中硬场地两种等效线性地震反应方法的对比

采用传统等效线性化(EERA)和频率一致等效线性(SOILQUAKE)对比分析基岩输入地震动特性对中硬场地地震反应的影响,分析结果表明:弱震时EERA和SOILQUAKE的地表峰值加速度差异基本可忽略;随着基岩地震动强度的增大,二者计算的地表峰值加速度相对差异越显著,EERA给出的地表反应谱在短周期放大效应逐渐减弱,卓越周期处谱值被显著放大;而SOILQUAKE得出的地表反应谱在短周期放大效应并未削弱,反应谱的卓越周期和周期大于0. 7s的谱值与EERA法基本一致。0. 3s加速度反应谱放大系数随基岩地震动强度增大而减小,但EERA放大系数减小过快,SOILQUAKE的表现则更为合理。故EERA对地震动高频的过分滤波作用存在不合理性,SOILQUAKE在地震动高频段的放大作用较EERA表现好。     

不同标准的场地放大系数比较研究

从Ki K-net强震观测台网的62个台站中选取了212条地震记录,基于台站一维土层模型和地表地震动记录,按地震强度分档标准分为7个分区,以及按场地条件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,共分为21组,根据一维等效线性化地震反应分析方法,使用SHAKE91软件反演计算得到露头基岩加速度,进而分别计算出以PGA和EPA为标准的场地放大系数,并进行比较。结果表明:不论是PGA场地放大系数还是EPA场地放大系数,都呈现出Ⅱ类场地的放大系数最大,其次是Ⅲ类,Ⅰ类场地的放大系数最小;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的PGA放大系数大于EPA放大系数的程度依次降低。     

冻土场地地震加速度反应谱研究

根据波动理论考虑土体的非线性,得到地震反应谱的解答,应用求解水平层状场地地震反应谱的等效线性化程序,数值求解不同负温、不同覆盖层厚度多年冻土场地的地震加速度反应谱,季节冻土场地冬夏季地震加速度反应谱。计算结果表明:负温对多年冻土场地加速度反应谱的影响显著,随着冻结温度的降低,加速度反应谱的加速度峰值逐渐降低,并且其峰值前移,场地卓越周期减小;随着冻土覆盖层厚度的增加,反应谱峰值先增大后减小;季节冻土场地夏季的地震反应高于冬季,但在短周期阶段也出现了反超的现象。     

泉州东、西塔场地抗震性能评价和场地地震动参数估计

本文首先结合东、西塔场地实际情况,对其场地类别、地基震害进行评判;然后采用综合概率法对工程场地进行地震危险性分析;最后结合试验测定的场地岩土力学性能,采用一维等效线性化波动法计算地震动土层反应,得到供结构地震反应分析的场地地震动参数。     

天津南港吹填土厚度变化对地表峰值加速度的影响

场地条件对地震波有明显的放大或缩小作用。工程抗震设防确定工程场地设计地震动参数时,必须考虑工程场地条件的影响。本文选用一处工程实例中的地震危险性计算结果,采用一维等效线性化波动方法,研究了吹填土软弱层厚度对地表峰值加速度的影响。研究结果表明:在不同的地震动输入条件下,输入的地震动强度越小,地表峰值加速度放大效应越大;地表峰值加速度放大倍数随着吹填土软土层厚度的增加先增大后减小,而最大放大倍数所对应的软土层厚度与地震动输入的大小有关。本文所得结果有助于在地震安全性评价工作中把握重点,为制定出合理可靠的工作方案提供依据,从而减少土层地震反应分析过程中的不确定性,提高抗震设防参数的精度。     

水平土层地震反应分析考虑频率相关性的等效线性化方法

工程场地非线性地震反应分析中,等效线性化方法因原理相对简单、参数获取方便而得到广泛应用。但这种方法算得的地面最大加速度值以及高频段的频响放大倍率与实测结果有较大差异。首先对比分析了几种考虑频率相关性等效线性化方法的原理,对频率相关性的实质进行了初步探讨。在分析具有竖向钻孔地震记录的场地土层应变频谱特征基础上,采用谱平滑化方法进行标准化应变谱曲线拟合,从而得到考虑频率相关性的新方法。通过改造DYNEQ程序得到各种方法的计算程序,并用新方法与其他方法分析了有竖向钻孔地震记录场地的非线性地震反应。分析结果表明:考虑频率相关性后的计算方法比传统方法均有所改善,本文新方法表现出良好的适用性。     

