加筋土挡墙动变形特性试验与疲劳损伤分析

通过加筋土挡墙在列车荷载作用下的动力特性模型试验，得出了两种不同配筋的加筋土挡墙在两种不同频率，三种振幅荷载作用下的墙面及轨顶的累计变形随振动次数的变化规律，并对挡墙进行了疲劳损伤分析，这对加筋土工程具有重要实际意义。     

新型加筋土挡墙动变形特性试验研究

对加筋格宾挡墙、绿色加筋格宾挡墙以及柔性网面土工格栅加筋土挡墙三种新型加筋土结构进行室内试验研究,施加了五种频率、四种振幅的动变循环荷载。每种挡墙累积振动次数达到200万次,得出了影响加筋土挡墙动变形特性的因素及其显著性,以及三种新型挡墙在不同频率、不同振幅的动荷载作用下的侧向变形和竖向变形的发展和变化规律,并对分级卸载时的挡墙的变形特性也作了研究。三种新型的挡墙在试验荷载作用下动变形特性表现出了很大的共性。     

模块面板式土工格栅加筋土挡墙动态特性试验研究

为了研究模块面板式土工格栅加筋土挡墙在高速铁路列车荷载作用下的动力响应规律,分析其作用机理,结合室内模型试验进行了包括加筋土挡墙墙面变形、墙体加速度、动土压力、残余土压力及土工格栅拉伸应变等分布规律的研究。结果表明：墙面累积水平位移沿墙高呈单峰值分布,最大值位置靠近墙顶;挡墙内竖向加速度受频率影响较大,8 Hz时加速度出现大幅增长,加筋体内加速度沿墙高出现衰减;动土压力主要受荷载幅值及加载次数的影响,在加筋体内沿墙高逐渐衰减,垂直动土压力的衰减速率逐渐增加,水平动土压力的衰减速率逐渐减小;随加载次数的增加,残余土压力逐渐增大,沿墙高墙体中部的残余土压力稍大;筋材累积应变随加载次数的增加略微减小,沿筋长呈单峰值分布,峰值位置距墙脚水平距离从高到低逐渐减小。     

循环荷载频率和幅值对有砟道床动力行为的影响

为研究有砟道床在长期反复列车荷载作用下的动态响应及劣化规律,利用离散元分析软件PFC并考虑道砟的真实外形,建立可考虑道砟破碎劣化的有砟道床离散元计算模型,研究分析了不同频率、不同幅值循环荷载作用下有砟道床的振动响应、道砟受力以及道砟摩擦耗能、破碎行为。结果表明:道砟的振动加速度随动荷载频率和幅值的提高而非线性增长;道砟所受的接触力主要受荷载幅值影响,受荷载频率影响较小,荷载幅值提高,道砟接触力增大;提高荷载频率和幅值均会增加道砟的摩擦耗能,在荷载作用初期,道砟的摩擦耗能有一个突增过程;动荷载的幅值对道砟的破碎行为占主导因素,荷载幅值较低时道砟稳定在较低破碎水平,荷载幅值较高时道砟破碎现象加剧并受荷载频率影响,此时荷载频率越高道砟破碎越严重。     

考虑地震时程的加筋土挡土墙动力分析

针对我国加筋土挡土墙设计中对于地震时程对加筋土挡墙的动力响应认识模糊的问题,基于有限差分数值分析软件FLAC,对一座高6m的土工格栅加筋土挡土墙进行了数值模拟,填土采用莫尔-库伦本构模型,土工格栅采用FLAC软件自带的Cable单元模拟,数值分析模型采用加拿大皇家军事学院的加筋土挡土墙振动台试验进行了验证,模拟分析时考虑了地震持续时间、地震波和地震峰值加速度的影响。数值计算结果对比了我国现行《公路加筋土工程设计规范》和美国FHWA设计规范的计算结果,研究表明：加筋挡土墙的土工格栅拉力和面板侧向位移随着地震持续时间的增加而增大,地震时程对加筋土挡土墙的受力和变形有较大的影响。地震加速度沿挡土墙高度有明显的放大效应,随着挡土墙高度增加,水平加速度的放大倍数逐渐增大。对于高度比较大的加筋挡土墙,传统的拟静力设计法采用单一地震系数的做法还有欠合理性,地震时程的影响应该在设计中得到充分重视。     

