长周期地震动下软夹层地基的层间隔震结构振动台试验研究

长周期地震动易使隔震结构地震响应强烈,考虑土-结构相互作用（SSI效应）后隔震结构可能更不利。为探究长周期地震动下软弱夹层地基SSI效应对层间隔震结构的动力响应规律及减震性能的影响,开展刚性、软夹层地基上大底盘单塔楼层间隔震结构的数值模拟和振动台试验。结果表明：考虑SSI效应后结构的自振周期较刚性地基增大,但采用隔震技术后延长的周期倍数降低;软夹层地基对输入地震动具有明显放大和滤波效应,与地震动的峰值和频谱特性相关;SSI效应对层间隔震结构的地震响应以放大作用为主,对下部底盘和隔震层的影响较大;考虑SSI效应后长周期地震动下隔震结构的地震响应较普通地震动更为强烈,减震效果变差,特别是近场脉冲地震动下隔震层位移超限,体系发生失效破坏。     

不同施工阶段上覆工程对浅埋地铁结构安全的影响

软弱土层的承载力和稳定性较差,外部环境对浅埋于此类地基中的地铁隧道结构影响较大。为避免临近工程的施工对地铁隧道的结构安全及正常使用造成不利影响,需要分析地铁结构的变形并对其进行控制。以实际工程为例,探究软弱地基上临近工程施工全周期对地铁隧道变形的影响,对隧道在工程全周期的各个施工阶段下的变形进行数值模拟,采用自动化监测系统在施工全周期内对区间地铁沿线进行实时监测,并评估现场支护形式及施工组织措施对于地铁变形控制的作用及各阶段下变形的发展规律。结果表明：现场所采用的搅拌桩加旋挖桩的支护形式及沿中轴线方向分批次跳仓开挖基坑的施工控制措施能够有效地控制软弱地基浅埋隧道的侧向变形和沉降;隧道两侧对称施工,能够降低隧道20%～30%的侧向位移;隧道变形的发展主要集中在地下室开挖及侧墙回填两个阶段。     

基础隔震结构直接基于位移设计研究

目前主流的抗震性能化设计方法是直接基于位移的设计方法,在地震作用下,该方法可有效控制结构的损伤和变形。针对基础隔震结构的设计,有必要提出一种直接基于位移的设计方法。通过对LRB隔震系统进行等效线性化建立等效2DOF模型,再结合振型分解反应谱法,建立隔震层和上部结构的位移反应的数学表达式,并结合标准的DDBD方法提出了基于位移的隔震设计方法。最后采用提出的基础隔震设计方法对一榀钢筋混凝土平面框架进行设计,并对设计结构进行弹塑性时程分析,时程分析结果证实提出的设计方法的有效性。     

考虑地基土体参数空间变异性隔震结构的SSI效应可靠性分析

土体弹性模量的空间变异性不仅影响输入地震波的特性，考虑SSI效应后还会增加隔震结构动力响应的随机性，影响结构的可靠度。为探究土体弹性模量的空间变异性对隔震结构地震动力响应的影响，将随机场模拟技术与有限元分析结合，实现基于蒙特卡罗模拟的动力“非侵入”随机有限元计算。以典型大底盘隔震结构振动台试验为例，进行确定性与随机有限元分析，计算结构相关响应参数，并使用AIC(Akaike Information Criterion)准则判定响应参数的最优边际分布。结果表明：考虑土体参数空间变异性后，不均匀软土对低频率地震波幅值的放大效应比均质软土更加明显，傅氏谱的峰值增大约14.2%，且谱值分布整体向低频集中；确定性分析低估了SSI效应对隔震结构隔震层加速度的放大作用及隔震层以上楼层的位移响应；经AIC准则检验，使用正态或对数正态分布描述数据的分布并不总是可靠的，需判定最优的拟合边际分布，从而为结构隔震提供更加合理的设计依据。