地震波斜入射时水平层状场地的非线性地震反应

利用土层和半空间的精确动力刚度矩阵,可求解地震波斜入射,水平层状场地的动力响应,并可得到各土层的位移、应力及应变结果。结合等效线性化算法,可分析斜入射地震波(SH,SV,P)时场地的非线性地震反应。研究表明:入射角对地表的加速度峰值有重要影响,未必在波垂直入射时最大,可能有多个峰值;实际地震波入射角平均在60°左右,与斜入射SV波时峰值放大倍数最大值出现的角度基本一致,按垂直入射计算得到的结果可能不安全,表明了在场地非线性地震反应中研究斜入射的必要性。     

场地土随机地震反应分析及动力可靠度计算

根据随机振动理论,研究了土层随机地震反应动力分析方法,介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时动力方程的求解问题,分别给出了基岩输人地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数,从而建立了可靠性分析的计算方法,并且对同一场地土采用两种动剪模量变化形式进行了自振频率的对比计算和动力可靠度计算.     

土层随机地震反应及动力可靠性分析

根据随机振动理论,研究了土层随机地震反应动力分析方法,介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时的动力方程的求解问题,分别给出了基岩输入地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数,从而建立了可靠性分析的计算方法,并且对同一场地土采用两种动剪模量变化形式进行了自振频率的对比计算和动力可靠度计算。     

场地地震反应的比较研究

用数值分析方法计算分析了场地地震反应。针对几种典型场地,分别采用频域等效线性化波动法（以下简称波动法）和有限元法,分析比较了在6种地震波作用下场地土的地震反应特性、有限元法和波动法间的数值差异、盆地模型和水平分层模型的地表地震反应特性及差异,并用Drucker—Prager模型模拟盆地沉积物介质的非线性。结果显示,有限元法求得的土层表面加速度峰值大于波动法;盆地的松散沉积物对地震波有明显的放大作用,盆地中部区域的最大地震反应与水平分层模型相应结果接近;在El-Centro波作用下,盆地表面的非线性位移反应较线性情形增大明显。     

Investigation of the soil amplification factor in the Adapazari region

Turkey is located on the highly active Eurasian plate. A very active strike slip fault, the North Anatolian Fault Zone (NAFZ), crosses Turkey from east to west; earthquakes occurred on this fault on August 17, 1999 (Kocaeli) and November 12, 1999 (Düzce). Regional geology and subsoil conditions can significantly change the characteristics of ground motion. For this reason, determining soil amplification during an earthquake, especially for soft soils, is a very important topic for researchers. In this study, one dimensional ground response analyses were performed for selected Adapazari sites using the August 17, 1999 Kocaeli earthquake strong ground motion record with SHAKE2000 software. Soil characteristics and depth to engineering bedrock at the selected sites are different and the observed level of structural damage at these sites during the Kocaeli earthquake was also different. Calculated soil surface response spectrums at these sites were compared with the recommended design spectra of the Turkish Earthquake Code and the Eurocode 8. According to one dimensional ground response analyses, the calculated response spectra of the selected sites exceed the recommended design spectra of the Turkish Earthquake Code and the Eurocode 8. Calculations show that higher amplification ratios occur at higher periods due to soil behaviour. Results of this study indicate that local geological conditions may amplify ground motion at some periods and, due to this amplification, the calculated response spectra may exceed the recommended design spectra. Therefore, it is clear that local site conditions must be considered for earthquake-resistant engineering designs on soft alluvial soil deposits.     

一维场地地震反应非线性有效应力分析法及其验证

液化所致的土体软化会影响地震运动规律,需进行有效应力分析以确定可液化场地的设计地震动参数.本文提出一种弱耦合形式的场地反应有效应力分析法.此方法将土的非线性滞回模型与剪切-体积应变耦合的孔压增量模型相结合,建立了循环加载过程中循环刚度退化与超静孔隙水压力增长的耦合关系;基于ABAQUS显式求解器开发了相应的材料子程序....     

