天津市汉南路桥梁场地工程地质条件及土层地震反应分析

汉南路改线及配套服务区项目为天津市建设世界一流大港集疏运北部通道基础设施工程,工程沿线有北疆电厂专用线铁路桥和南堡铁路大桥。汉南路桥梁工程作为重要生命线工程,需在工程建设开始前进行场地地震安全性评价。本文综合前人在区域范围内地震活动性和地震构造研究成果,基于场地地震工程钻孔勘探与测试数据,建立了场地土层一维波动模型,完成了场地地表地震反应计算,取得主要成果:1)两个桥梁工程场地50年超越概率10%对应的地表水平加速度峰值分别为0.209g和0.213g;2)工程全线均位于地震动峰值加速度分区中的0.2g区。汉南路桥梁场地土层地震反应分析工作为后续工程建筑规划、震害预测和抗震设计提供了重要依据,对场地地震地质灾害评价具有重要意义。

地震作用下剪叉式升降平台动力反应分析

剪叉式升降平台的自振特性(自振频率和振型)及结构动力反应特征分析是确定结构安全性、合理性的基础。根据结构自振特性分析理论,利用有限元模型对剪叉式升降平台的自振频率和振型进行分析,并阐述在不同地震动作用下剪叉式升降平台承载能力的变化,稳定性分析以及在实际中的应用情况。

基于平顶山地区的土层地震反应分析方法对比研究

一维等效线性化方法是目前国内外较为成熟的土层地震反应分析方法,也是工程场地地震安全性评价中的核心技术之一。本文依托河南平顶山地震安评报告中的数据资料,在Ⅱ类场地上,对比分析SOILQUAKE、DEEPSOIL与LSSRLI-1三种程序的土层地震反应分析计算结果,其中包括地表峰值加速度和地表加速度反应谱等。结果表明,在地表峰值加速度上,SOILQUAKE的计算结果要明显大于DEEPSOIL和LSSRLI-1的计算结果;在地表加速度反应谱上,DEEPSOIL和LSSRLI-1计算得到的地表峰值加速度反应谱整体呈现粗矮胖的形状,没有明显的波峰,但计算得到的PGA能够基本保持一致。

两河口超高心墙堆石坝三维非线性地震反应分析

中国水能资源主要集中在西部地区,西部地区属于地震强震区,高土石坝的抗震安全是该区域水电开发最突出的问题之一。基于《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)的有关规定,采用设定地震场地相关设计反应谱生成的地震动时程对两河口超高心墙堆石坝进行三维非线性地震反应分析。结果表明:位于V形河谷中的两河口超高心墙堆石坝坝体加速度在4/5坝高以上;1/3坝轴线长度范围内的河谷中部放大效应显著,表现出明显的“鞭梢效应”和三维河谷效应。在此基础上提出了两河口超高心墙堆石坝的抗震加固范围。

基于动态时间规整的一维土层地震反应分析方法的定量评价

为定量评价一维土层地震反应分析方法的计算加速度反应谱和实测记录之间的差距,收集整理2418组DEEPSOIL、SHAKE2000、SOILQUAKE和SOILRESPONSE四种一维数值模拟方法的计算加速度反应谱,并以日本KiK-net强震台网的实测记录为基准,验证动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法用于定量评价反应谱差距大小的适用性,对比分析不同场地类别和不同地表峰值加速度(Peak Ground Acceleration,PGA)区间的实测和计算加速度反应谱之间的DTW距离。结果表明:Ⅱ类场地下,PGA小于0.2g时,四种方法的平均DTW距离相差不大,PGA大于0.2g时SOILQUAKE方法的平均DTW距离较小;Ⅲ类场地下,PGA小于0.2g时DEEPSOIL方法的平均DTW距离较小,PGA大于0.2g时SOILRESPONSE方法的平均DTW距离较小;Ⅳ类场地下,PGA小于0.1g时DEEPSOIL方法的平均DTW距离较小,PGA大于0.1g时SOILRESPONSE方法的平均DTW距离较小;不同场地类别下,四种方法的DTW距离均随PGA的增大而增大,其中SOILRESPONSE在Ⅲ、Ⅳ类场地的DTW距离增速明显小于其他三种方法。DTW距离能准确有效地反映反应谱之间的差距,为一维土层地震反应分析方法的定量评价提供了新方法。

