高烈度地震区隧道设置减震层的减震原理研究

现场调查表明:汶川大地震震区隧道结构受到比较严重的破坏,严重影响了灾区救援和重建,可见传统的隧道抗震技术已不能保证高烈度地震区隧道结构的安全,为此利用波动理论对隧道减震层减震模型进行研究,推导地震波沿隧道结构轴线方向作用下的减震计算公式,研究减震层厚度、减震层弹性模量、减震层刚度和地震波输入频率等参数对隧道减震效果的影响,并通过室内模型试验验证隧道减震层减震模型的减震效果。研究成果可为高烈度地震区隧道结构减震设计提供参考。     

穿越黏滑错动断层隧道减震层减震技术模型试验研究

为研究断层黏滑错动因素影响下隧道初支和二衬之间设置减震层的减震技术,开展了不同减震层厚度的大型模型试验。首先制定了试验方案,主要包括相似系数、试验装置及材料、试验分组及测试方案。然后,介绍了试验过程。最后,对试验数据进行了分析,主要从结构内力、纵向应变及接触压力3个方面进行研究。试验结果表明：断层黏滑错动对上盘部分的影响远大于下盘部分;减震层对上盘部分隧道结构的减震效果明显好于下盘;减震层（10 cm）工况减震效果明显优于减震层（5 cm）和减震层（20 cm）工况,推荐使用在初支与二衬之间设置厚为10 cm减震层的减震方式。研究成果对于穿越黏滑断层隧道的减震设计及减震技术有着重要的意义。     

断裂黏滑隧道减震缝减震技术模型试验研究

 以汶川地震龙溪隧道F8黏滑断裂段震害为研究背景,开展减震缝减震技术的大型正断裂黏滑错动模型试验研究。首先介绍试验方案,主要包括相似设计、试验设备及材料、试验分组、测试方案及试验过程。然后,对试验数据进行分析,主要研究隧道的结构内力、纵向应变及接触压力。试验结果表明：断裂黏滑错动后,上盘受断裂黏滑错动影响大于下盘;初期支护施设减震缝减震效果不明显;二衬施设减震缝(间距12 m)的减震效果略优于二衬施设减震缝(间距9 m),从施工方便性、经济性考虑,推荐使用二衬施设减震缝(间距12 m)的减震方式。研究成果对于穿越黏滑断裂隧道的减震技术有着重要的意义。     

75°倾角逆断层黏滑错动对公路隧道影响的模型试验研究

 针对公路隧道正交穿越75°倾角逆断层的情况,通过模型试验得到逆断层黏滑错动对公路隧道的影响规律。由试验结果可知：在逆断层黏滑错动影响下,隧道衬砌结构的主要受拉区为下盘距离断层迹线0.3D～1.2D(D为隧道洞径)范围内的隧道衬砌底部,受压区主要在下盘距离断层迹线0.6D～1.6D范围内的隧道衬砌顶部。逆断层黏滑错动引起的围岩压力变化最大发生在隧道底部上盘距离断层迹线1D位置,增幅可达2倍的初始围岩压力。在逆断层黏滑错动影响下,隧道衬砌结构的破坏形式是弯曲张拉和直接剪切组合破坏,其中在断层迹线附近的2条倾角为50°和45°斜裂缝为隧道结构破坏的主控因素。     

高烈度地震区框架结构应用分析

一、前言抗震新规范”规定设防烈度为9度地区的框架结构抗震等级为一级，适用最大高度25m，底层柱柱底弯矩设计值乘以增大系数1.5．……。这些规定是依据现有科学水平、国内外大量试验研究结果、震害调查资料及国家的经济条件等因素制定的，应该是正确的。但是，在西昌市区实际应用一年多来，笔者认为存在着一些问题：柱断面尺寸过大，影响美观及使用；钢筋含量猛增，施工难度增大，难以保证质量；房屋造价增幅较大。西昌市属少数民族地区，经济相对落后，在城市改造和建设中，如何处理上述矛盾，本文拟通过一典型实例分析，建议在16～25m高…     

减震层减震原理及跨断层隧道减震技术振动台试验研究

通过波函数展开法给出平面SV波入射下深埋圆形隧道"围岩—减震层—初期支护—二次衬砌"减震结构的动力响应解析近似解,分析了减震层厚度、弹性模量对衬砌结构动应力集中系数的影响,并开展了跨断层隧道抗减震研究大型振动台模型试验,通过分析跨断层及其设置减震层后隧道衬砌动力响应特性和破坏形态,得到以下有益结论:减震层与围岩弹性模量比越低,减震层厚度越大,衬砌动应力集中系数越小;减震层与围岩弹性模量的最优减震比在1/10~1/20,最优减震层厚度不宜大于0.2 m;跨断层破碎带隧道设置减震层可以明显降低跨断层衬砌结构加速度峰值和衬砌动应变幅值;断层处隧道衬砌裂缝分布数量多、复杂,多集中于拱脚、拱肩,并分布有剪切错动引起的环向裂缝,设置减震层后,断层处隧道衬砌裂缝明显减少,衬砌受力得到明显改善;断层处地表出现了平行断层方向为主的的贯通裂缝和大量斜裂缝,说明断层处以剪切破坏为主,设置减震层后,地表裂缝明显减少。     

