近断层脉冲型地震动作用下面板堆石坝的动力响应

越来越多的高土石坝正在西部地区建设或规划中,其中许多位于发震断裂带附近,遭遇近场强震的概率随着大坝数量的增加而增加,近断层脉冲型地震动作用下大坝地震响应特性亟待研究。本文选取10组台湾集集地震实测加速度时程,结合200 m级的面板堆石坝开展动力有限元分析,研究脉冲和非脉冲地震动作用对面板堆石坝的加速度、水平位移以及面板顺坡向应力的影响。结果表明,与非脉冲型地震动相比,脉冲型地震动对大坝堆石体的水平位移和面板顺坡向应力的影响较大,影响程度随着PGV/PGA(地面峰值速度/地面峰值加速度)的增大而增大。因此,在高地震区修建高土石坝时应对脉冲型地震进行专门研究,综合评价大坝的地震安全性和极限抗震能力。     

近断层脉冲型地震动对重力坝损伤特性影响研究

以我国西南某重力坝为研究对象,建立损伤仿真模型,从PEER强震数据库中选取实测近断层脉冲型及无脉冲型地震动,从损伤程度、位移响应以及耗能特征3个角度,对比研究近断层脉冲型地震动对重力坝损伤特性的影响规律。结果表明,近断层脉冲型地震动作用后的重力坝损伤程度、位移响应以及耗能特征均比无脉冲型地震动更为显著,表明近断层脉冲型地震动会对重力坝造成更为严重的损伤破坏,在重力坝抗震设计中应加以关注。     

近断层地震作用下悬跨海底管线响应分析

随着近几年近断层地震的频发,人们发现近断层地震在某些情况下更易引起严重的结构破坏。为了研究近断层地震中不同脉冲效应对悬跨海底管线的影响,选取了近断层的向前方向性效应和滑冲效应及远断层效应作为地震动输入,通过大型结构分析软件Ansys对不同悬跨海底管线进行非线性响应分析,比较了同一震级下不同悬跨长度管线的响应。结果表明,随着悬跨长度的增加,体系周期的增大,近断层效应对结构的影响更加显著,因此在管线抗震结构设计中应加以重视。     

走滑断层作用下跨断层隧洞破坏机理研究

中国西部地区断层带分布广泛,使得西部地区隧洞建造过程中不可避免穿越活动断层。为研究不同因素对隧洞衬砌结构的影响,根据滇中引水工程香炉山引水隧洞穿越断层的活动形式,采用数值模拟方法模拟不同工况下走滑断层错动引发的隧洞衬砌变形及受力,由此得到断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角这4个主要因素对衬砌结构的影响程度。结果表明:(1)断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角4个因素对衬砌影响的程度依次减弱。(2)隧洞衬砌在走滑断层错动作用下的变形模式呈Z字形分布。(3)断层破碎带范围内的剪力较大,衬砌弯矩分布沿隧洞纵向方向呈中心对称,在断层界限处达到弯矩最大值,衬砌中点的弯矩为0。(4)位于断层带处的隧洞衬砌洞顶及洞底应力分布受敏感参数影响的变化较大,隧洞衬砌两端的压应力较小;左右拱腰的纵向应力沿衬砌中间截面迹线呈对称分布,最大压应力出现在断层界限处,因此断层界限应该成为隧洞抗错断的控制重点。     

近断层脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝动力响应的影响研究

近年来,近断层地震动引起了工程界的密切关注,水工方面的相关研究主要集中在混凝土重力坝,对高土石坝的研究甚少,尤其是近断层脉冲型地震动的影响尚不明确。因此,结合我国西部强震区一些已建和拟建在深厚覆盖层上的高土石坝,开展脉冲型地震动对高土石坝抗震安全的影响研究是十分必要的。采用弹塑性本构模型进行有限元计算,对比分析脉冲型与非脉冲型地震动作用下大坝的动力响应。结果发现,脉冲型地震动对深厚覆盖层上高土石坝的加速度响应有一定影响,并使坝体在极短的持时内产生较大的坝体变形,不利于大坝安全。因此,建议在强震区、深厚覆盖层上修建高土石坝时,将近断层脉冲型地震动作用下的大坝抗震安全评价作为一个关键环节。     

