地下结构纵向抗震动力可靠度分析

将沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震响应分析,阐述了采用动力分析方法求结构体系的脉冲响应函数的原理和方法,采用傅立叶变换原理和随机振动理论,建立了地下结构纵向随机地震响应统计特征的数学表达式。将结构随机地震响应看成是1个泊松过程,建立了采用首次超越破坏理论计算地下结构抗震可靠度的数学公式。以南京长江越江隧道初步设计方案(沉管段)为例,计算了其在高斯平稳随机过程地震动作用下的动力反应均方根值和纵向抗震动力可靠度。为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径,为以可靠性理论为基础的地下结构抗震概率设计规范的制订奠定了理论基础。     

穿越软硬突变地层盾构隧道纵向地震响应振动台试验研究

 为探讨穿越软硬突变地层盾构隧道纵向地震响应特性,基于纵向等效刚度模型,开展几何相似比为1∶40的振动台模型试验,研究软硬突变地层加速度以及隧道结构加速度、应变响应频谱特性,并采用数值模拟手段对试验结果进行验证。试验及计算结果显示：软硬突变地层及赋存其中的隧道结构加速度响应频谱曲线吻合较好,均表现出“双卓越频率”现象;输入地震频率接近坚硬地层主频时,软硬突变地层加速度放大倍率随埋深减小不再单调递增;软硬突变地层中结构应变显著增大,最大应变出现在地层软硬交界面软土一侧,隧道纵向应变增大区域分布于软硬地层交界面两侧2.5～3.5倍隧道直径范围内;应变响应从大到小依次为拱顶、拱底、拱腰,地层突变处隧道断面顶底应变差以及两侧拱腰应变差较均匀地层显著增大,软硬突变地层不仅增大了隧道纵向内力,也改变了其纵向整体弯曲方向。研究结果将为进一步揭示盾构隧道纵向地震响应特性及盾构隧道纵向抗、减震设计提供有益参考。     

盾构隧道整体纵向抗震性能分析及减震措施

文章以某盾构隧道工程为例,探讨了盾构隧道整体纵向抗震性能及减震措施,对有限元进行了分析,提出了盾构隧道减、隔震的控制措施,包括隧道隔震、柔性减震节点。     

考虑参数随机性的钢筋混凝土结构非线性地震可靠度分析

本文结合我国抗震设计规范,按双重随机振动模型建立了抗震结构在设计基准期内的地震可靠度分析过程及相应计算公式。以唐山新华旅馆为例,用非线性随机有限元法进行地震可靠度分析,预测结果与该结构的实际地震破坏情况吻合较好。     

双层衬砌水下盾构隧道横向及纵向地震响应分析

针对江心洲污水收集系统二通道隧道,采用时程分析法,建立三维有限元模型,分析盾构隧道在100年超越概率2%、10%和63%地震荷载下,纵向和横向结构受力情况。研究结果表明：（1）地震荷载下隧道陆域段轴力波动大于江中段,江堤处隧道轴力波动最小;（2）超越概率2%地震作用下上浮值最大为25.53 mm。（3）不同地震作用时间下,管片轴力基本呈对称分布;（4）截面收敛值最大为5.37 mm,小于4‰,管片接缝张开、新型接头轴力、剪力验算值满足抗震要求。     

随机参数结构的抗震模糊可靠度分析

本文利用随机有限元方法,基于变形破坏准则,综合考虑了结构参数的随机性,场地类别的模糊性,各震害等级界限的模糊性,地震烈度的随机性与模糊性等一系列不确定因素对结构抗震可靠度的影响,提出了随机参数结构的抗震模糊可靠度的综合评判方法。以一幢１２层的框剪结构作为算得到了该结构在使用期限内对各震害等级的模糊可靠度。研究结果表明,上述诸不确定因素都能影响结构的抗震可靠度,综合考虑诸不确定因素的影响可使结构的抗震可靠度分析更为科学。本文的研究成果可用于对现有建筑结构进行抗震可靠度评估,并可用于指导基于可靠度理论的结构抗震设计。     

