液化场地桥台地震破坏模式研究综述

桥台是连接桥梁和路堤的重要结构,在桥梁的整个结构中占据了极其重要的位置。桥台破坏不仅引起自身功能丧失,还可能引发落梁等震害,并最终导致桥梁垮塌。而位于液化场地中的桥台,地震对其影响非常严重。目前国内对桥台震害的研究与我国快速发展的桥梁建设相比仍然不足。在查阅了大量国内外文献资料的基础上,针对液化场地桥台地震破坏模式的研究现状进行深入分析,总结了目前关于液化场地桥台震害破坏原因及破坏模式影响因素等问题的研究成果,论述了目前研究中存在的问题及以后的研究方向,探讨了地震区桥台震害研究领域需要解决的问题。     

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。     

考虑场地液化影响的海堤工程震害预测方法研究

为合理进行海堤工程震害预测,通过改变液化土层力学参数的方法考虑场地液化对海堤抗滑稳定性的影响,综合海堤本体结构抗滑安全系数和场地液化程度,提出新的海堤工程震害预测方法,并给出海堤破坏等级划分标准。以某海堤工程为算例,采用理正岩土分析软件建立海堤抗滑稳定性分析模型,进行不同地震烈度下海堤震害预测。研究结果表明,场地液化对海堤地震稳定性有较大影响,依托的海堤工程满足当地7度抗震设防要求,但8度时可发生中等破坏,存在较高的地震灾害风险,宜采取有针对性的加固措施。     

自由场地液化振动台实验结果分析与数值模拟

通过拉格朗日差分程序FLAC3D完全非线性动力分析模块,模拟了自由场地液化振动台实验并对实验结果做出分析,结果表明:该动力分析方法能够较好地反映液化土层地震响应,实验结果也验证了模拟结果的精确性;液化土层滤波作用起始于孔压比上升的时候且较为明显,液化后加速度时程的卓越周期有所增加;本文实例中的液化土层对地震动具有放大作用,液化范围越大,其放大作用越明显,且在长周期段放大作用更为突出。     

液化场地地震反应的离散元数值模拟

采用一个描述饱和砂土中固相颗粒和液相流体耦合的离散元数值模型,固相颗粒采用离散元的颗粒流理论(PFC)模拟,液相流体通过求解平均Navier-Stokes方程的计算流体动力学(CFD)技术计算.采用上述模犁数值模拟了在地震荷载作用液化场地的加速度、剪应力、剪应变时程以及超孔隙水压力和土层表面位移的发展过程.数值模拟结果...     

江油火车站典型液化震害分析

2008年5月12日我国四川省发生的8.0级汶川大地震中,江油火车站外表看似完好,但地基沉降、墙体开裂严重,最终不得不废弃,而周围其他建筑物破坏较轻,具有典型研究价值。通过对江油火车站进行钻孔以及现场剪切波速测试,查明了火车站破坏主因、液化主要土类,并对现有液化判别方法进行了检验。结果表明:(1)江油火车站结构振动破坏相对较轻,主要为液化导致地基沉降而最终废弃;(2)江油火车站候车室地表喷出物为粉砂,但实际液化土与喷出物差别显著,主要为砂砾土液化;(3)现有液化判别方法主要基于砂土液化资料,不适用于砂砾土的液化评价,需要研究和发展新的砂砾土液化判别方法。     

场地液化特征研究及液化影响因素评价

正震害调查是获取工程震害资料和经验最重要的手段,也是工程抗震理论和分析方法发展的基础。工程地震学的发展离不开历次地震考察,特别是破坏性地震震害的启示。在我国抗震设计技术演化历程中,对河源(1962)、邢台(1966)、通海(1970)、海城(1975)、唐山(1976)和汶川(2008)等大地震深入的震害调查和现场勘测,为我国工程抗震技术的发展及抗震规范的形成起到了极大地推动作用。     

永胜6.O级地震场地与震害的关系

介绍了永胜6.0级地震震区的自然概貌,将影响震害的四种主要场地条件按其影响轻重分类,用震害指数划分了该次地震的震害分布及局部异常区,分析了局部场地特征对震害的影响.结果表明:在影响震害的诸多场地条件中,场地土特性的影响较显著,地形的影响不明显,场地土、覆盖层和地下水的影响有互相制约的现象.     

液化场地桥梁群桩-土耦合体系强震反应分析

针对振动台试验,采用u-p形式控制方程表述饱和砂土的动力属性,选用土的多屈服面塑性本构模型刻画饱和砂土和黏土的力学特性,引入非线性梁-柱单元模拟桩,建立试验受控条件下液化场地群桩-土强震相互作用分析的三维有限元模型,并通过试验结果验证数值建模途径与模拟方法的正确性。以实际工程中常用的2×2群桩为例,建立桩-土-桥梁结构强震反应分析三维有限元模型。基于此,针对不同群桩基础配置对液化场地群桩-土强震相互作用影响展开具体分析。对比发现,桩的数量相同时,桩排列方向与地震波输入方向平行时比垂直时桩基受力减小5%~10%,而对场地液化情况无明显影响;相同排列形式下,三桩模型中土体出现液化的时间约比双桩模型延缓5s,桩上弯矩和剪力减小33%~38%。由此可见,桩基数量增加,桩-土体系整体刚度更大,场地抗液化性能显著,桩基对上部桥梁结构的承载性能明显增强,其安全性与可靠性更高。这对实际桥梁工程抗震设计具有一定的借鉴意义。     

