大型地下结构三维地震响应特点研究

采用阻尼影响抽取法分析了地下结构无限围岩介质的动刚度特性,建立了岩石地下结构抗震分析的实用相互作用分析时域模型,比较研究了地下结构-围岩动力相互作用分析中地震动输入机制、无限围岩动刚度及结构特性等各种主要因素对地下结构地震响应的影响程度.指出几种常用地下结构地震响应近似分析方法只在一定条件下适用,无限介质的阻尼特性对结构响应起着重要的作用.

超大型地下洞室群的三维地震响应分析

在大型水电站、核电站的地下厂房及大型地铁车站等超大型地下洞室群结构的动力反应分析中 ,围岩的动刚度特性不仅涉及到围岩对结构的动力约束作用 ,而且也是地震动输入机制的关键和地下结构分析中的难点。采用阻尼影响抽取法研究了围岩动刚度的动力特性 ,提出了岩石地下结构抗震分析的实用算法。该算法具有较好的精度和计算效率。在此基础上对溪洛渡超大型地下洞室群的抗震安全性进行了评价。

输水隧道在P波入射时的三维地震响应研究

输水隧道在调水工程中应用广泛,在输水隧道的设计和施工过程中考虑结构的抗震性能是必要的。采用波函数的Fourier-Bessel级数展开法,得到P波入射时完全充水的圆形输水隧道三维地震响应的解析解,通过算例计算,分析了入射波参数和衬砌材料参数等因素对输水隧道地震响应的影响。分析表明,入射波振幅与输水隧道衬砌动应力成正比;入射波的频率和两个入射方向对对输水隧道衬砌的动应力分布和动应力幅值均有显著影响;输水隧道衬砌采用高强度混凝土,可减小衬砌受到的动水压力,但却增大了衬砌的环向动应力和轴向动应力。

多元复合地基的等效本构模型及三维地震响应研究

按照复合材料力学的处理方法将多元复合地基的桩-土体系作等效连续化处理,将其视为横观各向同性体,首次建立了多元复合地基桩土等效复合体的本构关系;基于大型有限元软件ABAQUS操作平台,采用有限元、无限元耦合的方法研究了多元复合地基的三维地震响应,结果表明:(1)等效复合体模型能很好地反映出多元复合地基的传力机理.(2)天然地基、多元复合地基和基础在地表的加速度傅氏谱均呈多峰型,对输入地震波均有滤波作用,且多元复合地基和基础的滤波作用更为显著.(3)褥垫层、筏板的增加能有效抑制地表加速度响应,但并非越厚越好,还要考虑建造的经济性.计算结果可为工程抗震设计提供参考.

组合结构的三维地震响应分析(英文)

应用有限元程序对某高速公路收费站的主体结构进行了三维建模和地震响应分析 ,得出前五个自振频率及其相应的模态 。

简支梁人行天桥三维地震响应分析

研究表明,采用板式橡胶支座的中小跨径桥梁抗震性能较差。为了探究采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥的地震响应特性,以某典型混凝土简支梁人行天桥为研究对象,采用SAP2000建立有限元动力分析模型,进行非线性时程分析,研究了竖向地震动对简支梁人行天桥地震响应的影响,探讨了采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥在地震中存在的问题。结果表明:采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥抗震性能较差,在罕遇地震中极易发生过大的梁墩相对位移而导致落梁;桥墩地震响应较小,抗侧能力发挥有限;竖向地震动对采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥产生不利影响,必须进行三维地震响应分析才能较准确地反映其地震响应情况。

考虑桩土相互作用的非岩性地基条件下核岛厂房三维地震响应分析

内陆地区建设核电站已成为核电发展的新趋势,而非岩性地基条件下的核岛地震响应分析是抗震安全评价的关键问题。综合考虑土体非线性特征、无限地基辐射阻尼效应及桩-土-结构动力相互作用等因素,本文采用等价线性法描述土体的非线性特征,引入粘性边界模拟无限地基辐射阻尼效应,建立了非岩性地基条件下桩-土相互作用三维地震响应分析模型,运用UPFs二次开发特性在ANSYS中创建了等价线性单元及粘性人工边界单元,实现所开发模型的嵌入。进而,通过典型土层反应分析数值算例验证该模型的合理性及适应性。最后,以某非岩性地基条件下的AP1000堆型反应堆厂房为研究对象,在考虑地基非线性的基础上就地基处理对核岛厂房结构地震响应的影响进行探讨。研究结果可为类似非岩性地基条件下核岛厂房的抗震安全评价提供借鉴与参考。

基础隔震底框砖房的三维地震响应分析

研究基础隔震底框砖混结构房屋的地震反应 ,利用三维有限元分析程序得到了结构的基底剪力和层间位移。通过分析对比隔震房屋和非隔震房屋的计算结果 ,给出一些有意义的结果和结论。

