考虑SSI效应的设圈梁构造柱农村民居振动台试验研究

设圈梁构造柱是提高农村民居整体抗震性能的重要措施之一。文章以设圈梁构造柱的砌体结构形式农村民居为对象开展了考虑土-结构相互作用(SSI)的振动台试验,试验的结构模型采用1/4缩尺比例制作,并放置在地基土模型之上。地震波选取为1条天然地震波和2条人工地震波,输入的地震波幅值分别为0.1g(7度)、0.2g(8度)0.4g(9度)。试验结果表明:0.4g(9度)地震作用下,结构模型仅纵墙的门窗洞口四角出现细微裂缝,破坏状态为基本完好,说明设圈梁构造柱的农村民居抗震性能良好;随着地震作用增大,结构模型的加速度放大系数呈逐渐减小的趋势,层间位移反应呈缓慢增大的趋势;当地震作用较大的时候,应适当考虑SSI效应对土层到结构加速度传递系数具有一定程度降低的影响。

地下结构抗震分析中基床系数取值试验研究

在对地下结构进行抗震分析时,基床系数的准确性直接决定了反应位移法的计算精度.针对基床系数相关研究的不足,提出了一种拟静力试验法,自主研发了大型拟静力模型箱,围绕砂土场地开展了有无轴压两组试验;在此基础上,提出了基床系数沿深度修正法,并进行了算例验证.结果表明:水平基床系数随推覆水平的增大而减小,随土层深度的增大而增大;附加应力对基床系数取值存在较大影响;采用修正基床系数可显著提高反应位移法的计算精度,较规范中基床系数静力有限元法,地下结构弯矩误差最大可由16.7%降低至9.1%,顶底板相对位移的计算误差可由35.0%降低至18.8%,验证了该新型室内基床系数测试方法的可行性及基床系数沿深度修正法的合理性.

四种地下结构抗震设计简化分析方法对比

在地下结构抗震设计简化分析方法中,强制反应位移法将土层变形施加在有限元模型侧边界模拟地震作用,反应加速度法将土层加速度施加到整个有限元模型上模拟地震作用,此外还有仅将土层加速度施加到土层模型上模拟地震作用的方法。上述方法均规避了反应位移法中关于弹簧刚度的取值问题,提高了计算效率。本文以1个双跨箱形结构为例,用动力时程分析的计算结果作为校核,分析了强制反应位移法、反应加速度法和仅将土层加速度施加到土体中的简化分析方法在不同侧边距条件下的计算精度,再结合常用的反应位移法,对比分析了4种简化分析方法的误差。分析结果表明:使用强制反应位移法时,侧边距取为1倍结构宽度导致的误差最小,反应加速度法和仅在土体施加加速度的简化方法对侧边距取值不敏感,反应位移法在角点造成的误差最大。

基于边界位移法的地下结构推覆试验可行性研究

地震过程中地下结构变形主要受周边土体变形控制。基于该思想,现已提出一种在土-结构有限元模型侧边施加土体变形的地下结构抗震简化分析方法——边界位移法,但缺乏相关试验研究。为探索土体侧边施加推覆位移的试验方法可行性,以自行研制的岩土综合试验模型箱为试验平台,以1:10缩尺的大开车站区间隧道为研究对象,开展了大型土-地下结构系统推覆试验。通过应变、位移和应力的分析,揭示了试验过程中地下结构及周边土体的反应特性。结果表明:由于土体材料的强非线性特征,土体侧边施加的倒三角形变形在传递过程中会产生衰减,地下结构受到剪切变形和挤压变形的耦合作用;中柱与底板交接处是整体结构中的抗震薄弱位置;水平基床系数与土层位移水平及结构侧壁的破坏阶段相关;结构整体刚度大于等代土体,两者的侧向变形比值小于1。随着推覆水平增加比值逐渐增大,通过变形特征能够量化土-结构相互作用,有效填补了土-结构相互作用系数试验研究的空白。试验方法与结论,对地下结构抗震分析及推覆试验可行性研究具有重要指导意义。

水平推覆作用下土–地下结构反应特性研究

地震过程中地下结构变形受周边土层变形制约,为揭示土–地下结构间复杂的相互作用,在自行研制的岩土综合试验模型箱内,针对砂土场地中单层箱型地下结构,开展了以土体变形为控制变量的大型推覆试验。模型箱内推覆板按照倒三角形分布位移模式进行水平推覆,即推覆板绕底部转动,转角由0逐级递增至1/60,重点对比了地下结构及其周围土体在推覆作用下的反应特性。试验结果表明:转角为1/120时,推覆端内侧壁中间偏上6 cm处产生水平贯通裂缝,转角为1/150时,被动端内侧壁中间偏下11 cm处产生水平贯通裂缝,地下结构受到挤压变形和剪切变形的耦合作用;结构推覆端侧壁顶底水平相对位移明显小于辅助观测面内等代土体,侧壁破坏后结构与土体变形的比值由0.44增至0.75,同时土体和结构所受倒三角形水平荷载的比值由试验初期的0.24下降至0.10并趋于稳定,结构破坏后又上升至0.32,土–结构相互作用程度会随着土和结构状态变化而改变;土体水平基床系数随加载水平增大而减小,且始终在规范给定的范围内变化,而结构因失效破坏和角部应力集中等原因,侧壁水平基床系数波动范围较大。

