地震荷载下边坡大变形失稳破坏形式研究

采用物质点法分析边坡失稳破坏模式,通过改变土体参数,确定浅层、中层与深层破坏形式边坡模型,进而分析在考虑土体应变软化模型及不同地震荷载作用下,三种边坡破坏模式的破坏过程和变化规律.研究表明,在静态计算中考虑应变软化时,边坡破坏过程较为复杂,滑体沿着滑面整体滑移后,浅层破坏滑体会持续破坏成碎散块体,中层破坏滑体持续分裂成小块体,深层破坏滑体出现新的层状失效区.动态计算中不考虑应变软化时,地震荷载不改变边坡的破坏形式,但加剧边坡的滑移和变形,且随着地震荷载峰值加速度的增加而增加.在考虑应变软化时,地震荷载峰值加速度的增加会改变边坡破坏形式,摩擦角在这个过程中起着重要作用.研究结果可为边坡治理、预防滑坡提供参考.

地震荷载作用下土体变形试验研究

为研究不规则地震荷载对土体变形特性的影响,对砂土试样开展了系统的动三轴试验。试验中分别对3种不同密度砂土试样施加了4条具有不同峰值的不规则地震应力时程及其循环次数为20周的等幅正弦荷载,以便开展对比研究。结果表明:在地震荷载及其等幅循环荷载输入下,砂土试样的应变增长曲线差异显著,荷载类型及荷载波形是影响土单元应变时程发展特征的主要因素。考虑荷载不规则性得到的修正系数受荷载类型和砂土相对密实度的影响,不受输入荷载动应力幅值大小及砂土类型的影响。最后针对地震荷载下土单元变形的计算,给出了以常规的等幅三轴变形试验为依据的估算方法。

地震荷载下高层垂直循环立体车库结构响应特性

为了探究高层垂直循环立体车库抗震薄弱区域,进一步提高其结构稳定性,开展了地震荷载下的高层垂直循环立体车库结构响应特性研究,基于模态分析结果,分别进行了地震荷载下的立体车库结构响应谱分析和时程分析。响应谱分析结果表明,车库整体结构最大位变形发生在顶部,局部最大变形发生在斜拉杆处;时程分析结果表明,车库最大应力都集中在张紧装置固定板与钢架结构横梁连接处。在三种地震波作用下:车库结构X方向最大变形量分别为0.308 0 mm、1.364 9 mm和0.999 8 mm;车库结构Y向最大变形量分别为15.167 0 mm、10.011 0 mm和9.716 2 mm。研究结果对高层立体停车结构设计及高层立体车库推广具有指导意义。

地震荷载下预应力锚固边坡离心振动模型试验研究

预应力锚索作为边坡支护的重要技术,已经在边坡加固中得到了广泛应用,但锚固岩质边坡在地震荷载作用下的响应机制以及锚索受力变形规律还不明确。为此,开展了预应力锚固边坡离心振动模型试验,系统介绍了模型相似设计、模型设计与制作、地震荷载施加等试验关键技术,并以紫坪铺水库泄洪洞进口岩质边坡为原型,开展了简谐地震波作用下的锚固边坡离心模型试验。对试验结果进行了分析,并对该离心振动试验的主要影响因素进行了探讨。研究结果表明:地震作用下预应力锚索发挥了较强的被动支护作用,且越靠近滑面处应力应变响应越明显;边坡竖向位移与应力应变值的响应情况随地震烈度的改变产生明显变化。研究成果可为今后离心振动模型试验的开展提供参考与借鉴。

