附加位移和速度相关型阻尼器的相邻结构减震性能研究

选用两相邻单自由度体系(2-sdof)作为算例模型进行连接阻尼器的参数优化设计研究,以结构的位移响应传递率为性能指标,推导同时连接金属阻尼器和粘滞阻尼器时结构的位移响应,并基于定点理论得出对应于不同金属阻尼量的最适粘滞阻尼参数公式。根据振动微分方程自编程序,选取两条不同的地震波对结构算例模型进行弹塑性时程分析,依据位移、加速度响应和能量的分布对单质点体系减震性能进行了分析。结果表明:在两相邻结构之间附加按照理论公式得出的阻尼量,能够充分发挥出金属阻尼器和粘滞阻尼器的双重性质,从而使得结构的地震响应得到大幅度地降低。     

列车荷载作用下路轨系统及饱和弹性半空间上覆盖土层的动力响应

用解析法研究了移动列车荷载作用下下卧成层地基的路轨系统的动力响应问题。将整个系统分为上覆路轨系统和下卧土体。对于路轨系统,将钢轨简化为无限长弹性Euler梁,将枕木简化为连续质量块,同时考虑由Cosserat模型描述的道渣层。在实际工程中,地下水位往往位于地表以下几米处,因此将下卧土体考虑为成层土,其中,上层为弹性介质,下层为由Biot波动方程描述的饱和弹性半空间。在Fourier变换域内,联立铁路系统和下卧土体的动力方程,求解列车荷载作用下钢轨位移、加速度,土体位移、加速度,孔压表达式。利用数值积分方法对表达式进行Fourier逆变换,得到钢轨位移、加速度,土体位移、加速度,孔压在时域内的表达式。着重研究了弹性层厚度、密度、刚度和道渣层质量对钢轨动力响应的影响。计算结果表明,在低速情况下,这些参数对钢轨动力响应影响都很有限,但在高速情况下,这些参数对钢轨动力响应的影响都很大。     

流固耦合作用下埋地管道的振动分析

采用Euler-Bernoulli地基梁模型,利用Hamilton原理推导了埋地管道土—管—内流耦合横向振动的偏微分方程;采用Galerkin法求出了管道的临界流速和固有频率,并计算了管道的固有频率和临界流速的动态响应;利用MATLAB语言进行编程,求得管道的临界流速,其结果与数学公式推导得到的结果大致相同,分析得到输送流体管道的固有频率随着流速的提高而降低。     

谐波平衡法在压实土体参数识别中的应用研究

针对现行土体压实质量连续检测指标存在力学意义不明确或未考虑振动轮加速度高次谐波的不足,基于经典振动轮-土动力学模型,引入谐波平衡(HB)识别法识别土体参数(刚度和阻尼).利用快速傅里叶变换对振动轮加速度信号进行频域变换,根据振动轮-土系统响应各阶谐波平衡原理建立压实土体参数的识别方程,通过最小二乘法求解识别方程得到压实土体参数,最后通过仿真实验验证识别结果可靠性.结果表明:谐波数取2时,识别误差最大为2.9％,识别误差随着谐波数增加而递减;将识别的土体参数代入原动力方程,得到的振动轮加速度信号与原加速度信号的相似度为0.9945,具有很高的可靠度.因此,谐波平衡识别法可用于压实土体参数的识别,能够准确反映土体压实状态.     

