场地土随机地震反应分析及动力可靠度计算

根据随机振动理论,研究了土层随机地震反应动力分析方法,介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时动力方程的求解问题,分别给出了基岩输人地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数,从而建立了可靠性分析的计算方法,并且对同一场地土采用两种动剪模量变化形式进行了自振频率的对比计算和动力可靠度计算.     

围压对土动剪模量和阻尼比影响的简化计算方法

围压对土的初始动剪模量、阻尼比、动剪模量比和阻尼比随剪应变的变化关系（G/Gmax-λ 和h-λ等性质产生明显的影响.通过总结分析已有研究和经验模型,确认围压对初始动剪模量和阻尼比的影响.以M.B.Darendeli的研究为基础,得出了由常规围压状态下土动剪模量和阻尼比与剪应变的关系曲线来分析任意围压状态下其关系曲线的简化计算方法,在不考虑围压引起G/Gmax-λ 和h-λ 曲线形状变化的条件下,直接由剪应变值计算动剪模量和阻尼比.通过试验结果的统计回归分析,提出了砂土和黏性土的主要参数建议值.与已有经验模型和试验结果的分析对比表明,所获得的围压状态下的土性质曲线具有足够的工程精度.将该方法与等效线性化方法结合可方便地进行考虑围压影响的一维场地地震反应分析.上海地区典型深厚场地的地震反应分析表明,由基岩反应谱计算地表反应谱时,在大震作用下宜考虑围压对土性质的影响.     

软土的地震波速与标准贯入击数、深度的相关特征

<正> 在建筑物与土共同作用的工程场区动力分析中,必须确定基础设计时的两个必不可少的计算参数。一是剪切波速,它是研究土层动力效应的一个参数,亦可用于研究饱和软土的力学特性;动剪模量作为另一个参数已应用于分析基础动力作用对于结构物反应的理论方面,也就是建筑物在地震作用时的反应。如何模拟动力情况及动力反应;如何采用适宜的检测手     

饱和度对平面P波入射下自由场地地震反应的影响分析

场地土的特性是影响场地地震反应的重要因素。以往自由场地震反应分析中常假定场地土为单相介质或两相饱和多孔介质,而在实际工程中,常会遇到非饱和土的相关问题。目前对非饱和土波动特性的研究尚处于起步阶段,关于土体饱和度的变化对自由场地地震动的影响亦只针对准饱和土(饱和度Sr≥90%)的情况。为研究Sr90%时,饱和度变化对自由场地地震动的影响,建立了非饱和土自由场地地震反应分析模型,在现有的非饱和多孔介质波动方程的基础上,对平面P波入射情况下场地中的波场进行分析,根据场地边界条件,求得到平面P波入射情况下非饱和土自由场地地震地面运动的解析解答,通过计算,系统地分析了入射角度、频率、土层刚度、孔隙率不同时,土体饱和度变化对非饱和土自由场地地震地面运动的影响,得到了非饱和土自由场地地震反应的一般规律。     

新一代土层地震反应分析方法

剖析了当今国际上频域等效线性化和时域非线性求解土层地震反应分析方法的典型代表SHAKE2000与DEEPSOIL,对目前其他学者FDM改进方式的可行性进行评判,采用新的直频法动剪模量阻尼比求解技术,提出新一代一维土层地震反应计算方法和程序SOILQUAKE,并用四种类别和巨厚场地实际记录检验了新程序。结果表明：SHAKE2000与DEEPSOIL在一类、二类场地上基本一致且结果可靠,三类和四类场地上两程序计算反应谱“矮粗胖”现象严重,与实际情况相差甚远;现有考虑频率相关性的FDM改进方式,其基本出发点存在定性错误;对硬场地和中硬场地,SOILQUAKE与SHAKE2000和DEEPSOIL结果大致相似,但在高频部分表现比SHAKE2000更加合理,与DEEPSOIL基本一致;对软场地和巨厚场地,SOILQUAKE克服了SHAKE2000和DEEPSOIL严重低估场地放大效应的缺点,模拟结果与实测记录较为接近,在软场地上优势显著,在巨厚软场地上优势十分显著。SOILQUAKE首先攻克现有软土层地震动计算结果“矮粗胖”和硬土中等效线性化方法缺少高频分量求解难点,具备了作为新一代一维土层地震反应计算方法的能力,将在http://www.soilquake.com或http://www.soilquake.cn上提供共享服务。     

