基于地基动力测试中电磁激振器的改进应用研究

基于对传统地基强迫振动激振法测试中激振器所产生的激振扰力不足的问题,提出采用并联双发倍增扰力电磁激振器激振来增强激振扰力的方法。为此,首先通过分析普通机械式激振器的不足之处,提出并联双发倍增扰力电磁激振器的设计和改进方法,然后结合实际工程项目测试数据对比两者之间激励效果的差别,找出不同频点驱动电流与幅频响应之间的函数关系,最后通过不同类型地基实际测试计算结果表明,采用并联双发倍增扰力电磁激振器不但可以满足天然地基土较低频的幅频曲线特性要求也可满足岩质类地基和基桩块体基础较高频的幅频曲线特性要求,其测试得到的频响曲线在较宽阈值范围内都有真实的幅频响应,同时也完善了普通机械式激振器扰力及频带宽度上限低不适于岩质类地基和基桩块体基础振动测试的问题,说明并联双发倍增扰力电磁激振器可以用于常扰力地基土强迫振动测试,进一步也验证并联双发倍增扰力电磁激振器产生的扰力用于基桩块体基础的强迫振动测试也是可行的。     

利用相频曲线求解模型基础动力参数的探讨

通过正向理论推导和数据反算验证相结合的方式，得到利用峰值频率前幅频响应曲线和相频响应曲线求解模型基础动力参数的方法。以根据实测曲线求解所得动力参数反算其理论幅频曲线和相频曲线，若理论曲线贴近实测曲线，表明求解所得动力参数能够代表所测地基与模型基础振动系统的动力特性；若理论曲线偏离实测曲线，则要检查动力参数计算方法的正确性及数据取值的代表性；即使激振器的扰频能够覆盖共振频率，在测量振动幅值、得到幅频曲线的同时监测激励与响应的相位差、得到相频曲线也具有重要意义；利用回归反射式光电开关及自动化测试仪器，可以方便地测量激振力与振动位移的相位差，在测试过程中同步显示幅频曲线和相频曲线。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

水运工程堆载预压处理地基动力测试应用研究

地基经过真空堆载预压处理后,其地基承载性状及动力参数特性都产生不同改变,这种变化会对动力基础设计产生较大影响。基于此,结合实际水运工程项目对真空堆载预压处理后旋喷桩复合地基及钻孔灌注桩基础分别进行地基动力测试,通过测试获得地基及桩基模型基础的抗压、抗剪及抗扭的刚度参数、竖向及水平转向的第一振型以及扭转向的阻尼比及参振总质量。依据各项实测数据计算出旋喷桩复合地基及钻孔灌注桩基础底面与静应力有关的振动换算系数,推算出两种不同类型基础的地基抗压、抗剪、抗扭刚度,扭转向阻尼比以及地基竖向和水平回转向第一振型的提高系数。各项实际参数测试计算结果显示,当把两种不同类型地基现场实际获得的地基动力参数用于动力机器基础振动和隔振设计时,应分别根据动力机器基础的实际使用工况换算成设计采用的地基动力参数,以免对基础设计造成偏差。     

复杂非均质场地条件下核电厂HPX泵房的静动力联合分析

EPR核电厂循环水泵房(HPX)给循环冷却水(CRF)系统供水,为抗震Ⅰ类物项,厂址地基中非均质特性的影响尤为重要。以国内某核电厂实际厂址条件为背景,基于ANSYS分析平台建立了泵房-地基三维有限元整体计算模型,细致模拟捕虏体的力学特性和空间分布形态,并提出基于隐式Newmark的静动力时程分析法,对地基竖向变形及承载能力,基础底面接地率、抗滑和抗倾覆稳定性以及泵房主应力分布等进行了综合评价。计算结果表明,在该厂址实际的分布状态情况下,捕虏体的存在对泵房地基的安全性影响较小,局部压应力超标不影响整体稳定性,所评价指标均能满足规范要求,不需要进行地基处理措施,也验证了所建立静动力联合分析模型的可靠性及良好的工程适用性,结合ANSYS软件丰富的单元模型及非线性分析能力,该模型具有解决复杂核电结构非线性动力问题的潜力。     

福建福清核电厂厂址地基岩土工程评价

根据福清市核电厂候选厂址区花岗岩体微风化和中风化层结构的特征,节理裂隙统计,结合声波测试和室内岩石单轴抗压强度、变形试验、三轴压缩试验等测试数据,评价核电厂地基岩体的适宜性。     

