开挖过程中遮帘式板桩码头结构变形二维数值模拟

借助大型通用有限元软件ABAQUS,以京唐港区32#通用散货泊位为工程实例,根据现场原型观测试验,对代表性断面进行选取、简化,建立相应的二维模型进行数值模拟计算,给出了遮帘式板桩码头开挖过程中变形形式的模拟方法,并将数值模拟结果与现场原型观测实验数据进行了对比。研究结果表明：1在不考虑剩余水头和堆载影响的情况下,数值模拟计算的变形结果与现场原型观测的变形结果比较接近,基本可以反映这种新型结构构件在水平向与竖向的变性特性;2两者对比的结果验证了本文所提出的开挖模拟方法的合理性。     

碎石桩加固液化场地高桩码头抗震性能分析

针对经典离心机振动台试验,构建液化场地高桩码头三维数值模型,并验证数值模型的正确性。在此基础上,系统研究加固区距码头的距离、碎石桩直径和长度等参数对液化场地高桩码头加固效果的影响,揭示了不同加固参数下液化场地高桩码头变形受力规律。研究发现：液化场地高桩码头抗震性能与这些参数呈正相关,并且大直径和长尺寸碎石桩可以有效地控制地震过程中高桩码头的水平位移和桩身弯矩。研究工作对液化场地高桩码头地基加固具有重要借鉴意义。     

叉桩布置对高桩码头地震动力反应的影响

为了解叉桩对码头抗震性能的影响作用,建立高桩码头结构动力有限元模型,以全直桩高桩码头、美国Okland港第七街高桩码头和霍华德高桩码头为算例,研究全直桩码头、叉桩承台码头、叉桩置于全直桩码头后方这三种码头结构型式的地震反应,在此基础上提出设计建议.分析结果表明,全直桩码头结构柔度大,延性好,内力分配相对均匀,可通过大变形吸收地震能量,抗震性能较好;叉桩置于码头承台时,码头结构刚度相对较大,使叉桩节点易于发生破坏;叉桩置于全直桩码头后方时,叉桩可阻挡部分地震波的传播,降低码头结构刚度,减小码头桩周土弱化程度,全直桩码头结构的抗震性能显著提高.     

不同设计参数对高桩码头损伤和破坏特性的影响

基于相同结构不同设计参数的高桩码头建立计算模型,研究两种结构自身动力特性的差异以及在地震作用下抗震性能的差异。研究表明:在相同荷载条件、场地条件、材料用量的前提下六桩码头的刚度要大于八桩码头;天津波作用下六桩码头的桩身加速度响应较大,且两种结构桩身加速度差异值随着震度的增大而增大;在相同峰值的罕遇地震下六桩码头的桩顶位移响应要小于八桩码头,而其残余位移要大于八桩码头;相同荷载条件下八桩码头的延性能力明显强于六桩码头,其极限塑性率是六桩码头极限塑性率的2.28倍;八桩码头在峰值加速度为800gal地震作用下达到极限曲率,六桩码头在峰值加速度为1 150gal的地震作用下达到极限曲率。     

碎石桩处理液化地基效果评价

本文在考虑碎石桩排水和应力集中作用的基础上分析了碎石桩处理液化地基后复合地基的抗液化能力,并与自由场液化地基的抗液化能力进行了对比,提出了一种适用于碎石桩复合地基修正“Seed简化法”,可应用标准贯入试验对液化地基的处理效果进行评价。     

地基液化导致沉箱码头破坏及地基加固方法的非线性数值分析

地震作用引发的地基液化,往往导致沉箱基础的破坏。本文基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用FE-FD耦合数值分析方法,对液化海床沉箱基础的地震反应进行非线性有效应力分析。在数值分析过程中,建立了以土骨架位移和超静孔隙水压力表达的us-pw动力固结方程和循环弹塑性本构模型,该方法能够很好地模拟地震作用下沉箱码头的动力特性及液化破坏的影响。通过数值模拟计算,分析了采用碎石桩进行置换砂区域的防液化加固方法,并就碎石桩处理区域的选择提出了建议。     

砂土地震液化危害及地基处理研究

砂土在地震荷载作用下极易发生液化，液化土地基对建筑物造成的危害不可忽视。分析了液化的机理、影响因素及现行的研究、处理方法。通过实例说明：CFG桩和碎石桩共用，对处理内蒙古地区砂土液化，具有明显的抗液化效果。最后，提出CFG桩和碎石桩抗液化需进一步研究的问题。     

