考虑竖向地震动下模量比和阻尼比简化公式

为了满足抗震规范和工程应用上的需要,提出便于工程应用的简化计算方法来考虑竖向地震动对动剪切模量和阻尼比的影响非常必要.根据考虑竖向地震动对土体最大剪应变相对增量影响的回归方程,建立考虑竖向地震动与土体动剪切模量比和阻尼比变化之间的简化计算公式.分析结果可以看出,加竖向地震动后使动剪切模量比减少,阻尼比增大,而无论增大还是减小都是非线性的,随剪应变幅值的增大,加竖向后模量比减小百分比逐渐变大,阻尼比增大百分比逐渐变小,随输入加速度峰值增大,影响也越大.竖向地震动对动剪切模量比在小应变时影响不大,大应变时影响较大,减小百分比最大可达17%,竖向地震动对阻尼比在大应变时影响不大,小应变时影响较大,增大百分比最大可达16%.     

液化场地桩基加速度反应试验与数值模拟

为研究液化场地桥梁桩基加速度反应特性,采用自编的土-结地震相互作用有限元分析程序,输入三种试验记录工况,进行可液化场地桥梁桩基地震反应振动台试验与数值模拟.结果表明:三种地震输入下,自下而上沿桩-柱墩长度方向,加速度峰值放大系数变化基本一致且均出现在10～20s时段内,加速度时程曲线的形状也极其相似;压缩0.15g El Centro波输入下加速度反应在砂土层与黏土层过渡带有增大趋势、在地表则有一定程度减小,且压缩0.15g El Centro波较0.15g El Centro波输入下均偏小,0.15g El Cen-tro波输入下自下而上桩的加速度时程幅值和峰值放大系数的试验值、计算值均一直有较大幅度增大;0.5g El Centro波输入下,加速度时程幅值的计算值和试验值在桩折断位置之下一直增大、至砂土层与黏土层过渡带则大大减小,加速度峰值放大系数的试验值和计算值在砂土层与黏土层过渡带突变增大、而在地表则明显减小,且较0.15g El Centro波输入下桩的峰值放大系数要偏小.     

地震荷载作用下双层填土的主动土压力计算

针对挡土墙后为成层黏性填土的情况,提出一种地震土压力计算方法.在Mononobe-Okabe理论的基本假定下,考虑了填土黏聚力及墙土接触面上的黏着力,推导出双层填土的地震主动土压力计算表达式.在单层无黏性填土条件下,该公式可以退化为Mononobe-Okabe公式.参数分析结果表明:地震主动土压力随水平地震加速度的增大而增大,随竖向地震加速度的增大而减小;水平向和竖向地震荷载对土压力值的影响显著.算例分析结果表明原有的分层法计算得到的地震土压力值是偏大的.     

加筋格宾挡墙地震反应与动土压力分析

本文通过大型的模型试验,研究了以红砂岩为填料在水平地震作用下加筋格宾挡土墙的地震反应。输入不同类型和幅值的地震波激励,探讨地震作用下模型挡墙的动力特性与动力响应规律。试验结果表明,加筋格宾结构为优良的抗震结构,其墙内对输入加速度有明显的放大效应。沿墙高方向水平加速度放大倍数的增量坡度比较平缓,随着墙高的增大,水平加速度有增大的趋势。墙内各质点对ELCE＿NS地震波的水平加速度放大倍数为1～1.88倍,对HACHI＿EW地震波的放大倍数为1～2.78倍。墙面板的水平加速度放大倍数随振幅增大呈现明显的递减趋势,变化基本上为线性的。竖向加速度峰值响应在墙面及墙顶显著增大,可达到台面水平加速度峰值的44%~56%。推导了加筋格宾挡墙在水平地震荷载作用下的竖向动土压力的振动方程。     

西昌市海河沿岸场地地震动分析

根据西昌市海河沿岸地区的地质环境,选取21个工程场地的钻孔资料,运用一维土层地震反应程序计算其峰值加速度与峰值速度.依照中国GB5001-2001规范和美国FEMA-NEHRP规范确定了特征周期与平台值,经过加速度反应谱归一化,进而得到该场地在50年超越概率水平为63％、10％和3％的设计反应谱.结果表明,土层软硬程度对地震动加速度的幅值和频谱影响显著,软土场地对峰值加速度的放大倍数较高,且加速度反应谱谱形较宽.     

竖向地震若干问题研究

地震是一种严重的自然灾害.目前的工程抗震研究中,水平地震的研究已经形成了比较完善的理论体系和计算方法.然而大量研究和震害表明竖向地震对结构的影响不容忽视.详细总结并分析近几十年来各种类型结构在竖向地震作用下的震害和原因,阐述竖向地震作用的计算方法、结构竖向动力特性和竖向与水平向加速度峰值比(V/H)的关系.简要介绍竖向减震隔震技术的应用与发展.研究结果表明,竖向地震的计算方法亟待完善,<建筑抗震设计规范>(GB50011-2001)对竖向加速度反应谱的取值过于简化,应用竖向隔震减震装置可以显著降低结构在竖向地震下的反应.     

