地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究

应用随机振动理论,采用概率分析方法初步研究了地下结构线弹性工作状态的地震随机响应及其地震动力可靠度,为地下结构抗振设计方法研究提供一定的理论参考。为此主要做了如下工作: (1) 将现有地下结构抗振计算原理和结构动力分析的脉冲响应函数原理结合起来,提出了地下结构地震动力响应计算的加速度脉冲函数法,推导了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的数学表达式,提出了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的分析方法。比较分析表明,脉冲函数法用于地下结构动力分析,具有计算精度高、计算简单的特点。 (2) 将日本田村重四郎-冈本舜三提出的沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震反应分析,利用数值分析方法建立了隧道整体随机地震反应分析的数学模型,得到了地下结构整体随机地震动力响应数字特征的数学表达式,为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径。以南京长江隧道为例,计算了高斯平稳随机过程的地震荷载作用下该隧道整个长度上的动力反应均方根值。 (3) 利用Davenport公式计算了3种地震动模型的地下结构响应最大值的统计参数。计算结果表明,由弹簧质量模型算得的地下结构在地震作用下纵向振动和横向振动产生的纵向和弯     

浅埋地下结构底板在竖向地震作用下动力响应

本文研究了地下结构底板在地震竖向分量作用下的动力响应。利用结构动力学和弹性力学的理论,得到底板的运动微分方程,根据边界条件确定底板在的特征频率和振型。针对输入的地震竖向分量的形式,采用分离变量法求解了强迫振动方程.计算时取前三阶振型,采用振型叠加法得到底板的相对位移和绝对位移,并进而求得底板的弯矩,利用求得的弯矩,可以求解底板的受力情况。通过底板的受力情况,可以直观地对地下结构底板进行评价分析,并且推进了地下结构底板抗震理论的研究和发展。     

邳州水电站泵房结构三维地震动力响应分析

邳州水电站是南水北调东线工程的第六级泵站,泵房为1级水工建筑物.邳州水电站地下部分为大体积混凝土结构,采用堤身式布置,整体块基型结构;地上部分采用框架柱,柱间砌筑砖墙围护.邳州水电站在南水北调整体项目中战略意义重大,基础设施造价颇高,本研究分析了本工程在地震下的安全性能、泵站下部结构和上部结构的内力和变形情况,对泵站的...     

地下结构与土动力相互作用试验研究

本文介绍了地下结构与土动力相互作用的振动台试验，通过试验对拟定结构的加速度放大系数，压力与位移响应进行分析，并讨论了地下结构对竖向地震激励的响应，以及在不同埋深下，土与地下结构的相互作用对地下结构抗震性能的影响。     

竖向强震作用下密贴地铁地下交叉结构动力响应分析

研究密贴地铁地下交叉结构的地震反应特性,对地铁地下结构穿越工程的建设和安全运营有着重要的现实意义。利用 FLAC^3D 有限差分程序对北京地区典型密贴地铁地下交叉结构进行了地震响应的数值模拟分析,研究了竖向强震作用下地铁区间隧道密贴下穿地铁车站结构体系的地震反应特性,并与单一地铁车站的地震反应特性进行了比较,研究表明：密贴地铁车站交叉主体结构由于车站-隧道结构间的相互作用,较单一地铁车站主体结构竖向位移及受力具有明显的增减,并与输入地震动的特性有关,且各监测部位增减幅值基本一致;由于土体对地震动高频成份的显著滤波作用,因此高频丰富的汶川卧龙波作用下地铁车站主体结构竖向相对位移差–时程及应力差–时程明显小于低频丰富的阪神波作用下地铁车站主体结构竖向相对位移差–时程及应力差–时程;地铁车站主体结构竖向相对位移差 - 时程及应力差–时程对于输入地震动的峰值加速度不太敏感。     

矩形闭合型地下连续墙基础地震动力响应分析

基于PLAXIS 8.5有限元软件,对矩形闭合型地下连续墙在地震激励作用下墙体不同位置的加速度、位移等变化情况进行了研究,为进一步对矩形闭合型地下连续墙振动控制提供必要的技术参数。     

多次地震作用下高层建筑结构动力特性识别和响应分析

针对高层结构动力特性和动力响应的研究可为结构和非结构构件的抗震设计提供依据。为了排除结构形式、高度等对动力特性和响应分析的影响,选用遭遇多次地震的高层结构的结构响应作为数据集,分析结构动力特性在多次地震作用下的变化趋势,研究结构加速度响应的分布规律,分析结构加速度响应与地震动参数间的相关性。结果表明:随机子空间算法能够较为准确地通过强震记录识别结构的动力特性,且使用衰减段记录更易得到识别结果;结构1阶频率在历次地震中的变化可达9.66%,阻尼比的变化可达17.6%;楼面加速度放大系数与结构周期点处的反应谱值及地震动周期0.45 s及以上成分的相关性较大。     

侧向爆炸作用下地下拱形结构动力响应

当爆点偏向结构一侧时,结构会发生部分受荷的情况,从而导致结构的内力及破坏形式发生变化;讨论爆点位于侧向时结构的受荷范围,给出荷载计算公式;将地下结构与周围介质的相互作用关系等效成为一种阻尼作用,从而在结构动力方程中加入相互作用因素,通过方程求解得到结构振动响应的解析解;利用这种方法推导出远场任意角度爆炸荷载作用下结构的响应计算公式,并在侧向爆炸条件下得到结构的位移和最大弯矩分布曲线。     

