芦山7.0级地震芦山县老城区房屋建筑震害特征与因素研究

根据芦山7.0级地震芦山县老城区房屋建筑的震害现场调查资料,进行震害特征与因素研究。结果表明:典型的房屋建筑震害特征包括砖混结构、砖木结构和砖石结构房屋全部或者部分倒塌、墙体错动和贯通开裂以及房顶瓦片滑落等,框架结构房屋构造柱变形、断裂和墙体开裂等;房屋建筑遭到破坏的内在因素包括缺少圈梁和构造柱、荷载分布不当、选址不规范等;其破坏成因机理可以归结为近场大震强地震动作用、局部场地效应、行波效应和施工质量较差等。同时,讨论了砖混结构、砖木结构、框架结构和砖石结构抗震设计的加固方法和改善抗震性能的构造措施等,为房屋建筑抗震设防和减轻震害损失等提供参考。     

高聚物防渗墙土质堤坝地震加速度响应的动力离心试验研究

为研究高聚物防渗墙土质堤坝地震加速度反应规律,采用El Centro波,在0.05 g、0.1 g、0.2 g和0.4 g工况下进行了高聚物防渗墙土质堤坝和传统刚性防渗墙—混凝土防渗墙土质堤坝的离心机振动台的对比试验。试验采用非等应力离心模型,利用加速度传感器测量了坝体不同位置的加速度时程响应。结果表明:高聚物防渗墙土质堤坝峰值加速度随输入地震动增加而增加,随坝高增加而增加,最大峰值加速度在坝顶上;高聚物防渗墙土质堤坝最大峰值加速度随输入地震动的增大呈线性增加趋势,而最大峰值加速度放大系数随输入地震动增大而减小;从模型试验的角度来看,在同等水平地震作用下,混凝土防渗墙土质堤坝抗地震加速度反应能力好于高聚物防渗墙土质堤坝,但在强震下混凝土防渗墙体发生了破坏,这一点可由附近土体加速度突增判断。     

地震作用下夯土城墙动力响应分析——以山丹明长城为例

2022年1月8日门源M6.9地震造成山丹明长城局部破坏。为研究此次地震作用下夯土城墙的动力响应与破坏特征,基于地震现场考察结果,采用振幅等效处理后的记录地震波为输入地震动,开展双向地震荷载作用下夯土城墙的动力响应数值分析,研究不同位置测点的最大位移、峰值加速度与墙体应力分布特征,探讨地震导致夯土城墙破坏的主要内因。研究结果表明：双向地震荷载作用下,墙体位移和峰值加速度(PGA)随着高度的增加逐渐增加,但距墙体底部0.5 m高度范围内PGA放大效应不明显,最大位移、加速度均出现在墙体顶部裂缝位置处;水平地震荷载作用下墙体的地震动响应更为显著;墙体的最大主应力、最大剪应力均出现在有裂缝处的底端掏蚀悬空部位,墙体裂缝、夯筑搭接、掏蚀悬空处应力集中明显;裂缝对夯土城墙的地震动放大效应在一定高度范围内表现为弱化作用,但随高度增加逐渐过渡为强化作用;裂缝可显著增强墙体顶部地震动响应,可能是本次地震诱发城墙破坏的主要内因。研究成果可为古城墙遗址的加固修缮提供科学指导。     

基于泸定6.8级地震某二层混凝土框架结构损伤分析

2022年9月5日四川甘孜州泸定县发生6.8级地震,相关台站记录到水平向地震动峰值加速度达到891cm/s²,竖直向地震动峰值加速度为175cm/s²,地震造成严重人员伤亡和建筑物倒塌。为进一步了解本次地震对建筑物破坏作用,采用大型通用有限元软件SAUSG2022,对震中某二层钢筋混凝土框架结构进行弹塑性动力时程分析。结果表明,在泸定地震动作用下,该建筑物损伤严重,有倒塌风险,损伤部位与损伤程度与现场情况基本相符。而采用隔震技术后,分析结果表明在泸定地震动作用下建筑物损伤轻微。     

