Several Typical Geomechanical Models of Deformation Fracture of Mountain in High Earthquake Intensity Area

The deformation fracture and stability of mountain under the earthquake action is an important issue that arouses concern of researchers in the field of engineering geology.The authors,from 2000 to 2006, selected the 1933 earthquake in Diexi zone as a typical study site to carry out the genetic mechanism research of mountain deformation-fracture caused by earthquake; in order to have comparability,the breadth

高烈度地震区高铁隧道衬砌背后空洞特征及地震响应

为提高强震区含病害铁路隧道的安全性,通过隧道检查车对29座高速铁路隧道衬砌背后空洞测试,借助有限差分方法研究空洞对隧道结构安全性的影响。结果表明:高铁隧道衬砌背后空洞极易出现在拱顶,占比80.00%;空洞纵向长度出现频率最高区间为2~4 m,占比46.49%;与衬砌表面最小距离为0.3~0.55 m的空洞占比78.93%,空洞常伴随衬砌厚度不足病害;衬砌背后空洞改变围岩-支护的接触状态,进而结构的惯性力和强制位移改变,震时位移和应力状态也随之变化;空洞导致所在部位的结构内力改变,结构安全系数降低19.51%~95.27%;随着空洞的环向角度、径向深度、纵向长度的增加,结构安全系数降低。衬砌背后空洞将导致高铁隧道衬砌的震时安全性显著降低。研究成果可为含病害高铁隧道抗震设防提供借鉴。

高烈度山区不同地形下常规桥梁地震响应分析

高烈度地震山区高速公路桥梁受复杂地形条件限制常设在深沟河谷或陡坡半填半挖处,不同地形处桥梁的地震响应和损伤机理可能不一致。为研究地形因素和结构抗震体系对桥梁地震响应及损伤机理的影响,将山区地形总结为3类典型地形,基于有限元软件Midas Civil并依托在建项目分别建立各地形处采用延性抗震体系和减隔震体系的装配式预应力混凝土T梁桥有限元模型,利用地震动加速度记录对桥梁进行非线性动力时程分析。结果表明:1)高烈度震区桥梁地震响应受地形和抗震体系影响显著,桥梁抗震性能表现为“W”型地形>“槽”型地形>“V”型地形,减隔震体系>延性抗震体系;2)当联内平均墩高大于32 m时,桥梁采用减隔震体系可能失效,是否失效与相邻联的刚度有关,相邻联刚度越小,失效概率越大;3)设置横向高低墩可使墩底横桥向剪力减小、使顺桥向弯矩增大、使同一盖梁下矮墩更易遭受破坏。

高韧性混凝土面层加固高烈度地震区砌体结构原理分析与应用案例

随着高韧性混凝土研究的深入和成熟产品的推广,高韧性混凝土加固砌体结构的优势不断被发现和研究,加固方法越来越成熟可靠,计算方法也已成熟。因其施工类似于一般抹灰,故适用范围广,可以方便地根据设计需求配置钢筋。这种方法除了能够显著提高砌体结构的承载力与抗震承载力,还施工简便,可分段施工,节约工期,且加固效果优于钢筋混凝土板墙,降低加固工程造价,有广泛的应用前景。

高烈度区某医院建筑基于满足中震正常使用要求的减震结构设计

位于8度抗震设防地区的某医院建筑为钢筋混凝土框架结构,需保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。以本医院建筑结构为例,对满足中震正常使用的减震结构设计方法进行研究。从结构变形和承载力两个方面,对现行规范、规程中对中震正常使用的性能要求进行对比和总结。探讨了层间位移角限值要求对结构刚度、附加阻尼比需求的影响,和性能要求对构件承载力设计的影响,得知中震作用下的结构最大层间位移角限值要求对构件截面的选择与布置起较大的控制作用。并采用SAUSAGE有限元分析软件对本工程进行设防地震下的弹塑性时程分析。建议高烈度区的钢筋混凝土框架减震结构,构件承载力验算可采用《高层建筑混凝土结构技术规程:广东省标准DBJ/T 15-91—2021》的中震设计方法,通过对结构刚度、构件承载力合理设计和中震下的构件性能评价,能达到设防地震作用下结构“基本完好、轻微损坏”的性能目标,保证结构在中震下的正常使用要求。

高地震烈度深山区某钢管混凝土格构超高桥墩的施工控制

为了阐述自爬式多功能提升系统施工方法在超高桥墩的应用,本文以某特大桥钢管混凝土格构空心墩施工工程为例,从C80自密实补偿收缩混凝土制备、高抛试验、钢管格构柱施工、自爬式多功能提升系统施工、管内C80混凝土施工及长悬臂爬模施工等关键环节论述控制要点。最终实践证明:自爬式多功能提升系统的施工方法在超高桥墩应用是成功的。本文结果可为类似钢管混凝土格构空心墩施工提供一定的借鉴及参考。

