基于随机地震动模型的盾构隧道非一致地震反应分析

以常州地铁1号线为工程背景,建立了某一区间段双向盾构隧道的三维有限元计算模型。根据沿线Ⅲ类场地类别,基于随机地震动模型合成输入所需的多点随机地震动。计算双向盾构隧道在非一致随机地震动作用下的反应,与一致地震动激励的结果进行对比分析,得出该类场地条件下地震反应的一般特征。结果表明:非一致地震动激励增大了隧道的地震响应,沿隧道轴向方向各点地震反应存在差异,这种差异会影响轴向方向上的应力、应变,对隧道安全存在不可忽略的影响。     

公路隧道地震响应下的位移分析

对宝天高速公路段甘泉隧道进行了地震响应分析，通过动力有限元方法确定了公路隧道的残余变形量，将各个时刻重复通过计算所确定的残余位移累加得到了地震作用后公路隧道的永久变形量，通过分析永久变形量确定了公路隧道地震响应稳定性。     

非均匀黄土地层的随机地震反应特征

用振型分解法对黄土场地地层的地震反应进行了分析.推导建立了地层剪切模量随深度呈线性变化时黄土场地地层地震反应的一般解,并用MATLAB对该方法进行了编程和实例计算.算例结果表明,非均匀黄土地层的地震反应具有明显的放大作用.     

地震动位移反应谱阻尼修正系数研究

阻尼修正系数（DMF）用于抗震设计规范中校正临界阻尼比高于或低于5%的弹性反应谱。在解耦多参数交叉影响的原则下研究了三个主要地震参数（震级、距离和场地条件）对地震动位移反应谱阻尼修正系数的影响。结果表明,DMF随着结构自振周期增大而逐渐趋近于1;随着震级和距离增大,阻尼比对位移反应谱影响随之增大,DMF曲线更加发散,这意味着通过附加阻尼减小结构地震反应对于大震和远震更加有效;场地条件对DMF的影响仅限于近场范围,但无法归纳出明显的影响规律,且随距离增大,不同场地对应的DMF之间的差异逐渐缩小。通过人工合成地震动数值试验,分析加速度反应谱与位移反应谱DMF曲线,得出结论：地震动频谱分量随频率的相对变化速度,对位移反应谱DMF曲线起控制性作用。最后提出了适宜于抗震设计规范采用的DMF公式,并利用实际强震记录数据拟合了DMF公式中的关键参数。     

近场强震作用下上海地区百米高层建筑地震动反应分析

首先,依据汶川地震中不同震中距基岩地震波记录,选取假设上海近场发生M8.0级强震时的基岩地震波.然后,对上海某百米高层建筑场地进行深覆盖土层地震反应分析,获得该场地在近场强震时的地表波.最后,以此百米高层建筑为例,分析该结构在此地表波作用下的地震动反应特点,从而评估近场强震对上海高层建筑的影响.分析结果表明:结构在双向地震动作用下的反应与单向地震动作用下的反应有明显不同.其中,地震动垂直分量对结构顶层节点竖向反应放大作用显著;地震动水平分量对结构顶层节点三个方向反应都有放大效应;地震动水平分量对结构层间位移角起决定性作用;地震动水平分量对结构底层角柱内力的影响大于地震动垂直分量对其的影响.     

隧道横断面反应位移法基本原理及其应用

我国大量的隧道工程位于高地震烈度区,隧道作为国家生命线工程的主体结构之一,必须对其抗震计算方法给予高度重视。基于隧道的振动特性,从地下结构与周围地层的整体运动微分方程出发,总结归纳隧道横断面反应位移法的基本原理及计算模型,得到均质半无限地层和非均匀成层地层在地震荷载作用下地层位移的求解方法,并通过反应位移法和时程法的计算和比较分析,对反应位移法的适应性进行探讨,研究结果表明：反应位移法理论清晰,反映地震响应主要由地层相对位移控制的土层或软弱岩层隧道的振动特性,在具备工程场地位移或速度反应谱的条件下,计算较方便快捷,不失为该类隧道的一种较好的抗震计算方法。     

地震作用下结构弹塑性位移反应规律的研究

通过对单自由度体系在不同类型地面运动作用下的弹塑性位移反应特性的研究,总结了结构在地震作用下的位移反应规律,为考虑塑性累积疲劳损伤的结构地震破坏准则的研究提供依据。     

层状地基中盾构隧道开挖非均匀收敛引起临近管道变形预测

采用弹性层状地基模型来考虑地基土体的非均质性,并针对隧道开挖边界引入椭圆化非等量径向土体位移模式;采用基于位移控制技术的边界单元方法来求解土体自由位移场,提出层状地基中盾构隧道开挖非均匀收敛引起临近管道变形影响的位移控制分析方法。结合位移控制有限元数值模拟和既有离心模型试验结果进行对比分析,验证该方法的有效性。算例分析结果表明,土体自由位移场计算对管道纵向变形性能的评估具有较大影响;对于非均质层状地基,如果采用以往的将不同土体参数近似折算成平均值,进而按照弹性均质地基进行求解会带来较大的计算误差。研究成果可为合理制定城市地铁隧道施工对周围环境影响的保护措施提供一定理论依据。     

非均匀层状地基的应力和位移场分析

基于前人大量的研究成果,针对圆形均布荷载和非均匀地基,建议了一种基于层状材料Kelvin基本解的数值方法,并验证了其精确性,通过对非均匀地基数值计算分析,研究了层状地基的应力和位移分布情况,以期为工程应用提供指导。     

