孔隙水压力对高铁路基动力响应的影响

采用2.5维有限元方法分析孔隙水压力对饱和路基地面振动的影响。根据Biot理论建立饱和多孔介质控制方程,采用双重Fourier变换将控制方程转换为频率 波数域表达式。采用2.5维有限元方法建立饱和路基模型,列车荷载在频率 波数域表示,轨道和路堤采用欧拉梁模拟,采用黏滞阻尼吸波边界减小有限元边界反射。分析列车速度、路基孔隙率和渗透系数对地面振动和孔隙水压力的影响。结果表明：车速较低时,由于饱和路基受孔隙水压力的影响,地面竖向振幅小于弹性地基;车速较高时,孔隙水压力急剧增加,对地面振动影响较大。列车运行速度较高时,饱和地基的孔隙率和渗透系数对孔隙水压力有较大影响。     

单轴分级循环加载时冻结粉质黏土的动力特性试验研究

为研究冻结黏土的动力特性,在不同温度(-0.6℃,-1.0℃,-1.5℃)和不同频率(0.5 Hz,1.0 Hz,1.5 Hz,2.0 Hz,3.0 Hz)时开展单轴分级加载试验。结果表明,随动应变幅的增加,温度和加载频率对土的动刚度、阻尼特性和残余应变特性的影响越来越显著;骨干曲线均呈线性变化特征,相同动应变幅时动刚度随温度的降低和频率的增加而增大;阻尼比随动应变幅的增加先增加再逐渐减小,加载末期呈略微增加趋势;相同动应变幅值时阻尼比随温度的降低和频率的增加而减小;同一级荷载下残余应变随循环次数呈线性不断增加,加载级数越高,残余应变增长越快;不同温度和频率时dε_(pd)/dt随动应变幅的增加而增大,相同动应变幅时dε_(pd)/dt随温度的升高和频率的降低而增大。     

双排隔振屏障对振动波的阻隔作用及动力响应分析

本文采用模拟试验的方法,对分层土地基中双排隔振屏障对振动波的动力响应进行了探讨,并研究了桩长与土层分界面位置关系、激振频率对其隔振效果的影响作用,得出结论:（1）屏障前振动强度远大于屏障后振动强度,并随着振源距、激振频率、桩长的增加而下降,且屏障前出现明显振动增强现象,在激振频率80 Hz时产生振动峰值,振动强度在高频时基本稳定,继续增加激振频率,振动强度并不会发生明显变化。（2）屏障后中线左右2倍桩长范围内为整个隔振区域的薄弱区,其他区域则由包络线围成一个封闭有效隔振区。（3）屏障对中频和高频有更好的隔振效果,且桩长越大有效隔振面积越大,当桩长超过土层分界面时,有效隔振面积可达到53.25%～69.78%,但此时有效隔振面积增幅由原来的14.29%下降到11.64%,增幅降低了约3%。（4）未设屏障区振动强度较小,随激振频率小范围内浮动,在激振频率为30 Hz和80 Hz时取得振动峰值,且随着屏障布置方向减小,即靠近屏障一侧振动强度较强,远离屏障一侧振动强度较弱。     

振动频率对饱和砂土液化强度的影响

采用“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”对饱和砂土进行了一系列动三轴实验,探讨了振动频率对液化强度数值的影响程度。在1．0、1．5固结比和0．05、0．10、1．00Hz振动频率条件下,针对相对密实度分别为70％、28％的密砂和松砂进行了100、200、300kPa围压和100kPa围压条件下的液化强度实验。实验结果表明,饱和密砂和松砂在各种固结条件下,液化强度随着振动频率的增大而增大,相同破坏振次时,各种实验条件下的液化强度与振动频率的关系在双对数坐标上均符合线性关系;振动频率由0．05Hz变化到1．00Hz时,液化强度相差达25％以上;动强度指标翰值随振动频率的增大而增大,最大相差12．2％;随着振动频率的增大,砂土达到液化破坏所需的时间明显缩短;振动频率对松砂液化强度的影响比对密砂的影响更为显著。     

