隧道-土-桥桩相互作用体系振动台试验与数值模拟研究

以大连实际工程为背景,通过振动台试验研究了双隧道-砂土-桥桩系统在地震作用下的动力相互作用（SSSI）,得到结构、场地的动力响应规律,并与ABAQUS数值模拟结果进行对比。数值模型引入Kelvin本构模型子程序,利用等效线性方法处理砂土在计算过程中的非线性问题。将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟的可靠性。在此基础上设计了8种工况,通过对比分析研究了体系内各结构之间的相互作用规律。结果表明,隧道会放大桥桩、临近隧道的峰值加速度,而桥桩却会对侧穿隧道的峰值加速度起到减弱作用;隧道与桥桩的存在均会增大彼此的截面剪力与弯矩,其中受影响的区域主要集中在隧道上下拱,桥桩的桩底与桩-土交界面。     

浅埋偏压小净距隧道加速度响应规律试验与数值模拟研究

为了获得浅埋偏压小净距隧道在地震作用下的加速度响应规律,采用振动台试验与数值模拟相结合的方法,以双向大瑞波(DR-XZ)作为加载波,研究了在不同加速度激振峰值作用下浅埋偏压小净距隧道的加速度响应规律,探讨了非偏压与偏压对浅埋小净距隧道加速度响应的影响。研究结果表明:在双向加载波水平方向上隧道的右半拱加速度响应较为强烈,竖直方向上拱顶与拱脚处加速度响应较为强烈;相对比隧道在加载波的水平方向上加速度响应,竖直方向上隧道加速度响应较为剧烈;地震波的激振方向对隧道加速度响应有较大的影响;隧道测点加速度响应变化趋势受上覆岩层的厚度、中岩柱及岩质边坡等因素影响;振动台试验值与数值模拟值之间的误差在合理的范围内,且两者变化趋势较为相似,验证了振动台试验的合理性与数值模拟结果的可靠性;相对于偏压隧道,非偏压隧道的加速度响应规律性较强,偏压对隧道加速度响应的影响作用较强。     

跨越地裂缝框架结构振动台试验及数值模拟研究

为研究地震作用下跨地裂缝框架结构的破坏机理和地裂缝场地的动力响应规律,以西安地裂缝f4为背景,根据模型相似关系,对跨越地裂缝框架结构进行了缩尺比为1∶15的振动台模型试验。同时采用有限元软件ABAQUS建立了地裂缝场地土和上部结构共同作用计算模型。通过计算结果与试验结果的对比,表现出较好的一致性,验证了数值模拟分析方法的可行性。分析结果表明：地裂缝场地对土层加速度有放大效应,在靠近地裂缝的上盘处放大作用最为明显;地裂缝场地对框架结构的动力响应有较大影响,且上盘对结构的影响大于下盘;结构的破坏与地震波的类型和强度有关。研究成果为跨越地裂缝结构设计提供了参考。     

带黏弹性阻尼器结构振动台试验数值模拟

该文利用Open Sees对一座三层带黏弹性阻尼器钢框架结构进行振动台试验的数值模拟,以此验证黏弹性阻尼器力学模型及分析方法的正确性。首先介绍了振动台试验,总结了黏弹性阻尼器耗能特征及减震效果;然后利用Bouc-Wen模型模拟黏弹性阻尼器的力学性能,在Open Sees中进行非线性动力时程分析模拟振动台试验;最后将数值模拟结果和试验结果进行对比分析。结果表明,模拟结果和试验结果在结构动力特征和结构响应上均吻合良好,因此验证了黏弹性阻尼器力学模型及分析方法的正确性。     

独立式石箍窑洞地震模拟振动台试验及数值模拟

以山西省静乐县的某独立式石箍窑洞为原型,制作1/4缩尺的三跨试验模型,对其进行了地震模拟振动台试验,分析了地震作用下窑洞模型的破坏过程及破坏形态。在试验研究基础上,采用ABAQUS软件建立独立式石箍窑洞的有限元模型,将模拟得到的动力特性、动力响应和地震损伤结果与试验结果进行了对比分析,验证了有限元模型的合理性,进而基于对原型结构的有限元模拟,分析了覆土厚度、拱跨数和拱矢跨比对窑洞模型受力性能的影响。结果表明：独立式石箍窑洞在地震作用下主要发生砂浆灰缝开裂破坏,开裂最严重的部位为洞口拱顶和侧墙与背墙的连接处;有限元模拟结果与试验结果吻合较好,能够较好地反映地震作用下窑洞模型的受力性能;窑洞模型的纵墙刚度大于横墙,加速度和位移响应随输入峰值加速度的增大不断增大;随着覆土厚度变薄和拱矢跨比减小,窑洞模型的抗震性能增强,但拱跨数对窑洞模型的抗震性能影响较小。     