重复荷载作用下土工格栅包生态袋加筋土挡墙动力特性试验研究

设计并制作了土工格栅包生态袋加筋土模型挡墙,测试了模型挡墙在不同幅值、不同频率重复交通荷载作用下的加速度、动土压力、累积变形和土工格栅拉应变,获得了挡墙在重复交通荷载作用下的动力特性和累积变形发展规律。研究表明：在交通重复荷载作用下,土工格栅包生态袋加筋挡墙顶层的加速度响应最大,沿墙高按指数模型衰减,且水平加速度衰减较竖向加速度快;挡墙内的动土压力也是在顶层最大,随墙高降低而减小;挡墙的变形和土工格栅拉应变增量在加载初期较大,随加载次数的增加而增大,受荷载幅值的影响明显,受频率变化的影响较小;竖向累积变形主要来自挡墙上部土体的沉降;水平累积变形总体上为上部大下部小。     

中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动研究

为了探讨中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动,基于SIMPACK和ANSYS联合仿真,首先建立了中低速磁浮列车-桥梁/低置梁系统竖向耦合振动模型,以某试验线20 m简支梁现场动载试验为依据,验证此方法的可靠性。随后,根据所建立的中低速磁浮列车-低置梁系统竖向耦合振动模型进行动力仿真分析,并探讨了不同参数对低置梁竖向动力响应的影响。结果表明:低置梁自振频率较高,一阶竖弯达32.9 Hz;低置梁框架跨中竖向动位移及加速度均较底板中心大,框架振动属于高频振动（相对于底板振动）,在50 Hz~100 Hz加速度显著大于底板中心;磁浮列车荷载加载频率较高,该加载频率（整数倍）易与低置梁自振频率重合或接近而产生共振效应,显著放大低置梁动力响应;随着支撑脱空长度的增大,低置梁动力响应显著增大,且增速加大,随着路基刚度和底板厚度的增大,低置梁动力响应减小,且减小的幅度变小。     

复合格宾土工格栅加筋土挡墙模型振动台试验

复合格宾土工格栅加筋土挡墙已被广泛应用于公路、铁路工程。为探究复合格宾土工格栅加筋土挡墙的动力响应,开展了复合格宾土工格栅加筋土挡墙振动台模型试验,研究在地震荷载作用下挡墙的加速度放大系数、竖向沉降、水平位移等动力特性。试验结果表明：当地震动峰值加速度为 0.8g 时,挡墙处于整体稳定状态;加速度在墙后填土中沿墙高呈现非线性增大的趋势,与《公路工程抗震设计规范》中规定的趋势一致;顶部竖向沉降最大值为3.48 mm,沉降墙高比为 0.174%,远小于美国 AASHTO 规范的 2% 限值;随着输入地震动时程峰值的增大,挡墙水平位移沿墙高逐渐增加,墙体变形模式由转动为主过渡到平移、转动耦合,地震永久位移达到了墙高的 1.06%。     

列车动载作用下偏压基坑围护结构的动力响应分析

深圳地铁五号线民治站基坑工程紧邻平南铁路,路堤顶部高于基坑开挖面7～9m,基坑地连墙切入铁路路堤坡脚2m,不仅承受较大偏压静载,且受列车动载影响。通过现场测试获得列车激振荷载衰减规律,并作为激励作用于动力有限元模型,比对5种工况讨论了列车荷载对基坑围护结构的振动响应。结果表明,实测列车水平加速度大于垂直加速度,并随着水平距离及竖向深度的增大呈非线性衰减。围护结构变形对列车激振作用比较敏感,而内力变化不大。基坑开挖中,紧临铁路侧连续墙和支撑结构振动加速度存在一定的放大效应,而车站结构施做完毕,紧临铁路侧振动加速度变化不大,而远离铁路侧振动幅值有较大增长。基于变形控制标准,提出了列车限速60km/h的减震控制措施,可供类似工程参考。     

饱和土中球形空腔稳态振动及其在基桩中的应用

利用Ｂｉｏｔ饱和土波动理论求解了饱和土中球形空腔内部受周期性动荷载作用下的动力响应，并分析了球形空腔表面排水条件和振动频率对位移和孔隙水压力的影响。利用上述结果分析了桩在稳态振动下桩端的刚度和阻尼。     