黄土振动促渗效应研究

在大规模高铁和重载铁路建设与运营过程中,出现了一类新型黄土灾害,即机车振动、降雨和干湿循环联合作用下诱发的铁路路基黄土湿陷振陷与斜坡体崩解滑移.这对于铁路毫米级变形控制而言后果不堪设想,严重地威胁着铁路运营与人民生命安全.为此,作者提出了黄土受振动、水和干湿循环等影响下的"五促效应",即促裂、促渗、促崩(解)、促滑和促沉效应.本文主要探讨黄土振动促渗效应:开展了铁路沿线黄土斜坡的机车振动波的现场采集、处理,获得了机车振动下黄土斜坡响应规律,其中机车振动的优势频率主要集中在18～22Hz,最大振幅达0.4mm;在自主研发的振动促渗仪上开展了原状黄土的机车振动促渗试验,揭示了机车振动加快水在黄土中的渗透与提高饱和程度的振动促渗效应,其中振动作用下饱和渗透系数约为非振动下的1.5～20倍并在振动频率20Hz时达到最大;开展了黄土的振动积水入渗试验,,获得了振动作用下加速水分入渗、推进湿润锋演化以及加快气体逃逸等规律,其中振动频率、振动幅值和干密度等因素对其影响明显.以上所揭示的黄土振动促渗效应及其主控因素为探究机车振动、降雨和干湿循环联合作用触发黄土灾害机理做出了开创性的工作.     

单界面反射的反射波法频率域解释方法的研究

根据纵波在细杆中传播的理论，在单界面反射的条件下，本文推导了时域曲线的振幅谱，分解为振源振幅谱和｜L（ω）｜函数的过程，井推导了与｜L（ω）｜函数的极值相关的L（a）函数．利用L（ω）模函数的特性，就能较为准确的确定反射界面的反射系数和反射波往返时两个参数，为反射波法桩基质量检测的频率城解释方法提供了一定的理论根据．     

单围柱重檐攒尖木结构动力特性试验及地震响应分析

为研究单围柱重檐攒尖木结构的动力特性及地震响应,以西安兴庆宫五龙坛木结构建筑为例,对其进行原位动力试验,采用峰值拾取法与随机子空间法,分析了结构的前6阶自振频率、空间振型及阻尼比。考虑单围柱、榫卯连接、斗栱铺作、抹角梁架空间构造的特征,建立了单围柱重檐攒尖木结构有限元分析模型,计算得到结构的前6阶频率、振型及五龙坛原位试验结果吻合较好。结果表明：单围柱重檐攒尖木结构一阶自振频率在1.924～1.975 Hz之间,二阶自振频率在2.146～2.15 Hz之间,一、二阶振型分别为南北平动与东西平动;三阶自振频率在2.775～2.841 Hz之间,振型为扭转振动。输入不同幅值的El Centro波、Taft波及兰州波地震激励,在罕遇地震作用下底层最大层间位移角为1/83,童柱层最大层间位移角为1/87。     

岩石破裂电磁辐射频率与岩石属性参数的关系

为进一步明确岩石破裂电磁辐射频率特征,基于岩石破裂电磁辐射是由岩石破裂时传播裂纹引起原子扰动产生的假说, 通过断裂力学理论中小范围屈服条件下张开位移法计算岩石破裂时的裂纹宽度,由单脉冲电磁辐射频率与裂纹宽度之间的关系,研究电磁辐射频率与岩石属性参数之间的关系,并给出了它们之间的关系表达式;单独讨论了不同属性参数对电磁辐射频率的影响.结果表明,电磁辐射频率随弹性模量增大而增大,随岩样尺寸和强度增大而减小,随泊松比的变化、岩石弹模的不同电磁辐射频率有变化;当弹模较小时,泊松比的影响也较小,而当弹模很大,即岩石刚度很大时,泊松比的增大会导致频率的增大;裂纹初始长度的变化受试件尺寸的影响,进而影响频率,当尺寸较大时,裂纹长度对频率影响较小,当尺寸较小时,频率随裂纹长度增大而增大.通过计算几种常见岩石破裂时电磁辐射频率值发现,岩石破裂时电磁辐射频率达到10⁵ Hz量级,这与现有的实验结果相吻合.     

基于地震属性融合技术的火山通道识别研究

长岭龙凤山火山岩为多机构、多期次喷发叠合分布的一套火山岩地层,火山通道识别是成藏分析和油气运移等研究工作的基础,同时也影响储量计算和开发井的部署.针对深层地震资料品质较差,且难以对火山通道进行准确刻画的问题,开展针对火山通道的地震属性优选.该地区火山岩具有"低频强振幅"的特点,通过地震属性优选,提取10 Hz单频体、纹理对比属性和最大振幅地震属性,平面上采用三者RGB融合方法识别并落实火山通道边界,剖面上采用10 Hz单频体、纹理对比属性和地震数据体三者HSV融合突出火山通道纵向展布.通过地震属性融合在碎屑岩里识别强振幅,在火山岩里识别低频能量,在一定程度上抑制其他岩相的影响,最终实现长岭龙凤山地区火山通道的准确刻画.     