基于敏感荷载效应概率统计特征的桥梁地震荷载辨识方法

为精准辨识实际服役环境下的桥梁地震荷载,采用实桥监测方法获取某桥挠度和加速度在地震发生前后的监测数据,筛选出了对地震荷载敏感的6组结构效应,分析了6组敏感地震效应在日常荷载和地震作用下的时变规律,研究了6种敏感地震效应的概率密度统计特性,选用了正态分布函数、威布尔分布函数和广义极值分布函数对概率密度进行拟合并得到了最佳概率密度函数,利用分布函数求解出6种敏感地震效应阈值并利用阈值进行地震荷载辨识。结果表明:加速度时变趋势具有平稳随机特性,受温度场影响很小,挠度时变趋势具有良好的日变化特征,受温度场影响较大;筛选出的6种效应对地震荷载敏感,能够明显区分出日常荷载效应与地震荷载效应,可用来辨识地震荷载;采用广义极值分布函数可以较好地描述加速度和挠度最大绝对值的概率密度统计特性;在地震发生时刻,6种敏感荷载效应的实测最大绝对值均大于阈值,表明基于敏感荷载效应概率统计特征的桥梁结构地震荷载辨识方法是有效的。

地震荷载作用下非饱和土边坡三维极限承载力研究

研究旨在对地震荷载作用下非饱和土边坡稳定性进行分析。为了考虑地震荷载时间效应、边坡放大效应及土体阻尼特性的影响,采用修正拟动力法对边坡动力响应进行描述。采用考虑基质吸力影响下非饱和土广义黏聚力和饱和土摩擦角定义非饱和土剪切强度参数。基于三维离散破坏模型,采用极限分析上限法构建了地震荷载作用下非饱和土边坡三维极限承载力分析模型,通过已发表文献结果验证了所提出模型的有效性。最后,提供了非饱和土边坡三维极限承载力设计图表。研究结果表明:①与二维破坏模型相比较,所提出三维破坏模型能实现对边坡稳定性更为准确的评估;②忽略非饱和土剪切强度参数影响往往导致边坡稳定性评估结果偏于保守。

长周期地震荷载作用下高层建筑动力特性分析

相关研究表明,长周期地震荷载通常与地震波的低频成分相关,这些低频成分可能会引起建筑结构的共振现象,从而导致较大的动力响应。为研究长周期地震荷载对高层建筑动力特性的影响规律,文中首先基于PEER强震数据库选取若干具有不同频谱特性的实测地震动记录,以某高层建筑工程为研究对象,对比模型位移、层间角和内力响应,探讨长周期地震荷载对高层建筑动力响应的影响规律。结果表明,与普通地震动相比,长周期地震反应谱有着较宽的反应谱敏感区,能够引起结构更大的地震响应。文中以三次地震的实测地震波为例,在长周期地震作用下,结构层间角和底部截面弯矩峰值平均增大约2.5倍和2.3倍。

地震荷载作用下大跨城市地下综合管廊抗震性能分析

文中利用有限元软件建立地震荷载作用下综合管廊抗震分析数值模型,分析舱室数量、土体性质、覆土厚度等对大跨城市地下综合管廊抗震力学响应的影响。结果表明,覆土厚度从3、5 mm增至7 mm,顶板峰值应力降幅分别为9.5%、12.7%,底板峰值应力降幅分别为5.4%、10.7%,左侧墙峰值应力降幅分别为25%、31.2%,右侧墙峰值应力降幅分别为9.1%、18.2%。土体从粉土到粉质黏土再到沙土,顶板峰值应力增幅分别为44.2%、90.7%,底板峰值应力增幅分别为51.4%、131.4%,左侧墙峰值应力增幅分别为14.3%、185.7%,右侧墙峰值应力增幅分别为100%、340%。

框架剪力墙高层结构地震荷载力学响应分析

高层建筑的抗震性能直接关系到整个结构的安全性,本文以某医院框架剪力墙高层建筑为例,从小震弹性时程分析、中震等效弹性分析、大震弹塑性时程分析三个方面研究了结构的力学响应特征,结果表明:小震作用下,所有结构构件和整体结构性能满足规范要求;在中震作用下,结构的最大层间位移角为1/400,其中关键构件性能验算通过,普通构件和耗能构件均满足性能要求;结构在大震作用下X向和Y向的最大顶点位移分别为0.185m和0.212m,关键构件的损坏程度均为轻度损坏,整个结构仍能保持稳定。本文对结构地震荷载的力学响应分析可为类似工程提供参考。

