地下管线-土非一致激励振动台试验研究

地下管线的非一致激励振动台试验研究在国内外还属于空白。通过设置在两个振动台上的层装剪切箱,埋入钢制管道,输入合成相干地震波,进行了埋地钢管管土相互作用非一致激励振动台模型试验研究,探讨了非一致地震激励下的埋地管线-土的反应规律及发展变化过程。试验数据分析表明:(1)非一致激励输入的结构反应大于对应一致输入下的结构反应;(2)管土接触面不同点处的破坏发展是不同步的;(3)土体的相对位移是影响管体应变的直接因素(4)随输入振幅的增大,管土的振动形态出现很大差别。

埋地有接头管-土非一致激励振动台试验研究

接口破坏是地震作用下埋地管线典型的破坏形式,对地下管线接口地震破坏机理研究就显得非常重要.目前有关地下有接头管线的振动台试验研究比较少,尤其是考虑空间地震场影响下的非一致激励试验研究国内外还是空白.通过设置在两个振动台上的层装剪切土箱,埋入有接头水泥管,输入合成相干地震波,进行了埋地管土相互作用非一致激励振动台模型试验研究,探讨了非一致地震激励下的有接头埋地管线-土的反应规律及发展变化过程.

大跨度空间结构多维多点非平稳随机地震反应分析

对大跨度空间结构进行三向正交地震动多点激励下的非平稳随机地震反应分析。建立了多维多点随机非平稳地震动激励下的地震反应分析方法,并针对大跨度空间结构引入了波前法进行简化计算。数值仿真分析了天津奥林匹克中心体育场屋盖结构分别在一维随机地震动或三维随机地震动的一致激励、行波激励以及考虑部分相干效应和地震非平稳性的多点激励下的地震反应,结果表明:考虑地震动空间效应会使结构控制杆件内力增大约30%;考虑部分相干效应会使结构杆件内力变化约10%;考虑多维地震输入会使结构控制内力增大约15%;考虑地震动的非平稳性会使结构杆件内力减小约35%。由此可以得出结论,对于大跨度空间结构的地震反应分析,必须考虑地震动的多维输入和多点激励;然而不考虑地震动的非平稳性,其抗震设计偏于安全。

考虑行波效应的车桥系统地震响应分析

借助虚拟激励法,本文研究了非一致水平地震作用下三维车桥耦合时变系统的非平稳随机振动问题。通过轮轨间位移协调关系将列车和桥梁运动方程进行耦合,建立了考虑行波效应的多点地震激励下列车-桥梁时变系统运动方程。水平地震激励假设为均匀调制多点异相位完全相干随机激励;轨道不平顺激励假设为多点异相位完全相干平稳随机激励。采用时变系统的虚拟激励法将这些随机激励分别转化为一系列虚拟的确定性激励,然后通过数值积分求解相应的虚拟响应,进而方便地得到系统随机响应的时变功率谱密度函数和标准差等。数值算例中,通过Monte Carlo法验证了本文随机振动分析方法的正确性和有效性,并讨论了地震波视波速、场地土条件等对系统随机响应的影响。

多维多点相关地震动作用下埋地管线地震响应的数值模拟

为了研究考虑地震动的空间相关性时埋地管线的地震响应,基于Opensees有限元程序,对埋地管线在多维多点相关地震动作用下的响应进行数值模拟。模型中采用基于柔度法的非线性梁柱单元模拟管体结构,利用基于频域合成法生成多维多点人工地震动实现地震激励输入,采用零长度单元考虑管体和土体在其接触面上的非线性力学行为。数值模拟结果表明:0.2 g地震强度下,非一致激励下管道的应变响应主频是一致激励下管道应变响应主频的4~5倍;在0.1 g地震强度下,非一致激励得到的管体应变最大可以达到一致激励下管体应变的1.5倍,且随着地震强度增强两者的差距明显增大,这种差距可能使在一致激励下安全的埋地管线在考虑非一致激励时变得不安全。所以在抗震设防等级较高的地区,考虑非一致地震激励作用对于埋地管线的破坏是必要的。

大跨度叠合梁斜拉桥多维多点非平稳随机地震响应分析

为研究地震动非平稳特性对大跨度叠合梁斜拉桥随机地震响应的影响,采用绝对位移求解的虚拟激励法在通用有限元软件中对某座叠合梁斜拉桥进行多维多点非平稳随机地震响应分析.研究结果表明:采用绝对位移求解的虚拟激励法,能在通用有限元软件中高效地实现对大跨度叠合梁斜拉桥多维多点非平稳随机地震响应分析;设计中假定地震动平稳性,得到的结果偏于保守;行波效应对大跨度叠合梁斜拉桥结构响应有显著影响,考虑行波效应对主塔塔顶位移和塔底内力是有利的,但应注意其对主梁跨中位移和内力的不利影响.

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究.部分1:振动台试验（英文）

研究目的：创新要点：为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法，并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。1．建立了地震模拟振动台多台阵试验方法，并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中；2．通过地震模拟振动台试验，揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：1．基于动力相似理论，设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型（图2）；2．利用地震模拟振动台多台阵试验，根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应，分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性（图5～图8）；3．根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响虚，分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应（图9）。重要结论：1．江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波；2．多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响；3．在El-Centro波的加速度峰值高达4．0m／s^2时，多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。