钢筋混凝土框架结构的最大地震位移形状曲线

建立了规则钢筋混凝土框架在不同破坏阶段最大地震位移形状曲线的计算方法,用于基于位移的抗震性能设计.通过对具有不同结构特性的框架在16条地震波输入下的大量非线性时程分析,研究了结构在三个不同破坏状态下的最大楼层位移反应与最大层间位移角、弹性第一自振周期、柱端弯矩增大系数的关系,并利用统计回归分析建立了它们之间的关系.研究表明,结构在不同破坏阶段的最大地震位移形状是有明显区别的.最后,对一座已完成振动台试验的12层框架模型进行了计算分析,计算结果与试验结果具有较好的一致性.

地震预警中P波位移峰值曲线特性研究

地震预警技术(EEW)是目前防震减灾相对有效的方法之一,研究震源破裂初始段波形信息可为EEW系统的震级实时估算提供理论支持。本文结合P波初动波形特征,分别计算日本和中国地震的强震动记录的位移峰值曲线,对比各震级的位移峰值均值曲线的特征,然后利用分段函数模型进行拟合,量化初动上升斜率B1和上升时间T1等特征参数,并统计此类参数与震级相关性。结果表明:当不考虑幅值差异时,随震级的增大,P波初动波形由简单变复杂,均值曲线初始上升段斜率逐级降低,初始上升时间变长,B1等特征参数与震级具有很好的相关性。此外在不同地质构造环境中地震的强震动记录此特征基本一致。因此P波初始段的特征参数可用于估算震级大小,同时证实震源初始破裂过程的信息可反映最终地震的强弱。

基于谱位移的中国高层建筑地震易损性曲线研究

地震结构易损性模型是灾害风险评估的重要组成部分,而在目前的中国,随着城市化进程的加剧,目前建成了数量庞大的高层、超高层建筑,但却缺少专门适用于高层建筑的易损性模型。研究通过对已有高层、超高层建筑抗震分析资料及其他基本信息进行统计汇总和分析计算,并利用统计学方法对所得数据进行处理,以最大层间位移角作为目标结构需求,研究了基于谱位移(Sd)的结构地震易损性。根据不同的设防标准和不同的性能水平,建立了相应的曲线,并综合考虑了结构的高度、场地等相关因素的影响。研究获得的系列易损性曲线可以对不同强度地震作用下的高层、超高层结构损害进行有效的评估,并为地震灾害评估提供有价值的参考。

带纵坡曲线梁桥地震响应试验研究

为了研究带纵坡的曲线梁桥在地震作用下的动力响应特性,以某匝道桥为原型,设计制作几何相似比1∶10的缩尺模型进行振动台试验,分别沿X向、Y向和X+Y向输入地震动,分析水平地震作用下曲线梁桥的地震响应。结果表明:地震波X向输入使主梁产生平动兼有转动,在平面内产生弯曲,Y向输入时,主梁的转动效应较小;高墩对桥墩位移具有一定的放大作用,桥墩位移响应与地震波输入方向之间的角度越小,桥墩位移越显著,固定墩在地震波双向输入时更加不利;支座位移与地震波输入方向之间的角度越小,支座位移越大;地震波X向输入时,低墩处容易产生落梁、高墩处主梁容易与桥台挡块碰撞,Y向输入时,高墩处容易产生落梁、低墩处主梁容易与桥台挡块碰撞。

水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。

基于SMA阻尼器的大跨桥梁地震位移控制分析

通过超弹性形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)拉伸试验研究,建立了SMA四折线本构模型．利用SMA超弹滞回耗能特性．提出一种拉压型SMA阻尼器,并给出其最大输出控制力的计算公式．针对某七跨连续刚构桥,分析了桥梁伸缩缝在无限位器、安装钢棒限位器和安装超弹性SMA阻尼器3种情况下的地震位移．结果表明:安装SMA阻尼器后,伸缩缝处相对位移降低80．3％,中跨跨中水平位移和竖向位移分别降低78．8％和65．9％．因此,SMA阻尼器可以有效控制桥梁结构地震位移,对桥段相对位移的控制效果优于钢棒限位器．

曲线箱梁桥的地震反应分析

根据薄壁箱梁的翘曲扭转理论,建立了可以考虑截面翘曲和偏心影响的3维空间曲线箱梁桥的位移模式和能量泛函,利用有限元列式建立了动力方程。并编制了相应的程序。最后通过算例说明了翘曲扭转对曲线箱梁桥影响较大,不可忽略。