某小净距隧道地震时程响应分析

随着隧道及地下工程的迅速发展,小净距隧道成为应用越来越广的隧道结构形式。由于地震是危害巨大的自然灾害。所以研究小净距隧道的动力响应,具有重大的工程价值和社会意义。本文拟采用有限元分析。对某小净距隧道入口段的偏压部分进行动力响应分析。本文在对其进行动力响应分析时做了如下工作：分析了该小净距隧道衬砌结构在水平方向和竖直方向地震波的激励下不同的响应特性：对比了偏压段左洞和右洞不同的受力情况;对该小净距隧道安全性进行了评估。本文得到的结果具有一定工程实际指导价值。     

大跨斜拉桥非一致激励地震响应研究

以海南某拟建斜拉桥为例,计算了该桥的动力特性,分析了该结构在一致输入地震激励和非一致输入地震激励下的非线性地震响应。计算结果表明:与一致输入地震激励下的结构响应相比,在非一致输入地震激励下桥梁结构最大响应值均有不同程度的增大。考虑纵向行波效应时,结构的纵向位移以及关键部位的内力响应值增大,这些响应值将随着地震波波速的提高而减小,并逐步接近一致输入地震激励下的响应值。     

软土地层中越江盾构隧道的地震响应分析

在有效应力动力分析方法的基础上,采用等效线性化方法的动力计算模型,研究了在7度地震下隧道-土体体系的地震反应.计算中采用唐山地震波作为水平输入的地震波,得到隧道周围土层的反应加速度、动孔压比、动剪应力比等地震反应,并估算了地基土的震陷值,为工程的抗震措施提供必要的参考依据.     

关于设计反应谱、时程法和能量方法的探讨

强震地面运动长周期分量对超高层建筑和大跨巨型结构具有重要影响,而现行的振型分解反 应谱法所采用的设计反应谱具有明显的局限性,基于地震加速度的结构动力方程式亦无法正确地估 计这种影响。本文探讨了采用速度反应谱和位移反应谱分析的可行性;对结构时程分析法的工程应 用价值和可操作性提出看法。讨论了能量方法的理论意义和实用价值,建立瞬时能量与结构最大地 震位移反应的关系,从而为结构地震反应分析和破坏准则,提供具有工程实用意义的新途径。     

特大断面公路隧道地震动力响应分析

以西南地区某高速公路特大断面隧道地震设防为研究背景,通过有限元动力计算方法,考虑隧道施工过程形成的应力场作为动力分析的初始应力场,同时在动力分析中考虑静力和动力分析的人工边界转换处置,采用地下结构静-动力分析方法对隧道进行了地震动力响应分析。模型分析了特大断面公路隧道在地震动力作用下的衬砌加速度响应、第一主应力和第三主应力响应、静力到动力的塑性发展情况。分析结果表明,特大断面隧道的仰拱区域在地震振动中是薄弱部位,在施工中围岩压力释放充分有利于隧道抗震,二次衬砌作为安全储备在振动中发挥主要作用。研究结果可为工程实际提供一定的参考意义。     

考虑成层土体的地铁隧道地震动力响应分析

考虑了土体的粘弹性,采用非均质土-结的计算模型,结合动力学理论,分析了结构的本构模型、人工边界条件以及土-结的接触问题,主要探讨了地震作用下地铁隧道的动力响应特征。依托实际工程,在ANSYS中建立数值模型并输入实际材料参数,施加粘弹性人工边界,参考武汉地区抗震设防的要求,垂直入射天津波。通过该模型的模态分析、时程分析表明：结构在地震作用下的响应与衬砌混凝土等级、衬砌厚度有关,并且土体加固后对结构抗震性能有很大影响。最后,对衬砌在地震作用下的安全性进行了分析,为地铁隧道的抗震设计提供了依据。     

建筑隔震结构地震反应模拟分析

通过建立下部结构-周围土体-隔震层-上部结构整体系统的空间模型,对北京市三里河三区12号地办公楼工程中的隔震结构进行有限元非线性分析.通过模拟系统地震振动响应,对比分析隔震与非隔震结构层间剪力和剪力比,以及验算隔震层隔震垫的水平位移,指出在多遇地震作用下,隔震结构与非隔震结构的层间剪力比范围为0.103～0.275,依据现行抗震设计规范,隔震层以上结构可以按7度设防烈度且仍具有0.5度安全储备,降低了工程造价,从而验证隔震技术的有效性.     

武汉长江隧道横断面地震响应分析

随着盾构法在隧道施工中越来越广泛的应用,其抗震性能的研究日益受到社会各界的关注.本文重点研究了武汉长江隧道工程盾构段横断面的地震响应规律.首先利用等效线性化方法对各典型地层构造处进行一维场地地震响应分析,以隧道所在土层的最大剪应变水平作为判断衬砌结构受力大小的依据,并选择危险控制断面.然后对该断面建立二维模型进行动力有限元计算,计算模型考虑了各类管片接头的影响及边界处能量的传输,能够有效地模拟土--结构系统的动力相互作用.计算表明在静力和地震共同作用下,隧道横断面的抗震性能满足要求.     

地震作用最大方向的确定

抗震设计分析中,随着地震作用输入方向的不同,结构内的地震效应值随之变化,地震作用方向是设计分析的重要参数.本文讨论了确定地震效应量最大值,以及对应的地震作用方向的方法,并提出了应用的建议.     

非一致输入下空间索结构的地震响应分析

分别以多点输入法和行波法对大跨空间索结构的两个实际工程进行了水平与竖向地震时程分析,并与一致输入法计算的结果进行对比。最终对非一致输入与一致输入下结构响应的差异,以及结构是否需要考虑非一致输入的范围、行波法的精度等方面得出了一些重要结论。