高层隔震结构非平稳随机地震响应与动力可靠度分析

考虑地震动的非平稳特性,运用虚拟激励法对高层隔震结构在非平稳激励下的随机地震响应进行研究。采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型分别模拟隔震层与上部楼层的滞变特性,建立高层隔震结构的非线性化运动方程。运用精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到高层隔震结构在非平稳地震激励下各楼层响应的时变方差。基于首次穿越准则,研究非平稳随机地震激励下各楼层与结构整体的可靠度。运用上述理论,分析某高层基础隔震结构在8度与9度罕遇地震作用下的随机地震响应,隔震后上部结构各楼层层间位移方差较非隔震结构大幅减小。研究表明：结构的位移响应呈现强烈的非平稳性,且具有明显的时滞现象;高层隔震结构在强震作用下各楼层可靠度较非隔震结构有很大的提高,说明高层隔震结构具有足够的安全性。运用可靠度理论进行分析亦能发现结构的薄弱部位,该方法对结构的性能设计与性态控制具有指导意义。     

结构地震可靠度理论研究进展

较详细地介绍了地震危险分析、结构地震可靠度理论的发展和结构地震可靠度分析方法等 ,对几种主要分析方法作了较系统的分析和比较 ,并提出了目前研究中存在的问题 ,可供关心此方面进展的工程技术人员参考。     

抗震结构可靠度分析及其应用

对抗震结构可靠度理论进行了分析和研究，并结合可靠度应用，介绍了在罕遇地震时用位移控制结构的抗震能力，平面规则性超限工程的设计和底部框架抗震墙房屋的抗震结构可靠度的研究和应用。     

考虑隧道剪切效应的基坑开挖对邻近隧道纵向变形分析

 基坑施工将打破周围地层已平衡的应力场,引起应力释放,对既有下卧地铁隧道产生不利的影响。针对既有研究的不足,提出考虑隧道剪切效应的基坑开挖对下卧隧道影响的解析解。既有隧道简化为搁置于Winkler地基上的Timoshenko梁。通过两阶段分析法,考虑基坑卸荷作用下已建隧道的响应。首先基于Timoshenko梁理论,建立考虑隧道剪切效应的隧道纵向变形微分方程,然后将由Mindlin弹性解计算得到附加荷载施加于既有隧道上,最后通过有限差分法得到在附加荷载作用下隧道的纵向变形解答。收集3个已发表工程实例的实测数据,并与本文方法及Euler-Bernoulli梁法的计算结果进行对比分析,发现实测结果与2种方法得计算结果有较好的一致性。然而,在内力分析上,相对比于本文方法,Euler-Bernoulli梁法明显高估基坑卸荷引起的隧道弯矩与剪力。由于本文方法可有效模拟既有隧道剪切效应,因而可进一步给出1在卸荷作用下隧道管片间错台量。研究成果可为合理预测邻近基坑施工对既有隧道的影响提供一定的理论支持。     

结构在水平与竖向地震同时作用的非平稳响应

本文对单自由度结构在水平与竖向地震同时作用下的随机地震响应问题进行了系统研究。首先用简明的推导方法,建立了结构参激随机振动方程;其次利用Stratonovich随机微分方程、It随机微分方程、FokkerPlanck方程和矩微分方程的相互转换关系,用统一的公式法,建立了结构响应矩方程;然后根据Hurwitz随机稳定准则,获得了结构一阶和二阶响应矩渐近稳定条件的解析判断式;最后针对非平稳水平地震激励的最典型四种强度包络函数,综合应用复模态法,获得了结构非平稳响应二阶矩的解析解,给出了算例,并综合分析了各种参数对结构响应和稳定性的影响。     

非平稳地震激励下结构随机响应及动力可靠性研究

基于美国西部121条基岩强震加速度记录,采用Hilbert-Huang变换(HHT)生成能真实反映地震记录频率和强度双非平稳特性的非均匀调制演变功率谱,并用经验统计方法建立了根据地震矩震级、震源距预测演变谱的统计模型。运用虚拟激励法得到具有特定震级、震源距的演变功率谱作用下结构的非平稳随机响应特性,同时结合首次超越理论,分析了结构的动力可靠度问题,并且与仅具有强度非平稳特性的均匀调制地震随机激励作用进行比较,结果表明,在总能量相同的情况下,双非平稳功率谱的激励会使结构的响应更大,结构更容易失效。     

