地下工程抗震分析方法及性能评价研究进展

 地下工程震害及其抗震性能研究是当前国内外学者研究结构抗震的一个热点方向。由于受周围岩土体的约束,地震作用下地下结构的动力响应特征与地面建筑存在较大差异。针对地下结构特殊的动力响应特征,国内外学者展开了一系列抗震理论分析和模型实验研究。在论述地下结构地震动破坏特征及破坏机制的基础上,总结目前地下结构抗震性能评价的研究进展并指出其存在的问题,提出地下工程抗震分析研究重点及全寿命周期抗震的下一步研究方向,以期为我国强震区地下工程震害机制分析和抗震性能设计提供有益帮助。     

地下地震动工程特性分析

为考察地下地震动的工程特性,选取美国加州强震观测计划(CSMIP)6个土工台阵的120条三分量地表和地下地震动为数据基础,分别对水平向和竖直向地震动的加速度幅值,规准反应谱,双规准反应谱,傅立叶谱,持时等工程特征进行了研究。结果表明,地震动加速度幅值随深度的增加而减小,在浅层的变化速度较快。规准反应谱明显受到场地条件和深度的影响。而不同场地不同深度不同分量方向的双规准反应谱之间差别甚小,双规准反应谱比规准反应谱表现出良好的一致性。最后,讨论了土层/基岩场地上台阵地震动的傅立叶幅值谱和地震动持时沿深度变化的特点。本研究揭示了地下地震动的一些工程特性,可以为地下工程结构的抗震设计提供参考依据。     

近断层/远场地震动作用下控制性岩体结构对地下洞室地震稳定性影响研究

 当前地下岩石工程地震响应研究中,缺乏对近断层地震动的影响机制的研究,也较少考虑地下岩石工程赋存环境中的地质结构。采用一种非线性节理本构模型模拟不利地质结构面,结合从NGA-West2数据库中选取的近断层脉冲型、近断层无脉冲型、及远场地震记录,分析近断层地震动对不利地质结构地震破坏现象的影响机制,并讨论、提出不利地质结构的地震动潜在破坏势,最后针对受层间错动带C2切割控制的白鹤滩水电站左岸尾水系统1#尾调室,揭示其在近断层脉冲型、无脉冲型、远场地震动作用下的动力响应与稳定性的差异。初步研究结果表明：(1) 仅有近断层脉冲型地震动才具有较大的速度、位移峰值和反应谱长周期值的特点,而近断层无脉冲型地震动特性与远场地震动近似;(2) 相对于近断层的大幅值,速度脉冲才是导致近断层地震动具有较大破坏能力的根本原因,速度脉冲使得岩体结构面两盘产生不可接受的剪切位移,成为洞室在近断层地震动作用下独特的失稳机制;(3) 对于地下工程中的不利地质结构而言,相比最常用的地震动强度参数PGA,PGV,PGD和PGV/PGA是为更理想的地震动潜在破坏势,且近断层/远场地震动可适用一种破坏势;(4) 提出的潜在破坏势参数在白鹤滩尾水系统1#尾调室的地震响应分析中得到了较好的验证,若受近断层脉冲型地震动的影响,洞室可能处于不稳定状态,可能需要针对性的抗震支护措施。结论可供地下洞室的抗震设计与分析参考。     

某大型地下停车场强地震反应数值模拟分析

近年来全球范围内的地震灾害表明,地下结构在强地震作用下并没有预料的安全,针对铁路和公路隧道、地铁车站和区间盾构隧道的抗震设计研究已经有一定的基础,而对于大型公用地下工程如地下停车场、地下变电站、地下商场等的研究并不多,对此类地下结构的抗震性能研究意义重大。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,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。采用100年超越概率2%的强地震波作为地震动输入,对某大型地下停车场的地震反应进行了分析,重点分析结构的内力发展过程,并与三维等效地震荷载法计算结果进行对比。数值模拟结果能够合理地计算地下结构的内力和变形,能够很好地标识出地下结构的薄弱部分,对地下结构的抗震设计有很好的指导作用,可以为其他大型地下结构抗震计算的参考。     

远场长周期地震动作用下超高层建筑响应特性

已有震害研究表明超高层建筑在远场长周期地震动作用下易出现长时间晃动的共振现象,国内超高层建筑在不同概率水平的远场长周期地震动作用下的响应特性有待验证。为此,参考实际工程建立超高层结构模型,利用已有方法确定不同概率水平的校验远场长周期地震动,对比分析超高层建筑在远场长周期地震动和规范设计地震动作用下的结构响应特性、非结构响应特性,以及居住者感受程度。分析结果表明：在结构响应方面,相较于同概率水平的规范设计地震动,远场长周期地震动作用下结构的层间位移角增大约15%,楼层累积滞回耗能提高约100%;在非结构响应方面,相较于同概率水平的规范设计地震动,远场长周期地震动作用下的中部楼层的位移敏感构件损坏、顶部楼层的长周期附属设备加速度响应、家具滑动和居住者不安度相对显著。超高层建筑主要应通过提高结构耗能能力和控制非结构响应来应对远场长周期地震动。     

地下生命线工程防御地震液化产生地面大位移的对策

液化引起的地面水平大位移在我国唐山、海城地震中已有诸多表现，１９９５年日本阪神地震也由此引起一系列震害，因此，日本拟将防液化流动对策列入抗震规范。本文结合地下生命线工程特点，对防御地面大位移震害提出一些基本措施，包括勘察、位移值预估、流动土体对管线等工程结构的作用力及地基加固等。     

