双仓综合管廊抗震性能模型试验研究

利用振动台试验系统,基于模型试验相似理论开展了双仓地下管廊的抗震性能试验研究。试验中,采用1952年Taft地震波作为输入地震波,并将其输入加速度峰值调整为0.2g,0.4g,0.8g和1.2g,以考虑不同PGA(peak ground acceleration)的影响。通过分析试验数据得知,管廊侧壁最大动土压力响应沿深度呈倒立"W"形分布,振动后管廊结构与周围土体之间的土压力场发生了改变;管廊侧壁土体中最大加速度响应随输入PGA增大而增大,沿深度整体呈减小趋势,加速放大系数为0.5～1.5;从加速度时程曲线和傅里叶谱来看,管廊侧壁结构与其周边土体的加速度响应基本一致,在15～30Hz的频段土体中的振幅稍大于结构;地震过程中,结构拐角处产生较大的弯矩响应,且随输入PGA的增大而增大。同时结合ABAQUS数值软件开展了数值模拟研究,以和模型试验结果开展对比比较,结果表明试验结果具有较高的可靠性。     

浅埋预制钢波纹管城市综合管廊抗震性能研究

针对浅埋预制钢波纹管城市综合管廊工程实例,利用时程分析法分析管廊抗震性能,并与振动台模型试验结果进行对比。研究结果表明,振动台试验与数值模拟得到的加速度时程吻合较好,加速度放大系数及傅里叶幅值谱规律一致,验证了有限元模型的合理性;在地震作用下,管廊结构和土体加速度傅里叶幅值谱几乎相同,管廊结构地震响应服从于周围土体的地震响应,结构和土体之间存在显著的相互作用;管廊结构自身应力较小,即使在地震烈度为9度罕遇地震激励下,最大应力也远低于屈服强度,处于弹性状态;管廊的存在影响了土压力的分布,上覆回填土在管廊肩部附近应力最大;设计时应考虑结构与土的相互作用,以管廊周围土体的破坏作为主要控制因素,并在施工时重视回填土的质量控制。     

综合管廊抗震研究进展

鉴于频繁发生的地震灾害,综合管廊这种长跨度、大型地下结构的安全正面临严峻挑战,尤其是不同结构形式和构造特点的装配式管廊结构层出。因此,迫切需要全面梳理综合管廊抗震分析方法以及相关研究进展,以促进综合管廊结构及体系抗震研究不断纵向发展。首先系统总结了综合管廊结构的震害特征,归纳了综合管廊结构在地震作用下的抗震分析方法,最后从综合管廊结构形式和构造特点出发,论述了综合管廊在抗震方面的研究现状及存在的不足之处。研究可为综合管廊抗震性能的纵向深入发展提供更为准确的依据。     

地下综合管廊抗震措施研究

地下综合管廊在地震作用下,最易发生破坏的部位通常在角部且整体性也会受到一定程度的影响.实际工程中通常采用加腋和加减震层来提高管廊的抗震性能.基于ANSYS建立了三维有限元模型,系统论述了3种不同的管廊接头在设置加腋和减震层的情况下,地下综合管廊的动力响应.研究表明,适当的加腋高度能有效地解决管廊接头四壁的应力集中,而加腋和减震层的设置能有效降低管廊整体的应力水平.     

不同建造方式管廊结构振动台模型试验研究

为探究地下综合管廊腋角高度、建造方式对管廊结构加速度、层间位移、钢筋应变影响,完成管廊模型地震响应振动台试验。设计4个相似比为1/6的管廊模型,在El Centro波作用下通过输入不同的频率、幅值,研究不同参数对管廊动力响应影响。研究结果表明:增大腋角高度对管廊结构加速度的作用易受到管廊结构本身及周围土体非线性的影响;腋角高度对装配式管廊影响大,增大相同腋角高度装配式管廊结构的层间位移降低30%～50%,而整浇式管廊降低10%～30%;在强震时建造形式对加速度及管廊顶板、底板的层间位移影响均较大;增加腋角高度,两种管廊钢筋应变均变小,装配式管廊变化大;装配式管廊钢筋应变大于整浇式管廊钢筋应变。     

单仓矩形综合管廊地震响应三维有限元分析及试验验证

地下综合管廊是城市生命线工程的重要组成部分,一旦遭受地震破坏不仅会造成直接的生命财产损失而且会导致严重的城市公共安全问题.目前国内外学者对地下管廊结构静力性能研究居多,对其动力及抗震性能研究还不够充分.本文采用有限元软件ABAQUS,建立了考虑钢筋影响的单室矩形综合管廊的三维有限元模型,并开展了不同强度地震波作用下管廊...     