2009年6月5日重庆武隆鸡尾山滑坡地震波形分析

2009年6月5日下午15时许,重庆市武隆县铁矿乡鸡尾山山体发生一次特大型岩质滑坡,能量相当于ML 2.7地震,与该市辖区内构造地震、爆破、岩溶塌陷等波形进行对比,得到不同类型地震事件的波形特征和频谱特征,此次滑坡波形特点为:波形初动不清晰,在滑坡过程中波形振幅变化不大;由于地表吸收,高频衰减快;0—4 Hz低频段近台波形丰富,优势频率为0.6 Hz。     

粉土动强度试验研究

文中对重塑的粉土试样施加正弦波和任意波轴向荷载,进行应变控制的动三轴试验。根据试验结果,分析和比较2种不同波形振动荷载下粉土的动强度和变形特性。研究结果表明:固结条件相同,振动频率为1Hz,任意波振动荷载作用下粉土的动强度较正弦波下的稍小;任意波下粉土试样产生的动应变比正弦波下的大。     

基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别

为提高梁式结构损伤诊断的效率,提出一种基于类柔度差曲率和频率摄动的结构损伤识别方法。首先根据结构振动理论,研究广义柔度矩阵计算公式;再利用模态柔度对结构损伤灵敏性高的优点,改进基于柔度差曲率的损伤定位指标,定义类柔度差曲率LCFC损伤指标,并初步识别损伤;最后基于矩阵摄动进行结构损伤识别结果确认。考虑多种损伤工况,对一简支梁结构进行损伤识别数值模拟验证。结果表明:仅使用一阶模态,建立的类柔度差曲率LCFC指标对梁式结构损伤定位具有良好的诊断效果,且计算工作量小;对于含边界损伤单元的多损伤工况,当损伤程度大于10%时,LCFC指标识别有效;当损伤程度不大于25%时,各工况二阶摄动识别结果精度较高,相对误差较一阶摄动结果明显降低,证明了该方法的实用性、有效性和精确性。     

考虑多种因素影响的海上地震勘探气枪震源单枪子波数值模拟

在分析Ziolkowski气泡振动模型局限性的基础上,建立了多种实际因素影响下的海上地震勘探单枪子波模型。此模型考虑了气泡壁的热传导作用、枪口节流作用、气泡上浮、液体粘度和枪体本身等对气枪子波的影响。相对于Ziolkowski模型,改进模型所模拟的气枪子波主峰值减小,气泡振动衰减加快,与实测子波吻合性较好。实验分析表明：（1）枪口节流作用控制着气枪脉冲峰值振幅的大小,（2）上浮过程中气泡周围静水压力值减小,气泡振动的周期随之改变,（3）热传导作用和流体粘度是引起气泡振动衰减的主要因素。     

断层边坡地震动载效应的数值模拟

地震荷载作用下,断层两侧边坡稳定性一直是研究重点,本文主要探讨动态加载对不同位置坡体产生的地震动效应。首先,建立一个截面大小为500 km×100 km的有限元二维动态铲形断层模型,在地表断层两侧构建对称边坡来模拟滑坡地形。然后加载脉冲震源,通过对震源(深度为14 km)处节点指定加速度的方法,模拟计算地震发生后100 s内地震波传播对距断层分别为1 km,30 km及100 km的不同边坡震动产生的影响。结果显示:边坡震动强度随着震源距的增加而快速衰减,下盘的衰减比上盘更为强烈;距断层相同位置处,上盘比下盘振动幅度大;相同山体的不同位置上,水平方向振幅随断层距增大而衰减;垂直方向振幅,相同高程处的振幅相近,高程越高振幅相对减小;随着断层距的增加,山体的水平和垂直方向振幅都逐渐变小;震源距较远位置处的振幅比近震源位置小很多,说明近震位置处振动强度大,即在同等地质条件下,近断层的上盘区域更易发生滑坡。     

强夯振动衰减规律及其对建筑安全性的影响

依托工程实例,对粉土场地强夯加固振动衰减规律及其对建筑物的影响开展试验研究,探讨了振动加速度与强夯能量、传播距离之间的关系,建立了2种能级夯击振动加速度衰减公式;提出了建筑物最小安全距离的确定方法及减轻强夯振动影响的工程措施。结果表明:强夯振动加速度峰值近似按指数函数衰减,且强夯能量越大,振动衰减速度越快;夯击振动卓越频率为8—10Hz,振源距对振动卓越频率影响不大;振源距达到50m时,2种能级的强夯振动对建筑物影响均可忽略不计。     

