考虑土体空间变异性的液化区埋地管道上浮反应与易损性分析

为分析可液化场地土体空间变异性对管道上浮反应的影响,以土体相对密度Dr为随机场变量,采用基于乔列斯基分解的中点法生成随机场,基于OpenSees软件进行埋地管道二维随机有限元计算,分析了土体空间变异性对管道上浮位移的随机统计特征以及管道上浮易损性的影响。结果表明:当管道上浮位移较大时,土体空间变异性条件下管道上浮位移均值小于确定性分析结果,且差距随空间变异性增强而更为显著;局部致密区间的存在一定程度上限制了管道上浮行为的发展;累积绝对速度CAV可较好表征地震动强度对管道上浮位移的影响;易损性函数的离差随土体空间变异性增强而不断增加,且均大于所对应的确定性离差,导致易损性曲线更为平缓;随机变量模型不能合理表征空间变异性对管道上浮反应的影响。

地震动持时对可液化场地管道上浮反应影响分析

地震作用下可液化场地埋地管道易发生上浮破坏。为分析地震动持时对管道上浮反应的影响,首先采用谱匹配方法选取具有一致谱形的长短持时地震动,然后基于OpenSees软件开展二维动力响应分析,从管道上浮位移和土体液化严重程度两个方面分析并量化地震动持时的影响,同时分析了与持时相关的地震动强度参数与管道上浮位移的相关性。结果表明:地震动持时对土体液化和管道上浮影响显著。长持时地震动作用下土体液化持续时间约为短持时地震动作用下液化持续时间的2~3倍,其管道上浮位移均值约为短持时地震动作用下的2~2.5倍。以超孔压比大于等于0.8为标准的土体液化持续时间可较好反映地震动持时对管道上浮反应的影响。此外,累积绝对速度CAV可优先作为用于管道上浮破坏风险评价的地震动强度参数。

可液化场地中埋置管道上浮位移预测及概率风险评估

地震作用下液化区的埋地管道容易发生上浮破坏。为构建具有较强普适性的管道上浮风险评估的概率性分析方法,首先基于OpenSees有限元软件进行大量非线性动力响应分析,在此基础上,以管道埋深、管径、液化土层厚度、土体相对密度和地震动累积绝对速度为参数建立管道上浮位移预测模型,然后结合概率地震危险性分析的方法,以点源地震为例进行管道的全概率评估。结果表明:所提管道上浮位移预测模型与已有离心机试验结果吻合较好,基于位移预测模型的概率地震管道上浮危险性评估方法能够同时考虑位移预测的不确定性和地震动的不确定性,为从全概率角度评估管道的上浮风险提供了实现途径。