基于快速多极子间接边界元法的城市区域沉积盆地三维地震响应宽频模拟

针对城市区域沉积盆地三维地震动模拟问题,发挥边界元法处理无限域波动问题的独特优势和快速多极算法(FMM)处理大规模问题的特性,形成适用于宽频、高自由度模型的快速多极子间接边界元法(FMM-IBEM)。通过精度对比和效率验证发现,FMM-IBEM可精确高效地实现三维复杂场地地震动宽频模拟,同时大幅度降低存储量和计算量。采用该方法对某含起伏基岩面的三维复杂形状沉积盆地进行频域和时域分析,结果表明:入射频率、盆地形状和盆地内部的位置点对沉积盆地地表位移放大作用均有不同程度的影响;总体上低频域的放大作用高于高频域;频谱曲线呈现多个共振频段;沉积盆地中部和边缘处地表位移放大效应差别显著。重要工程选址宜避开沉积盆地中地震能量积聚区域。

地震储层表征:在模拟储层的三维地震响应时考虑盖层、地震勘探布局和储层物性的敏感度(英文)

根据三维地震地质模型对地震数据进行模拟是从勘探到生产的周期内决策过程中的一个不可或缺的组成部分。虽然对于在储层内的动力过程和地震地质的模型表述已经取得很大进展,但如何从这些模型得到地震数据的精确模拟仍面临很多挑战。通常是在地球模型范围内根据物性用一维褶积方法来模拟地震数据。然而这个过程一般不考虑地震勘探布局和盖层对地震信号的影响。我们审视了为什么这些因素会制约三维地球模型的有效性,并考虑了为什么需要把盖层和地震勘探布局对三维覆盖和分辨率的影响加进模拟过程之中。我们提出了一种新方法,把建立物性模型和一种新的地震模拟技术结合起来,给出一个工作流程;利用这个流程,勘探工作者可以很快模拟出三维的PSDM数据,这些数据加进了盖层和地震勘探布局对覆盖及分辨率的影响。我们利用从远离挪威海岸的一个油田得到的数据,在考虑覆盖和分辨率效应的地震数据模拟之前,对岩石物性做了一些扰动,然后进行地震数据模拟,以此来说明如何可以用这种方法提高三维地球模型的精确性和增进我们对储层的了解。

基于三维隔震的巨子结构多维地震反应分析

为解决高层结构三维隔震的难题,针对一种巨子结构和基于子结构三维隔震的巨子结构进行振动台试验和三维地震作用下的数值分析。首先介绍了巨子结构的原型结构、缩尺模型结构和振动台试验方案。随后进行了模型结构振动台试验,测量和分析了结构的地震响应,并与数值分析结果进行了对比。最后对原型结构进行了三维地震作用下的地震反应数值分析。试验及数值分析结果表明:在子框架底部设置三维隔震支座不同于基础隔震的形式和减震机理,但仍延长了整个结构的水平和竖向自振周期。数值分析结果与试验结果吻合较好,误差较小。隔震子框架对各类场地地震动作用下的主框架三维地震响应具有明显的调谐减震作用。三维隔震支座对各类场地地震动作用下的子框架三维地震响应具有显著的隔震作用。罕遇地震作用下的隔震层位移反应没有超过隔震缝宽,子框架不会与主框架发生碰撞。

考虑河谷场地效应的拱坝-地基地震响应分析方法研究

河谷地形对场地地震响应有很大影响，但一般进行拱坝-地基体系动力分析时为方便计算，常常将三维拱坝-地基模型的河谷四周侧边界简化为水平成层半空间来求解自由场（本文称为自由场近似解），这与拱坝-地基体系实际受到的地震作用差别是显而易见的。在拱坝-地基动力相互作用地震反应分析中，包括自由场在内的波动输入处理的合理与否，将直接影响到计算结果的精度和可信度。本文以小湾拱坝为例，进行了有关不规则河谷场地数值模拟方法、河谷场地对拱坝结构地震响应的影响、拱坝-地基体系时程分析的地震动输入等一系列工作。

大跨度梁式渡槽改进拟三维流固耦合模型的三维模拟效果分析

针对作者提出的大跨度梁式渡槽改进拟三维流固耦合模型,分析了该模型的三维模拟效果。分析结果显示,采用大跨度梁式渡槽的改进拟三维流固耦合模型不仅能很好地反映出三维耦合效应,而且可以有效降低计算成本,大大提高了计算效率。因此,改进拟三维流固耦合模型可以用于大型梁式渡槽多跨联合的复杂三维动力流固耦合分析计算。