城市地下综合管廊抗震抗爆研究进展

城市地下综合管廊是城市生命线工程建设中现代化、集约化的先进建设模式,建设发展地下综合管廊已成为现代城市可持续发展的重要方向,且在我国许多大中城市中呈现大规模建设的发展趋势。主要介绍城市地下综合管廊抗震抗爆研究进展,阐述研究成果及存在的问题,并提出相关建议。     

地裂缝和地震耦合作用下地下综合管廊的三维动力分析

以西安幸福林带地下综合管廊项目为例,运用有限元软件Abaqus建立了管廊结构三维模型,并找出了地下综合管廊结构在地裂缝活动和地震耦合作用下的变形和应力分布规律。结果表明:在地裂缝活动较弱或无活动时,跨地裂缝管廊结构底板的加速度响应更显著,但随着沉降量的增大,结构的峰值加速度最大值出现位置由底板转向顶板;空间较大的舱室更易发生破坏,且中间位置(地裂缝附近处)的应力集中现象更加明显,逐渐向两端衰减;当地裂缝活动较大时,整体结构出现应力重分布,应力集中的位置发生转移。     

地震作用下长沙黄江大道综合管廊抗震数值模拟

文章以湖南省长沙市黄江大道综合管廊建设项目为依托,基于大型商用有限元软件ABAQUS,建立了土-综合管廊三维精细化有限元模型。土体采用Davidenkov本构模型进行描述,地震动选用常用的EL-Centro波,通过观测综合管廊沿轴线方向相邻管环相对位移极值、位移云图以及不同观测点处的位移时程来分析地震作用下综合管廊的位移响应情况。结果表明:地震作用之下,在软硬土交界位置,由于土体刚度差异,引起软硬土层中的管廊结构所受周围土压力的围压约束不同,进而导致土-综合管廊相互作用较大。     

变截面明挖双洞管廊地震响应分析

综合管廊作为城市浅埋地下工程的一种典型形式,是解决"城市病"的重要手段。基于ANSYS有限元软件,运用数值模拟方法进行了不同分仓形式下的城市综合管廊的地震响应分析。结果表明,分仓形式对管廊的应力分布影响十分显著,但对结构的位移响应和加速度响应影响不大。     

穿越软硬突变地层盾构隧道纵向地震响应振动台试验研究

 为探讨穿越软硬突变地层盾构隧道纵向地震响应特性,基于纵向等效刚度模型,开展几何相似比为1∶40的振动台模型试验,研究软硬突变地层加速度以及隧道结构加速度、应变响应频谱特性,并采用数值模拟手段对试验结果进行验证。试验及计算结果显示：软硬突变地层及赋存其中的隧道结构加速度响应频谱曲线吻合较好,均表现出“双卓越频率”现象;输入地震频率接近坚硬地层主频时,软硬突变地层加速度放大倍率随埋深减小不再单调递增;软硬突变地层中结构应变显著增大,最大应变出现在地层软硬交界面软土一侧,隧道纵向应变增大区域分布于软硬地层交界面两侧2.5～3.5倍隧道直径范围内;应变响应从大到小依次为拱顶、拱底、拱腰,地层突变处隧道断面顶底应变差以及两侧拱腰应变差较均匀地层显著增大,软硬突变地层不仅增大了隧道纵向内力,也改变了其纵向整体弯曲方向。研究结果将为进一步揭示盾构隧道纵向地震响应特性及盾构隧道纵向抗、减震设计提供有益参考。     

基于系列地震试验基础隔震结构的减震性能及地震波参数的影响研究

为了研究基础隔震结构的减震性能及地震波参数的影响,对1个基础隔震结构模型进行了一系列工况的振动台试验。以隔震结构的减震率为指标,分析近场和远场地震下其减震性能的变化,研究相同地震动强度下平均周期、卓越周期、地震动峰值速度与峰值加速度之比、断层距和地震波方向对其减震性能的影响,分析不同地震动强度和多维地震输入下其减震性能的变化,探讨系列地震下其减震性能的退化。研究结果表明,与远场地震相比,近场地震下基础隔震结构模型的减震率相对较低,其减震性能相对较差;地震波参数中卓越周期、断层距和地震动峰值速度与峰值加速度之比及地震动强度对其减震性能的影响明显,宜作为隔震结构减震性能的主要影响因素;系列地震试验表明铅芯橡胶支座具有良好的抗性能退化能力,可以确保隔震结构的减震性能的稳定性。     

地裂缝场地地铁车站动力响应振动台试验研究

地震和地裂缝耦合作用严重威胁着地铁工程的安全.通过开展地裂缝场地(穿越地裂缝)地铁车站结构模型的振动台试验,分析了地震作用下地裂缝场地土的加速度反应、裂缝发展和车站的加速度、应变等动力反应规律.试验结果表明:模型土在临近地裂缝的一定范围内地震响应较大,且距地裂缝相同距离处,上盘的加速度响应整体上大于下盘;地裂缝场地地铁...     