2021年版日本抗震性能化设计手册解读7:基于单质点模型时程反应分析对判定标准的验证

采用单质点模型进行地震时程反应分析,并通过响应位移角验证基于抗震性能等级“简易法”的判定标准值的有效性。

2021年版日本抗震性能化设计手册解读8:基于多质点模型时程反应分析对判定标准的验证

使用多质点模型对中低层钢筋混凝土建筑和钢结构建筑进行了地震时程反应分析。结果表明,由响应值确定的地震等级与由“简易法”评价的地震等级相当。

微型流化床反应分析的方法基础与应用研究

准确测试气-固反应特性、求算动力学参数和推导反应机理是能源、化工、冶金等过程工程领域的重要研究课题。通过分析现有气-固反应分析测试方法与测试仪器优缺点,本文作者提出了利用微型流化床(MFB,micro fluidized bed)实现低扩散、快速升温条件下的反应微分化和等温分析的测试方法,系统研究了反应器内的流体力学特性,研制了微型流化床反应分析仪(MFBRA,micro fluidized bed reaction analyzer),验证和展示了其对热解、燃烧(氧化)、气化、还原、催化、吸收等典型气-固反应的应用,充分揭示了微型流化床反应分析仪强化传热传质、降低扩散抑制、实现实时在线微分分析的特性,尤其为快速复杂反应提供了有效的研究分析手段,并且拓展了水蒸气气氛、在线颗粒采样、串联反应解耦等系列气-固反应研究与表征功能,形成了与热重分析互补的气-固反应分析方法和分析仪。

反应堆堆内构件在地震加失水事故下的结构反应分析研究

对反应堆堆内构件进行地震加失水事故作用下详细的动力分析与评定,是核电厂设计规范和安全审查的要求。压水反应堆堆内构件具有较强的非线性,它的非线性体现在部件间存在的间隙和部件的变刚度结构。本文应用ANSYS程序中的时程分析法和模态叠加分析法解决带有间隙的梁之间的碰撞,以模型试验结果考核计算方法的可靠性。在此基础上建立堆内构件的有限元非线性计算模型,应用ANSYS程序进行求解,得出一些重要意义的结论。

地震安全性评价中土层反应分析模型各参数的确定及在ese软件中的使用

工程场地地震安全性评价是根据建设工程场址和场址周围的地震与地震地质环境的调查、场地工程地质条件的勘测,通过地震地质、地球物理、地震工程等多学科资料的综合评价和分析计算,按照工程类型、性质、重要性,科学合理地给出与工程抗震设防要求相应的地震动参数,以及场址的地震地质灾害评价。在确定场地地震动相关参数时,目前主要用的方法就是将场地地震危险性分析的结果作为地震输入,进行场地内土层地震反应分析计算得出。地震安全性评价中的地震动参数关系到结果的准确性,影响到抗震设防的安全与经济投入。本文简单介绍了设计地震动参数中涉及的若干问题,其中包括基岩水平加速度反应谱衰减关系的选择、震源深度对基岩水平加速度峰值及基岩反应谱曲线的影响强度包络线函数及输入随机相位的选择、土体非线性特性参数和土层剪切波速值的选择等问题。本文以实际工程为例,具体介绍在地震安全性评价中,地震动时程合成方法、土层反应分析模型建立的过程,以及土层反应分析模型各参数如何在ese软件中使用。

近场强震作用下上海地区百米高层建筑地震动反应分析

首先,依据汶川地震中不同震中距基岩地震波记录,选取假设上海近场发生M8.0级强震时的基岩地震波。然后,对上海某百米高层建筑场地进行深覆盖土层地震反应分析,获得该场地在近场强震时的地表波。最后,以此百米高层建筑为例,分析该结构在此地表波作用下的地震动反应特点,从而评估近场强震对上海高层建筑的影响。分析结果表明:结构在双向地震动作用下的反应与单向地震动作用下的反应有明显不同。其中,地震动垂直分量对结构顶层节点竖向反应放大作用显著;地震动水平分量对结构顶层节点三个方向反应都有放大效应;地震动水平分量对结构层间位移角起决定性作用;地震动水平分量对结构底层角柱内力的影响大于地震动垂直分量对其的影响。

独塔斜拉桥地震反应分析

基于有限单元法，计算某独塔斜拉桥动力特性，并对其进行地震反应时程分析结果表明该桥抗震性能良好，地震荷载不控制设计。

沈阳公和立交斜拉桥地震反应分析

基于有限单元法，计算沈阳公和立交斜拉桥动力特性，并对其进行地震反应时程分析，结果表明该桥抗震性能良好，地震荷载不控制设计。

考虑支座破坏的连续梁桥地震反应分析

梁式桥在强震作用下的梁间碰撞、落梁乃至倒塌往往与支座破坏的状态紧密相关。在一些桥梁的地震反应分析中,若不考虑支座破坏的影响,往往会造成结构分析上的错误和设计上的不合理。从支座的震害现象入手,分析支座的震害特点,并在此基础上提出用于桥梁整体地震反应分析中,常用支座考虑破坏过程的恢复力模型。通过对一座6跨连续梁桥的地震反应的数值模拟,对比分析考虑支座破坏与否对桥梁主梁位移和桥墩抗力的影响并验证所提模型的合理性。