地下管线抗震分析与试验

对埋地管线在均匀和非均匀土介质中的地震反应进行分析天空，进行了均匀介质中埋地管线现场拟震试验，将实测结果与我国规范简化计算结果以及电算结果三者地比，验证了我国规范的取值，确定了埋地管线抗震计算的振动系数，通过在软硬土基中埋地管线的地震反应研究，得出了管道的轴间应变化，随两种介质的动剪模量比的变化曲线。     

鲤鱼潭大坝坝料动力参数反演

采用现行的室内外试验方法确定的土石料动力参数是否符合实际是人们关心的问题之一。提出了一种基于坝体加速度峰值和反应谱的土石坝坝料动力参数反演方法。利用鲤鱼潭大坝在集集地震中的加速度响应信息,反演了坝料的动力参数。结果表明,该方法是可行的,计算精度可满足实际工程要求。研究表明室内动三轴试验得到的坝料最大动剪模量系数K的值偏小,应予以修正。     

基于ANSYS的储液池边界土弹簧刚度分析

近年来,随着地下结构数量的增多和震害的频繁出现,储液池因功能的特殊性,其抗震设计日益受到重视。场地土的动力特性直接影响储液池结构的抗震性能,因此考虑土层动力特性的土弹簧刚度分析是十分必要的。首先依据场地土类别和结构的固有周期,计算结构的基准水平震度k_(h0),使用震度法,依据k_(h0)计算动荷载并对整体模型进行静力线弹性计算,得到两级地震、四个加震方向共8个工况下与结构相邻各侧土层的平均剪切角γ;其次依据土层G/G_0-γ曲线,计算每个工况下各侧土层动剪切模量值G并分析影响因素;最后由G计算土弹簧刚度用以模拟各侧土和储液池的动力作用关系。通过本文分析,为模拟地下储液池与场地土动力相互作用的土弹簧刚度分析提供了一种简易、可行的方法。     

局部场地对地震动参数取值的研究

基于昆明市某实际工程场地,建立场地土的一维计算剖面,利用一维波动理论计算地震反应分量,当超越概率分别为63%、10%及2%时采用频域波传播分析方法进行场地地震反应的计算、分析,研究了昆明市区某场地土对地震动振幅、频谱特性的影响的特点,及昆明盆地土类土层厚度对地震动峰值加速度的放大作用。     

SH波作用下粘弹性半空间场地土地震反应分析

本文考虑稳态简谐SH波激励下的谐和振动和场地土的材料阻尼,建立弹性动力反平面应变模型,采用一维粘弹性波动理论进行土层地震反应分析,得出基岩运动输入下半空间上覆粘弹性场地土体系的解析解.利用此解来分析SH波激励下粘弹性场地土动力效应,讨论不同场地土的动力特性参数对粘弹性场地土动力效应的影响.土-结构物动力相互作用和材料阻尼对场地土地震反应有很明显的影响,这为工程中的地震场地效应评价、震害分析和结构抗震设计都提供一定的参考依据.     

工程结构随机地震响应分析的大质量扩阶解法

为简化求解平稳过滤白噪声地震动激励下工程结构动力响应的求解公式,提出一种大质量扩阶解法,将输入简化为白噪声模型。结合复振型分解理论,即可基于白噪声过程激励下单自由度结构动力响应的求解公式获得结构在复杂地震动作用下的随机动力响应,并指出该方法可避免繁琐的积分运算,求解速度快,值得推广应用。     

基于随机反应谱的结构动力可靠性分析

基于随机振动理论,详细介绍了随机反应谱的生成过程,并将随机反应谱应用于结构动力可靠性的分析;对于结构动力响应量则采用了级数拟合法,使得动力可靠性分析问题转化为拟合结构响应的静力可靠度问题,从而为结构动力可靠度的计算提供了一种实用方法。     

深覆盖土层动力响应时程分析中Rayleigh阻尼系数的确定

合理选择确定Rayleigh阻尼矩阵比例阻尼系数的振型频率对于准确计算场地地震响应有重要影响。将一种高层结构Rayleigh阻尼系数优化方法引入到深覆盖土层的地震响应分析中,并根据土层动力响应的特点进行了相应的改进。选择了28条具有代表性的地震波,通过对某典型深厚土层模型进行地震反应分析,比较了多种Rayleigh阻尼系数计算方法的精度及适用性,给出了深覆盖土层的地震响应分析中Rayleigh阻尼系数的确定方法。     

Seismic response of box-type tunnels in soft soil: Experimental and numerical investigation