浅埋地铁车站地下框架结构抗震设计的最优地震动强度指标

本文旨在研究浅埋地铁车站地下框架结构概率地震需求分析中的最优地震动强度指标。基于ABAQUS/Standard软件平台，建立地下框架结构土-结构相互作用分析的二维模型，采用非线性动力时程分析方法获得了3种断面的地铁车站框架结构在22条远场地震动记录激励下的非线性地震反应数据。以峰值层间位移角作为结构损伤参数，基于效率性、实用性、有益性及充分性对15种地震动强度指标进行了检验分析。结果表明：PGA最适合作为地震动强度指标进行浅埋地铁车站地下框架结构的概率地震需求分析，速度反应谱与PGV可作为备选强度指标；PGD、位移均方根、速度平方积分，与位移平方积分等强度指标均未能满足充分性检验，不适用于浅埋地铁车站地下框架结构概率地震需求分析。上述结论可对指导浅埋地下结构基于性能的抗震设计、发展和完善现有地下结构概率地震需求模型地震动强度指标的确定方法提供有价值的参考。     

某超高层结构在长周期地震动下的结构响应分析

已有震害研究表明,超高层建筑在长周期地震动作用下易出现"共振"现象,而目前国内规范对此的涉及较少,给结构安全带来一定的隐患。本文选取日本十胜冲地震和台湾集集地震中长周期分量明显的2条地震动记录以及2条普通地震动记录作为输入,以某拟建超高层结构为研究对象,运用Perform-3D软件进行了6度多遇和罕遇地震下的弹性和弹塑性时程分析,对比分析了结构在长周期地震动与普通地震动作用下的主要响应。结果表明,长周期地震动造成的结构响应如结构顶点位移峰值、层间位移角峰值等相比普通地震动更为显著,对于该超高层结构应该考虑长周期地震动带来的不利影响。     

综合管廊的纵向抗震计算——反应位移法

采用反应位移法对地下综合管廊进行抗震计算,考虑了地层和和结构的震动特征及其相互作用关系。通过结合工程实例阐述反应位移法的基本原理,介绍了使用反应位移法计算地震内力的方法。     

地下结构的地震震害及其影响因素研究

本文基于对地下结构的地震震害调查及国内外大量相关文献的分析,研究了地下结构的震害形式和特点,分析了影响震害的主要因素和规律,揭示了地下结构的震害机理。结果表明,地下结构的地震震害不仅与区域地震构造环境、场区地质条件有关,而且还受到诸如震级大小、震中距离、结构埋深和结构特性、地震地运动特性及地震波入射方向等多因素的影响。地下结构的地震震害机理可归纳为围岩失稳引起的破坏和地震惯性力引起的破坏两类。在进行地下结构抗震设计时,应尽量在选址时通过地质勘察从根本上避免在地震地质不良地带建造地下结构,加强抗震构造措施,重视对工程口部的抗震加固,改善结构的延性,提高结构对围岩变形的适应性。     

住宅楼安装中央空调的加固案例分析

文章通过两处住宅用房安装中央空调的事例,现场查勘、验算与鉴定,证实了在住宅用房的混凝土梁上钻孔洞安装中央空调管线的做法,影响了房屋结构的安全,同时给出了加固处理意见,提出了个人的几点看法.     

Regularities of development of settling of models of deep footings

Conclusions 1. The effect of relative penetration on the change in magnitude of settlement is substantial. With the same specific pressure on the base the settlement of the model decreases as the relative penetration increases.2. Published data on values of unit friction forces along lateral surfaces of deep foundations were confirmed. The maximum value of resistance along the side surface was 2 tons/m².3. It was established that the realtionship between the settlement of the model and its diameter is nonlinear. This is of great importance in working out a method for calculating foundations of deep footings from deformations especially if one considers that in this case the foundation carries substantial pressures and deforms under conditions of strongly developed shear regions.Translated from Osnovaniya, Fundamenty i Mekhanika Gruntov, No. 6, pp. 11–12, November–December, 1971.     

自动扶梯逆行故障成因与分析

对自动扶梯突然反转而导致逆行故障的类别和成因进行了分析,讨论了逆行速度及症状,分析了逆行概率及风险,并针对逆行提出了一些对策。     

测量标志普查资料汇集技术处理

为了适应新的形势发展需要,安徽省国土资源厅已启动新一轮测量标志普查工作。与过去不同,此次普查在资料汇集、调查人员组织、调查资料归档与调用等方面做了较大变革,文章简明阐述了变革后的测量标志普查资料汇集技术处理的过程。     

浅析步行街的建筑工效学——上海市吴江路步行街建筑工效学调研

从建筑工效学的角度对上海市吴江路休闲步行街进行了调查研究，根据调查结果，分析了其在建筑工效学上的一些特点与不足之处并进行了探讨，以期对步行街的建筑工效学设计提供准确的参考。     

环境的共鸣--大连水产学院图书馆的设计

本文通过对大连水产学院图书馆的介绍,向人们展示了建筑与环境之间相辅相成,共同作用,引起环境共鸣的原则方法.     

混凝土碳化深度的灰色预测

混凝土碳化是导致钢筋混凝土结构耐久性损伤的主要原因之一。为了预测混凝土碳化深度,本文建议采用一种基于灰色系统理论的预测模型,该模型可以根据已知的混凝土碳化序列,较精确地预测未来时刻的碳化深度。文章最后以实例说明了该模型的应用。     

住宅的多样性——日本集合住宅的借鉴

以西安目前住宅市场发展的现状及其存在的弊端为例 ,说明我国目前住宅需求的多样化和设计手法的单一化之间的矛盾 ,论述了与我国有着相似文化背景的日本在解决不同住宅需求时采用形式多样、功能各异的集合住宅的理念 .试图以此借鉴 ,使我国建筑设计界了解日本集合住宅的发展演变过程 ,吸取他们的经验 ,为我们在住宅多样化研究和设计时提供一种不同的思路和方法 .