土—结构相互作用对煤矿采动损伤建筑的抗震性能影响分析

为了探讨土—结构相互作用对煤矿采动损伤建筑地震动力破坏的影响,基于损伤力学和能量耗散理论,研究采动区土—基础—上部结构的协同作用,通过建立考虑土—结构相互作用的煤矿采动损伤建筑的动力学方程,重点分析了煤矿采动损害影响下的建筑物地震动力灾变演化过程。计算结果表明:土—结构的相互作用对煤矿采动建筑的地震动力响应影响较大,不考虑土—结构相互作用是偏于安全的;煤矿采动作用明显改变了建筑物的结构动力特性,建筑结构的薄弱层位置改变明显、塑性铰和层损伤分布规律发生改变,严重降低了建筑物的抗震性能,对于煤矿采动区建筑应当开展安全损伤评估工作,以保证矿区工程建设的安全性和可靠性。     

煤矿采动建筑地震动力灾变与防控研究的现状与发展趋势

针对煤矿采空区地面建筑地震动力灾变及抗震性能劣化研究不足的问题,通过分析国内外关于煤矿采动区建筑物保护的相关研究成果,分别从煤矿采动的次生灾害、煤矿采动建筑安全研究的紧迫性与严峻性、煤矿采动建筑安全性研究的不足、煤矿采动损害与地震灾害联合作用的致灾机制以及煤矿采动建筑地震动力灾变现有的研究成果与发展趋势进行了重点探讨,在分析煤矿采动建筑地震动力灾变机制的基础上指出了煤矿采动建筑地震动力灾变与防控研究迫切需要解决的学术问题,初步阐述了技术难题,为煤矿采动建筑的地震动力响应与灾变演化过程的防控提供参考借鉴。     

地震作用下煤矿开采损伤建筑的能量耗散演化致灾分析

基于耗散结构理论,从能量理论角度对煤矿开采区建筑物的动力破坏过程进行了系统的定量分析。提出了建筑物能量耗散的理论判据,研究了地震作用下煤矿开采区建筑的损伤演化灾变过程。根据结构动力学理论,建立了煤矿开采区建筑物在地震作用下的能量演化平衡方程,定量分析了地震作用下煤矿开采区建筑物系统中耗散能量的变化过程。结果表明:在开采沉陷和地震联合作用下,建筑物与外界产生更多的有害的能量交换,进而产生更多的塑性损伤变形,结构阻尼耗能降低;根据建筑物能量耗散演化趋势应建立合适的抗开采沉陷变形隔震保护新体系,为我国矿区建筑物保护提供借鉴意义。     

煤矿采空区的地震动力灾变及安全防控的研究进展与挑战

针对煤矿采空区的地震安全及矿区地下结构抗震研究不足的问题,通过分析国内外专家学者对地下结构的地震动力灾变与防控的相关研究成果,分别从煤矿采空区灾害的特征与形成原因、煤矿采空区动力灾害研究的紧迫性与严峻性、地下结构抗震研究领域的已有优秀研究成果以及煤矿采空区地震动力灾变研究的不足及发展趋势等方面进行了分析探讨,在分析地下结构抗震研究成果的基础上指出了煤矿采动区地震动力灾变与安全防控迫切需要解决的问题,系统凝练了地震作用下煤矿采空区及地下结构的地震损伤力学机制与灾变控制的核心学术问题,初步揭示了煤矿采空区的地震动力响应、煤矿地下结构的地震破坏模式迫切需要解决的技术难题,为煤矿采空区的地震动力稳定性及煤矿采空区地下结构的地震灾变防控提供参考和借鉴意义。     

采动区建筑物抗震、抗变形双重保护作用机理分析

采动区建筑物保护是一个涉及采矿工程、结构工程、防灾减灾工程等多学科的综合性、交叉性问题,采动区建筑物的变形损坏是由于采空区上的土层变形与建筑的基础变形不协调,从而产生附加应力而引起的建筑物倾斜、出现裂缝等一系列问题。由于受到采动区地质条件的物理力学的性质以及煤炭的开采方法、开采面积等开采因素的影响,加之建筑物的结构型式、结构的强度刚度、基础的稳定性、地基的承载能力以及建筑物在采动区的位置等因素的存在,很难按照经典的数学模型和力学计算理论进行统一度量并加以分析研究。本文采用AN SY S有限元结构分析软件,对采动区地震和开采沉陷变形对建筑物的耦合作用机理进行分析,将采动区建筑物抗震设计和开采沉陷的抗变形设计结合起来进行分析研究,提出了采动区建筑物抗震抗变形双重保护的具体措施,发展和补充了采动区建筑结构抗震抗变形控制理论,不仅能够合理地解决地上建筑物保护与地下开采的矛盾,同时也为采动区已有建筑的加固防护、减少采动区建筑物的损害破坏以及新建建筑的结构设计提供理论依据和技术支持。     

