地震波斜入射对高拱坝地震反应的影响

高坝地震反应分析通常假定地震波垂直入射,在显式有限元法结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法的基础上,建立了三维平面地震波倾斜入射的输入方法。采用所建立的斜入射输入方法,研究了地震波斜入射对小湾拱坝地震反应的影响。分析结果表明：与垂直入射相比,地震波倾斜入射可能显著增加对拱坝抗震安全性起控制作用部位位移、速度、加速度反应的频谱幅值放大系数,应该在拱坝地震反应分析中考虑地震波斜入射的影响。     

水电站地下厂房洞室群地震反应显式有限元分析

采用有限元空间离散模型,结合动力方程求解的显式差分方法、局部透射人工边界和接触力模型,建立了水电站山体地形、不连续地质体及地下洞室体系地震反应分析的显式有限元方法.以溪洛渡水电站工程为背景,构建了地下洞室群有限元分析简化模型,并利用显式有限元方法,分析了山体地形和节理面、入射地震波特性和入射角以及洞室群位置等因素对洞室地震反应的影响.结果表明,入射地震波特性(SH、SV、P波及其频谱)和入射角、山体地形和节理面以及洞室群的位置等均对洞室反应有显著的影响,仅地震波入射角度变化或节理面存在的影响作用就超过了60%.同时看到,由于山体地形和不连续地质界面及地震波入射方向的影响作用,即使对于同一个地震,水电站左右两岸洞室受地震的影响程度可能有很大差别.     

地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响

本文研究地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响,为此选用根据水工规范设计反应谱拟合而成的峰值加速度及速度相同,而峰值位移不同的两组地震动时程(每组35条)作为输入。在显式有限元结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法的基础上,以小湾拱坝为例,统计分析两组地震动分别按顺河向垂直入射时小湾拱坝的地震动力响应,探讨峰值位移对小湾拱坝–地基系统地震反应的影响。计算结果表明地震动峰值位移对坝体的主应力、顶拱拱端的拱向应力及拱冠梁底部附近的梁向应力均有较显著的影响,对于坝体顺河向位移也有较大影响。因此,对高拱坝进行抗震安全评价及设计时,应考虑地震动峰值位移的影响。     

地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响北大核心CSCD

本文研究地震动峰值位移对高拱坝地震反应的影响,为此选用根据水工规范设计反应谱拟合而成的峰值加速度及速度相同,而峰值位移不同的两组地震动时程(每组35条)作为输入。在显式有限元结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法的基础上,以小湾拱坝为例,统计分析两组地震动分别按顺河向垂直入射时小湾拱坝的地震动力响应,探讨峰值位移对小湾拱坝–地基系统地震反应的影响。计算结果表明地震动峰值位移对坝体的主应力、顶拱拱端的拱向应力及拱冠梁底部附近的梁向应力均有较显著的影响,对于坝体顺河向位移也有较大影响。因此,对高拱坝进行抗震安全评价及设计时,应考虑地震动峰值位移的影响。     

考虑斜入射的重力坝耐震时程法抗震性能评估

为明晰不同入射角度对基于性能的高坝抗震设计的影响，采用耐震时程分析（ETA）法同时考虑空间斜入射，分析大坝抗震性能变化情况。基于ETA法原理合成了3条耐震加速度时程曲线，建立Koyna重力坝-地基三维有限元模型，将耐震时程以不同角度输入地基进行地震动力分析。以裂缝贯穿时间、坝基损伤指标DBI、结构损伤耗能、坝顶顺河向相对位移为性能指标，进行重力坝抗震性能评估研究。结果表明：在耐震时程以不同角度入射时，大坝地震动力响应的差异显著，因此有必要在采用ETA法时考虑斜入射的影响。综合分析，60°入射下坝体损伤最剧烈、损伤耗能最高、坝顶顺河向相对位移最大。     

多层宽带雷达吸波涂层吸波性能及损伤特性

以铁磁性粉体为吸收剂、聚氨酯为粘结剂,基于静电喷涂技术制备了具有优异吸波性能的雷达吸波涂层。结果表明,具有多层结构的雷达吸波涂层不仅可以在垂直入射条件下实现宽波段、高强度吸收,同时在斜入射条件下也具有极其优异的吸波性能。在入射角度为35°～70°范围时,其在厚度为1.2 mm时反射损耗峰在5～18 GHz范围内仍然可以达到-10 dB。特别的是,在入射角度为62°时,其反射损耗峰达到-50 dB,真正实现了宽波段、广角域、高强度吸收。此外,基于所设计和制备的多层铁磁性雷达吸波涂层,利用Ansoft HFSS搭建多层多界面仿真模型,结合有限积分法分析了典型损伤脱落对其吸波性能的影响,为后续开展多层铁磁性雷达吸波涂层维护与损伤评估提供理论指导。     