跨船闸交通桥墩随机激励下地震动响应分析

研究了某水利枢纽跨船闸交通桥基于Kanai-Tajimi地震动激励下桥墩随机动力响应的封闭解。首先,建立水平地震动作用下全桥考虑顺桥向振动的动力方程,利用实模态振型分解法获得以广义坐标表示的地震动方程,该动力方程的振动参数利用MIDAS软件对全桥进行建模分析获得。其次,基于二次分解法获得了桥墩侧向位移方差的简明封闭解。最后,给出全桥结构侧向位移的数值解,分析得到桥跨结构与桥墩结构顺桥型震动的特点：梁跨可看作刚体、桥墩可看作悬臂梁。     

向家坝水电站地下厂房发电机组地震动参数选择研究

大型发电机组如采用大坝的抗震设防标准，将会导致制造成本过高。目前国内尚无针对大型地下厂房水力发电机组的抗震设防规范，因此需要通过论证合理选取地下水力发电机组抗震设防的标准．并据此选取设计地震动参数。根据国内相关抗震规范的原则，研究制定了向家坝水电站地下发电机组抗震设防标准．并在此基础上应用波动分析理论及计算程序，分析论证了向家坝电站地下发电机组埋深、地表地形以及基岩弹性模量对地震动参数选择的影响。     

近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝损伤特性研究

近断层地震动由于断层距较小,在到达地表之前经历的透射次数不多,因此近断层地震动一般不满足垂直入射假定。近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝抗震性能研究尚不多见。本文以Koyna重力坝为研究对象,开展了近断层地震动的脉冲型特性和斜入射对坝体抗震性能的影响研究。选择近断层脉冲型和非脉冲型地震动记录各5条,分析了地震动的脉冲特性和斜输入角度对坝顶位移、坝体损伤分布以及损伤耗能的影响规律。结果表明：脉冲型SV波在30°斜入射下,比非脉冲型SV波在0°(垂直)入射下坝顶水平顺河向位移提高了5.37倍,竖向位移提高了27倍;脉冲型SV波对坝体造成的损伤破坏范围比非脉冲型更广,主要出现在上游坝踵和下游折坡处,脉冲型整体损伤指标相比非脉冲型增大了1.71倍;脉冲型SV波作用下坝体最大损伤耗散能是非脉冲型的2.47倍,对坝体造成的损伤及能量耗散更大。本文研究结论可为近断层地震动作用下混凝土重力坝的抗震性能评价提供参考。     

地震动参数与反应谱在武汉市高层建筑抗震设计中的作用

本文比较了新抗震规范(修订稿)与老规范关于地震影响系数α值的选取方法,提出武汉市区大部分属Ⅱ类场地,抗震设计应以Ⅱ类近震B谱作为主要依据,并通过长江科学院的测试实例说明,在抗震设计中应用以当地实际地震影响作出的地震反应谱,可以更好地达到安全合理的目的。     

近断层地震动作用下重力坝损伤特性研究

为了解近断层脉冲型地震动作用下的重力坝损伤特性,以Koyna重力坝为例建立了塑性损伤模型,并对模型的正确性进行了验证。从坝体损伤区域分布、坝顶关键点位移以及坝体损伤耗能情况3个方面出发,对比研究了具有向前方向性效应、滑冲效应和无脉冲效应近断层地震动对重力坝损伤特性的影响。结果表明：向前方向性效应地震动作用下坝体产生的损伤破坏范围、坝顶关键点位移变形及坝体损伤耗能最大,其次为无脉冲效应地震动,滑冲效应地震动造成的影响最小,说明向前方向性效应地震动会对重力坝产生更为严重的损伤破坏影响,在重力坝抗震设计过程中应重点关注向前方向性效应地震动造成的影响。     

地震动参数对锚固岩质边坡地震响应影响权重研究

借助FLAC3D软件建立了含软弱层的锚固岩质边坡数值模型,并利用正交设计方法,以波形、时间压缩比、幅值和持时为分析因素,设计多组具有不同地震动峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)、阿里亚斯强度(AI)、绝对累积速度(CAV)、持时和特征周期的地震动,分析了地震动各参数对锚固岩质边坡位移和锚杆轴力的影响,得到了地震动各参数的影响权重。结果表明,地震作用下,坡顶处位移最大,自坡顶至坡脚位移逐渐减小;锚杆轴力沿杆长表现为中间大两头小的“人”字形分布;地震动各参数对边坡位移的影响权重由高到低依次为AI、CAV、PGA、PGV、持时和特征周期;对锚杆轴力的影响权重由高到低依次为AI、PGA、PGV、CAV、持时和特征周期。     

武汉长江公路桥场址地震动参数研究

本文通过地震地质综合分析,应用Cornell工程地震危险性分析方法,对桥址地震动危险性进行了计算和评估,并通过场地反应分析,确定了抗震设计反应谱及适合本场址的人工合成地震波。