地表水平变形对高压线铁塔的影响研究

以采动影响下高压线铁塔为原型,采用数值模拟方法对地表水平变形与铁塔内力和变形的关系进行了研究.分析了高压线铁塔在不同地表拉伸、压缩变形影响下铁塔内力和位移的变化规律.研究表明,随着地表水平拉伸变形值的增加,高压线铁塔内杆件的轴向压应力和拉应力均呈二次方关系增加;随着地表水平压缩变形值的增加,高压线铁塔内杆件最大压应力和最大拉应力均呈对数关系递增.地表拉伸变形对高压线铁塔的影响大于地表压缩变形的影响;地表水平变形对高压线铁塔倾斜度及横担歪斜度影响相对较小.     

微型桩加固公路路肩数值模拟分析

为研究重型汽车运行过程中引起的振动荷载对路基稳定性的影响,采用有限差计算软件建立了重型汽车运行条件下高级公路路基三维仿真模型,重点对其动力响应及桩的支护效应进行分析.结果表明:随着测点与振源水平距离的增加,测点峰值加速度逐渐减小;与无微型桩加固路堤相比,路肩用微型桩加固后,地表各测点的竖向振动峰值加速度衰减的相对较快;当桩径和桩长一定时,随着桩间距的增大,路基面上各测点的竖向位移也相应增大,且重车荷载激励作用处竖向位移最大;同时,随着测点与振源水平距离的增加,路基表面竖向位移逐渐减小.当桩径4m,桩长3m时,桩身最大动弯矩基本位于桩顶以下2m处,并且达到最大动弯矩后,微型桩桩身动弯矩随埋深的增加而逐渐减小.     

基于汶川地震的我国黄土地区加速度峰值衰减关系

基于汶川地震期间大量地震加速度记录,利用直接拟合方法得到我国黄土地区土层加速度峰值衰减关系.借用美国西部相关研究成果,得到美国西部土层放大公式,并利用本文提出的修正方法对其进行最小方差的回归修正,得出我国西部黄土区土层放大公式,进而在少基岩加速度记录情况下,得到我国黄土地区基岩加速度峰值衰减关系.     

上覆弹性土层横观各向同性饱和地基竖向振动分析

针对上覆弹性土层横观各向同性饱和地基，采用半解析半数值的方法研究了其竖向振动问题．利用Hankel积分变换分别求解了横观各向同性弹性介质和饱和介质的动力控制方程，结合边界条件给出了谐和荷载作用下上覆弹性土层横观各向同性饱和地基表面位移积分形式解．采取数值Hankel逆变换结合数值算例，讨论了上覆弹性土层厚度、弹性土和饱和土各向异性对地基竖向振幅的影响．结果表明，地表竖向振幅随着上覆弹性土层及饱和土体弹性各向异性参数的增大而减少，而饱和土体渗透系数各向异性对地表竖向振幅的影响不大．     

震级、震中距和场地条件对反应谱特性影响的统计分析

选取世界各地的地震记录共324组,研究了竖向与水平反应谱的比值(V/H)、反应谱峰值周期(Tp)、动力放大系数最大值(βmax)、地震影响系数最大值(αmax)和2水平向峰值周期的差值(△Tp)等参数,以及这些参数与场地类别、震级和震中距的关系．结果表明:1)现行规范中V/H=2/3基本符合实际情况的;2)竖向Tp 略小于相应水平Tp;竖向Tp随震中距和震级增大,场地类别的影响不明显;3)αmax随震中距的增加而减小．当震中距离比较大时,场地条件对αmax值的影响不明显;4)2个水平向反应谱的特征周期存在一定差异,随震级的增大这一差异有增大的趋势．     

自由场地液化响应特性的离心机振动台试验

利用ZJU-400土工离心机振动台,对相对密度为40%的福建中细砂自由场地模型,进行5次动态加载的液化试验.分析试验中土的动力特性和地震动特性,得到土体不同深度范围内加速度、超静孔隙水压力随时间的发展规律,以及土体加速度、沉降与超静孔隙水压力增长之间的关系,增强了对地震过程中土体加速度、沉降与孔隙水之间相互作用的理解.结果表明：场地放大作用受超静孔隙水压力增长和土体软化的共同作用,液化破坏了土颗粒的联结强度和结构稳定性,再次沉积形成的结构不稳定易再次液化|峰值过后切应力对超静孔隙水压力增长仍起到不可忽视的作用;土体超静孔隙水压力增长和土体沉降是外荷由土颗粒到孔隙水再到土颗粒传递的结果|液化后固结完成,场地土体自振频率增加;基于剪切波速确定CRR曲线的方法是合理的.     

Pseudo-dynamic analysis of seismic stability of reinforced slopes considering non-associated flow rule

The required reinforcement force to prevent instability and the yield acceleration of reinforced slopes are computed under seismic loading by applying the kinematic approach of limit analysis in conjunction with the pseudo-dynamic method for a wide range of soil cohesion, friction angle, dilation angle and horizontal and vertical seismic coefficients. Each parameter threatening the stability of the slope enhances the magnitude of the required reinforcement force and vice versa. Moreover, the yield acceleration increases with the increase in soil shear strength parameters but decreases with the increase in the slope angle. The comparison of the present work with some of the available solutions in the literatures shows a reasonable agreement.     

