地震荷载作用下高边坡稳定性分析

应用地震对高边坡的破坏机理,以重庆渝中区洋河小学头塘校区旁边的高边坡为研究对象,对地震荷载下高边坡的稳定性进行分析.利用有限元软件MIDAS/GTS,建立三维数值模拟模型,初步分析地震荷载作用下带有软弱夹层的高边坡位移及应力变化规律.由分析结果可知:沿地震波方向的高边坡位移明显增大,其他方向位移变化较小;软弱夹层上部较下部位移变化大.高边坡安全系数的计算可为其加固提供可靠的理论依据.     

多向地震荷载作用下砂土场地震陷分析

砂土震陷的计算是岩土地震工程的重要问题之一,现有的以经验公式为主的砂土震陷计算方法简化了地震的多维特性。为解决这一问题,本文采用Abaqus有限元软件对地震作用下的砂土场地进行震陷分析,分别模拟砂土场地在单向、水平双向和三向地震荷载作用下的震陷发展规律,并对各方向最大加速度峰值时刻的震陷值和最终震陷进行了对比分析。研究发现震陷的发展经过迅速增长、平稳增加和缓慢发展三个阶段,水平双向地震动引起的震陷值大于水平单向,但小于两个方向荷载单独作用下的和,因此不能简单地采用两个单向荷载作用下震陷叠加等效双向荷载作用下震陷。三向地震荷载引起的震陷远大于水平双向荷载产生的震陷值,竖向地震荷载对场地震陷增大贡献明显。     

波浪荷载作用下海床的液化及参数分析

为研究波浪荷载作用下海床的液化和其主要影响因素,基于线性水波理论和Biot波动理论,得到波浪荷载作用下海床土体中孔隙水压力和有效应力的解析表达式。以海床的液化深度作为主要评价指标,选择合适的液化判别方法,通过算例分析得出海床在不同水波和土体物理力学性质参数时的瞬时液化深度。结果表明:水波和海床的物理力学性质对海床液化深度影响较大,如水波的周期、水深、海床土体的强度、渗透率、泊松比、流体的压缩性等,其中波浪周期和海床的剪切模量、渗透率对海床的液化深度影响最大,其他参数在一定变化范围内对海床的瞬时液化影响较为明显。根据数值分析结果,提出了海床液化的防治措施。     

地震荷载作用下锦屏地下厂房动力分析

锦屏地下厂房洞室群规模巨大,厂区断层及裂隙密集带发育,实测最大主应力达35.7 MPa,为高地应力区。该区基本烈度VII度,50年超越概率5%的水平峰值加速度达到0.167 g,抗震问题突出。采用输入加速度时程法,对该地下厂房5#机组段二维有限元模型进行动力时程分析。结果表明:5#机组段进行系统支护后,在地震荷载作用下,三大洞室协调振动,上下游边墙处动位移及速度差异较小;厂区水平向及铅直向加速度约为2.7 m/s2和1.9 m/s2,分别为输入加速度的1.65和1.73倍;围岩动力破坏区及动拉应力区分布规律与静力作用下相近,但其深度和量值有所增加,且在局部区域有新拉应力区生成;动拉应力区深度在3.7 m以内,其量值一般小于0.2 MPa,说明加固措施有效,可以满足抗震要求。     

地铁荷载作用下隧道土体变形的数值模拟

天津市区地铁隧道一般埋设于第一海相软土层中,目前针对这一海相软土层在地铁荷载下隧道周围土体变形的研究较少.本文利用ABAQUS有限元软件,模拟地铁运行荷载,对比分析隧道周围土体在竖向和水平方向上距隧道不同距离处土体的变形,结果表明:土体变形较大的区域主要集中在以隧道轴线为中心的10,m范围内,工程建设时对此区域土体要重点关注;而在30,m以外区域土体变形较小.分析结果为以后在现有地铁隧道沿线建设地下构筑物时提供了有价值的参考.     