地震和煤矿采动耦合作用下露天矿边坡及采空区稳定性研究

为了探讨地震和煤矿采动耦合作用下的露天矿边坡及采空区的稳定性,以辽宁排山楼金矿露天转井工开采为研究对象,基于FLAC3D有限元分析平台,采用强度折减法研究了未进行煤炭开采时和煤矿采动单独作用下露天矿边坡的安全系数,重点探讨了煤矿采动和地震耦合作用下露天矿边坡及采空区应力场、位移场及塑性区的分布规律。结果表明:未经采动时,露天矿边坡的安全系数为1.21,边坡处于稳定状态;煤矿采动后露天矿边坡安全系数降为1.12,仍处于稳定状态,单独的煤矿采动作用不会导致露天矿边坡失稳;在地震和煤矿采动耦合作用下,露天矿边坡坡体内出现了较大的拉应力,采空区顶板出现冒落现象,底板出现底鼓现象;在地震和采动耦合作用下,边坡将出现失稳破坏,破坏形式主要为采动区顶板的大面积冒落和边坡的崩塌。     

中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究

抗震性能是建筑设计中的一项重要指标,需要对地震作用下的建筑结构动力弹塑性损伤情况进行分析。提出一种中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究方法。从有效应力与Cauchy应力张量\,建筑材料损伤演化方程等方面对弹塑性损伤模型基本原理进行分析,以此为理论基础,分析建筑材料应变率与建筑结构损伤能释放率的相关关系,通过Bonora损伤模型获取失效建筑材料损伤指数,并计算整体建筑结构构件损伤指数,以建筑材料损伤指数和建筑结构构件损伤指数为依据,完成中强地震下的建筑结构动力弹塑性损伤模型构建。利用实例进行分析,地震加速度值为0.3g的情况下,该模型的建筑结构相对位移时程曲线与实际位移曲线拟合度较高,且具有较好的建筑结构动力弹塑性损伤模拟精度,表明该模型具有一定的可行性。     

基于G1S确定城市地震次生火灾高危区方法的研究

本文采用建筑物震后火灾发生与蔓延危险性分析的概率模型,给出建筑结构在地震破坏状态下的次生火灾发生的概率。通过综合分析其它影响因素,给出判定城市地震次生火灾发生的高危险区的方法。并在GIS(Geograpllic Information System)下实现对城市地震次生火灾高危险区的划分。     

基于隔震技术的桥梁结构抗采动变形抗地震保护

为了提高采动区桥梁在竖向开采沉陷变形作用下的抗变形隔震能力,提出抗开采沉陷变形隔震保护控制的思想,首先分析了桥梁抗开采沉陷变形隔震保护控制的原理,提出一种新型的抗开采沉陷变形隔震保护控制装置,并分析了其抗采动变形抗地震的保护原理,其次利用数值分析软件建立一座三跨连续板桥有限元模型,对比分析了在开采沉陷变形和地震耦合作用下该装置的竖向抗变形隔震效果,并量化分析了开采沉陷和地震对桥梁结构损害程度,提出的抗变形隔震双重保护装置可以有效地抵御煤矿采动对桥梁的损害,减小桥梁结构的地震动力响应。抗变形隔震双重保护装置有效改善了采动区桥梁结构的抗震性能和抗开采沉陷变形性能,为我国矿区桥梁工程的安全建设和运营提供了科学的理论方法和依据。     

基于泸定6.8级地震某二层混凝土框架结构损伤分析

2022年9月5日四川甘孜州泸定县发生6.8级地震,相关台站记录到水平向地震动峰值加速度达到891cm/s²,竖直向地震动峰值加速度为175cm/s²,地震造成严重人员伤亡和建筑物倒塌。为进一步了解本次地震对建筑物破坏作用,采用大型通用有限元软件SAUSG2022,对震中某二层钢筋混凝土框架结构进行弹塑性动力时程分析。结果表明,在泸定地震动作用下,该建筑物损伤严重,有倒塌风险,损伤部位与损伤程度与现场情况基本相符。而采用隔震技术后,分析结果表明在泸定地震动作用下建筑物损伤轻微。     

