拟静力法公路路基结构抗震稳定性研究

中国是一个地震多发国家,特别是在中西部地区。地震的发生为偶然事件,发生频率并不大,但一旦发生所造成的破坏却是灾难性的,对于高等级公路也不例外。在以前的研究中,很少涉及路基填土的动力学特性以及路基结构在地震荷载作用下的稳定性,现行《公路工程抗震设计规范》对地震动力荷载作用主要是以区域地震烈度作为惟一的参考依据,没有考虑地震振动频率和地震持续时间等特性,因此无法真实反映路基结构在地震作用时的特性。针对以上问题,对路基结构的动力稳定性通过拟静力方法进行研究,对路基结构动力稳定性计算的拟静力公式进行了改进。对于挡土墙在地震荷载作用下挡墙加速度受到影响,在计算挡土墙土压力时考虑地震加速度分布系数的影响;对于路基通过引入加速度分布系数对地震惯性力进行了改进,并对路基边坡拟静力稳定计算的公式进行了改进。     

铁路空心墩抗震性能的拟静力试验研究

铁路桥梁空心墩在铁路建设中普遍使用,空心墩与实体墩有较大差异,空心墩塑性铰区域的长度能否直接采用实体墩的研究结果尚不明确,采用缩尺模型进行模拟试验是一种比较理想的手段。本文以大瑞铁路的空心桥墩为原型,制作了3个大比例尺的缩尺模型,采用拟静力试验方法进行了截面合理配筋、地震破坏模式及塑性铰区域长度研究,得到了空心高墩在水平反复荷载作用下的骨架曲线、滞回曲线、塑性铰区长度及破坏特征。试验结果表明,现有设计配筋率下模型桥墩呈现延性破坏,破坏特征体现为混凝土的压碎,有明显的塑性铰区域;模型桥墩的塑性铰区域长度与墩底截面受力方向尺寸相近。采用数值模拟得到单调加载骨架曲线和试验骨架曲线,与试验得到曲线能较好地吻合。     

新型人字支撑复合结构抗震性能的拟静力试验研究

针对用于代替粘土砖住宅结构的新型人字支撑复合结构进行了模拟地震作用的拟静力试验,研究了其结构性能.试验采用1∶ 2的缩尺模型,根据抗震试验规程设计了试验方案.基于试验结果,将新型复合结构的受力特征分为4个阶段,绘出了试件的滞回曲线及各部分钢筋的滞回曲线,计算了结构的耗能系数,分析研究了复合结构的受力性能及破坏机构.得出复合结构具有强柱、中梁、弱支撑多道抗震防线的抗震性能及较好的耗能能力,可以用于多层住宅结构.     

基于拟静力法的加筋土挡墙地震永久位移计算

目前加筋土挡墙的抗震设计常采用拟静力学法结合极限平衡理论的计算方法,而极限平衡理论建立在诸多假设条件之上,没有考虑屈服准则及流动法则,因此采用极限平衡法研究加筋土挡墙的稳定性存在一定的不足。因此,本文基于极限分析上限定理,结合Newmark理论,计算加筋土挡墙的外力功率和内能耗散率,构建地震荷载作用下加筋土挡墙加固边坡达到稳定对应的地震屈服加速度计算公式,运用数学优化的方法进行求解,进而得出地震作用下加筋土挡墙的永久位移计算公式。通过算例分析,进行本研究方法的验证和展示,研究结果揭示了加筋土挡墙边坡稳定性与土体内摩擦角、粘聚力、水平加速度系数的相关关系。     

数据中心典型开关电源柜抗震性能拟静力试验研究

开关电源柜是数据中心(IDC)的重要设备,其在地震作用下的功能和性能表现对数据中心震后功能正常工作有重要影响。本文对一种典型开关电源柜进行了拟静力试验,研究其在水平地震荷载作用下的损伤特征,获得相关力学性能参数,为准确建立开关电源柜有限元分析模型提供依据。试验所用的开关电源柜包括交流柜、整流柜和直流柜三个柜体,试验中对三个柜体分别沿其抗震弱方向进行低周往复加载,逐级增大柜顶位移直至柜体发生严重破坏或丧失使用功能,观察柜体损伤发展过程及特征损伤现象,研究破坏机理,获得承载力-变形滞回曲线。由试验结果分析可知：在加载初期,柜门在柜体内起到了“斜撑”作用,是柜体抗侧力的主要贡献;当柜门的“斜撑”作用失效后,柜体钢框梁柱节点焊缝开裂并逐步延展和柱脚压曲,继而抗侧力框架发生严重破坏,承载力丧失。     