墙体开洞影响下房屋砖砌体结构地震易损性分析

为获取可靠的墙体开洞影响下房屋砖砌体结构地震易损性分析结果,采用ABAQUS有限元分析软件构建房屋砖砌体结构墙体模型,设置合理的墙体模型参数和数值模拟参数;对比模拟数值与以往研究的测试值,证明所构建模型参数取值合理;将截取的峰值段江油地震波作为上述模型的地震动输入,根据测得的房屋砖砌体结构的力学变化数据,分析房屋砖砌体结构的地震易损性。分析结果表明:地震情况下,随着墙体开洞率的增加,墙体荷载能力下降、墙体水平承载力增长幅度降低、墙体相对刚度退化率增加;墙体开洞数量越多,房屋砖砌体结构侧向刚度下降越快。因此分析得出墙体开洞率大、墙体开洞数量多,房屋砖砌体结构的地震易损性越显著。     

增设落地剪力墙对框架结构地震剪力分配的影响研究

为研究地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌机理,验证基于内力分配得到的抗倒塌措施的合理性,设计2组缩尺比例为1∶4的框架结构模型并开展振动台对比试验,单次双向输入地震动峰值加速度为1.0 g,分析地震作用下填充墙-框架结构变形模式和破坏特点,对比分析有、无落地剪力墙框架结构柱间内力分配规律。研究结果表明,填充墙影响框架结构整体变形及柱破坏模式,横向满砌填充墙约束结构扭转变形,即使在双向地震作用下,偏心结构也未发生扭转;由于窗下半高连续填充墙的约束作用,窗间柱抗侧刚度变大,在地震作用下承担的地震剪力是不受半高连续填充墙约束柱的6～8倍;设置落地剪力墙可优化底层柱间地震剪力分配,使框架柱地震剪力分配趋于均匀,避免结构因“凝震聚力”而发生倒塌,实现“大震不倒”。     

天津市小洋楼民居抗震有限元分析

天津市小洋已楼有100a历史。由于使用时间长,因此不满足现行抗震设计规范的要求,在地震作用下可能会发生较大震害。首先用有限元软件分析了模型的固有频率,得出的结果和经验公式基本相符;其次然后输入地震动时程,通过结构损伤、地震剪力和加速度的分析给出了结构的抗震能力,结构在地震"三水准"下的破坏状和抗震鉴定的结果相符,并针对结构的损伤部位提出了圈梁构造柱的加固措施。因此,通过有限元分析研究该类房屋的抗震能力,为天津市小洋楼民居的抗震加固提供了科学依据和技术支持,对小洋楼民居的防震减灾能力提升具有重要意义。     

RPC面层加固约束空斗墙参数分析和抗震承载力研究

为弥补空斗墙抗震性能差和发挥活性粉末混凝土(RPC)的超高韧性,对1片未加固处理的空斗墙和2片由RPC面层加固处理的空斗墙分别进行拟静力试验,并结合有限元对三组试验进行参数分析。得出影响墙体抗震性能的主要因素有:墙体构造柱尺寸、轴压比、RPC单双面加固以及面层加固厚度。根据试验和有限元所得到的破坏特征,结合圈梁-构造柱对墙体的约束作用,引入等效受压斜撑模型,并量化圈梁-构造柱对墙体约束效应。基于圈梁-构造柱与墙体、RPC面层与被约束的墙体的协同受力特性,建立约束墙体及面层加固体墙的抗剪承载力的计算式。     

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IDA的方钢管混凝土框架-SPSW核心筒结构地震易损性研究

为研究方钢管混凝土框架-钢板剪力墙（SPSW）核心筒结构在不同强度地震下破坏概率,使用拉杆模型作为钢板剪力墙等效模型,与已有试验对比验证各参数有效性。以地震动峰值加速度（PGA）作为地震动强度参数,按照场地条件等要求选择11条地震动记录。以结构最大层间位移角作为损伤指标,对一典型方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构进行增量动力分析（IDA）,得到IDA曲线簇。基于增量动力分析进行易损性分析,得到易损性曲线,并计算结构的抗倒塌储备系数。结果表明:8度多遇地震作用下,此结构处于正常使用状态。8度设防地震作用下,处于修复后可使用状态。8度罕遇地震作用下,处于生命安全状态。表明该结构具有良好的抗震性能,满足规范中“小震不坏”、“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标。该结构抗倒塌储备系数大于规范建议值,具有较好的抗倒塌能力。     