电感性耦合对地电阻率交流观测的影响

地电阻率交流观测方法中存在电感性耦合效应,会影响观测值的准确性。理论研究表明电感性耦合效应与供电信号频率、供电线与测量线间距离以及线路间平行走线的长度等条件相关。为了探讨理论研究与实际观测的一致性,在江苏省高邮地电台进行电感性耦合效应对地电阻率交流观测影响研究的实验,实验通过改变观测电极间的布线,分析上述条件对地电阻率交流观测结果的影响。实验结果表明,减小平行长度、增大线间距离、减小供电信号频率均能够减小电感性耦合效应,此结果与理论分析一致。当供电信号频率低于0.5 Hz时,平行长度与线间距离的变化对电感性耦合效应的影响较小,可忽略不计;当供电信号频率大于1 Hz时,为降低电感性耦合效应的影响,需要随供电信号频率增加,减小线间平行长度或增大线间距离。     

地震作用下附建式变电站电气设备动力响应

附建式变电站通常会对电气设备采取隔振措施以减小设备振动及噪声通过结构传播扰民。然而,目前常用的隔振装置系统的自振频率通常位于2～10 Hz之间,与地震动卓越频率相近。因此,这类隔振装置在地震发生时,往往无法发挥隔震效果,反而可能会放大地震的作用,导致采用了隔振措施的电气设备更容易受到损坏。通过有限元模拟的方法,旨在研究不同周期类型的地震动激励下,采用常规隔振方案的电气设备的动力响应。结果表明,采用普通隔振装置后,电气设备所受的竖向地震作用响应相较楼板处有不同程度的放大。这一发现对电气设备的抗震设计提出了重要的警示,需要更加谨慎地考虑隔振装置的选用,以确保设备在地震发生时能够有效地减小振动,降低损坏风险。     

分层土地基中几何参数对单排混凝土桩隔振效果的影响

为了研究分层土地基（上层为粘土层,下层为砂层）条件下几何参数对单排混凝土桩的隔振效果,该试验通过缩尺比例为1∶15的缩尺模型试验,以激振器作为点振源产生振动波向四周扩散,通过对比单排桩前后两侧振动加速度极值,清晰地展现出了单排桩对振动波的的影响区域,并得到了几何参数的隔振影响作用。在该试验条件下得出结论:相对于其他影响因素,桩长是影响隔振效果的重要参数,当桩长参数由0.28增至0.57时可提高约9％的隔振面积,同时增加桩长和隔振区长度可使隔振区域振幅大幅度减小与有效隔振面积大幅增加,但同时会造成桩前一侧振动增强;对于低频振动,单排桩隔振屏障对中频和高频有更好的隔振作用,该试验条件下隔振效果可相差约3％,且频率越高,穿透性越强,且将在桩后形成一个振动加强区;增加振源距可有效提高隔振效果,但当频率较低时,中远振源的隔振效果相近。     

隔震建筑结构的强震观测与初步分析

福建省防灾减灾隔震大楼自2005年8月架设强震观测结构台阵以来,已多次记录到大楼地震动力反应,这些宝贵的结构反应资料对于评价隔震效果、分析结构反应特性具有十分重要的价值。本文从中选取了震级在3.7~7.6、震中距在189~3 595km的24次地震的台阵资料,对大楼的振动特性和隔震效果进行了初步分析,得到的结论是:(1)大楼场地土层的特征周期在0.63~0.68 s;(2)中心大楼在小地震作用下表现的振动卓越频率分别为4.7Hz(垂直向)、1.31Hz(南北向)、1.40Hz(东西向),大楼水平向第一阶振型的频率分别为1.41Hz(南北向)、1.59Hz(东西向),即自振周期为0.70 s(南北向)、0.63 s(东西向);(3)大楼在小地震时隔震效果不明显,其南北向隔震效果比东西向好;随着地下室记录峰值的增大,顶层放大倍数有所降低,大楼卓越频率也有所降低;(4)初步分析表明大楼在小震时仍有扭转效应,其扭转周期为0.5 s,有待进一步分析。     

用双向反应谱比法估计地形对结构反应的影响

基于汶川地震发生时自贡市西山公园地形影响台阵的加速度记录,利用双向反应谱比法分析了山脊地形对单自由度体系结构反应的放大效应,结果表明:(1)水平向结构反应在结构自振频率小于1Hz的低频段放大效应不明显;在1～ 10Hz频段山顶放大效应最大,最大值达3.25,对应频率为6.25Hz;在10 ～ 20Hz频段,各台站放大效应趋于平稳,靠近山顶的7号台站放大效应最明显,最大值为2.3,对应频率为16.7Hz.(2)结构反应的最大放大系数有随高度的增加而增大的趋势,且在1 ～ 10Hz频段这种趋势比较明显.(3)与其它场地效应估计方法相比较,该方法能够体现地形效应对结构反应的影响,从而更有利于研究建筑结构震害的分布.