基于人工地震波作用下大跨度悬索桥多点激励地震响应分析

为研究大跨度悬索桥在多点激励作用下的地震响应规律,在已有的功率谱模型基础上提出了改进的功率谱模型,并将其应用到人工地震波合成过程中。以某水库上主跨720 m双塔单跨悬索桥为研究对象,用Midas civil建立全桥有限元模型,采用大质量法进行不同波速多点激励地震响应分析。结果表明:大跨度悬索桥在多点激励作用下的主塔内力响应、主塔位移响应及主梁位移响应均受行波效应、衰减效应、不相干效应及衰减后地震波叠加效应影响,且最终的响应值由衰减后地震波的叠加效应与衰减效应的共同作用决定;500 m/s多点激励下衰减后的地震波叠加加强效应与衰减效应共同作用后,对主塔轴力响应、主塔塔底顺桥向剪力响应、左塔上横梁处剪力和弯矩响应的加强效果最大;各波速多点激励下,主塔顶顺桥向位移响应相对变化率均大于零且几乎保持不变,主梁两端顺桥向位移响应相对变化率在1 000 m/s波速取得最大值,主梁竖向位移响应在500 m/s取得最大值并随波速的增加逐渐接近一致激励情况。     

安徽地区震源参数的相关性研究

基于安徽数字地震台网2010年1月至2017年12月记录到的ML2.5~5.0级地震,根据中小地震震源参数测定原理,利用多台多地震联合反演Atkinson方法和Moya方法分别计算了安徽地区地壳平均非弹性衰减因子Q值和安徽24个省属专业地震的台站场地。在此基础上,运用遗传算法求得安徽地区96个地震事件的震源谱参数,进而根据Brune中小地震圆盘模型计算其拐角频率、地震矩、应力降、矩震级、震源尺度等震源参数,并分析其特征及相互之间的关系。研究结果表明:安徽地区中小地震的ML震级与其他震源参数之间存在一定相关关系,而地震矩M0与应力降Δσ、震源尺度r和拐角频率fc之间并未表现出明显的相关关系。     

基于GIS系统的城市震灾评估和救灾应急的研究

地震防灾减灾能力是国家的重点需求,针对当前城市抗震应急存在的灵活性差问题,在过去研究的基础上,将GIS系统应用至城市抗震救灾应急响应中,建立的GIS系统利用地震灾害评估模块、数据库管理模块、地震应急响应和指挥决策模块构成城市抗震救灾应急响应框架,完成城市GIS系统的应用分析。地震灾害评估模块中计算震害总体损失、经济损失和生命损失,实现地震灾害评估信息数据的精确性采集;数据库管理模块中的抗灾救灾应急响应数据库主要利用矢量数据、数字正射影像数据和其他专题数据构成,完成一致性访问各种类型数据,提高城市抗震救灾应急响应灵活性;在响应与决策模块中利用核心服务器实现数据信息的上传下达,实现快速救援响应。研究中对这套GIS系统与当前方法做对比,进行抗震救灾过程灵活性、救援数据精准性的比较实验。实验对比结果表明,所提研究成果提供的救援数据精确性强,且运行过程中灵活系数等部分指标高于当前研究。     

橡胶砂垫层在不同类别场地上的减震效应研究

橡胶砂(RSM)垫层减震是一种适用于低层房屋的低成本减震方法,关于场地类别对其减震效应影响的研究尚未开展。采用简化的层间剪切模型模拟减震垫层-上部结构动力相互作用体系,建立了RSM垫层"减震地基"分析模型。针对30%配比的橡胶砂,考虑3种垫层厚度200 mm/300 mm/500 mm、4种基底压力50 kPa～300 kPa,基于对取自于不同场地类别的195条地震波的刚性地基反应谱和RSM垫层"减震地基"反应谱的分析对比,得到以下结论:(1)RSM垫层的减震效应受场地类别的影响,场地卓越周期越短,减震效应越好;(2)RSM垫层厚度越大,减震效应越好,但当垫层厚度达到500 mm时,减震性能鲁棒性变差,且这种鲁棒性的劣化与场地类别无关;(3)各种场地类别地震波作用下,RSM垫层减震效应均随输入地震加速度和基底应力的增大而增加,但随着前者的增加,后者的影响减小。     

多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞的非规则桥梁抗震性能研究

以一座典型山区非规则梁桥为研究对象,建立了该桥梁多维多点激励下的多自由度动力计算模型,研究了该桥梁在多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞等非线性因素时的抗震性能。研究结果表明:相比一维地震输入,多维地震可使结构的动力响应增加,桥墩底部弯矩需求增大;相比一致激励,多点激励可使得支座的位移需求增大,且地震波最后到达的桥墩上方支座位移最大;同时考虑多点激励和碰撞效应可使桥墩的弯矩需求增加;水平地震作用下,矮墩上部的支座容易滑动,且双向地震较单向地震更明显,三向地震输入较双向有所增强。因此,对山区非规则梁桥进行抗震设计时应有针对性地进行多维多点地震输入计算,找出结构的最大地震需求,以期指导设计。     