地下结构强制反应位移法和反应加速度法的对比分析

首先基于地震作用下地下结构的变形受周围地基土变形控制这一相互作用特征,在反应位移法的基础上讨论两种简化分析方法:一种是将土层变形施加在模型边界模拟地震作用;另一种是将土层加速度施加到整个模型上模拟地震作用。这两种简化分析方法都避免了反应位移法中弹簧刚度的取值问题,提高了计算效率。其次分析不同地震动强度、不同侧边距的计算结果,并用动力时程分析的计算结果校核,分析两种简化计算方法的精度。结果表明:随着地震动强度的增加两种简化分析方法的计算结果都令人满意,使用强制反应位移法时建议侧边距取两倍结构宽度,使用反应加速度法时建议侧边距取三倍以上结构宽度。

两种岩土隔震系统的振动台试验研究

采用低成本的减隔震技术是降低农村房屋地震灾害的重要途经。近年来,围绕结构基础与地基土之间使用低模量材料的岩土隔震技术(GSI)引起了广泛的研究兴趣。提出了两种低成本的岩土隔震系统即基于砂垫层的岩土隔震系统(GSI-SC)和基于玻璃珠-砂垫层的岩土隔震系统(GSI-GBSC)。通过考虑场地的大比例振动台模型试验对单层砌体结构模型进行了有、无隔震系统的对比试验,单层砌体结构模型采用1/4的缩尺比例制作。选取1940年记录到的El-Centro波南北分量作为输入波,输入加速度幅值分别为0.1g,0.2g,0.4g。振动台试验结果表明:提出的两种低成本的岩土隔震系统均可以减少结构的地震反应,达到隔震的目的;在输入加速度幅值为0.4g时,GSI-SC系统使结构屋面板的加速度反应以及结构的层间位移反应的减小率分别达到33%和39%;而GSI-GBSC系统相应的减小率更是达到了45%和48%。GSI-SC系统和GSI-GBSC系统都具有良好的隔震效果,且施工简便、成本低廉,适合在农村地区推广。就隔震效果而言,GSI-GBSC系统较GSI-SC系统更具有优势。

沉管隧道振动台模型地震反应试验研究

为研究沉管隧道在饱和砂土场地中的地震反应规律,以某超长沉管隧道为研究对象,设计了装配式柔性橡胶接头,开展了饱和砂土中的多段式沉管隧道振动台模型试验。沉管隧道模型由3节微粒混凝土管段和两节装配式柔性橡胶接头构成。试验通过孔隙水压力计、加速度计和应变片监测了地基的孔压、结构及其周围土层加速度和结构应变。试验结果表明:中小震时地基土并未液化,大震时模型表层地基土发生液化。地基土液化后,低频地震波对结构影响更大。结构与周围土体的加速度及其傅里叶谱形状吻合较好,结构加速度小于土体加速度,沉管隧道结构的地震反应受地基土的影响较大。靠近接头监测点的加速度反应更大,管段之间出现相对运动,接头是沉管隧道抗震设计的关键部位,模型结构的中墙、侧墙与结构顶板节点为此类型隧道的不利位置。试验研究成果为隧道抗震研究提供参考。

沉管隧道接头剪力键抗震性能及减震措施

为提高沉管隧道接头的抗震安全性,设计了一种减震装置,完成了有无减震装置2组1/4大比例尺的接头剪力键模型往复加载拟静力对比试验.通过试验揭示了沉管隧道接头剪力键模型在水平循环荷载下的力学行为及抗震性能,并验证了新型减震装置在沉管隧道接头减震中的可行性.试验结果表明:无减震模型在循环剪切荷载下,凹槽端部率先出现裂缝,随后剪力键端部开始出现裂缝,随着加载位移的增大,剪力键出现较大塑性变形后失效;减震模型在循环剪切荷载下减震装置先出现局部屈曲,随后剪力键出现剪切破坏,减震装置可延迟剪力键的开裂时间;与无减震模型相比,减震模型在输入相同的加载位移时,其开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载及破坏荷载分别提高了45.2%、37.33%、26.8%和29.2%;减震装置对模型初始刚度影响相对较小,且能满足规范限定的接头容许位移;单圈滞回耗能最大可提高55.1%,累积滞回耗能提高了31.9%,该减震装置可较好地提高剪力键的整体抗震性能.

