模拟损伤状态下长输管道悬索跨越结构抗震性能的试验研究

本文根据长输管道悬索跨越工程的实际使用情况,总结了其3种基本损伤模式。以1例实际长输管道悬索桥跨越工程为原型,制作了缩尺比例为1∶8的试验模型,对试验模型进行了完好状态和3种模拟损伤状态下的输入白噪声和不同强度的E l Centro波的动力性能试验。试验结果表明:管道悬索跨越结构具有很强的抗震能力,试验输入的最大横向和竖向地震反应加速度折合原型均超过0.4g,但模型构件未发生破损,结构体系保持稳定,表明完好状态和发生3种模式损伤的悬索跨越结构均具有抗御9度地震烈度而保持使用功能的能力。     

高速铁路车-桥耦合体系地震响应分析

为了研究车桥耦合体系在地震作用下的响应,采用有限元方法,在现有有限元模型基础上,建立了更为精细的高速铁路车-桥耦合模型,计算了车桥体系的动力特性及典型地震动输入下的反应。同时还建立了单桥有限元模型,比较了单桥模型和车桥耦合模型的自振特性和地震响应的差异,得到了桥面加速度反应放大系数。结果表明:在给定的典型地震动作用下,车桥耦合模型地震响应放大系数与单桥模型有较大差异,同时输入地震动频谱特性对桥面地震加速度响应有显著影响。     

饱和砂土地铁车站的振动台试验研究

地震作用下,饱和砂土地层地铁车站的动力反应特征是城市轨道工程抗震的关键问题。以太原地铁新近沉积粉细砂地层地铁工程为对象,通过模拟地震运动输入的饱和砂土地基地下结构的振动台模型试验,分析了不同峰值加速度地震作用下饱和砂土与地下结构相互作用的动力反应性状。研究了地震波作用的放大效应与频率特征,动孔压比增长发展过程和液化区域分布,以及动土压力的变化规律。表明加速度放大系数为1.5~2.0;0.1~0.25g峰值加速度地震作用下饱和砂土均产生动孔隙水压力累计发展;0.3g峰值加速度地震作用下饱和砂土产生液化,抑制了土与地下结构的振动放大效应,地表面大量冒水,结构模型出现了明显上浮,地下结构两侧产生震陷。     

混凝土框架-钢柱阀厅结构振动台试验研究

本文对混凝土框架-钢柱换流站阀厅结构进行了地震模拟振动台试验.根据原型结构特点及试验室现有条件设计和制作了1/8满配重模型缩尺模型,选定了三种适用于不同场地类别的地震动进行逐级加载,在每级地震动加载前后,均对结构进行了白噪声输入.研究了阀厅结构地震响应(包括加速度放大系数、索的动拉力等)、结构固有频率变化、结构阻尼比和...     

双向地震作用下锯末混合土场地动力特性分析

在北京工业大学振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土地基自由场振动台模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,试验中输入地震动时程采用El Centro地震动记录、Taft地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向分为水平单向和水平双向。文中,重点考察了双向地震动输入下锯末混合土模型场地的动力特性及其变化规律,主要指标包括模型场地地震动反应的峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其傅氏谱。试验结果表明:随着输入地震动强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,而其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动;双向地震作用下锯末混合土模型场地的动力变化规律与单向地震作用下较为一致。     

用于地下结构地震反应分析的改进反应加速度法

为考虑结构的存在对反应加速度法中地震输入荷载的影响,基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB 50909—2014）中的反应加速度法,提出将土-结构模型转换为自由场模型的等效方式进行地震反应分析。采用等效自由场进行地震输入荷载计算,近似地考虑了结构的存在对地震输入荷载的影响,以期提高反应加速度法的计算精度。使用有限元软件ABAQUS,采用改进前后反应加速度法对日本大开车站不同工况下的地震反应进行计算。研究结果表明,采用等效自由场计算的地震输入荷载有效提高了反应加速度法的计算精度。在验证等效方式有效性的基础上,分析等效模型宽度的选取对反应加速度法计算结果的影响,建议等效模型边界至结构侧边的距离取为1～3倍结构宽度。     

CAP1400核岛结构缩尺模型对地震反应影响分析

针对核电厂CAP1400核岛结构地震反应问题,构建了核岛屏蔽厂房和辅助厂房整体结构的3个分析模型:原型和1/16、1/40缩尺模型,并在AP000谱和RG1.60谱地震动输入下进行了有限元模拟对比分析,探讨了振动台试验模型缩尺处理的合理性和精确性。研究表明,基于缩尺模型得到的结构自振频率相对于原型结构模型有所降低,降低幅度在8.5%以内;结构模型的缩尺对结构反应峰值加速度和高频（大于3Hz）加速度反应谱的影响较为显著,但对较低频（小于3Hz）的加速度反应谱影响较小;模型缩尺对结构不同方向反应的影响中,刚度越大的方向其影响越大。进一步将结构模型数值模拟结果与1/16缩尺模型的振动台试验结果进行了比较分析,试验给出的结构自振频率远低于模型数值模拟结果,但原型和1/16缩尺模型数值模拟得到的结构反应均与试验结果较为接近。基于模型数值模拟和振动台试验研究,认为对于缩尺比1/16或更大的模型可以忽略模型的缩尺效应。     

