多点地震下大跨展览馆动力弹塑性分析

为研究大跨空间展览馆在多点地震激励下的弹塑性反应和抗震性能,利用SAP2000软件建立结构的有限元模型,采用TJU.SAP2ABAQUS接口程序转化为相应的ABAQUS模型,经模态分析验证了转化前后模型的一致性.分别考虑单向和三向地震输入,对该结构进行了地震一致和多点激励下的动力弹塑性分析.结果表明:单向多点地震激励下,柱底内力、剪力墙应力以及结构顶部位移均较一致激励时增大;三向多点激励下,结构柱底内力和剪力墙的应力较单向多点激励时有增有减,结构顶部位移增大;多点激励对结构两侧柱底内力的影响显著,对中部柱底内力的影响较小.     

地铁隧道消防通道变截面处的地震影响分析

采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX,以成都某地铁隧道为背景,对主隧道与消防通道连接的变截面处的地震反应特性进行数值模拟,分析在截面变化处,地下结构的地震响应。计算结果表明:在成都地铁场地人工地震波作用下,应力主要集中在上部混凝土板与垂直支撑柱的连接处;常遇地震时主要表现为结构的整体位移,自身变形较小;偶遇地震时变截面应力最大节点可能会有开裂现象;罕遇地震时地铁隧道围护由压应力转变为拉应力,应力值最大节点非常接近于混凝土的拉伸屈服,需要对相对位移较大的节点做加固措施。     

不同场地条件地震作用下曲线桥振动台试验

为研究不同场地条件地震对曲线桥结构响应的影响,以一座5%纵坡的曲线桥为研究对象,设计了缩尺比例为1∶10的曲线桥缩尺模型,选取不同场地条件的地震波进行了振动台试验.研究结果表明:场地条件对曲线桥结构响应的影响显著,从Ⅰ类到Ⅳ类场地,曲线桥结构响应逐渐增大,双向地震激励下结构响应较单向激励显著;主梁结构响应具有空间性,顺桥向地震激励时,主梁平动的同时沿固定墩产生转动,横桥向地震激励时,主梁则以平动为主;曲线桥结构响应与曲线桥和主震方向的相对位置有关,平行于主震方向时,切向位移显著,垂直于主震方向时,径向位移更加敏感;桥墩位移方向与地震激励方向夹角越小,相应的位移响应越大.墩高越高,桥墩位移的放大作用越显著,固定墩切向位移对地震响应比较敏感;当曲线桥平行于主震方向单向激励时,低墩处支座容易脱落,双向激励和垂直主震方向时,高墩处支座容易脱落,在曲线桥抗震设计分析中应予以重视.     

冻胀作用对地下连续墙基坑支护结构影响数值模拟

为分析冻胀作用对地下连续墙结构的影响,对某地铁车站基坑进行数值模拟分析.数值模拟结果表明,在基坑顶部附近的土体处于双向冻结状态,对地下连续墙的水平位移与支撑轴力造成了的影响.冻胀作用使地下连续墙的最大水平位移增大1.67倍,且水平位移增长主要出现在基坑上部;支撑的轴力在负温期间增大2倍～9倍,会超出轴力的控制值;对于高...     

入土深度对围护结构水平位移的影响

通过实际监测数据与有限元软件的模拟结果的对比分析,观察围护结构水平方向的规律。利用有限元软件模拟不同地下连续墙的入土深度对围护结构水平位移的影响。结果表明:地下连续墙的顶部水平位移,最大水平位移以及底部水平位移随着不同地下连续墙的入土深度形成的变化曲线均可用数学模型y=a/x+b来模拟。     

基于薄层分析的反应位移法研究

介绍薄层单元分析法结合容积法求解半无限空间层状地层中地下结构水平、回转、垂直及轴向的地层阻抗函数过程,并将地层阻抗函数运用到地下结构抗震设计方法-反应位移法中,综合考虑地下结构水平、回转、垂直运动特性,较大程度上提高了反应位移法的计算精度.在北京地区典型地质条件下的典型地铁车站结构模型振动台试验的基础上,进行一般反应位移法及基于薄层分析的反应位移法的计算分析,并将其内力及变形值与一般反应位移法及振动台试验结果进行比对.结果表明,该方法与地铁车站结构振动台的试验结果符合良好,验证了这种基于薄层分析的反应位移法的适用性.     