Evaluation of a proposed damage index for a set of earthquakes

A damage index computed for a set of ground motions recorded in 11 earthquakes, including the 1985 Mexico City earthquake, the 2010 Chile earthquake, the 2011 Christchurch earthquake, and the 2011 Great East Japan earthquake, is proposed in this paper. The proposed damage index uses some basic parameters of the response of an SDOF system including the maximum hysteretic energy per unit mass that a structure can dissipate under strong ground motions. Control of lateral displacements, especially roof drift ratio of buildings, was found to be important in minimizing seismic damage. The values and distribution of the computed damage index are consistent with global building damage observations for the selected earthquakes. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

辽西地震重点监视区桥梁震害预测

采用统计回归方法，对辽西地震重点监视防御区内４条国家级公路的桥梁１３３座、４次国有铁路的桥梁３３１座，以桥梁震害等级划分原则，求取其震害指数、判定震害等级。     

1989年大同—阳高地震的震害和灾害评估

叙述了大同—阳高地震的震害情况,讨论和分析了其特点和震害偏重的原因。介绍了地震后进行的震害指数调查和经济损失评估的工作情况,并结合震害指数的分布特点和震区的地震地质条件,分析了地震烈度的分布情况和特殊性,指出震害分布与发震构造有密切关系,认为把烈度和震害指数结合起来进行研究可更好地反映出这次震群活动的宏观特点。     

钢框架结构的地震损伤研究

基于预定损伤法对钢框架构件主要设计参数进行损伤敏感度分析,研究主要设计参数与钢框架结构梁、柱损伤的关系;揭示钢框架结构梁、柱的损伤及梁、柱线刚度比、结构高宽比、柱轴压比、锈蚀率对楼层损伤的影响规律;获得楼层的损伤与整体结构损伤的关系,最终建立钢框架结构的损伤演化模型。研究成果可为建立地震激励下钢框架结构的损伤模型提供理论基础和数据支持。     

云南地区简易房屋的震害指数研究

1992～2005年,云南地区共发生56次破坏性地震,积累了丰富的震害资料.2005年10月,<地震现场工作第4部分:灾害直接损失评估>(GB/T 18208.4-2005)发布实施,提出简易房屋的概念,并将原有5个破坏等级归并为3个破坏等级.针对这种变化,统计了云南56次地震不同烈度区简易房屋的破坏比,按破坏比对原规...     

基于结构动态响应统计特征的损伤指标研究

为了提高土木工程结构损伤识别的可靠性和有效性,本文提出一种基于结构动态响应统计特征的损伤指标,并对其可行性进行研究。文中首先在结构随机振动理论基础上推导出结构动态响应（包括位移、速度和加速度）的统计特征（包括均值和方差）与结构损伤位置和损伤程度之间的关系;然后通过敏感性分析确定以结构位移的方差作为结构损伤识别的损伤指标;最后,数值模拟-六层钢筋混凝土框架结构在白噪声激励下的动态响应,观察在不同损伤位置和损伤程度下结构动态位移方差的变化,从而对选择结构位移的方差作为损伤指标的可行性进行评估。研究得出结论,使用结构动态响应的统计特征作为土木工程结构损伤识别的损伤指标是可行的。     

沈阳市建筑物震害预测

通过对沈阳范围内的89290栋建筑物基础数据的计算分析,综合评价建筑物状况,并预测沈阳市内的建筑物在地震来临时,可能遭遇的震损情况,并由此为城市防震减灾提供参考依据。     

2020年云南巧家5.0级地震烈度评定及房屋震害特征

2020年5月18日巧家县发生5.0级地震,结合震区背景信息和现场调查,详细阐述此次地震烈度分布和房屋震害特征,并计算各类结构房屋的震害指数和破坏比。调查发现,本次地震的最高烈度为Ⅵ度,长轴呈NW向,与灾区地震地质构造背景、仪器烈度分布具有较好的一致性。对比分析本次地震与昭通地区、云南其他地区近年来大小相近的历史地震Ⅵ度区震害指数,结果表明,本次地震房屋震害指数相较于昭通其他地区明显偏低,但比云南其他地区偏高。分析认为,近年来巧家县各项房屋改造工程切实提高了当地房屋抗震水平,但仍需加强房屋改造建设,尤其是加快推进老旧房屋拆除及新房建设工作,进一步提升房屋抗震能力。