液氮劣化的岩石热-水-力耦合模拟

液氮冷浸造成岩石的劣化损伤可以考虑为低温环境下的热-水-力耦合问题。为研究极低温对岩石强度和应变的影响,基于饱和岩石的水-冰相变热传导方程、水分迁移方程和应力应变方程,利用Comsol有限元软件中的系数型偏微分方程模块(PDE)进行二次开发,自定义了液氮冷浸造成岩石劣化的数学模型。然后对饱和岩石试样进行数值模拟计算,得到了冷浸作用下岩石的温度、水分和冻胀变形的变化规律。此外,基于液氮冷浸对岩石造成的劣化作用,文中提出利用液氮冷浸作为地下工程中辅助破岩的手段。

不同类型地震波作用下软土场地地铁车站动力响应试验研究

依托上海某软土场地框架式地铁车站开展了振动台模型试验,通过在模型基底输入相同峰值加速度、不同频率成分的地震波,研究不同频谱特性的地震波对近场和远场加速度,以及车站结构的加速度、动应变、轴力和弯矩等动力响应的影响规律。研究结果表明:地震波的频率成分将同时影响场地、车站结构的加速度大小及其沿场地深度的分布,低频丰富的地震波对加速度的放大效应更加显著;不同频谱特性的地震波对结构不同类型动力响应的影响规律不同。

中庭式地铁车站地震响应振动台试验

中庭式地铁车站因用大量横梁取代楼板来形成中庭大开口(顶层和中层楼板的开口率均超过50%),且站厅层无柱,站台层采用宽高比达7.5的薄壁柱,车站结构抵抗横向变形比如地震作用的能力,成为值得担忧的一个问题。为此,针对埋置于人工模型土中的中庭式地铁车站模型,进行了一系列1g振动台试验,探究中庭式地铁车站结构的地震响应特征,以及地震动强度对土和车站动力响应的影响规律。试验结果表明:地震作用下,站厅层横梁两端的峰值动拉应变最大,站厅层横梁两端为抗震最薄弱环节;中庭式车站侧墙与邻近土体的加速度响应差异在不同埋深处表现不同;地震动强度对车站结构和场地的地震响应均影响显著;随地震动强度增加,场地的卓越频率变得越不显著,其加速度傅里叶谱的主要幅值段趋向坐落于更宽的频带内;随地震动强度增加,顶板埋深处土和侧墙加速度放大系数差异逐渐递减;随地震动强度增加,侧墙上峰值动土正应力分布形状可能发生变化,且沿车站左、右侧墙的峰值动土正应力呈非对称分布;水平横向地震动输入下,中庭式车站存在摇摆运动,且车站顶板的竖向加速度随水平输入地震动强度的增加而增大。试验结论有助于更好地认识中庭式地下结构的地震响应规律,为类似结构的抗震设计提供参考。