山区特殊地质条件下地基-箱基-上部结构地震响应分析

以蓟县某山地建筑为工程背景,利用ABAQUS建立了岩质边坡地基-箱基-上部结构整体三维实体模型,并且建立了无限元边界,通过输入不同方向地震波研究了岩质边坡地基-箱基-上部结构的位移响应．结果表明,对于山地框架结构,竖向地震单独作用下对水平位移的影响较大,而水平和竖向地震耦合作用时竖向地震对水平位移影响较小,基本上与水平地震单独作用下的响应相同;对于台阶形箱基,水平和竖向地震耦合作用时各层最大层间位移与单向水平地震作用下的各层层间位移相比,变化趋势刚好相反,说明竖向地震波的存在对箱基层间位移的影响不可忽视．     

地基土的随机地震反应的一个解法

利用连续线性系统的随机振动理论，研究了非均匀地基土层地震的动力反应问题．假定土层的剪切模量随深度线性变化，得到土层的最大位移反应的均值和方差．引入结构微分算子，采用模态叠加法进行反应分析．得到了土层的地震随机反应及平稳输入时土层最大位移的动力可靠性分析参数．     

大跨度斜拉桥的随机地震响应分析

基于经典结构动力学公式推导出位移时程反应方程,采用有限元软件Ansys建立某斜拉桥空间有限元模型,分析其在地震作用下的位移响应。结果表明:在多维随机地震激励下,竖向激励使桥梁纵向位移明显减小,但对竖向位移没有影响,斜拉桥设计时需要考虑多维地震激励下的响应。     

地震作用下大型地铁车站结构三维动力反应分析

基于ABAQUS软件建立了大开洞连体并行地铁地下车站结构的三维有限元数值模型,考虑近远场地震波的频谱特性、混凝土塑性变形及损伤的影响,数值模拟了不同地震类型作用下,连体并行地铁车站结构非线性地震反应特性的差异.结果表明：地震波的频谱特性对连体并行地铁车站结构的动力响应及损伤有很大影响,地震波主频率与结构自振频率越接近,结构损伤越严重;连体并行地铁车站结构拉、压损伤分布呈左右对称,开洞侧墙的顶部和底部、洞口两侧45°扇形范围内结构的楼板及中柱损伤最为严重;连体并行地铁车站结构侧墙开洞比例小于1/3时,开洞层的位移变化率最大,具有显著的空间效应,应当按空间问题进行地震反应分析,当侧墙开洞比例大于2/3时,开洞层的位移变化率不变,可近似按平面应变问题处理.研究成果对提高该类地铁车站结构的抗震性能提供了合理的参考与指导.

     

水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度-时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度-时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。     

基础隔震结构考虑摆动的弹塑性时程分析

基础隔振结构的弹塑性时程分析大多只考虑了结构的平动,对于受竖向荷载较大的结构,其所采用的隔振橡胶垫可能因受力而产生竖向变形,导致结构摆动.通过推导考虑摆动的运动方程,并采用Matlab编制的弹塑性时程分析程序对结构进行分析计算.结果表明,较低层结构考虑摆动时顶层位移与不考虑摆动时相差不大,计算时可忽略其摆动.     

隔震支座主要参数对基础隔震结构双向地震响应的影响

为研究不同场地类型隔震支座主要参数（等效水平刚度Kf、屈服前刚度K1和屈服力Qd）对基础隔震结构双向地震响应的影响,设计Kf、K1或Qd不同的18栋基础隔震结构,基于SAP2000软件,对各隔震结构分别在不同场地类型的4组地震动作用下的双向地震响应进行分析.结果表明,隔震支座参数对不同场地类型的基础隔震结构在双向地震作用下的加速度最大值和基底剪力最大值均有显著影响,但其对基础隔震结构隔震层位移最大值的影响需根据场地类型具体考虑;在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地上,随着Kf、K1和Qd增大,基础隔震结构的加速度最大值和基底剪力最大值均呈明显的上升趋势,但对隔震层位移最大值的变化影响较小;在Ⅳ类场地上,不同隔震支座参数对隔震层位移最大值的影响较大,且有明显的规律性,即随着Kf、K1、Qd的增大,隔震层的位移峰值迅速减小,最大减幅达80％以上.     