印度洋珊瑚岛礁地基动力特性测试分析

依托印度洋岛国马尔代夫维拉纳国际机场的跑道建设项目,进行了珊瑚岛礁吹填地基动力特性测试,揭示了珊瑚砂地基的振动特性,为机场跑道地基处理方法的选定提供了基础资料。     

桩基动力特性试验研究与应用

针对新颁国家标准,采用改进的测试技术,对桩基动力特性进行试验研究,取得不同类型基础所相应的测试方法,桩基动力特性参数主要影响因素等方面的结论。     

动刚度和动力触探在强夯地基检测中的应用

通过平板静力载荷试验与动力触探、地基动刚度测试的对比,提出了应用动力触探、地基动刚度测试两种手段对碎石土强夯地基进行联合检测的新思路,建立了相关经验公式,工程实践验证了公式的可行性。应用表明,两种方法的结合能够快速而准确的进行承载力的检测。     

饱和砂土地基上抗滑桩加固边坡的动力离心模型试验研究

动力离心模型试验是研究可液化地基上抗滑桩加固边坡地震动力响应的有效手段之一。使用铜质抗滑模型桩,采用黏度为50 cs的甲基硅油做为孔隙流体,通过抽真空法制作了饱和地基上的加固边坡模型。进行动力离心模型试验,研究了地震作用下饱和砂土地基中动孔压、边坡变形与土体加速度和抗滑桩弯矩的响应特征。试验结果表明,地震作用导致的动力附加弯矩相当于震前静力弯矩的87 %,说明地震作用与地基液化导致的附加弯矩不容忽视,该结论可为边坡进行抗震设计与稳定分析提供有意义的参考。     

基于格林函数的相邻条形基础摇摆动力相互作用

基于弹性半空间理论,研究两个相邻明置条形基础的摇摆动力相互作用,将各条形基础与地基的接触面分割成若干个子单元,各单元的位移由基础的刚体位移决定。推导了非对称简谐条形均布载荷作用下弹性地基位移的格林函数,通过分段积分及Cauchy主值积分处理多值广义函数的积分问题。运用所得格林函数求解各单元上的接触力,根据叠加原理得到土与相邻明置条形基础的摇摆动力耦合阻抗函数,详细分析了基础和地基参数对摇摆动力相互作用的影响。计算表明,当两明置条形基础距宽比S/L≤4.0时,应考虑其摇摆动力相互作用效应。所提方法具有计算简便和精度高的特点,对全频段阻抗函数的计算均适用,研究结果为结构抗震设计中考虑土体与多基础的动力相互作用提供了理论依据。     

板-复合地基动力分析半解析元法

将复合地基视为横观各向同性材料,利用半解析数值方法的基本原理分析板-复合地基动力相互作用问题,克服有限元法中人为设定计算边界的弊端,提高了计算精度,并将三维问题转化为一维问题计算,显著减少了计算工作量。通过改变复合地基置换率、加固深度和桩土模量比,研究了板-复合地基体系动力特性的变化规律。计算结果表明,增大加固深度、置换率和桩土模量比对系统频率和振幅均有影响,并使频率有一定的提高,动力基础设计时,应注意复合地基置入对基础动力特性改变的影响。     

秦山核电站二期工程地基动态参数的测定

核电站地基必须经受住特定设计荷载条件下的动力荷载作用,采用动力分析法,为此,需要提供正确的动力参数。动力参数的正确性是以先进的测试技术为前提,以保证测试数据的可靠性,此外,尚需综合考虑各种影响因素,合理取值,本文就秦山核电站二期地基的动态测试中,有关横波的激发与接收,速度弥散,阻尼比的计算等问题进行了探讨。这些问题在各类地基的动态参数测试工作中都是难以遇避的,本文试图通过这些问题的探讨,进一步深化对地基动态参数测试技术的认识,赋予其更完善的理论基础。在这方面起一抛砖引玉的作用。     