台风作用下某高层建筑电梯的水平振动响应分析

在台风"海葵"和"潭美"分别影响温州期间,对温州某高层建筑进行现场实测,得到建筑第25层楼板结构和停靠在第25层的电梯加速度数据。同时,采用MATLAB软件进行编程,对结构和电梯的动力响应进行了时域和频域特性分析。结果表明:台风作用下,电梯和结构的加速度响应最大值随着平均风速的增大而增大;结构的风致振动传递给电梯,当电梯的固有频率接近结构的前几阶自振频率时,电梯的整体振动响应将表现为对结构振动响应的放大;10min时距内,电梯在水平方向的加速度响应最大值是同层楼板加速度响应最大值的1倍~1.78倍。最后,以高层建筑现场实测数据为基础,提出了一种计算电梯水平振动响应的简化计算方法,以期为电梯的安全设计和计算提供参考。     

基础竖向周期激励下GFRP圆弧拱面内动力稳定性实验研究

该文为探究铺层角度对基础竖向激励下GFRP圆弧拱平面内动力稳定性能的影响,开展了系统的实验研究。设计了6组不同铺层角度的圆弧拱试件,利用TIRA激振器模拟输出基础竖向周期激励,采用NDI三维动态采集仪采集圆弧拱的竖向动位移,根据测得拱的面内自由振动响应,分别通过快速傅里叶变换和自由衰减法获得拱的自振频率和阻尼比。通过扫频实测了GFRP拱的动力不稳定域边界,并与有限元计算结果进行对比,基本吻合。研究表明：当外部频率约为结构自身频率两倍时,结构会出现激烈的面内反对称振动现象,即为参数共振失稳;当激励加速度小于临界激发加速度时,拱处于定态振动;外激励大于临界激发加速度时,GFRP拱出现参数振动,并且随着加速度的增大,拱的振动愈发激烈;随着铺层角度的增大,拱的自振频率和临界激发加速度逐渐减小,阻尼比与不稳定域范围逐渐增大。     

流-固耦合作用下斜坡式防波堤地震动力响应分析

针对地震过程中海水-防波堤-地基的耦合效应,结合某沿海斜坡式防波堤,建立了海水-防波堤-地基系统有限元模型,应用任意拉格朗日欧拉方法以及显式动态有限元方法,对真实地震过程中的防波堤系统动力响应进行了仿真,给出了流-固耦合作用下,不同地震激励的防波堤残余变形以及地震过程中的动水压力时程。研究结果表明:考虑流-固耦合作用对防波堤残余变形响应有较显著影响,且水平向残余变形受影响程度大于竖直向残余变形;地震过程中的动水压力主要受海水主频以及地震激励卓越频率的影响。研究结果可为防波堤设计、安全评价和抗震措施研究提供了理论基础。     

阻抗分析法在船舶结构动力响应分析中的应用研究

针对设备动力参数未知,设备基座振动加速度给定情况,提出阻抗分析法解决设备振动激励载荷下的船舶结构动力分析问题。基于理论分析,提出阻抗分析法,实现设备对基座的振动能量采取振动加速度激励作为输入,进而分析结构动力响应;通过舱段结构动力分析验证方法的有效性,并讨论不同加载方式对结构动力响应的影响规律,研究表明,该方法应用于结构声振分析是可行的,且加载方式对结构响应影响较大;在此基础上,将阻抗分析法应用于水下航行器水下声辐射研究,分析水下航行器声场周向分布规律。结果表明激励频率较低时水下航行器水下声场呈对称分布,随着频率提高,其对称性逐渐下降。     

不同谱型激励下包装件动态响应研究

根据正弦扫频振动试验结果设置共振频率区域谱型相同、非共振频率区域谱型不同的两种加速度随机振动功率谱(PSD)激励。研究了非线性包装系统在3种约束、3种振动等级下,上述两种谱型激励对产品加速度响应和包装件动压力响应的影响。研究结果表明:相同约束和激励等级条件下,两种激励谱在激励相同的区域产品加速度响应PSD基本一致,包装件动压力响应PSD也基本一致;当振动强度较高时,由于阻尼影响,共振点附近小范围内两种谱型激励的响应存在一定偏差;两种谱型激励的加速度响应概率密度分布大致相同,且加速度响应的均值、均方差、偏度和峭度均比较接近;两种谱型激励下动压力峰值分布存在一定差异,谱型1的动压力峰值分布更窄、更高,但两种谱型激励下动压力响应的均值、均方差、均值穿越次数、峰值数和带宽系数均比较接近;共振区域的激励控制了整个非线性包装系统的响应。     