大直径钻孔灌注桩承载力试验研究

以某大直径桩基础工程为例,进行了5根Ф1500mm试桩的竖向与水平静裁荷试验,实测得到了桩的荷载．沉降曲线、不同桩身截面的轴力、水平力．位移．时程曲线、水平力位移梯度关系、临界承载力以及地基土水平抗力系数,探讨了大直径钻孔灌注桩的竖向荷载传递机理和水平荷载承载特性．试验结果表明：大直径灌注桩承载力由桩侧阻力与桩端阻力共同承担,但表现出很强的摩擦桩特征,这与桩长过长、桩底岩层较软以及成桩方法有关;在竖向荷载作用下,桩侧阻力由上至下逐步发挥,并逐步达到相应的极限状态;单桩水平最大位移可以取10mm。水平承载力可取900kN．建议采用位移控制设计此类桩基．     

地震动力作用下土-地铁隧道模型分析

针对地铁建设中典型的马蹄形断面隧道建立比例尺为1:20的分析模型,并采用数值分析方法研究马蹄形隧道处于单一土层及工程所处区域典型的成层土体中时的动力响应。分析结果表明,在单一土层中由于土体的约束作用,结构产生的位移以整体沉降为主,在成层土体中除产生一定的整体变形外还伴随一定的扭转变形。在两种地层情况下马蹄形地铁隧道在地震动力作用下的动力加速度响应、竖向位移均在拱顶处产生最大值,其中在单一土层中的加速度响应最大值为结构中部加速度的2.29倍。结构在顶部和侧板处所产生的动应力响应值也较大。研究表明,地震动力荷载作用下顶板、侧板均为受力较大部位,在设计和施工中应予以充分重视。     

竖向地震动对软土地铁隧道地震响应影响分析

为了研究地震动的竖向分量对地下结构的动力响应影响,针对某一软弱土层地铁区间隧道工程,进行非线性地震反应分析.计算模型中引入了土体的非线性本构模型,模拟土在循环荷载作用下的动力特性,隧道衬砌采用混凝土动力损伤塑性模型,模型边界设置为粘弹性人工边界,分别在模型底部施加水平向和双向地震动,进行地震反应分析,得到了地铁隧道的一些地震反应规律.结果表明;地震波的竖向分量对隧道顶底部的水平相对位移、隧道结构的动应力和隧道底部的竖向加速度均有较大的影响.因此,在工程设计中竖向地震动的影响不容忽视.     

隧底溶洞对结构稳定影响的正交试验

依据正交试验原理,采用弹塑性有限元方法,运用MIDAS NX有限元软件,系统分析了溶洞大小、距离对隧道结构位移和轴力的影响,计算得出不同径跨比情况下位移和轴力随溶洞上壁距隧道底板的垂直距离变化规律和函数关系,从而确定各径跨比条件下隧底溶洞的非安全距离,并绘制隧道非安全距离包络图。结果表明:隧道各部位位移受径跨比影响显著;在径跨比一定的情况下,随着溶洞上壁距隧道底板垂直距离的增加,位移变化趋势符合对数函数规律;仰拱中心轴力受隧底溶洞影响较大且随垂直距离呈对数变化趋势;根据隧道结构竖向位移得出的隧底溶洞非安全距离较大,根据水平位移和轴力得出的非安全距离较小,出于安全考虑,应将竖向位移得出的隧底溶洞非安全距离作为溶洞处置的主要依据。     

既有竖向荷载对承台桩水平承载特性影响的PIV试验研究

为研究既有竖向荷载下承台桩的水平承载特性,进行了2组PIV模型试验,分析了不同竖向荷载对承台桩的水平位移量、桩身弯矩及桩周土体位移场的影响规律,研究了竖向荷载对承台桩下桩土作用的影响机理。试验结果表明：在同一水平荷载下,桩顶既有竖向荷载有利于减小桩身水平位移,削弱水平荷载引起的桩身弯矩;在水平加载过程中,桩土作用的主要区域为桩周土体的中上部区域,桩顶竖向荷载的施加会调动桩侧土体,形成更大的土体扰动区;竖向荷载引起的土体密实化效应会降低桩身的水平位移和弯矩,提高承台桩的水平承载力;同时这一密实现象也降低了桩侧土体的隆起量与塌陷面积。     

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明：基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。