地震荷载作用下路堑边坡稳定性数值模拟分析

以某公路路基边坡为例,采用ABAQUS数值模拟软件,分析边坡在地震荷载作用下的动力响应规律,主要结论如下:①在地震持续时间12s范围内,边坡内产生的加速度从坡脚处向坡面逐渐增大,最大水平加速度值为3.32g,最大竖向加速度为3.85g;②地面最大加速度(PGA)在坡面处随相对高程变化呈现先增大后降低的趋势,在竖直方向呈现逐渐增大的趋势。研究结果对于地震荷载作用下的边坡稳定性评价具有一定的参考意义。

高层建筑地震荷载下的结构安全分析综述

介绍了高层建筑在地震荷载下的结构安全分析,突出了其在工程领域中的重要性和应用前景。针对地震荷载的特点提出了线性动力分析、非线性动力分析和性能基设计等结构分析方法。在高层建筑地震荷载下的结构安全评价方面,对结构位移、应力分布、破坏机理和损伤评估等进行了深入分析,并提出了综合评价指标。此外,探讨了结构安全性改进与优化设计的技术和方法,包括结构改进技术、优化设计方法和抗震性能提升策略。

地震荷载下连续刚构桥腹板裂缝及稳定性分析

预应力连续刚构桥具有地形适应性较强,桥梁跨越能力突出等特点,在我国高速公路中得到广泛应用。但随着使用年限的增加会出现裂缝等病害,主要表现为箱梁开裂。在地震波作用下,连续刚构桥梁受到竖向振动和地震波对桥墩产生冲击作用,在这两种效应共同作用下,将加剧腹板内力的变化并使其裂缝更容易出现在极限截面上。通过采取预留结构缝、增强构造钢筋的配置、调整边界条件等预防措施以减少产生裂缝。通过对刚构桥腹板裂缝的稳定性分析得出,随着墩高比和跨径长度的减小,结构承受能力降低;节点间距或腹板厚度变小时,局部承载能力降低;裂缝宽度、深度等参数随时间发展变化呈现出多种规律,对结构整体影响程度不同。

多向地震荷载作用下砂土场地震陷分析

砂土震陷的计算是岩土地震工程的重要问题之一,现有的以经验公式为主的砂土震陷计算方法简化了地震的多维特性。为解决这一问题,本文采用Abaqus有限元软件对地震作用下的砂土场地进行震陷分析,分别模拟砂土场地在单向、水平双向和三向地震荷载作用下的震陷发展规律,并对各方向最大加速度峰值时刻的震陷值和最终震陷进行了对比分析。研究发现震陷的发展经过迅速增长、平稳增加和缓慢发展三个阶段,水平双向地震动引起的震陷值大于水平单向,但小于两个方向荷载单独作用下的和,因此不能简单地采用两个单向荷载作用下震陷叠加等效双向荷载作用下震陷。三向地震荷载引起的震陷远大于水平双向荷载产生的震陷值,竖向地震荷载对场地震陷增大贡献明显。

地震荷载对油气化工码头工艺管道的影响分析

随着GB/T 20801-2020压力管道规范的更新,对于压力管道地震荷载的计算条件提出了更高的要求,本文在此基础上,总结分析油气化工码头所在地地震情况,发现大部分的码头工艺管道需要考虑地震荷载。结合工程实例,使用CAESARⅡ应力分析软件进行分析计算,并针对码头工程特殊情况,在考虑地震荷载下,详细分析了不同因素对管道应力的影响,并针对性的提出了一定的管道抗震措施。

地震荷载作用下钢结构设计的抗震性能分析

钢结构设计是一项非常复杂的工作,尤其是在地震荷载作用下如何提高钢结构设计的抗震性能,对提高钢结构稳定性有重要的作用。因此,文章结合实际在探讨钢结构失稳类别及原因的基础上,对钢结构设计的抗震性能进行分析,希望通过论述后能引起设计人员对于钢结构的整体抗震设计的重视。