固体废弃物堆埋场抗震稳定性研究现状

对目前固体废弃物堆埋场抗震稳定性的研究现状进行了综述，探讨了几种主要分析方法的优缺点，着重叙述了废充物堆埋场动力反应的影响因素，描述了固体废物在地震荷载作用下的力学性状。     

基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(Ⅰ):拟静力试验

通过拟静力试验研究了基于位移设计钢筋混凝土桥墩的抗震性能。利用基于位移抗震设计方法和桥梁抗震规范方法设计了各2根和1根1：2．5比例钢筋混凝土桥墩试件,对低周反复荷载作用下试件试验破坏形态、承载力、位移延性、滞回耗能、刚度退化等方面进行了比较分析,可以认为基于位移设计的钢筋混凝土桥墩能够达到预期的延性抗震要求,并且在相对耗能能力（与理想弹塑性模型相比）、刚度退化性能方面与现行规范抗震设计方法设计的桥墩相当。试验表明建议的钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法是实际可行的。     

地下结构抗震性能土工模型箱拟静力试验中土体尺寸的影响研究

随着地下空间的开发和地铁、隧道等地下结构的大规模建设,地下结构的抗震性能受到重视。相比于地上结构抗震性能研究的丰富成果,地下结构抗震性能的研究还远远落后,试验成果相对缺乏。地下结构土工模型箱拟静力试验可以较为合理地反映土与结构的相互作用,是一种适用于地下结构抗震性能研究的试验技术手段。在该试验中,模型箱内土体的尺寸是重要的试验参数,可能会对试验结果产生重要影响。因此,如何确定合理的土体尺寸是地下结构土工模型箱拟静力试验中应该研究的重要内容之一。文中以地下单跨结构为例,通过数值模拟研究了地下结构土工模型箱拟静力试验中土体尺寸对试验结果的影响。结果表明,地下结构土工模型箱拟静力试验中土体尺寸对地下结构抗震性能产生影响,地下结构抗震性能拟静力试验中结构周围的土体不宜忽略;在这一试验中存在一个合理的土体尺寸取值范围,当模型箱内的土体尺寸控制在该范围内时,既可以有效反映土体对地下结构的约束作用,又可以合理地反映地下结构的受力状态,确保获得可信的试验结果,同时有助于适当减小试验中的用土量。文中通过对比分析,给出了典型地下单跨结构拟静力试验中土体尺寸的建议取值。研究结果对地下结构土工模型箱拟静力试验...     

基于ArcGIS的场地地震稳定性分析方法

场地地震稳定性一直是岩土工程和工程抗震领域非常关注的问题之一,对防灾减灾意义重大。本文提出一套基于ArcGIS评价场地地震稳定性的技术方法,即将ArcGIS与层次分析法相结合,分析处理主要影响场地地震稳定性的因素,最终得出场地地震稳定性区划图。该方法中ArcGIS可将众因素分散的基础数据处理成系统的数字化与可视化的属性数据库和空间数据库,并可在此基础上进行数据运算和等级自动划分;而层次分析法是数据运算的基础,该方法分别对各个因素内部不同区域的特性和各要素之间对场地地震稳定性影响的权重进行定量分析,以便在ArcGIS中进行叠加运算。以唐山地区为例,对上述方法进行了专题论证,得出该地区的场地地震稳定性的等级区划图,划分的区域与地震灾害专家对唐山大地震发生三天后拍摄的航拍片的解译进行对比,结果基本吻合。这验证了本文所用技术方法在分析场地地震稳定性方面的适用性,为我国的防灾减灾计划和国土资源的规划利用提供依据。     

基于Bishop条分法的多点多向地震动作用下边坡稳定性分析

以人工合成的多点、多向地震加速度时程作为地震动输入,基于Bishop条分法推导了地震边坡稳定安全系数的表达公式。在此基础上,针对某一具体算例,分析了不同地震峰值加速度下的不同坡高边坡稳定安全系数的变化规律,并与单点、单向地震动输入的结果进行了对比。结果表明,对于本文给出的算例,在坡高与地震峰值加速度都相同的条件下,多点、多向地震作用下的边坡安全系数要大于单点、单向作用下的安全系数;当坡高小于30 m、地震峰值加速度小于0.1 g时,多点、多向地震动作用下的边坡安全系数与单点、单向相差不大;当坡高大于30 m、地震峰值加速度大于0.1 g时,多点、多向地震动作用下的边坡安全系数相对单点、单向要小36%以上,此时边坡稳定性评价必须考虑地震动的多点、多向特性。     

基于树根桩加固的震后公路路基边坡综合修复技术

为实现震后路基边坡的快速修复,提出基于树根桩加固的震后公路路基边坡综合修复技术。根据路基震害及地质环境对路基边坡的影响分析因素,采用树根桩技术及气泡轻质填土技术修复路基边坡;利用三维有限差分法模拟树桩加固气泡轻质填土修复后路基边坡得到参数值,再结合强度折减法计算得到的路基边坡稳定系数,最后得到优化树根桩的设计参数,以实现震后路基边坡综合修复。以上方法通过仿真模拟实验,得到最优的树根桩排距为2.5 dm。     

基于Mann-Kendall法的地震前兆观测数据异常分析

应用Mann-Kendall法对1998年泾阳4.8级地震和2009年高陵4.4级地震某些指标数据序列进行异常分析.分析结果表明地震前兆观测数据的某些指标呈现出异常变化,应用此方法可以确定出突变的具体时间.本研究对地震预报预测有积极作用.     