高烈度地震区铁路隧道震害特征与整治研究

研究目的:为明确震后隧道破坏特征,提出合理的高烈度地震区铁路隧道震害整治技术,依托兰新第二双线大梁隧道震后整治工程开展相关研究工作。现场调研探查大梁隧道震后灾害特征,根据物探、钻探情况及现场收集资料,综合评价震损破坏等级,针对隧道震害损坏情况提出针对性的整治技术措施,结合现场试验及实施情况,明确技术措施应用效果,为后续类似工程及隧道抗震设计提供借鉴。研究结论:(1)隧道震后出口段地表裂缝以拉张或挤压特征呈羽状展布,裂缝有明显错台现象;(2)隧道结构破坏受断层影响呈明显空间依赖性,特征效应突出,进口和出口段结构分别向右上方和左下方偏移,断层核心区结构错动、变形破坏严重;(3)地面裂缝可采用分层夯填水泥改良土和灌注砂浆结合的方法处理,针对Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级及以下破坏段,分别提出“大刚度圆形衬砌+大预留变形量+减震消能层+节段设计”、“格栅钢架+C40模筑混凝土”和“裂缝封闭+基底注浆”的综合整治方案;(4)现场监测结果表明,隧道全段二衬位移稳定,初期支护和二次衬砌以非对称性受力为主要特点,但整体受力较小,证明了支护方案的有效性和合理性。

昆明华润T1塔楼动力弹塑性分析和消能减震分析

昆明华润T1塔楼,建筑高度297m,地处高烈度区,采用了屈曲约束支撑作为消能减震措施,需进行罕遇地震下结构的动力弹塑性分析和消能减震分析。通过PERFORM3D软件计算了结构在七条地震波下主要指标,分析了主体结构和BRB在地震作用下的塑性发展历程,分析了剪力墙(混凝土、钢材)、框架梁、框架柱、连梁的塑性变形情况;T1塔楼共采用108根BRB,主要布置在加强层伸臂或环带桁架处,对比了减震结构与非减震结构在罕遇地震下的层间位移角、BRB耗能情况以及结构塑性损伤情况。结果表明,结构在罕遇地震下各项指标满足要求,结构损伤情况可以达到预期目标。

高烈度区中小跨径城市矮墩高架桥梁地震响应分析

“生命线工程”主要是指维持城市生存系统以及能够对国计民生造成影响的工程项目,主要包括排水、供水、电力、电话、无线电和电视等,同时还包括公路、铁路、航道等交通系统。其中最为关键的组成部分就是桥梁。它在应对洪水和地震等地质灾害,以及跨越复杂地形条件发挥着非常重要的作用。桥梁结构的安全与否关系着整个交通系统的运营是否畅通,对交通系统的抗灾害能力以及养护维修带来非常大的影响。文章主要论述在西南地区高地震烈度下,某些情况下当路线纵断面的设计受到影响,或者空间、地形有特殊要求时(如市区),采用矮墩大跨进行设计,此时桥墩、基础对地震的响应表现情况,以及对于减震、隔震措施进行探讨。

高烈度地震区医院门诊楼结构体系对比

建筑结构设计是否安全、经济、合理,与选定的结构方案密切相关。文章以西安市红会医院门诊楼单体局部为例,结合医疗建筑的特点,给出了高烈度地区多层门诊楼常采用的框架结构与框架—剪力墙结构的体系对比,分析两者的抗震性能、材料用量并提出应注意的常见问题,为高烈度地震区多层医疗建筑的设计提供思路与建议。

某超高层塔楼结构方案选型及抗震性能分析

以6度区结构高度228.35m的塔楼为例进行分析研究。通过多方案对比论证了在低烈度区采取不设加强层的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系是安全且经济可行的;同时根据结构超限情况确定性能化设计的原则和方法,并结合风洞试验及地震安全评价报告对结构进行了小震弹性反应谱分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性法分析及大震动力弹塑性时程分析,按照分析结果对结构薄弱部位及关键位置采取针对性加强措施,以确保结构可以实现预定的性能目标及良好的抗震性能;最后着重研究了竖向变形差对主要构件的内力影响。

高地震烈度区夹软岩顺层高边坡处治分析

文章以云南某高速公路K20+380~K20+550左侧边坡为例,运用Geostudio计算了地震工况下的边坡稳定性,开展高地震烈度区夹软岩顺层高边坡处治分析,得出结论:边坡稳定性受距坡脚最近的软弱夹层控制;沿软岩顺层滑动稳定性系数随水平向地震动峰值加速度变化大致呈线性关系;采用拟静力法计算的抗震稳定性低于动力法,工程设计常采用静力法计算偏安全。最终提出了锚索桩、框架锚索联合的设计方案。

高烈度区减隔震技术对高层钢结构抗震性能影响研究

本文结合某高层建筑项目,对比研究防屈曲支撑结构和铅芯橡胶层间隔震支座在高烈度地区钢结构建筑中的应用。经研究发现,在多遇地震和罕见地震作用下,采用防屈曲支撑结构和铅芯橡胶层间隔震支座能够降低地震作用对主体结构剪力、顶层加速度和结构位移的影响,提高主体结构安全性和稳定性。