响应面方法在整体式隧道衬砌可靠性分析中的应用

在特性参数有较多样本时，蒙特卡罗法是目前计算结构可靠度的一种较为准确的方法。但在地下工程中，可以得到的特性参数样本数往往有限，因此，使用响应面方法更具有实际意义。针对铁路隧道整体式衬砌，将响应面方法所得的结果与蒙特卡罗法10万次抽样结果进行了对比分析，发现除了弯矩为零附近的截面外，其他截面上二者有较好的一致性，显示响应面方法应用于隧道衬砌可靠性分析是可行的。     

单层网壳结构在地震作用下的弹塑性动力响应研究

采用U L有限元列式 ,基于各向同性强化模式 ,Von Mises屈服准则和Prandtl Renss增量理论 ,针对强烈地震作用 ,考虑结构的几何和材料非线性 ,研究单层网壳在多维地震作用下的弹塑性动力响应计算。提出了一种有效的适用于网壳结构非线性动力响应的增量 /迭代有限元计算方法 ,考虑了转角大位移的精确计算 ,并对一个短程线形单层球面网壳结构进行了地震响应的双重非线性时程分析研究 ,探讨了结构的延性抗震性能     

基于小波分析的隧道衬砌结构动力响应规律研究

阐述了隧道衬砌结构动力有限元分析的小波解析方法与粘弹性边界条件,采用弹簧–阻尼单元模拟粘弹性边界条件;建立了相应的有限元分析模型,并利用现场振动测试成果,对京广线朱亭隧道在提速列车振动荷载作用下的动力响应特性进行分析研究,得出了衬砌结构各特征点处的振动位移、加速度、弯矩、剪力与轴力的时程响应规律,将计算结果与现场测试成果进行对比分析证明所提出的分析方法是合理的。研究成果对进一步分析提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性具有重要意义。     

地震动力作用下有限元土石坝边坡稳定性分析

基于地震动力时程反应和随机地震反应，用有限元边坡稳定性分析方法，分析了正弦波作用下模型坝边坡的稳定性，以此作为该方法的数值验证；而后，通过对地震动力作用下土石坝边坡稳定性的分析，对地震动力作用下影响坝体边坡最危险滑裂面位置及稳定性的动力影响因素进行了有益的探讨，并指出，地震动力作用下土石坝边坡与正弦波作用下模型坝边坡的最危险滑动面位置有所不同。     

轨道结构参数对隧道地面点动力响应的影响分析

首先，以双层弹簧阻尼支撑Timoshenko梁作为轨道结构的力学模型，求得作用于基床表面的荷载；然后，以移动荷载作用下空间体作为地铁列车作用下隧道系统的力学模型，并在其动力响应广义Duhamel积分解的基础上，结合数值拟合的传递函数，给出不同轨道结构参数时地铁列车荷载作用下地面点动力响应的时程和频谱曲线，进而分析轨道结构参数对隧道地面点动力响应的影响。     

铁路隧道衬砌结构可靠度分析

本文提出一个与地面结构相似的铁路隧道衬砌结构可靠度分析方法．此法是根据铁路隧道现行规范和已有的统计数据拟定的．当然它亦可推广到适用其它规范的情况下．目前,国内外尚没有被广泛接受的隧道支护结构可靠度分析方法,故本文所提方法可以认为是一次有益的赏试．     

基于随机反应谱的结构动力可靠性分析

基于随机振动理论,详细介绍了随机反应谱的生成过程,并将随机反应谱应用于结构动力可靠性的分析;对于结构动力响应量则采用了级数拟合法,使得动力可靠性分析问题转化为拟合结构响应的静力可靠度问题,从而为结构动力可靠度的计算提供了一种实用方法。