Analysis on the Seismic Response of Soil Slopes Based on the Multi-point Input Method

In general, the seismic response analysis in earthquake engineering assumes that the vibration parameters of the target and the contact surface of the external media are identical, i. e., single point input. However, earthquake energy has an attenuation phenomenon in wave propagation, so a wide range of soil slopes and the external medium contact surface of different input points on motion are not identical. If we consider single point input only, it may not correspond with reality, so it is necessary to carry out research on multi-point input methods. Based on the 2-D slope model, single-point input and multi-point input are performed respectively to analyze and compare their similarities and differences in the perspectives of the characteristics of seismic response of soil layer and plastic zone distribution to provide a reference for the seismic design of slopes. The results show that in the perspective of soil seismic response analysis, the peak acceleration output and peak velocity output under multi-point input are greater than the peak values under single point input at the same monitoring point, the peak appearing time is also earlier than that of the single point input; in terms of the plastic zone distribution, the multi-point effect is manifested as the presence of more obvious tensile shear failures; in the perspective of safety coefficient, the safety coefficient under each multi-point input is smaller than that of single point input, a difference of about 7% or so. In summary, multi-point input is more reasonable and practical than single point input, so multi-point input should be considered in seismic design.     

基于小波变换方法的包头台形变分析

采用小波变换方法相继对包头台洞体应变和水管倾斜进行处理,研究形变数据固体潮、同震响应和周期性特征等。采用db4作为母小波对包头台形变进行5阶小波分解．分解后的细节部分能清晰地显示出包括1／3日波、半日波、日波和半月波等在内的固体潮汐波。对于2008年以来全球发生的M≥8．0级地震．包头台水管倾斜NS分量均有显著的同震响应现象发生．且在小波分解后的不同阶曲线中同震响应后续波形表现各异．另外在部分地震之前能观测到异常变化。采用Moflet小波作为母小波对包头台水管倾斜NS分量进行小波变换分析．获得的小波变换系数分布图能清晰地显示出倾斜数据中存在的包括半日潮和日潮在内的周期特征及其随时间变化情况。     

基于滞回曲线以及结构动力方程的混凝土结构抗震稳定性分析

为准确全面地量化分析研究土木工程建筑中混凝土结构抗震稳定性,提出基于滞回曲线以及结构动力方程的混凝土结构抗震稳定性分析方法。首先采用滞回曲线描述混凝土结构在地震作用下的损伤情况,对滞回曲线模型拐点进行有效操作,确保动力方程对混凝土结构抗震稳定性进行有效分析。其次采用基于混凝土结构动力方程的抗震稳定性分析方法,对地震地面运动模型以及结构分析模型来分析混凝土结构的随机地震反应情况,得到混凝土结构随机反应的汇总量,在此基础上通过双参数的结构破坏模型,基于结构稳定性原理,获取运算混凝土结构抗震稳定性的概率表达式,再基于该表达式分析混凝土结构的抗震稳定性情况。实验结果说明,所提方法能够对土木工程建筑中不同类型混凝土构件抗震稳定性进行有效分析,分析结果准确且全面。     

基于赤平投影法的西源岭边坡稳定性分析

通过对西源岭320、350、380、410m4个台阶边坡的优势结构面进行赤平投影分析,得到410平台有5种组合情况、380平台有1种组合情况、350平台有3种组合情况、320平台有1种组合情况可能发生楔形体破坏,以及410平台1处、350平台1处、320平台1处可能发生单平面破坏。然后,运用刚体极限平衡方法对各种实际的潜在破坏面进行天然及暴雨2种工况下的稳定性分析,得到了380平台F380-01与F380-02所控制的楔形体破坏在天然状态和暴雨状态下小于安全系数、350平台F350-03与F350-04控制的楔形体破坏以及320平台F320-11所控制的单平面破坏在天然工况下大于安全性系数、暴雨工况下小于安全性系数的结论。对比分析可知,赤平投影法可以很快速地搜索到可能滑动的结构面组合方式,但是要判断实际结构面组合是否滑动还需要进行定量分析。