不同横缝接触与库水模型对拱坝动力反应的影响

本文基于有限元非线性动接触模型，对拱坝横缝非线性动力响应进行研究，重点讨论：(1)拱坝横缝键槽对限制缝面切向滑移的不同程度约束对反应的影响；(2)分别采用Westergard模型和不可压缩流体有限元模型考虑上游库水对坝面的动压力作用，比较分析了上述不同水库模型对拱坝在地震作用下横缝开度响应分布的影响。计算结果表明：(1)考虑键槽对横缝两侧施加完全切向约束条件对降低拱坝两岸的横缝开度幅值有重要的意义；(2)相比流体有限元模型，基于Westergaard动水压力公式计算得靠近两岸坝肩部位横缝开度响应有一定程度偏大，这一结论已被前人试验成果所证实。     

特高压电气设备抗震试验共振拍波适用性及合理地震动输入研究

为研究地震动输入共振拍波的频率与特高压电气设备频率不一致时对设备抗震性能评估结果产生的影响,通过理论分析与数值仿真,分析了共振拍波在特高压电气设备抗震试验中的局限性和不足之处。研究结果表明,特高压电气设备在地震作用下具有较强的非线性特征,试验过程中设备基频变化比较明显,选用共振拍波已不能达到与设备共振的目的。结合特高压电气设备的特点,提出了适用于特高压电气设备抗震试验的地震加速度反应谱,该反应谱的地震动力放大系数为2.5、特征周期为0.9 s,具有广泛的场地包络性,研究成果为特高压电气设备的抗震试验提供了依据。     

基于黏弹性边界的地震波斜入射方法研究

地震动输入的形式的选取是计算水工建筑物地震反应的重要问题。本文在前人工作的基础上,采用工程波动理论,总结推导出基于黏弹性边界的二维P波和VS波的等效荷载计算公式,进而施加在人工边界上,实现地震波的斜输入。通过斜输入算例表明,本文的黏弹性边界地震波斜输入方法很好反映P波和VS波的斜入射情况,具有较高的精度,能够有效应用于地震斜输入过程中结构与地基的相互作用的计算中。     

电磁波斜入射分层介质问题FDTD分析

分层半空间二维斜入射问题一般转化为一维情况来处理,但该处理方法的有效性与入射角的大小紧密相关。对一维修正处理方法斜入射角度的适用范围进行了研究,同时,利用该方法研究了介质的介电常数、电导率和色散特性对反射波时域、频域特性的影响,结论对分层半空间问题FDTD分析、地物反演等应用有重要指导作用。     

±800 kV干式平波电抗器抗震性能分析

为了研究平波电抗器在地震下的动力响应以及设备耦联对地震响应的影响,文中采用Abaqus有限元软件对一典型±800 kV干式平波电抗器进行仿真模拟和模态分析,选取符合场地需求谱的三组地震波进行了地震响应计算,分析电抗器本体顶部加速度峰值、顶部相对位移峰值以及下部支撑绝缘子的根部应力峰值。重新建立双电抗器“T”型耦联模型,采用同样的地震波输入并提取地震响应峰值与单体响应结果对比,研究了耦联对电抗器地震响应的影响。研究发现在0.2 g地震波下,电抗器本体顶部加速度峰值均值达到2.34 m/s^(2),顶部相对地面的位移最大达到152.97 mm,根部应力峰值均值为22.88 MPa。耦联后电抗器本体顶部两个水平方向加速度峰值均有所降低,在耦联方向上顶部相对地面位移有所降低,而垂直于耦联方向的水平方向上的相对地面位移反而有所提高,耦联对电抗器支撑绝缘子根部应力峰值影响不大。工程中可采用各类减震隔震措施对电抗器特定方向的动力响应进行控制,以保证电抗器在地震下的结构安全。     

拱坝随机振动响应的概率分析及抗震安全评价

本文介绍如何利用反应谱方法对结构动力响应做概率分析,并用Monte-Carlo方法进行验证,结果表明两种方法结果一致。应用反应谱方法对拱坝随机振动响应进行了分析,研究了均匀振动下拱坝随机振动响应的概率分布,对拱坝在基准期内的抗震安全作了评价。     