不同地震动特性下的并联复合隔震结构的地震响应分析

本文基于层间剪切模型建立并联复合隔震结构的运动微分方程,引入状态空间法对其进行求解,得到位移、速度和加速度地震响应,最后结合工程实例,对不同地震动特性下的并联复合隔震结构的最大位移响应、最大剪力响应、滞回响应和能量时程响应进行计算、分析。结果表明:并联复合隔震结构能充分发挥不同类型隔震支座的优点,有效降低上部结构的地震响应;不同地震动特性对并联复合隔震结构的地震响应有重要影响,可为并联复合隔震结构的设计提供参考。     

地铁运行区域内高压燃气管道的振动和变形监控

为考察地铁运行期间产生的振动对高压燃气管道的影响,针对广州某段与地铁交叉区域的高压燃气管道本体进行振动监测和管道变形监测,通过对加速度的监测分析,经过FFT(傅里叶)滤波处理、MATLAB积分处理,得到振动加速度峰值、振动速度峰值和位移峰值数据.将振动计算应变与管道变形监测应变数据对照,将最大加速度对应的频率值和通过有...     

变截面圆拱强迫振动的传递矩阵算法

将传递矩阵法与Newmark-β法相结合,研究了变截面圆拱强迫振动的时程计算问题.首先用Newmark-β法将连续体强迫振动的偏微分方程转化为增量形式的常微分方程,然后根据传递矩阵原理求解该常微分方程,得到结构在时间增量段内的动力响应.在上述算法的基础上,根据等截面圆拱强迫振动的偏微分方程,推导了时间增量段内等截面圆拱强迫振动的传递矩阵的显式表达形式,编制了变截面圆拱强迫振动时程分析的计算程序,并进行了相应的算例分析,所得结果表明该方法是正确、有效的.该法具有计算简单、节约内存的优点,可方便地应用于这类问题的实际工程计算.     

基于黏着滑动耦合动力分析的Newmark滑块位移法

基于摩擦滑移结构的抗震机制,在动力响应分析中考虑塑性滑动位移与加速度响应之间的关联性。当滑动体发生滑动时,将滑动加速度作为附加惯性荷载直接引入动力平衡方程的右端荷载项,联立滑动体底部的平衡方程,利用振型叠加法确定滑动时刻滑动体的响应加速度和滑动加速度,进而利用Newmark滑块位移法得到该时刻滑动位移增量和累计滑动位移,直至地震结束。利用上述方法对Wartman振动台试验中所采用的可变形土柱进行动力响应分析,加速度响应和滑动位移结果均与Wartman的试验结果较为一致。最后,借助重力墙挡土结构对处于共振状态下基于上述算法和传统解耦算法墙体的动力响应和滑动变形结果进行比较。计算结果表明,塑性滑动位移和动力响应之间的关联性对滑动体动力响应幅值和滑动变形均具有显著的影响,忽略两者关联性的解耦算法在滑动方向上的响应加速度幅值和累计滑移量与基于上述算法的计算结果存在较大差异,累计滑动位移和加速度的卓越周期为上述算法的2倍左右,计算结果较为保守。     

基于OpenSees PL液化土中桩基横向动力响应数值模拟研究

强震作用下的桩基础动力响应特性一直是岩土工程抗震领域研究的热点问题。基于液化土中桩基振动台试验和Biot固结理论中的u-p形式公式,采用有限元软件Open Sees PL建立三维有限元模型,并进行数值模拟分析,将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:在正弦波输入下,干砂试验单桩台面、承台加速度和位移时程与模拟台面、承台加速度和位移时程从形式和数值大小上均相差不大;液化砂土试验单桩承台加速度幅值和位移与模拟承台加速度幅值和位移略有差别,但试验台面加速度和位移幅值与模拟台面加速度和位移幅值比较接近。El Centro地震波输入下也可以得到相近结论。     

扭转波应用于低应变动力测桩的理论研究

给出层状土中多缺陷桩在桩顶冲击扭矩作用下桩顶扭转响应的解。考虑了桩土相互作用。应用Laplace变换和传递矩阵 ,解桩的满足初始条件和边界条件的一组偏微分方程 ,导出桩土系统的传递函数 ,得到桩顶某点扭转振动速度的频率响应函数和频率域表达式。该点扭转振动速度时程由快速Fourier逆变换计算。用这种解研究桩的扭转波特征 ,其结论对应用扭转波进行低应变动力测桩有指导意义