青溪大坝结构安全评价三维有限元计算分析

以青溪水电站大坝为研究背景,根据大坝结构断面以及15号坝段闸墩部位在施工期出现4条贯穿裂缝的现状情况,选取15号坝段为研究对象,利用super软件建立三维有限元模型,对于出现裂缝的部位和施加预应力锚索的部位通过复杂模型的建立和有限单元过渡等方法,较为精确地分析了大坝的应力和位移情况,分析了15号坝段裂缝产生部位裂缝受力状况。计算结果表明,正常水位、设计洪水位、校核洪水位3种工况下,15号坝体虽然局部出现拉应力现象,但均在允许范围内,能满足现行规范要求,总体是安全的,但考虑到裂缝附近有一定的拉应力,应注意加强观测并结合观测资料及时分析。     

用于排架结构的铅剪切阻尼器试验及数值分析

为进一步促进铅阻尼器在工程中的应用,针对常见的排架结构,研制了一种铅剪切阻尼器,通过低周往复加载试验,逐个分析阻尼材料铅的有效剪切面积、受剪区厚度、剪切截面形式、加载位移幅值、加载频率、加载次数等因素对阻尼器耗能性能的影响。试验结果表明,设计的阻尼器的阻尼力—位移滞回曲线饱满,耗能性能良好,符合双线性力学模型,并对试验中两个典型型号的阻尼器进行了数值模拟分析,通过对比数模值和试验值,证明了数值计算模型的实用性,为阻尼器在结构体系中的减震应用奠定了基础。     

用于水工排架结构的铅剪切阻尼器试验研究

针对水工建筑物中常见的排架结构体系在地震作用下易产生动力放大现象,为了合理有效的耗散地震能量,最终确保结构体系的安全,研制了一种铅剪切阻尼器。通过低周往复加载试验,逐个分析阻尼材料铅的有效剪切面积、受剪区厚度、剪切截面形式、加载位移幅值、加载频率、加载次数等因素对阻尼器耗能性能的影响情况。试验结果表明:该阻尼器滞回曲线比较饱满,呈平行四边形向侧延伸,具有小位移、大刚度的力学特征。并根据其恢复力曲线,确定了该阻尼器的双线性力学模型,为阻尼器在结构体系中的减震应用打下基础。更多还原     

水体与塔楼耦合作用对升船机上部机房的动力影响

通过景洪水电站水力式升船机塔楼、机房1/50结构模型振动台试验,获得了塔楼、机房结构的动力特性和对输入地震波的动力响应,发现上部机房结构产生明显的鞭梢效应与扭转效应。通过对比试验分析了竖井内水体与塔楼耦合作用可使上部机房结构的自振频率下降、主机房结构在地震波激励下的动力响应减弱,表明竖井内水体与塔楼的耦合作用在一定条件下具有消能减震的作用。研究结果可为深入研究上部主机房鞭梢效应与扭转效应提供依据。     

水下振动台水体振动特性试验研究

水下振动台丰富和拓展了振动台在工程结构抗震研究领域应用场景,但由于其局部振动、防水布扰动等因素,振动水体会发生畸变或失真,造成试验偏差。本文通过试验方法,共设计252个工况,分别考虑不同激励幅值、方向、频率、水深,研究台面范围及台面中心至水池边界水体振动特性。试验结果表明：防水装置对水体扰动影响主要体现在水平方向;垂直向正弦波激励时,低频（≤ 1 Hz）区间,水体振动呈“倒扣铁锅”形状,随频率增加（≥ 3 Hz）,呈多波峰特性,频率越高波峰数越多,众多波峰随着激励幅值的增大会逐渐进行叠加放大,当超过阈值时,会产生坍塌现象;随水深增加,水体振动波峰存在下降趋势。试验研究为水下振动台设计及模型试验结果的可靠性评价等提供参考。     

台上水体对水下振动台反力基础动力响应的影响

水下振动台是振动台型式的一种改进,即在传统振动台系统上增建台上水池系统,反力基础仍是水下振动台系统中的重要组成部分。为研究水池系统对振动台反力基础动力响应的影响,针对河海大学水下振动台的反力基础设计方案,采用有限元动力时程法,对比分析有水、无水工况各反力基础设计方案下的动力响应,并对反力基础周边隔振措施的有效性进行分析。结果表明,台上水体会略微增大反力基础的动力响应;反力基础周围设置隔振带可有效降低反力基础外围地面的加速度响应。研究成果可为水下振动台反力基础设计提供参考。     

倒虹吸地涵地震响应三维有限元计算分析

以南水北调中线工程南沙河倒虹吸地涵为研究背景,利用ADINA有限元软件,建立三维有限元模型,分别针对简化复合地基、工程实际(土层)地基两种情况,对倒虹吸地涵位移、应力以及伸缩缝变形等地震响应进行了计算分析,结果表明,在Ⅶ度或Ⅶ度以下地震设防时,此类结构设计中,可用简化的均质地基代替工程复杂地基,以提高工程计算效率,另外伸缩缝的扭转变形也值得工程人员关注。     

成层地基振动台试验双向剪切箱设计与边界效应测评

为满足散粒体材料(如土体)在多向振动台试验中截断边界模拟的需求,设计并制作了一种刚度可调节的层状双向剪切箱。剪切箱由矩形钢管框架堆叠而成,层间设置万向轴承与滚珠,可实现更加真实的双向协调运动;刚度调节装置与复位装置保证箱体复位、运动一致性和整体性,能够满足层间剪切变形。利用所设计的双向层状剪切箱进行上软下硬成层地基的振动台试验,根据边界效应指数与2-范数对边界效应进行定量分析。结果表明,研制的双向剪切箱性能良好,能够正确模拟成层地基场地的地震动特性,边界效应得到有效控制。     

修正的反应谱法地下结构抗震分析初探

为对地下结构抗震分析方法进行探索,以南水北调工程某倒虹吸结构为背景,建立有限元分析模型,采用时程分析法计算倒虹吸结构在地震作用下的响应,并用修正的振型分解反应谱法来求解倒虹吸结构的动力响应,将反应谱法结果与时程分析法结果进行对比,结果表明,在一定条件下反应谱法与时程分析法的结果误差较小,可以作为地下结构抗震分析的计算方法。     

倒虹吸地涵受温度作用影响的有限元分析

以南水北调中线工程某倒虹吸结构为研究对象,利用ADINA有限元软件稳态、瞬态温度模块,计算分析了水温变化形式和加载速率对倒虹吸结构温度场的影响规律,同时借助温度-结构模块,对倒虹吸结构应力、变形与温度变化之间的关系进行了研究。结果表明,对于倒虹吸这类管壁较薄结构,环境温度可近似简化为线性变化;在考虑初始温度场以及水温变化速率的条件后,结构内外表面实际最大温差与设计中采用的水温与地温最大温差之间存在一定差异;当水温高于地温时,倒虹吸结构会随着水温的升高出现向外膨胀趋势,这将对结构整体受力产生不利影响;当水温低于地温时,倒虹吸结构会随着水温的降低出现向内收缩趋势,左右侧墙向内的收缩阻止了顶板向内的收缩,这在一定程度上对结构产生有利影响。