75°倾角正断层黏滑错动对公路隧道影响的模型试验研究

 通过1∶50室内模型试验,开展75°倾角正断层黏滑错动影响下隧道的受力变形机制研究,并监测隧道顶部和底部的地层压力、隧道轴向和环向应变。结果表明,地层的永久变形和地层–结构的相互作用,导致围岩压力在剪切带附近发生显著变化,上盘范围内拱顶压力显著增大,下盘拱顶压力次之,上盘隧道底部压力减小,下盘底部压力显著增大,隧道与下部围岩可能局部脱空以适应断层的剪切位移;上盘范围内为正,下盘范围内纵向弯矩为负;以原型混凝土压坏来判定衬砌破坏,初步确定原型结构破坏所容许的最大断层位移D = 1.25 m,理论上该值略偏大。     

加筋土挡土墙在高烈度地震区的应用

对高烈度地震区的松软土地基上修建挡土墙的墙型按照适用范围、造价、工期、环保等条件进行分析,并结合TB10025-2001铁路路基支挡结构设计规范,对加筋土挡土墙设计过程中筋带的选择、筋带与墙面板的连接等常见问题进行了研究,给出了一些指导性建议。     

高烈度地震区滑坡机理及防治措施

针对高烈度地震区滑坡进行研究,结合青神县帅家碥滑坡实例,从滑坡区工程地质条件、滑坡稳定性分析等方面分析滑坡发生机理,并为防治措施提供建议,为高烈度地震区滑坡的研究提供参考。     

隧道爆破施工减振措施分析

结合具体工程,针对隧道爆破施工时安全距离不能满足规范计算值的情况,通过分析提出了在隧道周边设置减震装置的措施,并进行了论证,达到了减少和避免对隧道上部和附近建筑物影响的目的。     

断裂黏滑错动下隧道减错措施作用效果模型试验研究

以某隧道工程为依托,开展断裂黏滑错动下隧道减错措施大型模型试验。通过分析纵向应变、接触压力和衬砌安全系数,对无减错措施、仅设置减错层、仅二衬设置减错缝、二衬设置减错缝与影响区段二衬增厚、初支与二衬交错设置减错缝以及组合措施6种工况进行对比研究。结果表明:断裂黏滑错动对上盘的影响范围和剧烈程度均大于下盘;不同工况减错措施对纵向变形、接触压力以及结构受力控制水平分别为AC≈D≈BEF,ABDC≈E≈F,ADC≈EBF;刚柔并济设计理念下"减错缝+增加影响区段二衬厚度"方案不宜采用,铰接设计理念下"减错层+交错设缝"组合措施可有效保障依托隧道黏滑错动后衬砌结构的安全。研究结论对高烈度区交通隧道穿越断裂黏滑段减错技术具有重要的意义。     

穿越软硬围岩隧道设置减震层振动台试验研究

以西部高烈度地震区浅埋公路隧道为依托,通过大型振动台模型试验,研究隧道穿越软硬围岩段在地震荷载作用下设置减震层的动力响应特性,并采用数值模拟方法对试验结果进行验证分析。试验及数值计算结果表明,从洞身段来看,减震层厚度存在最优值;从穿越软硬围岩段来看,增加减震层厚度可降低隧道沿纵向的动力响应差异,但加速度峰值会有所上升;拱顶围岩和隧道衬砌结构加速度响应频谱曲线均表现出“三峰值”现象,设置减震层并不会显著改变围岩频谱特性,衬砌结构也不显著体现自振特性,其响应主要取决所穿越围岩的动力特性;减震层处于最优值时可通过吸收更多的低频组分来降低隧道的动力响应;设置减震层可显著降低二衬动应力,但会使初支动应力呈现不同程度的放大,随减震层厚度的增加,二衬动应力先减小后增大,初支动应力先增大,后呈降低趋势;通过观察衬砌破坏形态,隧道拱顶、拱脚和仰拱易发生开裂,设置减震层后,仰拱相对容易发生破坏,应给予重点关注。研究成果可为西部高烈度地震区浅埋隧道抗震设计提供参考。     

双仓综合管廊抗震性能模型试验研究

利用振动台试验系统,基于模型试验相似理论开展了双仓地下管廊的抗震性能试验研究。试验中,采用1952年Taft地震波作为输入地震波,并将其输入加速度峰值调整为0.2g,0.4g,0.8g和1.2g,以考虑不同PGA（peak ground acceleration）的影响。通过分析试验数据得知,管廊侧壁最大动土压力响应沿深度呈倒立“W”形分布,振动后管廊结构与周围土体之间的土压力场发生了改变;管廊侧壁土体中最大加速度响应随输入PGA增大而增大,沿深度整体呈减小趋势,加速放大系数为0.5~1.5;从加速度时程曲线和傅里叶谱来看,管廊侧壁结构与其周边土体的加速度响应基本一致,在15~30 Hz的频段土体中的振幅稍大于结构;地震过程中,结构拐角处产生较大的弯矩响应,且随输入PGA的增大而增大。同时结合ABAQUS数值软件开展了数值模拟研究,以和模型试验结果开展对比比较,结果表明试验结果具有较高的可靠性。     

建筑结构的隔震减振和振动控制分析

分析了建筑结构隔震与消能减振的原理,结合实际应用情况,对建筑结构振动控制技术进行了研究,以解决建筑结构抗震设计中出现的一系列问题,确保建筑物安全。     

高烈度区弹塑性软钢阻尼墙的减震设计研究

在对弹塑性软钢阻尼墙力学特性及计算模型分析的基础上,研究其在高烈度区进行减震设计中的应用,分析表明软钢阻尼墙对高烈度区高层建筑的抗震性能有很大的改善,该研究为高烈度区建造高层建筑提供了新的设计方法和思路。