高烈度地震区长联大跨连续梁桥减隔震方案分析

为研究高烈度地震区长联大跨连续梁在地震作用下减隔震技术,采用有限元建立跨径(50+8×100+50)m连续梁模型,在罕遇地震作用下,基于传统抗震设计对比双曲面球型减隔震支座、双曲面球型减隔震支座和黏滞流体阻尼共同作用减隔震措施及结构响应分析。结果表明采用双曲球面支座和黏滞流体阻尼器共同作用的减隔震技术为最优方案,各墩地震响应分配均匀、合理。结构纵横位移均在±30cm之内,桥墩及基础处于弹性状态。

基于摩擦摆支座的矮墩连续梁桥隔震性能研究

以一座地震高烈度区矮墩连续梁桥为分析对象,结合桥址所在区域的场地条件和地震动参数,采用摩擦摆支座进行减隔震设计。通过Midas Civi软件建立有限元分析模型,采用非线性时程分析法,分析了不同支座约束边界条件下的动力特性和地震响应。结果表明:摩擦摆支座可以延长结构周期,使结构的内力、位移分布更为均匀,具有良好的减隔震性能。

高烈度区隧道洞口段地震响应研究

在地震高烈度区,公路隧道有可能遭受严重震害,尤其是洞口段,为抗震薄弱区。采用FLAC3D软件,从土—结构相互作用模型出发,运用数值分析方法对隧道洞口段进行了动力时程分析。分析认为,在抗震设计中应重视隧道仰拱以及墙脚处于不利位置的情况,加强配筋;在施工中要充分重视围岩的作用,使其能与结构共同作用,减轻结构的损害。

强震后高烈度区泥石流危险性评价——以汶川地震区G213线映秀到彻底关段为例

强震在高烈度的山区往往诱发大量的崩塌和滑坡,一到雨季不同规模的泥石流频频暴发,造成严重的灾害。以处于汶川地震XI度烈度区的213国道映秀到彻底关段的21条沟为例,探讨强震后如何对高烈度区的沟道泥石流的规模、频率、危险性作出尽快评价。为此,针对地震泥石流的特点和形成条件,确定影响泥石流规模和频率的评价因子;并从已有的相关图件和遥感影像中获取评价因子的特征值;用简单的数学方法将因子特征值分为五级,并归一化为0.0到1.0的标准值;用层次分析法计算出评价因子的权重;然后用常用或改进的评价模型,对21条沟泥石流的规模、频率、危险性分五级作出评价;最后用强震后3 a间各沟实际发生的泥石流规模和频率对评价结果进行检验,结果表明两者吻合度比较好。这种尽快的评价方法,可供其他山区强震后高烈度区的泥石流危险性评价参考。

高烈度地震区岩土体边坡崩塌动力学特性研究

"5·12"汶川特大地震引发的次生山地灾害中以山体崩塌数量最多。本文在对国道213线都江堰至映秀段以及水磨支线公路边坡地震崩塌调查研究的基础上,分析总结了岩土体边坡的崩塌成灾模式、崩塌作用机理以及崩塌自组织临界(SOC)动力学特性。调查范围包括Ⅸ～Ⅺ度地震区,工点105个。对崩塌体方量、崩塌深度进行统计分析后发现,在Ⅸ度区崩塌体方量和崩塌深度都符合负幂律分布,呈现出明显的自组织临界动力学特性;而Ⅹ、Ⅺ度地震区不呈现该崩塌特性,其崩塌动力学性质受地震的强扰作用控制。

汶川地震汉源县城高烈度异常区基岩地震动输入

合理的地震动输入是定量解释震害和烈度异常的基础。以汉源老县城震害为评价基准,确定了汉源老县城高烈度异常区的汶川地震基岩地震动输入。基于汉源老县城周边的九襄、清溪、宜东和乌斯河4个强震台站记录,采用LSSRLI-1程序反演给出了各自台站的水平向基岩地震动;选取汉源县城典型场地,利用LSSRLI-1程序计算给出了不同强震台站基岩地震动作用下的场地地表加速度时程和反应谱,以最可能引起汉源老县城震害的强震台站基岩地震动作为汉源县城的基岩地震动输入。研究结果表明:九襄台站反演的基岩地震动最可能反映汶川地震时汉源老县城的基岩地震动特性,因而用九襄台站的基岩地震动作为汉源老县城的地震动输入解释汉源县城高烈度异常现象是合理的。本文的研究思路为定量解释震害的地震动输入确定提供了重要参考。

地震导致山体变形破裂机制地质力学模拟试验研究

地震导致山体变形破裂是一个复杂的演化过程,文中通过一些典型实例的地质分析,总结归纳了高地震烈度区山体变形破裂失稳有一定代表性的倾外层状体斜坡滑坡型、高陡块(层)状体斜坡崩塌型、软弱基座体斜坡滑坡型等3种典型性地质力学模式。自主创新研制、设计、探索了一套振动条件下地质力学模拟试验的设备模型和方法,并对3种典型性地质力学模型进行机制模拟试验。通过变形破裂演化过程模拟再现试验,从中揭示出一些振动条件下变形破裂的典型迹象和重要证据,充分再现了典型地震失稳机制的形成条件、相关性因素以及演化规律,为进一步研究分析提供科学可靠的试验数据和证据。