桅杆结构在地震作用下的非线性动力分析

本文利用虚功原理,基于修正的拉格朗日列式,得到桅杆结构增量形式的非线性有限元动力方程。在此基础上,以地震波为激励,计算了桅杆结构受地震作用的非线性位移、加速度动力响应,并对桅杆结构在纤绳初应力变化下的抗震性能进行了分析。     

高速列车荷载下地下结构动力响应分析

以济南西客站站台下的地铁隧道为研究对象,重点研究高铁荷载作用下地下结构的动力响应。列车高速移动时伴随着振动,所以既要考虑荷载的移动,也要考虑荷载的振动。首先应用移动问题有限元方法计算移动放大系数,然后应用ABAQUS软件分析振动荷载作用时高铁站台下地铁隧道的动力响应,并给出了一些数值算例。     

局部周期性应力波作用下地下结构动力响应

通过一种独特的阵列式消能振子构造,可将爆炸冲击波转换为具有初始升压段的地下局部周期性应力波,以降低爆炸冲击波峰值压力及破坏效应。为考虑消能振子作用,在距地下结构一定距离处施加具有初始升压段的不同波长地下局部周期性应力波,得到稳定振动阶段及非稳定振动阶段地下结构各部位加速度、速度、最大主应力及最小主应力的变化规律,结果表明:若将具有初始升压段的地下局部周期性应力波波长控制在一定范围,则可充分利用衍射效应让应力波绕过结构物继续传播,以降低结构动力响应。计算结果可为阵列式消能振子的参数优化设计提供参考。     

大跨度地下结构振动性态试验研究

介绍了某大跨度地下结构的振动台试验，通过试验对拟定结构的自振频率、阻尼比及动力响应进行分析，并重点分析了地下结构对竖向地震激励的响应。讨论了在不同埋深下，土与结构的相互作用对地下结构抗震性能的影响。     

地下结构地震反应非线性分析

基于动力有限元分析方法,运用大型有限元软件ANSYS及其提供的APDL参数化设计语言对某地铁车站进行了非线性动力响应分析,讨论了地基土及地下结构的动力响应规律,以期对实际工程建设有所裨益。     

装药爆炸作用下地下拱形结构等效静载研究

分析研究了影响装药爆炸作用下拱形地下结构等效静载大小的两个主要因素--岩石震塌拱高度和落石速度,得出了岩石震塌拱高度随地下拱形结构覆盖层厚度增加而呈线性递减的规律,以及落石速度随覆盖层厚度增加而呈指数衰减的规律,并对等效静载随岩石覆盖层厚度的衰减进行了量化分析.研究结论对于相关科研及工程实践具有重要参考价值.     

地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力分析

本文基于有效应力动力分析法 ,运用二维显式有限差分程序FLAC对地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力响应进行数值分析。编制了周围土体介质分析模型的程序模块并与FLAC接口。考虑了水平和竖向地震荷载对地下结构的耦合效应 ,得出了竖向地震荷载对地下结构的破坏有重要影响的结论。     

某大型地下停车场强地震反应数值模拟分析

本文在地下结构的震害和岩土非线性动力计算方法研究的基础上,采用数值方法,对某大型地下结构进行了完全非线性地震动力时程分析。并采用二次开发的土体非线性动力本构模型,模拟土在循环荷载作用下的动力特性。     

地下结构头部在精确打击下的毁伤试验研究

为研究精确打击条件下地下结构头部段的毁伤特点,根据爆炸相似律进行了圆柱形装药在头部围岩中三种爆炸位置的模型爆炸试验。试验结果显示,直墙段是结构最易受损部位,装药在直墙侧方爆炸时,结构毁伤程度最严重;地下结构头部动荷载段计算假定装药位置在拱顶正上方爆炸为最不利情况偏于危险,可通过在现行动荷载计算公式中引入装药爆炸位置影响系数,完善计算公式未能考虑爆炸位置因素影响的缺陷;分析直墙拱结构的受力特点,并建议采用曲拱结构形式应对精确打击的防护需求。     

地下结构地震模拟振动台试验研究

文章通过振动台试验,总结了地下结构地震反应规律,分析地下结构的变形机制．并重点分析上覆土层和竖向荷载对地下结构动力性态的影响。试验表明浅埋情况的各种反应均大于深埋情况,这说明了约束结构的上覆土层的重要性。垂直激励的参与改变了结构的响应,增大了结构内部的应力,尤其是结构顶部的剪力。并结合结果对设计类似的大跨度地下结构提供有益的结论和建议。     

武汉某超高层建筑动力特性及地震反应分析

以武汉市一幢结构高175.55 m,地上55层,采用钢筋混凝土剪力墙的超高层建筑为研究对象。通过使用有限元软件Etabs,分析该建筑的结构动力特性,确定振型分解法的合理振型参与数,以及通过弹性时程法分析在最不利地震波作用下该结构的地震反应。