大跨度刚构桥的地震反应分析

建立并推导了长大跨度桥梁考虑多点激励和行波效应的分析模型及方程。研制了桥梁非线性地震反应分析程序ＳＥＩＳＡＰ，利用该程序对跨度为２００ｍ的刚构桥进行了地震反应分析。行波波速、多点激励和不同地震动输入对不同桥梁的影响程度是不同的。地震波的相位差和地基土层性质对桥梁的地震反应有重要影响。对于埋深较大的深基础。

不同地震激励下大跨度斜拉桥的地震反应分析

考虑地震波的行波效应、部分相干效应和局部场地效应,建立了不同机制的地震激励下大跨度斜拉桥地震反应的分析方法并以正在建设的主跨1 018 m的香港某大跨度斜拉桥为例,数值仿真了大跨度斜拉桥在确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励下的地震反应。结果表明:与确定性地震波一致激励相比,在确定性地震波行波激励以及考虑空间变化的随机地震动场激励下,斜拉桥的纵向位移反应明显减小,而其主跨跨中竖向位移反应明显增大。由此得出结论:对于大跨度斜拉桥,一致地震激励不能控制其抗震设计,应考虑行波激励和随机地震动场多点激励对其地震响应的影响。

可液化土层中地下车站的地震反应分析

由于液化后应力应变行为模拟的困难及数值计算的不稳定性,可液化土层中地下结构的动力反应分析是岩土工程的难点课题之一。基于作者提出的能够模拟饱和砂土液化后大应变响应的弹塑性循环本构模型,采用完全耦合的饱和土动力反应分析程序,对阪神地震中破坏的大开车站进行分析,说明考虑液化变形的土与地下结构动力相互作用分析方法及其有效性。从饱和砂土单元在液化过程中的应力应变响应角度,揭示了地层和车站的大剪切变形与饱和砂层液化程度的关系,分析了大开车站地震破坏的原因。

大跨度机库结构多点输入地震反应分析

采用时程分析法,对位于首都机场的北京A380机库和西安飞机总装厂房两个大跨度维修机库结构进行考虑行波效应的多点输入地震反应分析,并与一致输入的结果进行对比,考察多点输入以及不同视波速和不同地震波对两个机库屋盖杆件内力的影响。分析结果表明:多点输入对屋盖杆件内力的影响与结构本身的形式关系较大;行波效应大的杆件主要分布在网架中弦的长边跨中附近;不同地震波作用下,行波效应影响系数较大的杆件位置有所不同,但杆件数量分布规律基本相同。分析结果对于大跨度机库结构抗震设计考虑行波效应有指导意义。

新一代土层地震反应分析方法

剖析了当今国际上频域等效线性化和时域非线性求解土层地震反应分析方法的典型代表SHAKE2000与DEEPSOIL,对目前其他学者FDM改进方式的可行性进行评判,采用新的直频法动剪模量阻尼比求解技术,提出新一代一维土层地震反应计算方法和程序SOILQUAKE,并用四种类别和巨厚场地实际记录检验了新程序。结果表明:SHAKE2000与DEEPSOIL在一类、二类场地上基本一致且结果可靠,三类和四类场地上两程序计算反应谱"矮粗胖"现象严重,与实际情况相差甚远;现有考虑频率相关性的FDM改进方式,其基本出发点存在定性错误;对硬场地和中硬场地,SOILQUAKE与SHAKE2000和DEEPSOIL结果大致相似,但在高频部分表现比SHAKE2000更加合理,与DEEPSOIL基本一致;对软场地和巨厚场地,SOILQUAKE克服了SHAKE2000和DEEPSOIL严重低估场地放大效应的缺点,模拟结果与实测记录较为接近,在软场地上优势显著,在巨厚软场地上优势十分显著。SOILQUAKE首先攻克现有软土层地震动计算结果"矮粗胖"和硬土中等效线性化方法缺少高频分量求解难点,具备了作为新一代一维土层地震反应计算方法的能力,将在http://www.soilquake.com或http://www.soilquake.cn上提供共享服务。

L型平面不规则结构的地震反应分析

通过有限元软件ETABS对L型不规则混凝土框架结构进行模态分析、反应谱分析、时程分析,得出其自振周期、层间位移角、扭转位移比等参数,得到了结构的抗震性能。为类似结构的抗震性能提供了一定参考。