Numerical analysis on seismic behavior of railway earth embankment: A case study

A numerical case study on the seismic behavior of embankment was carried out based on a prototype of earth embankment in Yun-Gui Railway(from Kunming City to Nanning City) in southwest of China. A full-scale model of earth embankment was established by means of numerical simulation with FLAC~(3D) code. The numerical results were verified by shaking table test. The seismic behaviors of earth embankment were studied, including the horizontal acceleration response, the vertical acceleration response, the dynamic displacement response, and the block state of earth embankment. Results show that the acceleration magnification near the embankment slope is larger than that in internal earth embankment body. With the increase of input peak acceleration, the horizontal acceleration magnification presents a decreasing trend. The horizontal acceleration response at the top of embankment is more sensitive to the intensity of ground motion than that at the bottom of embankment. The embankment presents an obvious nonlinear-plastic characteristic when the input horizontal peak acceleration is larger than 0.3 g. The maximum residual deformation occurs in the middle of embankment slope surface instead of at the top of embankment. The upper part of embankment experiences tension failure without shear failure, and area at the bottom of embankment around the symmetry-axis of embankment mainly presents shear failure under the earthquake loading. The tension failure and shear failure repeatedly occur along the slope surface of earth embankment.     

汶川地震竖向地震动衰减关系

为系统研究汶川地震的竖向地震动特征,回归出了汶川地震的竖向地震动衰减关系.在此基础上,分析场地效应和上/下盘效应对竖向地震动的影响；分析竖向加速度反应谱（a_PS,阻尼比0.05）的特征,并提出一个简单的竖向设计反应谱；利用竖向和水平向地震动衰减关系直接得到地震动竖向与水平向比（V/H）的关系,分析不同距离不同周期V/H的特征.结果表明:竖向地震动受场地效应和上/下盘效应的影响；竖向反应谱和水平向反应谱在卓越周期、特征周期、峰值的震荡周期跨度及下降段的衰减速率都存在较大的差异；V/H离散性较大,且在不同周期不同距离表现出完全不同的特征,而V/H的场地效应和上/下盘效应是由竖向和水平向地震动的场地效应和上/下盘效应的强弱不同造成的；加速度反应谱的V/H呈现出两个极值的“马鞍型”,但在不同距离具有不同的特征,近场最大极值出现在高频段（t<0.1 s）,而远场最大极值出现在低频段（t>1 s）.中国未来一段时间竖向地震动的研究到应用的过程一方面可以不断完善竖向设计反应谱,另一方面可以考虑利用V/H的关系求关键点的强度.     

预应力路堤附加围压场与围压增强效应

利用ABAQUS建立预应力路堤（PE）三维有限元模型，以侧压板（LPP）宽度1.2 m，边坡坡率1∶1为例，分析其内部附加围压场的分布特征. 结果表明：随距路堤坡面水平向深度增加，板体覆盖侧附加围压由浅层 “腹鼓形”差异分布逐渐过渡至深部的较均匀分布；板体3个外延区的附加围压均随坡面水平向内深度先增后减，以不同峰值围压扩散角将预应力扩散至路堤受荷核心区，且峰值扩散角依次为：板外上侧<板外左、右两侧<板外下侧. 基于强度折减法，分析预应力路堤整体稳定性能，并探寻板间距的优化设计方法和思路. 开展典型路堤填料的系列静动三轴试验，论证预应力加固结构能有效提高填料的静动力抗载和抗变形性能，并建立填料临界动应力与围压间的经验式，可以为补强铁路路堤土围压提供参考.     

加筋土坡地震稳定性的拟动力分析

研究加筋土坡在地震惯性力影响下的稳定问题。采用拟动力的方法表示作用在土坡滑动体上的水平与竖直地震惯性力。由于研究对象为加筋的土坡,所以引入水平条分法来研究加筋土坡的筋材拉力,并通过公式推导,设置算例研究土坡坡角、土体内摩擦角、地震加速度系数等因素对加筋效果的影响。结果表明:加筋拉力随地震加速度系数(k_h =0.0、0.15、0.3)的增大而增大,随土坡坡角(60°~90°)增大而增大,随土体内摩擦角增大而减小。       

基于振动台试验的含软弱夹层堆积体边坡动力响应规律与失稳破坏现象研究

针对川藏铁路沿线典型潜在滑坡灾害点,设计完成了几何相似比为1:10的含软弱夹层堆积体高陡边坡振动台试验,从堆积体边坡失稳破坏现象与动力响应规律等方面开展了系统研究,得出以下结论:边坡滑塌是一个均衡渐进的过程,地震初期,在重力和地震力耦合作用下,滑体表面出现土体剥落;随着地震动持续,滑体顶部开裂,滑体表面裂缝增多并向前缘...