故宫雨花阁动力特性及地震响应分析

为研究古建筑木结构的动力特性以及抗震性能,获取建筑自身以及内部文物保护的参考依据,以故宫雨花阁为分析对象,进行环境微振动测试,并利用软件SAP2000建立结构有限元模型。经现场测试以及模态分析,得到了雨花阁的主要频率和振型;并通过输入不同地震波（加速度峰值0.4g）,获得了典型节点的地震响应曲线和各层动力放大系数。结果表明:雨花阁的一阶和二阶频率为1.34Hz和1.44Hz,振动形式为两个水平方向平动,与场地的卓越周期1.5Hz较为接近;在8度罕遇地震作用下,结构产生的地震响应较剧烈;顶层南北向的动力放大系数平均可达到2.7,因此内部文物须采取更高标准的加固措施。     

城市地下变电站非线性地震反应分析

为研究城市地下变电站结构及其内部电气设备的动力特性及地震反应规律,以西安市快速轨道交通二号线张家堡地下变电站为工程背景,依据黏弹性人工边界理论及有限单元法,建立考虑土体-结构-设备动力相互作用的三维有限元计算模型,首先通过半空间自由场模型验证了地震动输入方法的有效性,继而开展地下变电站系统的模态分析和动力时程分析,得到了该类结构的动力特性及地震响应规律。研究结果表明,结构上覆土体及电气设备在地震作用下产生的惯性力是结构构件应力增长的主要原因,8度罕遇地震作用下地下变电站内电气设备的加速度放大系数明显超出规范要求,需要采取相应保护措施。     

横向非一致地震激励下埋地管道的动力响应分析

为研究埋地管道在地震激励时管-土相互作用的动力响应问题,研发双向层状剪切连续体模型土箱,建立管G土相互作用有限元分析模型,对横向非一致地震激励下埋地管道地震响应进行数值模拟分析,并与试验结果进行对比.结果表明:数值模拟和振动台试验结果中的管道应变峰值均呈现出沿管道中间大两端小的现象,管道中间应变峰值最小达到两端的1．6倍左右;管道加速度、 土体加速度峰值均随着加载等级的提高而增大,涨幅愈加明显,多峰频率由0~10Hz逐渐向10~ 20Hz频域扩散,管道运动更为自由;土体位移随着加载等级的提高呈现逐级增大的现象,在加载等级增加到0．4g 时位移曲线斜率减小,土体非线性表现明显.数值模拟和振动台试验对比分析的结论表明数值模拟分析的合理性和试验结果的可靠性,为研究横向非一致激励对埋地管道地震响应的影响提供了依据.     

一种地方与区域地震震源机制反演技术：广义极性振幅技术（一）——原理与数值实验

基于数十年来已有的研究进展,提出了一种地方和区域地震震源机制反演技术——广义极性振幅技术（GPAT）,并通过一系列数值实验检验了这种技术的可行性和抗干扰能力.首先,从地震波场概念出发,利用P波初动极性与广义震相振幅构建矢量,建立反演系统,并给出求解技术;然后,考虑影响反演结果的各种因素,包括台站布局、台站数目、随机噪声、震中位置误差、震源深度误差和速度模型误差,分别进行了单一因素影响测试;最后,同时考虑各种因素进行了综合测试.实验结果表明,GPAT是可行的,具有良好的抗干扰能力.需要强调的是,在众多影响因素中,速度模型误差对反演结果的影响最大.     

地震动瞬时能量谱与结构位移响应关系研究

本文通过HHT变换得到瞬时能量谱,并以HHT对地震动作用下的结构位移响应进行分析,发现长周期结构动力响应的显著特点:最大结构位移响应总是滞后于地震动激励的最大能量谱值时间.滞后的时间主要取决于结构的动力特性参数(特别是自振周期),也与地震动的类型有关.仿真计算的结果表明:长周期结构的破环与倒塌并不发生在地震动强度最大的时刻,而多数是在地震动末期,甚至在地震动完全消失之后.有益的结论为结构控制设计与安全提供科学依据.     

三层介质模型震相分析与地壳结构

本文用超声波方法在层状介质中进行地震模型试验研究,试图寻找一种解决某些地壳和地球内部构造问题的方法。试验中使用SYC-2型声波岩石参数测定仪,换能器是用锆钛酸铅（Pb（Ti,zr）O₃）晶体制成,共有三个换能器,一个做发射探头,两个做接收探头。波形由双踪示波管显示,以利于波形对比和震相追踪。 用黄蜡、石膏和有机玻璃等板材制造一个三层介质地壳模型,来模拟辽南地区的地壳结构,并将发射探头放在上层模型的侧面,成功地模拟了有深度的震源。文中详细分析了该模型中的主要震相,并与辽南地区的天然地震进行了对比,从而为辽南地区的地壳结构提供了一个旁证,也为今后对比某地区的地壳结构提供了一种新的方法。     

密肋壁板结构计算模型及Pushover分析

在前期试验和理论研究的基础上,将密肋壁板结构中的密肋复合墙板等效为整体斜撑,提出结构的刚架 - 等效斜撑力学模型,并结合试验数据确立了该模型主要参数的计算方法及塑性铰的设定.采用该模型对一实际密肋壁板结构进行了Pushover分析并进行了抗震性能评估.结果表明采用该模型是实现密肋壁板结构Pushover分析及抗震性能评估的一种有效方法.     