多途径综合开发商业软件精细求解土石坝结构静动力反应

 以ADINA软件为例,提出联合开发和调用外部控制程序、自带本构模型二次开发接口、相关计算模块及前后处理模块的思路,全程自动实现各模块的调用计算和数据间的相互传递,一次性完成土石坝静动力反应的精细求解,综合开发时仅对软件自带二次开发接口不能实现的功能进行外部程序编写。通过与著名动力计算程序SHAKE91经典算例的对比分析以及一高土石坝三维静动力反应的工程应用,表明所建议的方法功能拓展性强,数据传递高效快捷,且计算结果合理可靠。这一方法也可推广用于ABAQUS和ANSYS等商业有限元软件,以弥补这些软件在精细求解某些特定问题时自身的不足。     

Structural behaviour of stainless steel stub column under axial compression: a FE study

This paper presents a Finite Element (FE) study on Lean Duplex Stainless Steel stub column with built-up sections subjected to pure axial compression with column web spacing varied at different position across the column flanges. The thicknesses of the steel sections were from 2 to 7 mm to encompass a range of section slenderness. The aim is to study and compare the strength and deformation capacities as well as the failure modes of the built-up stub columns. The FE results have been compared with the un-factored design strengths predicted through EN1993-1-4 (2006)?+?A1 (2015) and ASCE8-02 standards, Continuous Strength Method (CSM) and Direct Strength Method (DSM). The results showed that the design rules generally under predict the bearing capacities of the specimens. It’s been observed that the CSM method offers improved mean resistance and reduced scatter for both classes of cross-sections (i.e. slender and stocky sections) compared to the EN1993-1-4 (2006)?+?A1 (2015) and ASCE 8-02 design rules which are known to be conservative for stocky cross-sections.     

基于MSC.Marc二次开发的土体等价非线性粘弹性模型

基于MSC.Marc软件的操作平台,利用二次开发编程接口USER SUB.HYPELA,开发了土体等价非线性粘弹性动本构模型的子程序.选择广州某个典型软弱场地为研究对象,对该场地的地震反应进行二维有限元分析,与专业的土层地震反应分析软件SHAKE91计算结果进行对比,验证了该模型二次开发的准确性和可用性,可有效用于地震...     

深厚软土场地中三维凹陷地形非线性地震响应分析

采用黏弹性人工边界并结合地震动输入等效结点力法实现半无限场地的波动输入,采用等效线性法模拟土体的非线性特征,基于有限元软件ABAQUS,建立弹性基岩上覆深厚软土中三维凹陷地形非线性地震响应分析模型。通过与文献比较,验证了整体模型的精度。以天津地区某一浅椭球凹陷地形为例进行数值计算,比较了非线性地震响应与线性地震响应的差别,并进一步分析了三维凹陷地形对非线性地震响应造成的影响,最后计算了在地震安全性评价人工波作用下三维凹陷地形的非线性地震响应。研究表明,土体的非线性特征对三维凹陷地形地震响应有显著影响。研究还发现一个特殊现象,即凹陷地形中心附近的非线性地震响应可能会大于其线性地震响应,且地震激励幅值越大,这一现象越明显。对于三维复杂局部场地的非线性地震响应研究,模型具有一定的参考价值。     

带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱抗震性能试验研究

为研究带拉杆约束矩形截面钢管混凝土短柱的抗震性能,以轴压比、约束拉杆间距和截面长宽比为主要参数,进行了4个无拉杆约束和11个带拉杆约束矩形钢管混凝土短柱试件的低周往复加载试验。研究了其破坏过程、滞回性能、承载能力、变形能力、刚度退化及耗能能力等,并基于数值分析给出了带约束拉杆矩形截面钢管混凝土短柱压弯承载力计算式。结果表明：钢管板件宽厚比为50和67、剪跨比为3的矩形截面钢管混凝土短柱的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩;设置约束拉杆提高了试件的承载能力、变形能力及耗能能力;带约束拉杆试件的极限位移角在1/19~1/50之间,位移延性系数在3.28~6.25之间;破坏时的等效黏滞阻尼系数在0.3以上;增加轴压比降低了试件的延性;减小约束拉杆间距可明显改善柱的抗震性能;保持截面宽度不变,增加截面长宽比,可提高试件承载力,但延性降低。提出的带约束拉杆矩形截面钢管混凝土短柱的压弯承载简化计算式的计算结果与试验结果吻合较好。     

土-结构非线性相互作用体系演变随机过程响应分析

在假定结构体系受到非均匀调制的演变随机激励基础上,考虑到地震动强度和频谱非平稳特性,应用等效线性化方法分析了土-结构相互作用体系在演变随机激励下的响应演变谱和时变均方根响应,给出了一种实用计算方法,再通过示例叙述了此方法的实施过程。计算结果表明,地震动频谱非平稳特性对非线性相互作用体系响应有较大的影响。     

消能减震技术在某既有综合楼抗震加固中的应用研究

简要介绍了Sap2000中FNA方法的计算原理,结合既有综合楼采用消能减震技术进行了加固设计.通过对原结构地震反应分析,对抗震能力不足之处采取消能加固.结果表明,加固后有效降低了结构地震反应,达到抗震性能要求.