双向地震作用下锯末混合土场地动力特性分析

在北京工业大学振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土地基自由场振动台模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,试验中输入地震动时程采用El Centro地震动记录、Taft地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向分为水平单向和水平双向。文中,重点考察了双向地震动输入下锯末混合土模型场地的动力特性及其变化规律,主要指标包括模型场地地震动反应的峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其傅氏谱。试验结果表明:随着输入地震动强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,而其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动;双向地震作用下锯末混合土模型场地的动力变化规律与单向地震作用下较为一致。     

地震对地下硐室围岩动压力的影响

地下硐室围岩压力在地震荷载作用下的表现是岩土地震工程领域当前的热点问题之一。本文简述了目前我国隧道工程抗震规范关于地下硐室围岩动压力的确定方法,以四川黄草坪隧道的资料为例,利用有限差分法分析在不同峰值加速度的水平地震动输入下,硐室围岩压力对地震输入的响应,并与围岩静压力进行了对比分析。结果表明:随着输入地震动加速度峰值的增加,地下硐室围岩最大主应力峰值的增大;围岩最大主应力的地震反应峰值与输入地震动的加速度峰值有一定的关联;在加速度峰值小于0.2 g的地震动作用下,硐室围岩的最大主应力峰值变化较小,硐室结构一般不会发生破坏;地震作用时,硐室的斜上和斜下侧壁是整个结构的薄弱部位;衬砌结构对于地下硐室围岩最大主应力地震反应峰值的控制和硐室结构抗震性能的增强有极为重要的作用。     

中空-四核心筒-框架结构高层建筑地震倒塌过程研究

为了解含有多核心筒的复杂高层建筑结构在地震荷载作用下坍塌过程及特征,基于颗粒流构建建筑模型并实施地震模拟。模拟建筑结构为中空-四核心筒-框架结构,施加地震荷载为正弦波,其峰值加速度分别为a=0.4 g、0.3 g、0.2 g且持续时间为9 s。模拟上述3种峰值加速度时的建筑破坏坍塌过程,模拟表明:加速度较大(a=0.4 g)时建筑坍塌特点是建筑向左倾倒,建筑中4个核心筒瓦解。该现象的必要条件是核心筒的非同步破坏,充分条件是核心筒底部破坏。加速度较小(a=0.3 g、a=0.2 g)时建筑坍塌特点为建筑显整体性的坐塌,震动未使建筑核心筒瓦解。在建筑整体坐塌情况下,建筑倾倒时间受震动影响较小;而坐塌经历时间受震动影响较大。     

构造柱对蒸压粉煤灰多孔砖砌体抗震性能影响的试验研究

为了深入了解构造柱对蒸压粉煤灰多孔砖墙体受力性能的影响,通过对6片蒸压粉煤灰多孔砖墙与1片烧结多孔砖对比墙的低周反复荷载试验,系统研究了蒸压粉煤灰多孔砖墙体的破坏特征、承载能力、耗能能力、滞回特征及刚度退化等抗震性能。试验结果表明:构造柱对墙体的抗震性能产生显著影响,构造柱墙体耗能能力远大于无构造柱墙体,三构造柱墙体耗能能力大于两构造柱墙体;竖向压力对墙体的水平承载力影响较大,随着竖向压应力加大,墙体的抗剪强度提高,但破坏脆性加大。基于试验结果,提出了地震作用下带构造柱的蒸压粉煤灰多孔砖墙体的骨架曲线和抗剪承载能力计算方法,计算值与试验结果吻合较好。     

地震动参数对边坡地震响应的影响规律

选取了具有不同峰值加速度、频谱和持时的6组地震动加速度时程作为输入,基于有限元数值模拟方法建立了二维均质边坡有限元模型,模拟分析了不同地震动作用下边坡模型的加速度和位移响应,揭示了地震动峰值加速度、频谱和持时对土坡地震响应的影响作用及其规律.研究结果显示:地震动峰值加速度、频谱和持时对土坡地震响应均有显著的影响,其中,边坡坡脚处和坡肩处的变形位移随地震动峰值加速度、特征周期和持时的增大而增大,坡体临空面各点的峰值加速度放大系数呈现随输入地震动特征周期的增大而增大、随输入地震动峰值加速度的增大而减小的规律.研究结果可为地震作用下边坡稳定性设计及防治研究提供参考.      

