不同场地条件下地连墙对地铁车站结构地震动力响应的影响

地铁车站多采用基于地下连续墙(简称:地连墙)的明挖施工方法,施工后地连墙作为永久结构与车站共同受力。在车站结构抗震分析中,考虑到地连墙可能对结构抗震的有利作用,出于安全储备考虑通常忽略地连墙的存在,但地连墙对车站结构地震响应的影响规律和机理仍有待深入研究。以某典型两层三跨地铁车站结构为对象,基于近场波动有限元方法并结合黏弹性人工边界条件,开展有无地连墙情况车站结构地震响应特性对比研究,揭示不同场地条件下地连墙对车站结构地震响应的影响规律,阐明地连墙的影响机理。研究结果表明:地连墙具有减小车站结构总体层间位移效应,有利于侧墙和底层中柱抗震,但同时放大了顶底板与侧墙连接处的弯矩和正应力;地连墙对结构顶层中柱端部及中跨中板板端的内力和正应力的影响与场地条件相关,坚硬和中硬场地条件下具有减小效应,软弱场地下略有增大作用。上述结构响应规律的原因可归结为地连墙增加了结构侧墙刚度,降低了结构整体侧向变形,但限制了侧墙的弯曲变形,导致结构顶底板与侧墙交接处的弯曲变形和内力增大。

不同场地条件下远场地震动强度指标与结构最大响应的相关性分析

为探究不同场地条件下远场地震动强度指标与结构最大响应的相关性问题,本文从K-NET和KiK-net台网强震记录中选取震级7级以上、断层距大于200 km的地震动记录1328条,首先选用28个地震动强度指标进行了远场地震动强度指标与结构最大响应的总体相关性分析.然后,分别选取典型加速度类地震动强度指标、典型速度类地震动强度指标和典型位移类地震动强度指标进行了场地条件对结构最大响应相关性的影响分析.结果表明:(1)加速度类地震动强度指标的相关系数随单自由度(SDOF)体系周期增大逐渐减小,与自振周期结构T≤1 s的低自振周期结构响应具有明显的相关性;速度类地震动强度指标的相关系数在T=2~5 s具有较大值,说明这一类指标与中长周期结构的响应具有明显相关性;当T>3~5 s时,典型位移类地震动强度指标的相关系数逐渐增大进入峰值区段,并保持较大的相关系数值,因此可以采用这一类指标表征长周期结构响应.(2)对于加速度类地震动强度指标,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的相关系数随自振周期变化曲线走势较接近,Ⅳ类场地的相关系数值总体上要大于其它三类场地的相关系数.对于速度类地震动强度指标,在短周期区域,相关系数大小呈现Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ的特点;当T>2 s后,四类场地的相关系数随自振周期变化曲线趋势逐渐接近.对于位移类地震动强度指标,当T>3 s后,Ⅰ类场地和Ⅱ类场地的相关系数随自振周期变化曲线逐渐趋于一致,而Ⅲ类场地和Ⅳ类场地的相关系数随自振周期变化曲线也逐渐趋于一致.

不同场地条件下钢筋混凝土框架结构的地震反应分析

从"5.12"汶川强震记录中挑选出四川省自贡地形台阵8个台站和宝兴县2个台站的加速度记录,进行了不同场地条件下的地震波频谱特性分析,比较了复杂场地地形条件下的地震动差异。以某钢筋混凝土框架结构教学楼为工程背景,利用ANSYS软件建立教学楼结构的有限元模型,进行了结构动力特性分析;在此基础上,以10条不同场地条件下的地震动时程按照规范调幅后作为输入,对这一钢筋混凝土框架结构进行了地震反应分析,探讨了不同场地条件下结构地震反应的差异。结果表明:自贡地形台阵随着测站高程的增加,地震动幅值递增明显;与基岩地震波的频带分布相比较,土层地震波的频带主要集中在较低频段,土层的高频滤波效应明显;场地条件对结构地震反应的影响较为明显,高程最大的地震波作用下结构的最大剪力响应增大明显。

考虑场地条件的消能减震型钢框架结构性能对比分析

黏滞阻尼器是结构振动控制领域中消能减震技术所使用的经典装置,其力学拓扑形式通常采用弹簧与阻尼元件串联的Maxwell模型来表述。文章以一个10层钢框架Benchmark模型为对象,基于Maxwell模型,采用非线性时程分析方法评估了黏滞阻尼器对结构的减震效果。同时,通过考虑不同的目标反应谱模拟了软土、硬土两种场地条件,采用时程分析方法对比了黏滞阻尼器的减震效率。结果表明,所研究的钢框架对软土场地更加敏感,黏滞阻尼器在软土场地条件下的减震效率更高。

防渗墙和水力截获井防控填埋场污染的模拟研究

本文基于算例模型,采用数值模拟方法对比研究了不同渗透性和含水层厚度条件下,垂直防渗墙和水力截获井的污染防控效果。结果表明:,含水层厚度越大,渗透系数越高,水力截获井的效果越明显,水力截获井间距可以越大,通过截获井的优化布局,可以实现防控效果等同于垂直防渗墙;对于含水层厚度小、含水介质渗透性较差的场地,水力截获井效果较差,建议使用垂直防渗墙。在此基础上,对某规划建设的危废填埋场的污染防控措施进行了对比研究,根据不同防渗措施污染物运移模拟预测结果,推荐水力截获井技术作为该填埋场地污染防控措施。水力截获井污染防控效果可以等效垂直防渗墙,降低工程建设费用的同时可有效控制地下水污染风险,对条件相似填埋场污染防控措施实施具有借鉴意义。