浅埋偏压小净距隧道加速度响应规律试验与数值模拟研究EI北大核心CSCD

为了获得浅埋偏压小净距隧道在地震作用下的加速度响应规律,采用振动台试验与数值模拟相结合的方法,以双向大瑞波(DR-XZ)作为加载波,研究了在不同加速度激振峰值作用下浅埋偏压小净距隧道的加速度响应规律,探讨了非偏压与偏压对浅埋小净距隧道加速度响应的影响。研究结果表明:在双向加载波水平方向上隧道的右半拱加速度响应较为强烈,竖直方向上拱顶与拱脚处加速度响应较为强烈;相对比隧道在加载波的水平方向上加速度响应,竖直方向上隧道加速度响应较为剧烈;地震波的激振方向对隧道加速度响应有较大的影响;隧道测点加速度响应变化趋势受上覆岩层的厚度、中岩柱及岩质边坡等因素影响;振动台试验值与数值模拟值之间的误差在合理的范围内,且两者变化趋势较为相似,验证了振动台试验的合理性与数值模拟结果的可靠性;相对于偏压隧道,非偏压隧道的加速度响应规律性较强,偏压对隧道加速度响应的影响作用较强。     

型钢混凝土异形柱框架地震模拟振动台试验及数值模拟

为研究型钢混凝土异形柱框架的抗震性能,对1/4缩尺空间框架模型进行了地震模拟振动台试验,观察了模型在不同烈度地震作用下的破坏情况。采用OpenSees程序建立有限元模型进行动力分析,通过模型的动力特性、加速度反应及位移反应的对比,计算结果与试验结果吻合较好,进而对结构的楼层位移和层间位移角沿高度的分布及构件的应变和弯矩-曲率滞回曲线进行了分析。结果表明:型钢混凝土异形柱空间框架地震破坏时梁端先于柱端形成塑性铰,整体变形呈剪切型;与L形角柱及十形中柱相比,T形边柱受力更为不利;与中框架梁相比,边框架梁受力更为不利。     

框支密肋复合墙结构振动台试验与数值模拟分析

基于1/6比例框支密肋复合墙结构模型的振动台试验,采用ABAQUS有限元软件,建立该结构的非线性有限元模型,并对该结构在试验的几种典型工况下的地震反应进行数值模拟计算,选取了具有代表性的加速度、层间位移角、结构破坏形态等分析结果,与试验结果进行对比。分析结果表明:数值模拟与振动台模型试验吻合较好,证明了模型试验的可靠性和数值模拟的合理性,进而得出了本结构的动力特性与地震响应基本规律,为今后该结构的工程实践和科学研究提供了基础。     

岸桥刚度畸变相似模型振动台地震模拟试验研究

动力学模型试验是研究岸桥地震破坏机制的重要手段之一。针对由岸桥不完全相似模型(即畸变模型)试验结果来预测原型动力学特性的问题,基于振动台性能参数及模型加工约束提出了弯曲刚度畸变模型试验,并采用预测系数法对试验数据进行修正。设计制作了3套刚度产生不同倍率畸变的1:20岸桥试验模型,分别进行了振动台地震模拟试验,测试了模型结构在不同地震作用下的动力响应。同时,采用ABAQUS软件建立岸桥原型有限元模型并进行地震时程计算,将计算值与试验数据进行对比,结果显示:经过预测系数修正后的试验数据与有限元计算结果吻合较好,刚度畸变模型是可以对岸桥原型的地震响应进行准确预测的。     

浅埋偏压隧道监测数值分析

本文结合厦蓉高速公路（贵州境）榕江格龙至都匀BT8合同段老山隧道,探讨浅埋偏压隧道结构周边收敛、拱顶下沉及地表沉降位移的变化规律以及应用其判断围岩的稳定和支护参数的合理性的研究。     

西安火车站东配楼复杂连体结构振动台试验及数值模拟

通过对西安火车站东配楼结构的缩尺模型振动台试验,考察结构在不同水准地震作用下的破坏模式和抗震性能.对模型结构进行数值模拟,对比分析了不同工况下结构的自振频率、加速度和位移等动力响应的发展规律.结果表明,模拟计算结果与试验吻合较好,在8度罕遇地震后结构刚度退化最明显,其中小三角区X、Y向刚度分别降低了39.66％、37....     

越秀大厦模型模拟地震振动台试验研究

本文介绍了广州市越秀大厦１：２８比例的微粒混凝土整体模型的模拟地震振动台试验，对其动力特性，不同地震波作用下的地震反应及结构的薄弱部位进行了研究，为类似结构了工程设计提供了设计依据。     

小半径曲线桥振动台试验模型设计与试验研究

针对某小半径曲线桥,设计1/16的缩尺模型,开展考虑桩-土-桥梁结构动力相互作用的振动台试验研究。主要对振动台试验的模型设计和试验的实施进行阐述,通过对试验部分结果和现象进行分析,初步得出桩-土-结构体系的振动响应规律,探讨了小半径曲线桥破坏特征与破坏模式。结果表明:随着输入地震动强度的增大,结构的频率整体呈下降趋势,阻尼比整体呈增大趋势;结构的加速度反应从桩基底部向上至桥面,随着高度的增加整体呈增大趋势;桩基顶部应变和动土压力幅值最大,墩柱应变大于桩基应变;试验过程中观测到了桥体扭转反应,试验也展现了落梁、支座脱落、裂缝贯穿、局部混凝土压碎等震害现象。     