“人”字形曲线高架桥地震动多角度输入研究

文章采用 MIDAS 有限元分析软件对“人”字形曲线高架桥模型进行不同角度地震动输入,分析 x 向及 y 向墩顶位移、墩底弯矩及梁跨中弯矩,找出最不利地震动方向。分析结果表明,“人”字形曲线高架桥在不同方向地震动输入时有不同的地震反应,不同方向位移、弯矩最大值响应程度不一,在抗震设计和灾后维修中应该予以重视。相关研究可为提高此类桥梁的抗震安全提供理论依据,为振动台模拟试验研究提供参考和借鉴。

大型变电站主厂房地震易损性研究

大型变电站作为电力系统的重要组成部分,近年来其建设速度及规模呈现不断上升的趋势。以往大型变电站结构设计中未考虑电气设备与主厂房结构的相互作用,计算结果不够准确。以国家电网公司推荐的典型变电站作为研究对象,建立考虑主厂房结构与电气设备相互作用的变电站主厂房有限元模型,经过动力特性分析后发现,随着电气设备与主厂房结构质量比的改变,电气设备对主厂房结构存在不同程度的影响。另选取不同震中距和震级的100条实际地震记录,在电气设备与主厂房结构不同质量比及电气设备不同摆放形式等工况条件下,分别以主厂房结构层间位移角和地面峰值加速度作为地震需求参数和地震动参数,建立主厂房地震需求模型,最终得到变电站主厂房地震易损性曲线,该曲线可用于评估变电站的抗震性能水平,并为变电站灾前预测及灾后加固提供理论依据。

基于GPS、InSAR和强震数据联合反演2017年九寨沟MS7.0地震同震滑动分布

以多源观测为约束,利用近场GPS、InSAR同震位移和强震观测数据联合反演2017年九寨沟M S7.0地震发震断层的几何形状和破裂模型,并初步分析其地震成因。结果表明,九寨沟地震的发震断层走向154°,倾角80°,以左旋走滑为主,兼有少量正断分量;地震破裂主要集中在2~12 km深度范围,最大滑移量为1.6 m,位于地下6 km深处,断层在近地表没有滑移;地震释放的地震矩为5.59×10^18 Nm,矩震级为M W6.44。结合余震分布认为,该地震的发震断层为隐伏的虎牙断裂北段。

基于性能的平面不规则结构地震易损性分析

针对平面不规则框剪结构,提出基于性能的结构整体地震易损性分析方法。基于性能分析静力弹塑性,根据结构极限损伤状态定义平面不规则框剪结构层间位移角和层间扭转角的4个性能水平限值。通过弹塑性动力时程分析获得结构地震响应。根据超越概率的定义,分别计算层间位移角和层间扭转角极限状态下超越概率。结合地震峰值加速度及超越概率对一平面不规则框剪结构进行基于性能的地震易损性分析,绘制结构的易损性曲线,比较2个指标的易损性曲线,评估结构的抗震性能。研究结果表明:对平面不规则结构进行易损性分析时,应考虑扭转响应对结构的影响,防止高估这类结构的抗震性能。

基于性能的集装箱起重机结构地震易损性分析

根据集装箱起重机(简称岸桥)结构在地震作用下的破坏表现特征,定义了4个破坏等级和3个性能水准,以门框位移角为量化指标,给出一种岸桥结构性能水准的确定方法。考虑结构和地震动的不确定性,对两台岸桥实例进行地震易损性分析,得到结构易损性曲线。分析结果表明:两台岸桥门框构件延性变形能力较差,在强震作用下的倒塌概率较大。易损性曲线明确了岸桥结构在不同地震动强度下的性能水准概率,为岸桥结构抗震性能评估和灾害分析提供理论依据。

地震滞后滑坡的破坏机理及防治措施研究

由于地震的强烈震动作用,使一些岩质斜坡内部形成了塑性贯通区,易使斜坡成为不稳定斜坡,遭遇外力作用后就有可能形成地震滞后滑坡。以汶川地震中的某不稳定斜坡为研究对象,利用大型有限元软件ANSYS建立数值模型,研究其地震作用下的动力响应。数值模拟的结果表明:地震波穿越节理面后,发生了较大变化,使节理面上下岩体运动方式不同;岩桥在地震作用下,内部剪应力和拉应力波动较大,最终导致了岩桥的塑性贯通;层间节理位移分布很不均匀,动力响应也有较大不同。最后,根据工程地质勘察结果和不稳定斜坡的特点,确定了潜在的滑动面,并提出了裂缝注浆和削坡减载的治理措施。

多遇地震下SMA-叠层橡胶支座力学性能模拟

为研究所设计的形状记忆合金(SMA)-叠层橡胶支座在多遇地震下的隔震性能.采用Auricchio&Sacco本构模型对SMA材料进行数值模拟,验证此本构模型能够较好的描述SMA材料的超弹性特性;对SMA材料进行了超弹性拉伸试验,研究了应变幅值、加载速率和循环次数等因素对SMA超弹性力学性能的影响;通过建立SMA-叠层橡胶支座模型,有限元分析得到恢复力-位移滞回曲线,分析了位移和荷载变量对支座的等效水平刚度、等效阻尼比和单位循环耗能的关系.结果表明:SMA-叠层橡胶支座在多遇地震下表现出较好的耗能能力和水平刚度,且随着地震灾害的加剧,这些优良特性表现出稳定上升趋势,说明SMA-叠层橡胶支座确实具有有更理想的隔震效果.