垂直向地震作用对节理岩体失稳破坏的影响

基于线弹性断裂力学理论分析了垂直向地震作用对节理岩体地震动力破坏的影响。在仅考虑峰值时,最不利的单向地震动加速度方向是水平倾向坡外,双向则依据破裂机制是拉剪或压剪,加速度分别是水平倾向坡外与向下或向上的组合。地震动的幅值、作用方向及双向地震动的组合都可使岩体的破坏机制发生转化,并且是突变的、不可逆的。较低峰值的双向地震动产生的应力强度因子可能大于较高峰值的单向地震动所产生的应力强度应子。在岩体节理分布特征和静态应力场一定的初始条件下,第一个导致岩体中产生破裂的地震动加速度幅值及其方向的组合唯一地决定了岩体不可逆破坏发展的方向、机制及最终的破坏特征,其复杂性远大于静力作用时的情况。对岩体地震动力破坏问题的认识应充分考虑垂直向地震动的重要影响。     

江苏高邮、宝应MS4.9级地震现场震害调查与破坏原因研究

江苏高邮、宝应Ms4．9级地震在极震区造成了数10间农村民居不同程度和不同方式的破坏,出现人员伤亡。震后对地震灾害现场进行震害调查与破坏原因研究,典型的震害特征包括砖砌体、砖木和砖混结构房屋局部倾倒、墙体贯通开裂、房顶瓦片掀翻和烟囱倒塌等。农村民居遭到破坏的主要因素包括：选址不当、施工质量较差、砂浆强度不够、缺少圈梁和构造柱等。同时,分析了竖向地震作用和鞭梢效应等地震效应,讨论了砖砌体和砖混结构抗震设计的加固方法和改善抗震性能的构造措施等,为农村民居的抗震设防和减轻震害损失等提供参考。     

芦山地震砌体结构震害分析

根据芦山地震现场考察结果,论述了砌体结构房屋墙体、楼梯间、墙角、纵横墙连接、预制板楼盖与屋盖以及突出屋面附属构件的震害特征,并为提高村镇民居防震减灾能力提出7点建议:(1)设置构造柱与圈梁,可以有效提高房屋的整体性与抗倒塌能力;(2)要确保非承重窗间墙的最小宽度。当非承重窗间墙宽度过小时,其薄弱部位很容易发生破坏;(3)完善楼梯间抗震设计,提高楼梯间的抗震能力;(4)重视突出屋面的附属结构抗震设计,加强其抗震措施;(5)楼盖与屋盖用现浇钢筋混凝土板来替代预制板;(6)采用隔震减震技术,提高砌体结构的抗震性能;(7)加强村镇建房质量监管,通过培训提高工匠的技术水平。     

永久位移对隔震结构地震响应的影响分析

为分析永久位移型地震动对隔震结构地震响应的影响,文中对单层单跨结构有限元隔震模型分别输入永久位移型及非永久位移型地震动,以探究隔震结构在2种类型地震动输入下的地震响应差别。单层单跨隔震结构有限元模型的数值分析结果表明：相比较非永久位移型地震动,永久位移型地震动作用下隔震层加速度以及位移响应较大。当峰值加速度输入一致时,永久位移型地震动作用下隔震层峰值加速度相较于非永久位移型地震动增大约10%～30%;永久位移型地震动作用下隔震支座最大相对位移相较于非永久位移型地震动增大约10%～40%;随着2种类型地震动峰值加速度的增加,隔震结构同一隔震支座的最大相对位移差值呈现出增大的趋势。     

西藏典型单层混凝土砌块房屋打包带加固抗震试验研究

本文以振动台试验方式研究了打包带加固对西藏典型单层混凝土砌块房屋抗震性能的影响,同时考虑了结构平面布置、抗震设防及砌筑质量三个因素。选取3种西藏地区民居的经典户型制作了7个1∶3缩尺模型进行振动台试验,模型分别为3个无打包带加固模型、3个有打包带加固模型以及1个加固一半的模型。试验结果表明打包带加固墙体能明显提高墙体的整体性,减轻墙体震损;无打包带加固但砌筑质量好的单层民居抗震能力较好,基本满足当地9度设防的要求;高烈度下平面布置不规则的结构容易因扭转作用而发生破坏,圈梁、构造柱也在高烈度下发挥较大作用。打包带加固技术作为一种经济实用的加固技术可在西藏地区进行推广。