A series of dynamic centrifuge tests were carried out at the geotechnical centrifuge facility of IFSTTAR in Nantes, to investigate the response of box-type tunnels embedded in dry sand under sinusoidal and seismic excitation, as affected by soil-tunnel relative flexibility and soil-structure interface rugosity. The system under investigation was analyzed by means of full dynamic time history analyses, implementing rigorous finite element models. The numerical models were calibrated on the basis of back analysis of tests, while the numerical predictions were compared with experimental data, in terms of soil and tunnel horizontal acceleration, soil shear strains and tunnel deformations. The validated numerical models were then employed to further investigate several aspects of the system seismic response. Results indicate a rocking deformation mode coupled with the well-known racking distortion of box-type tunnels under seismic shaking. The effect of the soil-tunnel interface characteristics and soil yielding on the racking deformation of the tunnel, the dynamic earth pressures and shear stresses around the tunnel, as well as on dynamic lining forces is also reported. Soil yielding leads to post-shaking, residual, dynamic earth pressures, shear stresses and lining forces, especially in the case of flexible tunnels, while interface characteristics affect the distributions of these response parameters around the perimeter of the tunnel section. The ability of simplified seismic design methods for tunnels to predict the response is finally discussed, by comparing their predictions with the recorded data and the numerical results.     

Numerical study on the seismic response of the underground subway station- surrounding soil mass-ground adjacent building system

Ground buildings constructed above metro station have increased very quickly due to the limited land resources in urban areas. In this paper, the seismic response of the Underground subway station-Surrounding soil mass-Ground adjacent buildings (USG) system subjected to various seismic loading is studied through numerical analysis. The numerical model is established in terms of the calculation domain, boundary condition, and contact property between soil and structure based on the real project. The reciprocal influence between subway station and ground adjacent building, and their effects on the dynamic characteristics of surrounding soil mass are also investigated. Through the numerical study, it is found that the impact of underground structure on the dynamic characteristics of the surrounding soil mass depends on its own dimension, and the presence of underground structure has certain impact on the seismic response of ground adjacent building. Due to the presence of underground structure and ground adjacent building, the vertical acceleration generated by the USG system cannot be ignored. The outcomes of this study can provide references for seismic design of structures in the USG system.     

地下结构动土压力简化计算方法研究

基于波动力学理论,考虑土–结构动力相互作用、土介质特性及地震波的传播特性,提出了地震作用下地下结构的动土压力简化抗震设计方法。首先,将土–地下结构体系简化为单自由度的质量–弹簧–阻尼体系。其次,通过建立该体系的波动方程,并进行求解,将自由场响应换算为作用在结构上一点的动土压力,并结合结构周围土体的自由场响应分布特征,可得整个结构上的动土压力分布。最后,以振动台试验结果为基础进行了简化方法的验证,得出本文提出方法能够与试验结果吻合很好。该方法具有概念明确、计算简便、计算效率和精度高等特点,能够求解各类地下结构的地震反应,为地下结构的抗震设计提供了一种简单、实用的工具。     

地震作用下的超深水平井动态响应分析

以位于地震断裂带的水电站出线水平井为项目背景,利用大型有限元软件进行三维模拟,考虑土与结构的相互作用,研究分析地震作用下的超深水平井的动态响应。分析表明:水平井在竖向地震作用下的动力响应比在水平地震作用下的小;周围土体对结构的位移限制,以及深厚覆盖层对地震波的吸收,使得水平井无论是水平地震作用还是竖向地震作用下,动力响应都很小,表明水平井的抗震性能优越,证实了深埋结构的抗震可靠性。     

考虑波速影响的斜拉桥非一致激励地震响应研究

为研究地震波传播速度对大跨度斜拉桥地震响应的影响,以某主跨跨长406 m的双塔钢箱梁斜拉桥为研究对象,建立动力有限元模型。对非一致地震激励输入方法进行理论分析,对比研究了相对运动法、大刚度法和大质量法的计算特点。通过对视波速无穷大时非一致激励法与一致激励法的计算结果进行对比,校验地震动输入方法的正确性。在此基础上,分别选择天津地震波、El Centro地震波和汶川地震波,根据软土区和岩石区地震波传播特点,对视波速在50~4 000 m·s^-1之间的不同波速工况进行计算。结果表明:波速对斜拉桥地震响应有显著影响,软土区视波速对结构影响更加突出,对位于深厚软土区的大跨度斜拉桥进行行波效应分析时,需要关注结构的内力和位移响应,而岩石区仅需关注结构的内力响应。     

强夯振动环境效应研究

在强夯加固施工过程中 ,振动对周围环境的影响已是一个不容忽视的问题。本文在概述强夯振动研究现状的基础上 ,就强夯振动对周围环境的危害方式、控制标准、施工安全距离等问题逐一进行述评 ,对强夯振动地面响应的分析方法及其预测进行了初步探讨 ,并给出了相应的防护措施 ,可为强夯施工提供有益的参考