阿坝州松潘县一基岩型层状边坡,探讨了内摩擦角和黏聚力的相关系数、变异系数以及降雨强度对该边坡失效概率的影响。结果表明:该边坡在天然条件下为中等危险状态;边坡失效概率与降雨持时及强度呈现正相关关系;当边坡失效概率小于50%时,变异系数越大,失效概率越大;当边坡失效概率大于50%时,变异系数越小,失效概率越大;黏聚力的变异性对边坡失效概率的影响小于内摩擦角的变异性。     

脉冲型地震作用下重力坝整体损伤破坏研究

已有研究表明,脉冲型地震动对结构抗震安全具有显著影响。目前,对脉冲型地震动作用下混凝土重力坝整体损伤特性则缺乏研究。基于Koyna重力坝工程实例,建立了能够合理反映坝体混凝土、坝基岩体动态损伤演化过程的多耦合仿真模型;从NGA-West2强震数据库中选取脉冲型和非脉冲型地震动记录,并比较分析了其反应谱特征;研究了脉冲型地震动作用下重力坝整体损伤演化规律,包括损伤区域、耗能特征和位移响应等。结果表明：脉冲型地震动对混凝土重力坝坝体和地基的整体损伤破坏有显著影响,能够引起重力坝体系较大的能量耗散和位移响应;地震动结束后,经受脉冲型地震动作用的重力坝坝头部分残余变形明显大于非脉冲型地震动,对坝体下部残余变形影响较小。     

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。