跨断层隧道动力特性大型振动台试验研究

通过与普通隧道进行振动台对比试验,探讨了跨断层隧道的地震响应规律及破坏特点,分析了衬砌裂缝的发展过程、加速度响应、应变大小以及围岩动土压力分布规律。试验结果表明:1从应变和破坏现象上看,断层隧道的横断面破坏程度远大于纵向;2强地震作用下断层隧道接缝处将产生较大的错动,接缝的错动极大影响隧道安全;3衬砌围岩动土压力具有两侧大、上下小的特点,临近破坏时隧道加速度响应将发生突变;4衬砌不同位置裂缝的产生和发展方向并不相同,顶部和底部由内向外发展,腰部两侧由外向内发展。以上试验研究结果可为断层隧道的抗震设计提供参考。     

穿越断层隧道钢筋橡胶接头振动台试验研究

隧道穿越活动断层段是地震中破坏最为严重的区域之一.针对这一现象,基于主动防御的设计理念,提出一种钢筋和橡胶相结合的柔性接头措施.以穿越断层龙溪隧道工程为背景,采用振动台模型试验研究了断层错动-震动综合加载方式下带有接头的衬砌结构响应特征.分析结果证明:断层错动-震动联合作用下分段隧道对周围模型土层有追随性和依赖性;断层...     

地裂缝场地地铁车站振动台试验和数值模拟研究EI北大核心CSCD

地裂缝场地动力效应和上、下盘错动严重影响地下结构的安全。以处于地裂缝环境的西安康复路地铁车站为研究对象,开展了水平和竖向地震共同作用下地裂缝场地地铁车站振动台试验,分析了模型土与车站的加速度反应规律及模型车站应变分布特征。同时,采用有限元软件ABAQUS建立有无地裂缝场地条件下车站的三维数值模型,研究了2类场地条件下地铁车站层间位移角和地震损伤分布规律。结果表明:水平和竖向地震共同作用时,地裂缝场地上、下盘动力差异响应和车站加速度反应较单向水平地震作用时明显增大。相较于无地裂缝场地车站,地裂缝场地车站的层间位移角明显增大,其构件损伤发展更加剧烈。这是由于地裂缝场地土与车站之间易出现脱空区,造成车站振动反应增强;同时,竖向地震引起的地裂缝场地上下盘错动会产生对车站附加的剪切作用,使其中柱更易发生严重损伤而导致结构整体破坏。     

地震模拟振动台试验模型相似设计中的材料弹性模量取值问题研究

为了提高结构地震模拟振动台试验的精度,采用实常用模型材料的力学性能试验与规范计算理论分析相结合的方式,对混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟振动台试验模型相似关系设计中的材料弹性模量取值方法进行了系统研究,推荐了混凝土结构、砌体结构及钢结构地震模拟相似关系设计中材料弹性模量的合理取值方法。试验与分析结果表明：模型材料弹性模量的试验值与原型材料弹性模量的规范值可能会存在较大差异,造成模型相似关系中的模型与原型弹性模量比过小,使振动台试验结果失真。因此,当混凝土结构振动台试验模型采用微粒混凝土或砂浆材料浇筑时,模型材料与原型混凝土材料的弹性模型应统一采用规范提供的拟合公式根据材料立方体抗压强度计算得到;当砌体结构振动台试验模型采用小型混凝土砌块制作时,模型材料弹性模量应采用规范拟合公式由材料试验确定的砌体抗压强度设计值计算得到;钢结构地震模拟相似关系中的弹性模量比可采用1.0。以上结论可为不同结构地震模拟振动台试验的模型相似关系设计提供理论依据。     

曲面隔震结构的动力模型与振动台试验研究

近年来超越最初设计地震的强震频繁发生,普通隔震结构在超设计地震作用下存在隔震层位移过大、支座剪断、甚至会造成隔震建筑与周围挡土墙发生严重碰撞的风险。提出了利用隔震层曲面特征及结构重力效应的曲面隔震新型隔震结构体系,控制隔震结构在强震作用下的隔震层位移响应。针对新提隔震结构体系建立了将隔震支座倾斜布置的简化单质点分析模型,并且对其加速度传递系数和位移传递系数进行了理论分析。设计制作了曲面隔震结构5层钢框架模型,与平面隔震结构模型和非隔震结构模型分别进行了地震模拟振动台试验。试验结果表明,曲面隔震结构加速度响应较普通隔震结构有所放大,显著小于抗震结构,曲面隔震结构的隔震层位移则比普通隔震结构明显减小,试验结果与理论研究结果相符。     

海上风力塔架结构模型振动台试验研究

目前风力发电技术发展迅速,风电塔架结构作为风机的主要支撑结构,其在地震作用下的安全性十分重要.对于此种三脚架结构还未进行过振动台试验研究,所以该文利用地震模拟振动台试验的方法对海上风力发电塔三脚架结构1 ∶ 20比例模型进行了系列的试验,研究了模型结构的动力特性,以及在加速度峰值0.3g、0.6 g和0.9 g作用下结...