Vertical structure of tidal current in a typically coastal raft-culture area

In this paper vertical structure of tidal current in a typically coastal raft-culture area is discussed by field measurement and a numerical model. The observations show that the vertical structure changed dramatically. A tidal surface boundary layer (SBL) is well formed due to the frictional effects induced by extensive, high-density suspended culture as surface obstruction. Both the aquaculture drag and the bottom friction are much higher than those in non-raft-culture areas, and show an obvious variation with tidal flow. The significant earlier ebbing and earlier flooding appear in the upper water column instead of the seabed. And the maximal phase lag is about 1 h within one tide cycle. A 1D hydrodynamic model was modified to include the SBL and parameterized with the field data. It replicated the observed velocity profile and was then used to investigate the impacts of varying culture density and bottom friction on the vertical tidal-current structure. Modeling results indicate that the surface current velocity was largely damped because culture activities enhanced the frictional effects on flow intensively. The magnitude and vertical structure of tidal current are determined together with aquaculture drag and bottom friction. In addition, the vertical velocity structure has a nonlinear trend along with culture density and bottom friction. This study is a theoretical foundation for optimizing aquaculture configuration through regulating culture density and species distribution.     

钢管混凝土框架骨架曲线研究

以钢管混凝土统一理论为基础,从截面层次的恢复力模型出发,钢管混凝土柱构件选用三线型弯矩~曲率滞回模型;钢梁采用双线型弯矩-转角滞回模型;钢筋混凝土梁选用三线型弯矩-转角滞回模型。使用非线性分析程序IDARC分析钢梁-钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱两类框架结构的骨架曲线,程序结果和试验结果吻合良好。并进一步研究了轴压比、含钢率、混凝土强度和钢材强度等对结构骨架曲线的影响。研究结果不仅为钢管混凝土框架结构的应用推广提供了必要的理论基础,而且对钢管混凝土抗震设计具有较好的参考价值。     

A first numerical simulation of the development and structure of the sea breeze on the Island of Mallorca

A numerical study of the development and structure of the sea breeze in Mallorca is presented using a meso- numerical model. The model includes a detailed representation of the soil and vegetation processes. The study covers a diurnal cycle. The results show that the model reproduces the main known features of the circulation and new ones appear, which seem to have an appreciable effect on the circulation during the decay of the sea breeze. The orography and soil dryness have been identified as the main factors determining the structure of the breeze. Three more experiments have been performed in order to isolate the effect of each factor.     

Basin and crustal velocity structure models for the simulation of strong ground motions in the Kinki area,Japan

We constructed a prototype of the basin and crustal structure model for the Kinki area, southwest of Japan, for the simulation of strong ground motions of hypothetical crustal and subduction earthquakes. We collected results of the deep seismic velocity profiles obtained by the reflection experiments and seismic imaging results, which were conducted in the Kinki area. The obtained profiles give underground velocity structures of the crust, from the surface to the subducting slab. We also gather the basin velocity structure information of the Osaka, Kyoto, Nara, and Ohmi basins. To examine the applicability of the constructed velocity structure model to the ground motion simulation, we simulated waveforms of an intermediate size event occurred near the source area of the hypothetical subduction earthquakes. Simulated ground motions using the basin and crustal velocity structure model are fairly well reproducing the observations at most of stations, and the constructed basin and crustal velocity structure model is applicable for the long-period ground motion simulations.     

Longitudinal integral response deformation method for the seismic analysis of a tunnel structure

For the longitudinal seismic response analysis of a tunnel structure under asynchronous earthquake excitations, a longitudinal integral response deformation method classified as a practical approach is proposed in this paper. The determinations of the structural critical moments when maximal deformations and internal forces in the longitudinal direction occur are deduced as well. When applying the proposed method, the static analysis of the free-field computation model subjected to the least favorable free-field deformation at the tunnel buried depth is performed first to calculate the equivalent input seismic loads. Then, the equivalent input seismic loads are imposed on the integral tunnel-foundation computation model to conduct the static calculation. Afterwards, the critical longitudinal seismic responses of the tunnel are obtained. The applicability of the new method is verified by comparing the seismic responses of a shield tunnel structure in Beijing, determined by the proposed procedure and by a dynamic time-history analysis under a series of obliquely incident out-ofplane and in-plane waves. The results show that the proposed method has a clear concept with high accuracy and simple progress. Meanwhile, this method provides a feasible way to determine the critical moments of the longitudinal seismic responses of a tunnel structure. Therefore, the proposed method can be effectively applied to analyze the seismic response of a long-line underground structure subjected to non-uniform excitations.