叠合装配式地下综合管廊节点抗震性能试验研究

为研究叠合装配式地下综合管廊节点的抗震性能,以体积配箍率和纵筋锚固长度为参数,开展了10个叠合装配/整体现浇地下综合管廊结构边节点和中节点的抗震性能试验,分析了试件的破坏形态、弯矩-位移滞回曲线和弯矩-位移骨架曲线等力学特征。研究结果表明：叠合节点和现浇节点的节点区按0.25%的体积配箍率配置箍筋时,可防止叠合节点和现浇节点发生剪切破坏,并显著提高叠合节点的受弯承载力;叠合节点和现浇节点的外侧纵筋的锚固长度增加至抗震锚固长度,可防止叠合节点和现浇节点发生锚固破坏的破坏模式,并可提高现浇节点的受弯承载力。     

沉管隧道–接头–场地土振动台试验研究

为了解沉管隧道及其接头在地震作用下的动力响应,以中国广州洲头咀沉管隧道工程为背景,在北京工业大学九子振动台台阵系统上开展了1∶60比例尺大型沉管隧道–接头–场地土振动台模型试验。试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,其尺寸为7.7 m(长)×3.2 m(宽)×1.2 m(高),试验中输入地震动时程采用El Centro、Taft、天津及广州人工地震动记录,输入方向为水平横向和水平纵向一致地震动激励。设计了用于模拟沉管隧道接头的构件,并利用拉压传感器和激光位移计测得接头处所受轴向力及变形。结果表明:不同段模型结构测得的加速度及其傅立叶幅值谱有差别,且隧道结构地震响应不是随其自身特性振动,而是服从于周围土体的地震响应;不同强度地震动激励下,不同接头的受力情况可以为沉管隧道的抗震设计提供有价值的参考;不同强度地震激励下,不同接头的位移变化趋势基本上遵循J1接头位移最大,J3接头位移次之,J2接头位移最小,由于J2接头位于中间,这样的变化规律使得整个隧道沿纵向变形更加协调;水平纵向和水平横向一致地震激励下,每个接头的正反方向位移变化趋势基本平行,本次试验结果换算到原型结构,隧道接头止水带处于安全范围不会漏水。     

大开间短肢剪力墙结构抗震性能研究

对一栋12层一户一开间一进深大开间短肢剪力墙结构的1/10比例模型,采用不同加速度峰值的3种地震波作为激励,进行了模拟地震振动台试验研究,得到了模型结构的自振频率及加速度和位移等反应结果,并对模型结构的开裂部位、裂缝发展和破坏状态进行了观察分析。试验结果表明:在多遇地震阶段,结构未发生明显破坏;在罕遇地震阶段,连梁首先发生开裂,其后部分墙体出现破坏,但结构的整体性能良好。采用有限元软件ABAQUS对该模型结构进行了弹塑性地震反应分析,分析结果与试验结果吻合较好。研究表明,大开间短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能,适合在7度抗震设防地区推广使用。最后,对该结构体系的设计方法提出了若干建议。     

上海中心大厦抗震性能分析和振动台试验研究

上海中心大厦塔楼高632m,该结构为巨型框架-核心筒-外伸臂结构体系,钢 混凝土混合结构。应用ABAQUS软件对该结构进行了7度多遇、基本和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,得到各水准地震作用下结构动力特性和位移反应,分析了结构的地震损伤破坏过程及损伤分布情况。同时,为进一步评价其抗震性能,进行了1/50比例的整体模型振动台试验,研究其地震破坏机理及抗震薄弱部位。弹塑性时程分析和振动台试验结果表明：该结构能够满足预先设定的抗震性能目标,且有较高的安全储备。     

基于结构方程的地下综合管廊火灾风险评价研究

为了解综合管廊的火灾风险问题,探究各风险因素之间的权重及作用机理,增强地下综合管廊的火灾风险管控能力,基于历年建筑火灾风险识别的相关文献,采用EFA建立了指标体系,通过调查问卷进行数据样本收集,运用结构方程模型对各火灾风险因素进行权重计算,对潜在影响因素进行深入分析.实证结果显示,建筑自身防火能力、人员防控能力、消防监...