Analytical solution of seismic response of base-isolated structure with supplemental inerter

Closed-form solutions are derived for the modal characteristics and seismic response of a base-isolated structure equipped with additional inerters. By simplifying the structure-isolator-inerter system in terms of the two-degree-of-freedom (2DOF) model, the modal frequencies, mode shapes, damping ratios, and participation factors of the system are derived. Consequently, analytical seismic response solutions are formulated by the modal superposition method. Utilizing these analytical solutions, an extensive parametric study has been carried out to investigate the effect of supplement inerters on both the modal characteristics and seismic response of the structure-isolator-inerter system. There is a critical inertance leading to the zero second modal participation factor (ie, the disappearance of the second modal response). The associated critical inertance ratio is derived in closed form as well. Moreover, it is observed that the reduction of deformation of isolators by increasing the inertance may be offset by the increase in relative displacements of the superstructure. To circumvent this adverse effect, an optimal range of inertance is identified whereby both the deformation of isolators and the relative displacement of the superstructure are mitigated concurrently.     

近场地震下竖向刚度不同的混合结构动力性能分析

近场地震的动力特性明显不同于远场地震,因此有必要对结构在近场地震作用下的动力性能展开研究。以上部钢结构-下部混凝土结构这类竖向刚度不同的加层混合结构为研究对象,对其在近场脉冲型地震、近场无脉冲型地震及远场地震作用下的动力响应进行研究。结果表明:在多遇、设防、罕遇地震作用下,近场脉冲型地震会使结构的层间位移角、层间剪力、加速度等动力响应均放大并出现超限的情况,而且都比罕遇地震作用下结构的响应增大更明显;在进行近场区加层混合框架结构的设计和建设时,近场脉冲效应会使结构存在不满足规范的情况,有必要对竖向刚度不同的加层混合结构在近场区的适用性进行深入研究。     

黑方台台塬斜坡变形破坏的结构面效应研究

结构面对于黑方台台塬斜坡变形破坏的影响研究成果较多,但以单方面研究为主,较少进行系统研究,因此通过对黑方台台塬结构面类型及其组合特征以及斜坡变形破坏类型和特征的分析可知:研究区结构面类型主要包括节理裂隙、层面、接触面、断层和临空面,结构面组合类型分2大类8小类,各类型具有自身的结构特征和分布特征;结构面及其组合对黑方台台塬斜坡变形破坏类型选择和空间分布选择控制效应明显,特别是对滑坡类型选择和空间分布的影响。     

四川盆地杂卤石地球物理响应特征及预测方法研究——以川中广安地区为例

川中南充盐盆是四川盆地最大的次一级含盐盆地,区域内钾盐具有成盐厚度大、分布范围广、埋藏深度深、岩性复杂等特点,目前尚未建立一套适用于研究区的钾盐地球物理评价方法。以地球物理勘探原理为基础,结合测井、录井、地质、地震等资料,分析和总结出不同岩性的测井响应特征以及分布范围,根据杂卤石"三高一低"的特点,建立杂卤石测井识别方法。在此基础上,优选伽马和声波速度作为敏感参数,建立了杂卤石的地质—测井—地震三位一体井约束地震反演识别方法,并以广参1井为例,预测杂卤石的空间展布情况。最后结合地震反演结果圈定出广安地区为杂卤石沉积的最有利区域。在实际应用中总结出一套适用于研究区的杂卤石预测方法,为研究区后续勘探开发提供了借鉴与参考,具有一定的推广应用价值。     

关于土层地震反应分析中阻尼矩阵建模方式的讨论

阻尼矩阵的选择对土层时域内地震反应计算的准确性有重要意义。本文构造了质量比例阻尼、刚度比例阻尼、Rayleigh阻尼、Caughey阻尼和Clough阻尼矩阵,研究各阻尼对土层地震反应分析精度的影响。以苏通大桥5号桥塔基础处的工程场地为例,分别以人工合成基岩波,Northridge波、Parkfield波和汶川波为输入,得到不同阻尼模型下土层的地震反应,结果表明Clough阻尼在计算精度和误差稳定性上要优于其他阻尼模型,针对Clough阻尼的不足之处提出了改进方法,算例表明改进后的Clough阻尼能在保证计算精度的前提下减少计算机的存储量和计算量。