地震载荷下核岛动力响应数值模拟

核电作为清洁型能源具有广阔的发展前景,研究核电站的地震响应具有重要意义。建立了AP1000核岛的有限元模型,进行模态分析获取核岛的振动形态。用无限元模拟远场地基,有限元模拟近场地基,并考虑基础埋置及土与结构相互作用,开展了不同地基条件下的核岛地震响应分析。结果表明：随着地基刚度的增加,核岛节点的响应加速度幅值增大,而加速度反应谱峰值对应的周期减小,核岛节点应力增大,但其相对位移减小;考虑土与结构相互作用之后,软弱地基的响应加速度峰值大幅减小,地基加速度反应谱峰值对应的周期增加,土与结构相互作用对此类地基上核岛的地震输入有较大影响;对于坚硬岩石地基,土与结构相互作用对地震输入的影响可以忽略。     

刚性桩复合地基-上部结构动力相互作用体系抗震性能及影响因素分析

通过模拟土的非线性动力本构模型,选取合理的人工边界及耦合阻尼模型,建立了刚性桩复合地基与上部结构相互作用体系三维有限元动力分析模型。通过计算,对比了刚性桩复合地基与普通桩基对上部结构地震反应的影响异同,同时得到了土体模量与分层、基础埋深、桩径与桩长、砂石垫层模量与厚度以及上部结构特性等因素在考虑土-结构动力相互作用时对刚性桩复合地基抗震性能的影响及其基本规律,并与已有相关试验结果进行了对比,得到较好验证。研究结果为工程设计与工程应用提供了可借鉴的理论依据。     

动力分析中无限地基两种近似方法的应用研究

在结构-地基的动力相互作用分析所提出的众多方法中,无质量地基和黏性边界地基仍然是应用最为广泛的近似方法。针对当前结构-地基动力相互作用分析中地基模型处理中的一些问题,通过结构-地基动力相互作用分析公式的推导以及各变量物理意义的解释,详细阐明了当前考虑地基影响的动力分析中无质量地基和黏性边界地基的概念和应用范围,对当前部分研究中应用这两种地基中存在的问题进行了分析说明,为简化地基动力分析模型提供了思路。     

瞬态面波测试技术在地基处理评价中的应用

在岩土工程和地基处理中剪切波的波速较之压缩波的波速更重要,但也更不易求得。因此,寻求一种经济简便可靠且适用范围广的原位测试方法更具有实际意义。本文阐述了瞬态面波测试技术的基本原理、工作方法和在地基处理评价中的应用效果。     

现浇混凝土薄壁管桩复合地基动力反应特性分析

针对目前现浇混凝土薄壁管桩复合地基动力特性分析中二维计算模型的不足,提出了一种基于等效刚度原理的简化模型。基于河海大学岩土工程研究所开发的二维动力有限元计算程序,并通过工程实例,分析了这种新型复合地基的动力特性。研究结果表明,现浇混凝土薄壁管桩复合地基在地震作用下,与原天然地基相比,地表水平向绝对加速度增大,竖直向绝对加速度显著减小;地基内部水平向受力的整体性较好,而竖直向较差。从地基的动剪应力计算结果可知,现浇混凝土薄壁管桩复合地基对抗震有利。     

土与结构相互作用体系动力特性研究

建立了土与结构相互作用体系动力特性的分析方法-频响函数法.对于土与结构相互作用体系,在弹性半空间地基分析的基础上,考虑了地基土分层特性、地基土的非线性效应以及基础埋深对相互作用体系动力特性的影响,结合实际算例,研究表明土的分层特性和土的非线性特性对相互作用体系的动力特性有重要影响.     

延吉—珲春地区圆砾层地基承载力研究

延吉—珲春地区的圆砾层是该区域工程建设经常利用的土层.为了获取圆砾层可靠的地基承载力数据,探讨确定地基承载力适宜的测试手段和方法,以及检验以前地基承载力数据的可靠度,采用载荷试验和重型圆锥动力触探试验原位测试方法对圆砾层的地基承载力进行了测试研究,获取了十二组地基承载力特征值、变形模量和重型圆锥动力触探锤击数试验数据.通过对试验数据的统计分析,得到了圆砾层地基承载力特征值的范围,得出地基承载力特征值、变形模量与重型圆锥动力触探锤击数线性相关的结论.据此,提出了适合当地工程地质条件的根据重型圆锥动力触探锤击数计算圆砾层地基承载力特征值和变形模量的经验公式.为延吉—珲春地区岩土工程勘察工作能够准确可靠、便捷、经济地确定圆砾层地基承载力特征值和变形模量提供了依据和方法,并为吉林省其他地区圆砾层地基承载力的研究提供了参考.