地震作用下的基础隔震滑移分析

首先论述了砌体结构房屋基础滑动层的试验结果,提出了地震作用下基础滑动层的滑移分析,并提出了设计中应注意的几个问题。     

地震荷载作用下海洋平台结构物动力可靠度分析

主要针对地震荷载作用下的海洋平台结构动力可靠性问题进行研究。海洋平台动力可靠性实质上是综合应用动力响应理论和概率理论，先对平台结构响应特性起主要影响作用的随机变量进行抽样，然后进行平台结构随机响应分析，并对响应结果进行概率统计分析，进而求得平台结构动力可靠性。本文分析过程中，考虑了地震裂度、地震输入方向、不同地震波等因素对结构响应的影响。应用本文所提出的海洋平台结构物动力可靠度分析方法，结合工程应用，进行南海某三腿海洋平台动力可靠性评估。分析结果表明，考虑了柱－土共同作用后，平台结构刚度降低，系统结构更为柔软，因此考虑桩－土共同作用后的结构响应比考虑六倍桩径处固定时的结构响应小；南海某三腿海洋平台体系动力可靠指标小于目标可靠指标，该平台在实际工程应用中是安全、合理和可行的。     

土体液化动力分析数值模型

基于有效应力原理,采用满足Masing准则的修正双曲线模型描述土的本构关系,建立了一种土体液化动力分析的数值模型,该模型反映出地震引起孔压增长及伴随的土体软化效应且特别考虑了围压对场地液化的影响.孔压增长模型选用Ishibashi和Sherif等提出的等效循环孔压模式.为了验证模型在模拟地震触发场地液化分析的可靠性,直接针对自由液化场地振动台试验,建立了自由液化场地地震反应的二维分析模型和计算方法;土箱-地基边界采用并联弹簧-阻尼器模拟,体系的动力方程采用Wilson-θ逐步积分法求解.通过试验值与计算值的对比分析,评估了数值建模途径和计算方法的可靠性;总体来看,试验结果与计算结果吻合较好,一定程度上验证了模型良好的模拟能力和正确性,可有效地用于场地液化动力分析.     

地震荷载作用下包边填砂路堤动力特性分析

包边填砂路堤是采用一种砂或砂石料填筑,用粘性土包边封顶的路堤结构形式,在地震荷载下,填砂料与包边粘性土各自的动力特性,以及它们之间相互作用所表现出的动力响应直接影响到路面结构及其路堤变形。本文针对软土地基上的包边填砂路堤路基所采用CFG桩和塑料排水板堆载预压这两种不同地基处理方法,采用FEM建模和模拟地震波信号分析方法,计算分析了地震震动荷载作用下包边填砂路堤与加固后路基的协同动力反应性态,以及震动影响下的路堤与路基的整体变形特性。计算结果表明,采用CFG桩路基处理加固后的包边填砂路堤其震动响应显著优于塑料排水板地基处理方法。     

地震荷载作用下连续墙竖向位移及影响因素分析

运用有限元分析软件ANSYS,通过对闭合型地下连续墙施加模拟地震荷载的方式,对其位移特性和影响位移的因素进行了研究,所加载的地震波采用汶川地震时记录的地震波.结果表明:闭连墙墙体弹性模量和墙体厚度对抗震性能的影响非常有限,周围土体的弹性模量对闭连墙的抗震性能有非常显著的影响,可以通过改良周围土体的土体性质来提高闭连墙的抗震性能.     

地面基础荷载作用下井壁侧压力计算

本文采用Ｗｅｂｅｒ积分变换方法分析了在井塔或其它建筑物作用下井筒围岩的应力分布，相应地获得了井壁侧压力的计算公式，最后，给出了两个算例。     

土体液化动力分析数值模型研究

基于有效应力原理,采用满足Masing准则的修正双曲线模型描述土的本构关系,建立了一种土体液化动力分析的数值模型,该模型反映出地震动引起孔压增长以及伴随的土体软化效应且考虑了围压对场地液化的影响。孔压增长模型选用Ishibashi和Sherif等提出的等效循环孔压模式。为了验证模型在模拟地震触发场地液化分析的可靠性,采用建立的模型,直接针对自由液化场地振动台试验,确立自由液化场地地震反应的二维分析模型和计算方法;土箱-地基边界采用并联弹簧－阻尼器模拟,体系的动力方程采用Wilson-θ逐步积分法求解。通过试验值与计算值的对比与分析,评估了数值建模途径和计算方法的可靠性;总体来看,试验结果与计算结果吻合较好,一定程度上验证了模型良好的模拟能力和正确性,可有效地用于场地液化动力分析。     