±800 kV支柱复合绝缘子抗震试验研究

为分析复合材料电气设备的结构特点与抗震性能,针对工程应用的2种±800 kV复合支柱绝缘子进行了无支架结构和有支架结构地震模拟振动台试验。通过白噪声和抗震试验,测量了设备关键部位的位移、应变和加速度响应,对比分析了支柱复合绝缘子在有无支架下的地震响应。试验结果表明,支架略降低了试验设备结构一阶频率,增大了设备阻尼比,且对较柔设备影响较小;在0.1~0.4 g地震波激励下,设备的应力和位移响应基本呈线性变化;应力、位移、加速度和谱加速度的动力放大系数均小于1.30,其中加速度峰值的放大系数最大,支架使地震波频谱在高频部分产生放大作用,设备结构频率在地震波频谱曲线上的分布与其支架应力放大系数正相关,支架对设备位移略有放大作用。     

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。     

均质土坡抗震稳定安全度拟静力分析方法探讨

利用拟静力法进行边坡抗震稳定分析时,地震荷载按照现行《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T5353-2006）中建议,采用土石坝地震加速度动态分布系数图确定。但是由于边坡为单面凌空,因而动力特性和土石坝有明显不同。本文采用有限元结合反应谱法对具有相同高度的边坡和土石坝进行动力反应分析,结果表明边坡的加速度放大系数和土石坝有很大的不同,采用规范中规定的土石坝的动态分布系数是不合理的,进而提出了边坡的地震加速度动态分布系数的建议线,并以此确定地震荷载。同时采用算例证明了建议线的合理性。     

破坏准则模糊性对心墙堆石坝地震易损性影响北大核心CSCD

心墙堆石坝地震破坏是渐变的过程,目前地震易损性研究均采用确定性的破坏准则;然而由于对破坏等级认知的局限性,导致地震破坏等级的划分具有模糊性。针对上述问题,本文提出考虑破坏准则模糊性的心墙堆石坝地震易损性分析方法。首先,采用模糊集理论将大坝破坏等级界限值模糊化,并提出能够反映隶属度函数形式和模糊区间大小的模糊度系数来量化地震模糊破坏等级;其次,依据地震模糊破坏等级推导地震易损性函数模糊-概率积分计算公式,弥补目前地震易损性函数计算公式依据确定性破坏准则的不足,并结合概率地震需求模型,获得破坏准则模糊条件下的大坝地震易损性曲线,得到坝体结构在不同地震强度作用下产生各个等级破坏的概率。将所提方法应用于糯扎渡心墙堆石坝地震易损性分析中,结果表明:考虑破坏准则模糊性获得的地震易损性曲线与传统易损性曲线趋势一致;在破坏准则模糊性条件下,相同坝顶震陷率对于发生高等级破坏的隶属度增加,导致在一定的地震动强度下,坝体发生高等级破坏的概率有所增加;此外,模糊度系数越大,破坏准则模糊性对地震易损性的影响越大。     

沥青混凝土心墙砂砾石坝耐震时程法性能评估

为研究耐震时程分析法在沥青混凝土心墙砂砾石坝抗震性能评估中的适用性,以典型百米级沥青混凝土心墙砂砾石坝为研究对象,基于目标反应谱优化合成的4条耐震加速度时程曲线作为地震动输入,同时选取10条实测地震动进行增量动力分析,对比研究该沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的坝顶加速度、动位移、相对震陷率等动力响应指标。结果表明：耐震时程分析法能较好预测沥青混凝土心墙砂砾石坝在不同强度地震作用下的动力响应,其结果处于增量动力分析结果的包络线之内,有效避免了多次调幅计算,提高了计算效率,能为我国西部沥青混凝土心墙砂砾石坝的抗震性能评估提供更高效可行的新方法。     

大跨拱桁架地震作用下的动力响应研究

借助动力分析软件ANSYS对大跨钢管拱桁架结构在地震波作用下的动力响应进行了研究,主要对该结构在水平方向EL Centro地震波作用下的动力响应过程进行了全程跟踪,主要从动力响应过程、节点位移响应、节点屈服位移比的变化、杆件截面塑性发展情况、杆件塑性应变发展情况几方面进行了详细研究,同时初步研究了多维输入地震波和杆件弯曲变形这两个因素对拱桁架动力性能的影响,得出了一些有益的结论。