动水压力对深水桥墩地震响应影响的研究综述

地震激励下处于深水中的桥墩和周围水体的相互作用将对桥梁结构的动力响应产生较大影响。首先对地震作用下水-桥墩的相互作用理论做了概括,给出了动水压力对桥墩的作用效应及各自的适用范围;对主要的三种考虑流固耦合效应的分析方法做了对比,探讨了地震作用下影响水-结构相互作用的主要因素,并对今后的研究提出了建议。     

考虑动水压力影响的单柱式桥墩地震反应分析

在Morison方程的基础上,用附加水质量法考虑动水压力对桥墩的影响,以单柱式桥墩为研究对象,以ABAQUS有限元软件为计算平台,建立了考虑桩-土动力相互作用的单柱式桥墩地震反应分析模型,考虑土体和桥墩混凝土的动力非线性特征,分析了地震动作用下动水压力对单柱式桥墩的墩顶相对墩底位移、加速度、剪力和弯矩反应的影响,并探讨了水位对单柱式桥墩地震反应特性的影响。结果表明:动水压力改变桥墩的地震反应特性,增大了桥墩顶部相对底部的位移、墩顶绝对加速度和墩底的内力,水位变化影响桥墩的地震反应特性。对于深水桥墩抗震设计计算,考虑动水压力效应、水位变化是有必要的。     

地震和波浪联合作用下自由场海水动水压力分析

假定基岩为弹性半空间、海床土为流固饱和介质,研究了SV波斜入射条件下地震和波浪联合作用下自由场海水的动水压力反应问题。以输入El Centro地震动为例,结果表明:对于地震和波浪联合作用下的动水压力,无论是浅水或是深水情况,当波浪频率很小时,在一个波浪波长范围内的动水压力随水平位置的变化很小,随着波浪频率的增大,水平位置影响加强;波浪作用对联合动水压力的主导影响随波浪频率的增高在深水区变弱,此时,联合动水压力取决于相应频率地震动能量的大小。     

贮液圆柱形短壳动水压力和地震反应的计算

在对贮液圆柱壳进行动水压力计算时常常仅仅采用整体弯曲和整体剪切两种计算模型。本文作者针对短壳的特点,又提出了局部弯曲和局部剪切两种计算模型,并根据实际情况对贮液短壳的整体剪切和局部弯曲两种力学模型的动水压力进行了一系列计算和比较。结果表明:局部弯曲模型更能反映贮液短壳的实际情况;径高比是影响动水压力的主要因素,但不能忽视壁厚与高度之比这个因素。 本文的研究成果已被国家标准(《构筑物抗震设计规范》所采用。     

波浪作用下成层海床孔隙水压力响应的简化分析

采用不排水条件下孔隙水压力发展模式,作为Terzagh i一维固结方程中考虑波浪循环作用所引起的孔隙水压力源项,对于成层海床建立了推广的一维动力固结方程,运用数理方程中的分离变量法与G reen函数求解了成层海床在波浪作用下残余孔隙水压力的发展规律,进而对成层海床的液化势进行了评判。对比计算与分析表明,海床表层土的渗透性及其厚度对于海床的整体抗液化性能具有显著的影响,低渗透性的表层导致海床孔隙水压力的显著积累,此时表层置换法是防治液化的有效途径。     

椭圆形柱体地震动水压力的简化分析方法

首先,文章基于辐射波浪理论,在椭圆坐标系下采用分离变量法推导了水中椭圆形柱体地震动水压力的解析解。之后,采用有限元方法建立了地震作用下水与结构相互作用的动力方程,方程中水体对结构的作用为一满阵的附加质量矩阵。满阵的附加质量矩阵难以在商业有限元中实现,因此提出了集中的附加质量矩阵方法,其中结构柔性引起的附加质量为集中附加质量矩阵和修正系数的乘积,该修正系数与无量纲参数宽深比和长短轴比相关。最后,通过曲线拟合,提出了刚性椭圆柱体动水力的均布附加量简化公式,该简化公式是无量纲参数宽深比和长短轴比的函数。     

动水压力作用下深水桥墩非线性地震响应分析

为研究动水压力作用对深水桥墩地震响应的影响,本文分别采用Morison方程和辐射波浪理论建立了动水压力计算方法,分析了动水压力作用对桥墩地震响应的影响;同时分析了考虑材料非线性时动水压力作用对桥墩地震响应的影响。研究表明:动水压力作用增大了桥墩的地震响应,其影响随着相对水深的增加而增强;考虑材料非线性时动水压力对桥墩地震响应的影响,相对线性材料而言有所变化。     

青海地震前驱波的短临前兆特征分析

查阅了约100个5级以上地震前青海省各台站各类仪器记录的资料,经排除"疑似前驱波"对确认真实的地震前驱波分析其短临前兆特征,进而探讨了利用前驱波进行地震短临预报的相关问题。     

地震动强度及频谱特征对场地地震反应分析结果的影响.