碎石桩加固饱和粉土地基的抗液化特性

除饱和砂土液化外,饱和粉土地震液化问题也是岩土地震工程中一个重要的研究课题。饱和粉土地基的地震液化及变形可以采用多种地基加固方法防治,碎石桩技术是常用方法之一。碎石桩复合地基的抗液化效应,主要是增加桩周土体的密度、利于桩体的排水以及由桩体分担地震水平剪应力（桩体减震作用）。但由于粉土的土质特性,粉土-碎石桩复合地基的抗液化特性与砂土有着明显的差异。本文结合目前国内外碎石桩复合地基抗液化研究的最新进展,对粉土-碎石桩的密实、排水减压和减震作用做了较详细的评述,最后提出了关于碎石柱复合地基抗液化特性需要进一步研究的问题。     

包裹碎石桩加固的砂土液化机理试验研究

通过分别开展包裹碎石桩加固、碎石桩加固以及未加固的饱和砂土液化振动台试验,对比分析不同加固类型下的抗液化性能,重点剖析包裹碎石桩加固的砂土液化机理。试验表明:振动加载过程中,包裹碎石桩始终保持桩体的完整性与良好的排水性能且其加固模型地基的总沉降量相较于未加固模型地基减少了50%,相较于碎石桩加固模型地基减少了31.8%。包裹碎石桩加固模型排出水量较未加固模型地基提高了33.3%,较碎石桩加固模型地基提高了16.6%;包裹碎石桩加固模型地基的超静孔压值下降显著且地基下层砂土出现未液化的现象;并进一步发现包裹碎石桩的排水加固作用沿土层竖向深度呈递增趋势。因此,可以发现包裹碎石桩加固砂土液化的抗震性能优于碎石桩。     

碎石桩加固液化粉土地基的数值模拟分析

碎石桩是目前工程中用于处理饱和粉土液化地基最有效、最经济、最普遍的方式之一,但是饱和粉土地基上碎石桩的抗震液化特性还有待于进一步研究。本文利用三维有限差分程序FLAC3D结合安徽某高速公路路基工程对碎石桩加固后的粉土地基的抗震液化特性进行数值分析。通过研究不同埋深距离碎石桩中心不同距离处的孔压增长、消散规律,得到高烈度地震荷载作用下碎石桩加固饱和粉土地基的合理桩间距及加固深度,为类似工程提供了借鉴。     

汶上县城区砂土地震液化调查分析

通过钻孔、标准贯入试验等手段,对汶上县城区进行砂土地震液化调查分析。划分砂土液化等级,并给出汶上县城区在Ⅶ度、Ⅷ度时的砂土液化分布图,为城市建设工程抗震设防提供依据。     

Seismic characterization of the shore sand at Catania

In the framework of the Catania Project supported by GNDT (Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti) seismic measurements have been carried out in the shore sands of Catania to define their detailed shear wave velocity (V) profiles and attenuation properties (Q). The method used, FTAN, is based on the analysis of the dispersion curve extracted from signals generated by controlled sources. The computation of complete synthetic seismograms enables the estimation of the attenuation properties of the surface layers. Hereinafter we analyse the shear seismic characteristics of the shore sands as indicators of potential liquefaction phenomena.     

自适应时间步长法及三维堤坝地震液化数值模拟

三维大模型数值计算因巨大的单元和结点数目而非常耗时,在地震响应分析中受计算时间步长的限值则更加耗时。在饱和砂土动力液化计算平台上开发时域离散误差评估方法和时间步长自适应调整的计算程序,并成功应用于三维堤坝地震液化响应分析。时域离散误差包括土骨架的位移误差和单元孔压误差,通过定义孔压误差影响系数计算出混合误差,根据混合误差和设定的误差允许值进行计算步长的自适应调整。在三维堤坝地震液化数值模拟中,采用自适应时间步长法有效避免小步长精确但耗时、大步长省时而不精确的缺点。在大模型和超大模型计算中,最优调整每一步的计算时间步长,完美实现既节省时间又不失精度的时域离散策略。     

不同强度地震作用下的心墙堆石坝三维动力液化分析

东圳水库大坝位于福建省莆田市城厢区,该水利枢纽处于华南沿海地震带北段,由于水库建设时我国尚未有抗震设防烈度标准,因此亟需对其抗震稳定性进行复核。以东圳水库大坝为原型,结合已有的地震资料,选用Byrne液化模型,采用FLAC3D软件,研究了在50年超越概率10%、5%和2%地震作用下坝体填料的液化特征及最终位移情况。结果显示,在地震作用下,坝体上游砂砾石填料会发生局部液化,且液化区随着地震强度的增大而增加,但尚未出现大面积连续液化区;坝体填料发生液化后,产生了有限度的塑性变形,其变形量也随着地震强度的增大而有所增加;除坝顶较小区域外,坝体总位移量相对较小,对大坝整体稳定性不会产生显著影响。研究结论可以为大坝的抗震加固和治理措施的选择提供依据和参考。     