振动荷载下路基的能量耗散率空间分布规律的研究

为研究振动荷载作用下的路基内部的能量状态分布,基于Parseval定理,分别以动应变/加速度为变量,推导建立了周期性和非周期性的路基内振动信号的能量耗散率计算公式;根据土体的动力互易性原理,进行了振动荷载下路基动力响应现场试验,利用试验测试结果,分析研究了该路基的能量耗散率空间分布规律.研究结果表明:①能量耗散率沿深度...     

列车荷载作用下X形桩-网复合地基动力响应研究EI北大核心CSCD

基于大比例X形桩‑网复合地基模型,开展了高速铁路列车荷载下桩‑网复合地基的动力特性试验研究,分析了不同车速情况下地基土的振动速度、动应力和动位移的分布特性,探讨了循环荷载下轨道路堤地基系统的振动响应和路堤内部动应力的分布特征和衰减规律。采用PLAXIS 3D建立数值分析模型,研究了不同列车轴重及振动频率对路堤振动速度响应的影响,对比了无筋路堤与双层土工格栅加筋路堤在动荷载作用下桩顶与桩间土竖向应力的分布规律。结果表明:轨道板表面处竖向位移随时间呈“M”形周期性变化;竖向速度响应在路堤表层处最大,沿地基横向及深度方向逐渐衰减,在路堤中衰减了近90%。随着加载频率及加载幅值的增大,土体振动速度逐渐增大。动荷载对无筋路堤影响显著,土拱效应明显减弱,桩土应力比值随加载频率的提高逐渐减小。土工格栅加筋路堤张力膜效应能够减小动荷载对复合地基的影响。     

某深水大跨桥梁水下振动台试验研究

深水大跨桥梁若发生地震,将会造成严重的破坏;桥梁横桥向抗震研究已经取得一定进展,对纵桥向抗震研究较少。以某深水大跨桥梁结构为原型,根据弹性相似准则,以规范波、El-Centro波和汶川地震波为输入地震动,进行大比尺全桥结构纵桥向水下振动台试验,分析了桥梁加速度动力放大系数、峰值加速度、峰值应变及峰值动水压力的变化情况,研究了桥梁结构在不同地震波、不同水位、不同峰值加速度作用下的动力响应规律。结果表明：全桥结构的基频规律与单一桥墩的不同,正常水位和半水水位比无水环境下的一阶频率分别增加0.11%和0.06%,而二阶频率分别减小0.07%和0.03%;地震作用下,水的存在会影响结构的动力响应,桥梁结构的动力响应与输入的地震频谱特性和水位高低有关,动水压力在桥梁最低端最大,且动水压力影响桥梁结构的应变。     

柔性动边界梁的弹塑性动力响应分析

实际工程中的梁结构并不是采用理想的刚性支承,而通常具有柔性动边界。该文建立了柔性动边界梁的计算模型,模型考虑了梁端有弹性支承、阻尼支承以及刚性块等情况,并利用有限差分方法对运动方程进行离散,研究分析了在动载作用下柔性动边界梁的弹塑性动力响应。研究表明:动边界对梁的变形和受力有很大的影响,与刚性支承相比,竖向弹性支承能够降低梁的振动频率,并且使梁的内力和相对位移幅值减小,从而提高结构的抗力,但提高抗力的效果与载荷作用时间的长短以及振动衰减的程度相关。     

建筑物内气体爆燃下结构动力特性研究

建筑物内部可燃气体混合物爆燃压力受燃气特性、气流泄放和内部环境等影响,一般具有峰值多、作用时间长的特点,与结构抵抗化爆冲击波荷载计算相比,室内气体爆燃下结构动力响应分析需考虑初始静载与动载耦合、荷载发展时程等因素。考虑变形速率引发材料强度的变化,修正结构抗力函数,建立等效单自由度简化计算模型,并用实验数据进行验证。计算表明:结构响应受爆燃荷载整个发展历程影响,计算时考虑初始正向静载、忽略阻尼影响均会引发结构动位移显著增大,沿用化爆荷载作用下结构简化计算方法应考虑上述特点。