伪弹性形状记忆合金杆屈曲行为研究

对不同长细比伪弹性TiNi合金矩形截面杆进行了压缩试验,通过应变片和热电偶来捕捉杆中间截面表层材料的相变演化,采用热电偶测量杆中间截面受拉侧的温度,分析了长细比和材料相变对杆件承载能力的影响。结果表明:加载和卸载阶段,两端夹支TiNi杆的载荷-应变曲线随着长细比的改变发生明显的变化,对于短杆,相变会提高其承载能力;对于长杆,其极限承载能力取决于长细比,相变的影响集中在后屈曲阶段;对于低长细比杆件,加载阶段温度持续升高,而高长细比构件,应变达到最大值时温度已开始下降,所有杆件在卸载结束时的温度均低于加载初始时刻。

地震作用下岩质斜坡破坏机制研究

以地震作用下的非贯通节理岩质斜坡为研究对象,利用大型有限元软件ANSYS建立数值模型。数值模拟结果表明:地震作用下非贯通节理岩质斜坡的稳定系数受结构面的长度、密度、贯通率、展布方向等因素影响;节理面的位移放大效应和变形积累效应明显;岩桥的破坏在地震初期比较剧烈,之后在地震作用下继续发生破坏,在经过地震波波幅较大的波段后,斜坡的变形破坏才稳定下来;地震作用下,岩桥内部应力波动剧烈,拉剪共同作用导致了岩桥的最终破坏;层间节理位移和层间摩擦应力分布很不均匀,不同位置的节理的动力响应也有较大不同。

纳米级位移传感器

探索地震发生的规律，实现地震的准确预报，是全人类的一个难题。据了解，由于日月天体的引力变化，会引起地球形状的有规律变化，这种变化十分微小，被称为地球的“脉搏”或“心电图”。人的脉搏跳动如果出现异常，就预示着人体可能发生病变，“地球脉搏”出现异常则可能预示着地震正在生成，或者即将来临，对“地球脉搏”的观测是实现地震预测的关键。

土质边坡动力稳定数值分析方法评述

回顾并分析了拟静力法、Newmark滑块法和有限元法这三种常用的土质边坡地震作用下稳定分析方法,认为一种合理的边坡地震稳定分析方法应该考虑多方面的因素,包括边坡土体动本构模型、孔隙介质波动理论、边坡地震动输入方式和边坡地震稳定性评价指标选择等方面。在探讨以上四个方面的研究现状及进展的基础上提出了基于静、动力有限元分析的边坡抗震稳定安全度评价方法。此方法可以求得边坡滑动特征点的动位移时程曲线、永久位移和动安全系数,并可综合此结果来判断边坡地震作用下的稳定性。

基于强度折减动力分析法的岩体边坡稳定性分析

针对在强度折减动力分析法中折减系数与关键点位移关系曲线拐点不易判断的问题,采用强度折减法将边坡岩土体的内聚力、内摩擦角、抗拉强度折减后,利用数值分析软件进行静动力计算,以边坡潜在滑动体关键点位移时程曲线和折减系数与关键点位移关系曲线判断出折减系数的范围,通过分析绘制在同一坐标系下不同折减系数时潜在滑动体关键点位移时程曲线的变化趋势,较为准确地确定拐点及其相应的稳定安全系数,并以浩口水电站厂房后缘边坡为例,通过对其进行动力稳定性分析,验证了所提方法的可行性和合理性。

残余应力影响压痕尺寸和隆起量的研究

残余应力的存在直接影响材料的力学性能,在压痕法中影响其压痕形状大小、压入载荷—位移曲线和隆起量,因此通过比较压痕形状大小、压入载荷—位移曲线和隆起量的大小,可以推断出构件内部残余应力,再通过有限元研究不同程度的残余应力对压痕形状、压入载荷—位移曲线和隆起量的影响。研究结果表明,残余压应力使压痕尺寸变小,残余拉应力使压痕尺寸变大,不同性质和大小分布的残余应力使压痕形状为椭圆形,压入载荷—位移曲线斜率和隆起量高度随着残余压应力的增加而增加,随着拉应力的减小而减小,当构件内部存在一定程度的残余拉应力时,随着压入载荷的继续增加出现负隆起量(沉降量),沉降量的大小与压入载荷的大小和残余拉应力的程度有关。