通过收集整理235个实际钻孔资料并建立了2820个计算工况,运用一维波动等效线性化地震反应分析方法,基于不同类别场地条件,研究在不同强度、频谱特性的地震动输入形式下,场地条件对地表地震动参数影响,重点考察地表峰值加速度的变化特征及规律,并对计算结果进行了统计回归分析,给出了不同场地类别条件下地表峰值放大倍数的一般经验值.由于我国现行抗震设计规范中,没有考虑地震烈度或地震动强度对设计反应谱的影响,也没有考虑地震动频谱特性对地表峰值的影响,因此,本文的研究成果可为未来修订抗震设计规范提供参考依据.     

地震波在盆地中的传播特点及其对盆地中震害的影响

通过数值模拟表明,对于具有一定尺度并填充了低速沉积物的盆地,地震发生时入射的体波会激发出在盆地内往返传播的短周期面波,从而造成盆地内大振幅长持续时间的振动,这大大增加了地震对盆地中结构物的破坏作用。针对盆地是当地经济、文化发展的中心,又常常面临一定的地震危险性的问题,提出了进一步开展盆地结构对地震响应的研究工作的几点建议。     

单台电磁波异常与地震短临预报的研究

对河南省濮阳市地震台电磁波的观测资料进行了研究,总结了其异常变化特征。结果表明电磁波观测作为一种地震前兆短临观测项目,在地震短临预报中具有较好的效果     

影响面波勘探精度的因素探讨

分析了影响面波勘探精度的主要因素,针对计算面波相速度的精度问题,讨论了常用测量台间以相速度方法的优缺点及其适用范围,并提出通过测量台间格林函数进行相位校正,以得到两台之间的精解相位。以合成的高频理论地震图作为记录信号,并在理论地震图上叠加了２０％的随机噪声,利用这些方法分析理论信号,数字实验表明：在相干频率范围内,格林函数方法能够精确测量台间相速度,而互相关法和窄带通滤波互相关法所得结果较为离散。     

致密砂岩水压瞬态致裂液化格子波尔兹曼及有限元数值研究

水压瞬态致裂液化在地应力测量、 地震破坏评估和机理研究、 油气(天然气、 页岩气)及地热资源开发等地学领域都具有重要的理论和应用价值。 自20世纪60年代至今在理论和实际应用方面取得了一些奠基性和开创性成果, 但鉴于问题复杂性, 瞬态致裂液化机理至今尚不清楚。 本研究应用格子波尔兹曼及有限元多孔介质流固耦合物理模型, 对地震波载荷作用下致密砂岩水压瞬态致裂液化过程进行数值模拟研究。 首先, 以鄂尔多斯盆地某油田延长组致密砂岩为例, 利用X射线CT断层成像技术, 应用基于量子力学第一性原理格子波尔兹曼方法, 建立致密砂岩数字岩芯模型。 进而, 推导格子波尔兹曼及有限元多孔介质流固耦合数值模型公式, 建立致密砂岩水压致裂液化物理模型。 最后, 应用地震波载荷边界和初始条件, 模拟瞬态致裂液化流固耦合过程, 讨论了地震波载荷幅值、 频率及作用时间对致密砂岩孔隙结构(孔隙度大小及连通性)、 致密砂岩破裂最大主应力之间关系, 得到了地震波作用下致密砂岩致裂液化准则。     

微破裂弹性回跳模型和一次地震的三种波

经典弹性回跳模型是历史上最有影响的地震模型之一．热力学弹性回跳模型对经典弹性回跳模型进行了合理的补充。根据存在着震前超低频应力一密度波和临震微破裂波的设想．进一步补充了热力学弹性回跳模型．新模型或可称为“微破裂弹性回跳模型”。这个模型与很多实测结果符合得很好。因为大多数地震都要经历应变累积、微破裂和主破裂三个阶段．所以,一次地震一般都会先后出现三种不同类型的波,即：超低频应力一密度波（应变波）、微破裂波以及普通地震波。这一认识对深入理解地震现象以及对地震的监测和预警都是有意义的．