路堤荷载下现浇筒桩复合地基性状分析

为了提高软土地基的稳定性和减少路基沉降，进行了现浇筒桩复合地基工作性状研究.通过对现场测试数据的分析，得到了复合地基顶部桩土平均应力随填土时间的变化曲线，研究路基中心和桩顶沉降随填土时间变化规律，并讨论了孔隙水压力随时间消散曲线和侧向位移沿深度变化规律.研究结果表明，桩间土平均应力随填土时间增加先增大后减小，而桩顶平均应力持续增大.复合地基的沉降随深度增加而递减，沉降主要发生在小于4 m深度范围内.地基侧向位移沿深度变化较小，筒桩及土工格栅的联合加固效应明显，侧向位移有回缩现象.     

基于无网格法的周期性波浪荷载作用下饱和土体动力响应分析

基于饱和土体Biot理论,采用无网格单元法分析了周期性波浪荷载作用下的饱和土体动力响应。根据移动最小二乘法,将饱和土体的位移、孔隙水压力进行移动最小二乘法离散,位移边界采用拉格朗日乘子法,将位移约束条件引入得到控制方程组。研究表明,无网格法的节点规则与不规则分布都可得到问题解,但相对而言,规则节点分布可以提高计算精度,不规则节点分布的计算结果也能够达到合理的计算精度。相对于有限元法,采用相同时间步长积分,无网格法能够避免计算结果的振动性。     

地震荷载作用下桩承式加筋路堤动力响应分析

桩承式加筋路堤具有工期短,成本低以及沉降变形小等优点,在工程中得到了广泛应用.为了研究地震荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,建立了桩承式加筋路堤的数值分析动力模型,分析了水平地震波El-Centro作用下桩承式加筋路堤的动力响应.同时,研究了路堤加速度、动剪应力和路堤动位移等动力特性,分析了CFG桩和土工格栅的内力峰值分布.最后,对土工格栅抗拉模量和桩间距进行了参数分析,研究了水平地震荷载作用下土工格栅抗拉模量和桩间距对桩承式加筋路堤动力响应特性的影响.数值分析结果表明:桩承式加筋路堤在右坡面接近坡脚处,剪切应变增量最大;增大格栅抗拉模量能增强桩承式加筋路堤的抗震性能,而且对增强竖向地震稳定性比水平向地震稳定性效果更明显.     

地震荷载作用下抗滑桩嵌固深度的研究

国内外对地震荷载作用下碎石土边坡抗滑桩的最佳嵌固深度研究很少,以往抗滑桩嵌固深度的确定还主要采用经验方法。以云南省文天公路K123+920～+950段的南温碎石土滑坡为研究对象,采用物理模型试验方法,通过对滑坡地质力学条件分析,建立抗滑桩相似试验模型,进行地震荷载作用下抗滑桩不同嵌固深度的变形破坏试验研究,获取抗滑桩变形试验数据。运用传递系数法,分析地震荷载作用下抗滑桩承受的水平荷载与桩体位移的相互关系,确定了碎石土滑坡在一定的滑坡推力条件下,抗滑桩的最佳嵌固深度,最后建立碎石土边坡中抗滑桩最佳嵌固深度的经验判别式。此判别式可作为不同强度下碎石土滑坡中抗滑桩最佳嵌固深度的设计提供参考,也可为地震荷载作用下最佳嵌固深度验算提供帮助。     

移动荷载作用下土体动力响应的参数影响分析Ⅰ:粘弹性半空间

采用移动坐标系,利用积分变换方法求解Navier’s动力方程,求出移动荷载作用下三维粘弹性半空间体动力响应积分变换解.算例验证表明本文分析方法的正确性,数值分析了荷载移动速度、频率和土体弹性模量对半空间动力响应的影响,为研究双自由度车辆体系对地面响应的影响奠定基础.