液化场地桥梁足尺桩抗震简化分析方法

采用国际VELACS项目中离心机试验标定的内华达砂的动力计算参数,建立液化场地足尺桩-土动力相互作用分析的三维有限元模型;获得不同幅值的正弦波作用下桩-土动力相互作用的p-y曲线,修正并发展一种可用于液化场地桩-土动力相互作用分析的宏单元模型,并基于非线性文克尔地基梁模型建立桥梁足尺桩抗震分析的数值模型与简化方法,通过有限元分析结果验证该简化方法的正确性。     

远场长周期地震下高层建筑的地震损伤模型研究

传统高层建筑地震损伤模型不能反映构件极限滞回耗能随累积幅值的改变情况,无法有效确定组合参数,离散性较大。为此,设计一种远场长周期地震下高层建筑的地震损伤模型。针对不同层次高层建筑结构,依据广义力-广义变形曲线,构建变形损伤模型。结合累积能量比、远场长周期地震瞬时输入能比构建能量损伤模型。从变形与能量两方面综合评价损伤,依据钢筋混凝土结构构建最大反应变形与耗损能量的线性组合地震损伤模型,并对其进行改进。实验选用ILA003、ILA048和TCU115三种长周期地震波,计算不同构件和高层建筑结构整体损伤结果,验证所提模型的可靠性。将所提模型应用于实际高层建筑中,发现其实用性强。     

柴达木盆地东部地震地面运动放大效应

柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。     

考虑锈蚀的钢框架柱地震损伤模型研究

为准确评估锈蚀钢框架在地震作用下的损伤,对已有的地震损伤模型进行改进,并对框架柱的地震损伤特性进行分析。建立基于变形和能量组合的双参数损伤模型,对损伤模型中相应的参数给出具体定义和表达式,定义不同破坏等级的损伤指数范围。对3个具有不同锈蚀率的空间钢框架结构进行弹塑性时程分析,并对损伤模型的准确性进行验证。研究结果表明,该模型能够较好地描述锈蚀钢框架柱的地震损伤程度。研究结果可为该类结构构件的地震损伤评估以及基于损伤的抗震设计方法的建立提供理论依据。     

双向近场地震作用下HDR隔震梁桥地震响应研究

以HDR隔震梁桥多自由度（MDOF）模型和等效双线性单自由度（SDOF）模型为研究对象，以典型近场地震动作为输入，研究HDR支座双向耦合效应对HDR隔震梁桥地震响应的影响。研究结果表明:不考虑双向耦合效应的HDR支座滞回曲线呈典型双线性；考虑双向耦合效应的HDR支座滞回曲线面积小于不考虑双向耦合效应的HDR支座滞回曲线面积。不考虑双向耦合效应的顺桥向HDR支座位移峰值d_b大于考虑双向耦合效应时，但横桥向的结果相反。近场地震作用下，对梁桥进行HDR支座隔震设计时，忽略双向耦合效应计算得到的墩底剪力峰值和弯矩峰值均偏于保守。可忽略HDR支座双向耦合效应对HDR隔震梁桥近场地震能量的影响。     

远场长周期地震下基于规范设计隔震结构的抗震性能研究

隔震结构具有较长自振周期,且容易受地震动长周期特性的影响,因此其在长周期地震动作用下的抗震性能值得研究。以某基于规范设计的基础隔震结构为例,通过对该结构在规范规定地震作用和远场长周期地震作用下的地震响应进行分析和对比,研究长周期地震动对结构地震响应的影响;通过对钢筋和混凝土的损伤状态进行定义和标识,探讨长周期地震作用下基础隔震结构的损伤分布规律。研究结果表明,长周期地震动作用下隔震结构发生破坏的概率远大于具有相同峰值地面加速度的普通地震动,其中长周期地震动反应谱的谱峰值"后移"被认为是造成这种情况的主要原因,且长周期地震动作用下隔震结构的损伤分布并不均匀,其主要集中在结构的底层。     

保定市群体建筑震害预测研究

采用震害因子法对保定市区的群体建筑进行震害预测研究,给出了保定市区遭受不同震级地震时的预测结果和各分区破坏状态,并在地理信息系统中显示,其结果可为保定市抗震防灾提供重要依据。     

Realistic Modeling of Seismic Wave Ground Motion in Beijing City

— Algorithms for the calculation of synthetic seismograms in laterally heterogeneous anelastic media have been applied to model the ground motion in Beijing City. The synthetic signals are compared with the few available seismic recordings (1998, Zhangbei earthquake) and with the distribution of observed macroseismic intensity (1976, Tangshan earthquake). The synthetic three-component seismograms have been computed for the Xiji area and Beijing City. The numerical results show that the thick Tertiary and Quaternary sediments are responsible for the severe amplification of the seismic ground motion. Such a result is well correlated with the abnormally high macroseismic intensity zone in the Xiji area associated with the 1976 Tangshan earthquake as well as with the ground motion recorded in Beijing city in the wake of the 1998 Zhangbei earthquake.     

我国岩溶区建筑震害分析与抗震研究进展

结合国内岩溶工程建设的相关文献资料,通过分析岩溶区的地质特点、基础选型及震害特征,总结了目前我国对岩溶区建筑的抗震措施及研究现状,并展望今后岩溶区建筑工程的抗震研究.