多功能参数静力触探在地震液化判别方法中的应用进展研究

地震液化是引起地基失稳和上部结构损害的直接原因之一,而液化震害预防的第一步就是对工程场地进行液化预测和判别。静力触探(CPT)作为最主要的原位测试技术,因其具有快速、低廉、高效等优点,被广泛用于液化判别。根据国内外近年来CPT技术的发展,对不同形式的CPT[孔压静力触探技术(CPTU)技术,电阻率孔压静力触探(RCPTU)技术、地震波孔压静力触探技术(SCPTU)技术等]在地震液化评价中的应用进行系统的论述。特别介绍一种基于状态参数进行液化判别的方法,另外还简要介绍基于概率统计分析法。比较和梳理各种液化判别方法的差异性,最后,在已有研究成果的基础上分析现有CPT液化判别法存在的问题与不足。分析结果表明:状态参数法能够同时考虑围压应力和孔隙比的影响,有效地将室内试验与现场试验联系起来;SCPTU、RCPTU液化判别框架还需进一步拓展与完善;概率统计分析法需结合相应软件使其更具适用性。     

地震液化区桥台滑坡数值模拟

桥台在桥梁系统中占据重要位置,桥台的稳定性直接影响到桥梁的抗震性能。在国内外大量震害中发现大量由桥台破坏引起的桥梁损坏,而且这些破坏常常伴随着由于液化引起的地面大变形。为研究液化场地中桥台滑坡机理,采用完全耦合的有效应力分析方法,利用修正的PasterZienkiewicz Mark-Ⅲ模型来模拟砂土在地震荷载作用下的液化特性。研究台顶梁重和液化层位置对桥台位移的影响,并分析夯实作用对砂土液化的影响。结果表明:模拟得出结果与振动台试验结果基本一致,而且简单的夯实不能降低砂土液化的风险。     

Seismic behaviour of steel plate shear wall systems with staggered web configurations

Unstiffened steel plate shear walls (SPSWs) are used as lateral load‐resisting systems in building structures. The energy dissipation mechanism of SPSWs consists of the tension yielding of web plates and the formation of plastic hinges at the ends of horizontal boundary elements. However, vertical boundary elements (VBEs) of high‐rise SPSWs may experience high axial forces under lateral loading. This study explores the effectiveness of staggering of web plates on the reduction of VBE forces and drift response of SPSWs during an earthquake event. An analytical study has been conducted to determine the base shear reduction factor so as to match the overstrength of staggered systems with conventional SPSWs. A design methodology has been proposed for staggered SPSWs. Six‐, 9‐, and 20‐storey staggered and conventional SPSWs with varying aspect ratios are considered in this study to compare their seismic response. These study frames are modelled and analysed in OpenSEES platform. Nonlinear static and dynamic analyses are performed to compare the drift response, hinge mechanisms, and steel tonnage. Staggered SPSWs showed uniform drift distribution and reduction in interstorey drift and axial force demand on the VBEs.     

爆破地震波作用下尾矿坝的有限元动力分析

为了了解某钼矿进行爆破采矿是否会对近距离的尾矿坝产生破坏作用,结合实际勘探资料,在二维静力非线性有限元分析的基础上,进行爆破地震波作用下坝体的动力反应分析,综合研究了动位移、动应力和加速度时程等关键物理量变化的规律性,并在此基础上进一步结合试验资料对坝体进行了液化判断及稳定性分析。分析结果表明,该钼矿在规定的爆心距、药量范围内进行爆破采矿时,相邻的尾矿坝是安全稳定的。本文的研究结果对爆破设计、现场采矿及尾矿坝体运行维护均具有一定的指导意义。     

剪力墙转换结构分析下建筑抗震性能研究

传统的动力弹塑性分析法在研究剪力墙的抗震性能时,忽略了对剪力墙转换结构关键结点的有效分析,导致建筑抗震性研究结果存在局限性。提出剪力墙转换结构关键结点对建筑抗震性能影响的分析方法。塑造剪力墙转换结构平面布置图,确定剪力墙转换结构关键结点,分析剪力墙转换结构关键结点的层间位移与位移角和关键结点处的楼层剪力,关键结点位置上升使得最大楼层的位移减小、位移角也逐渐变小。根据关键结点处于不同楼层时层间位移、位移角以及受力作用的不同,获取建筑结构上下层刚度的波动。实验结果说明,所提方法能够高精度、高效的对建筑抗震性能进行分析。