农居工程地基砂垫层隔震体系性能试验研究

砂垫层具有取材方便、造价低、施工简便的特点,为了更好地在农居工程建设中推广应用地基砂垫层隔震技术,通过制作农村房屋结构模型,进行地基砂垫层隔震体系与无隔震体系的大型振动台试验,研究了地基砂垫层隔震体系的隔震性能。基于结构加速度反应、结构位移反应和结构应变反应三个方面,对比分析无隔震试验和地基砂垫层隔震试验的结果,研究地基砂垫层隔震体系的隔震性能。结果表明:地基砂垫层隔震体系能够有效地减小上部结构的地震加速度反应、层间位移反应和应变反应,具有良好的隔震效果;输入地震动的量级是影响地基砂垫层隔震体系隔震效果的一个重要因素。

输入地震动对砂垫层岩土隔震系统隔震效果的影响

应用岩土隔震(GSI)技术是减少农村民居震害的重要途径。基于砂垫层的岩土隔震系统(GSI-SC)已经被证明对上部结构的水平地震反应具有良好的隔震效果。基于此,文中进一步研究了输入地震动对采用GSI-SC系统的农村民居隔震效果的影响,初步探讨了GSI-SC系统对不同频谱特征地震动作用下及竖向地震作用下的隔震效果,结果表明:随着输入加速度幅值增大,GSI-SC系统对结构地震反应的隔震效果也随之增大;输入地震动频谱特征对GSI-SC系统的隔震效果影响较大;对比水平X、Y向输入,GSI-SC系统对结构地震反应隔震效果差别不大;双向输入(水平Y向和竖向)时,对GSI-SC系统水平向的隔震效果影响较小,GSI-SC系统对结构竖向地震反应的隔震效果不明显。

基于玻璃珠-砂垫层的岩土隔震系统隔震效果影响因素分析

应用低成本的减隔震技术是降低农村民居地震灾害风险的途径之一。岩土隔震(GSI)技术是近年来提出的新隔震概念,基于玻璃珠-砂垫层的岩土隔震系统(GSI-GBSC)的隔震有效性已通过大型振动台试验进行了验证。为了更好地推广GSI-GBSC系统在农村民居中应用,文中在振动台试验的基础上利用ABAQUS有限元软件建立了场地-隔震层-结构有限元模型,对GSI-GBSC系统的隔震效果影响因素进行了探讨,结果表明:砂垫层密实度越小、砂垫层越厚,GSI-GBSC系统的隔震效果越好;回填砂土的密实度和宽度的变化对GSI-GBSC系统隔震效果的影响不大;GSI-GBSC系统隔震效果受基底摩擦系数的影响较大,基底摩擦系数越小,隔震效果越好。在GSI-GBSC系统的隔震效果影响因素分析讨论的基础上,指出了进一步提高GSI-GBSC系统的隔震效果的途径,为进一步推动GSI-GBSC系统在农村民居中的应用奠定了理论基础。

眼动仪在认知行为实验中的应用及选择

眼动追踪技术已广泛应用于基础认知心理学和用户体验等领域,对于不同的实验范式和实验场景,眼动仪的选择既需要考虑测量数据的精确度,也需要考虑其应用的生态效度。对眼动仪数据指标的认知意义和应用实验的研究范式进行简要总结,并选取业内最具代表性的SR公司的EyeLink系列和Tobii公司的Tobii系列眼动仪最新款产品,从设备性能参数、研究适用领域和硬件扩展空间3方面进行对比,为不同研究领域研究者开展实验和选择眼动仪提供参考。

大运河文化产业带江苏段建设路径研究

江苏是京杭大运河流经的一个重要省份,蕴含丰富的历史文化资源.建设大运河文化带既是历史的延续,更是新时代的使命.文章通过梳理江苏大运河文化带发展建设研究现状,指明了在运河文化保护初期的很多问题,提出江苏大运河文化带发展建设研究的重要意义及价值,阐述了江苏大运河文化带发展的建设路径.

基于玻璃珠–砂垫层的岩土隔震系统振动台试验研究

为了保护农村房屋免受地震破坏,提出一种基于玻璃珠–砂垫层的岩土隔震系统(简称GSI-GBSC),即在结构基础与地基土之间回填玻璃珠–砂垫层材料进行隔震。对有、无隔震系统的单层砌体结构模型开展考虑场地的大比例振动台模型试验,单层砌体结构模型缩尺比例为1/4。选取1940年记录到的El-Centro波南北分量作为输入波,输入加速度幅值分别为0.1 g,0.2 g,0.4 g。试验结果表明:在小震时,GSI-GBSC系统的隔震效果不明显,随着地震量级的增大隔震效果也随之增强;在输入加速度幅值为0.4 g时,GSI-GBSC系统使结构的屋面板加速度反应以及层间位移反应分别减小了50%和47.5%;即该隔震系统可以显著减少上部结构的地震反应,实现隔震的目的。

再现江苏大运河文化产业带历史街区活力——以常州南市河历史风貌街区建筑空间保护与更新设计研究为例

在常州大运河文化产业带建设历史背景下,分析南市河历史风貌区及周边地段的现状,从空间垂直界面、"线型"空间、"点型"空间三大部分分析南市河街区的建筑外部空间结构特点,并从整合碎片建筑记忆的角度切入,对南市河整体街区后续保护与更新设计作出"四大功能性分区",给出调整方案规划。