地震荷载作用下地下岩体洞室位移特征的影响因素分析

用FLAC3D初步分析了地震荷载作用下埋深、洞室形状、地应力特征对地下岩体洞室位移特征的影响。分析结果表明:地震荷载作用下,地下洞室位移响应随埋深的增加而减小,当地应力侧压系数λ≥1(特别是λ>2时),洞室位移响应存在临界埋深(200～300m),并随地应力侧压系数的增加而减小。洞室断面形状对洞室位移响应有一定影响,圆形断面洞室拱顶和拱底位移较矩形和马蹄形小。分析结果还表明,随地应力侧压系数的增加洞室位移明显减小,幅度随埋深的增加有减小趋势,地应力侧压系数λ<1时的洞室位移量值及随侧压系数的变化幅度明显大于地应力侧压系数λ>1时的情况。本文的工作可为工程设计提供一些概念性指导。

地震荷载作用下顺层岩体边坡变形特征分析

应用二维离散元程序UDEC计算了地震荷载作用下边坡的位移,并将计算结果与Newmark法计算结果及震后现场实测值进行了对比。结果表明,Newmark法计算得到的位移值较实测值偏小,离散元计算得到的位移结果较Newmark法更接近于实测值。在此基础上,初步分析了地震荷载作用下坡高、坡角、岩层倾角等因素对顺层岩体边坡位移的影响规律。由分析结果可知,地震荷载下顺层岩体边坡的位移并不随坡高增加而单调增大,在坡高约100 m时位移达到最大值,坡高超高100 m位移反而有所降低;当坡高超高200 m后,位移随坡高的变化幅度不大,顺层岩体边坡的位移随坡角增加而单调增大。随岩层倾角增加边坡位移明显增大;当岩层倾角大于层面内摩擦角时,随着岩层倾角的增大,边坡变形增长幅度明显增大。

地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数分析

结合强度折减法的思想,并考虑到地震荷载特征以及离散元法和顺层岩质边坡的特点,提出一种求解地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数的方法。采用关键点位移/速度时程曲线的变化趋势对边坡的临界状态进行判断,采用失稳状态时坡体的速度/位移矢量图来判断与安全系数对应的滑动面。将上述方法运用到钟家湾顺层边坡的稳定分析中,并将所得结果与极限平衡法计算结果进行对比,发现二者的计算数值相差较小,对比结果表明该方法是合理可行的。在此基础上,利用UDEC初步分析地震荷载作用下坡高、坡度、岩层倾角以及地震波参数包括振幅、频率等因素对顺层岩质边坡安全系数的影响规律。

不同地震荷载作用下黄土震陷特性的对比分析

不同地震荷载对黄土震陷有着重要的影响。本文利用可对试样施加任意波轴向荷载的动三轴试验系统,对原状黄土在不同地震荷载作用下的震陷进行了对比试验研究,分析了不同地震荷载对黄土震陷特性的影响。试验研究表明,随机地震荷载与等幅正弦荷载作用下黄土的残余变形随动应力的增大而增大,但增长趋势不同,不同地震荷载作用下黄土的震陷特性有明显的变化;不同地震荷载对黄土震陷临界动应力的影响不同,随机地震荷载作用下黄土的震陷临界动应力都比等幅正弦荷载作用下的大;不同卓越周期、峰值和持时的随机地震荷载对黄土的震陷临界动应力的影响也不相同;黄土的震陷与随机地震荷载的卓越周期、峰值和持续时间有关,其中随机地震荷载的卓越周期对黄土震陷的影响较明显。

无碴轨道桩板结构路基在地震荷载下的动力响应分析

结合遂渝线无碴轨道桩板结构路基,采用天津(1976年)地震波,基于弹塑性本构关系,建立桩、板和土体的三维实体模型,利用有限元软件ANSYS,对桩板结构路基在地震荷载下的动位移、加速度及竖向应力的动力响应进行数值模拟。分析计算结果可知,在地震荷载下桩板结构路基不同位置处的动位移、加速度响应基本一致,滞后现象不明显;桩底持力层的动位移、加速度幅值略小于其他位置。相对于输入的地震加速度,桩板结构路基响应的加速度幅值被放大,而对应的时刻都滞后于输入的加速度最大值的时刻。在桩截面处的承载板受力不利,所以在桩截面处的板截面需加固处理以满足抗震设计要求。桩的存在对周围土体的动力响应有一定的影响,但总体来说,影响程度很有限。