全长粘结型锚杆锚固性能研究

利用全长粘结型锚杆的Mindlin解,对锚固体的应力分布及抗拔力进行了理论分析,导出了抗拔承载力计算式,并结合新疆高昌故城土建筑遗址保护工程,就影响锚固体应力分布及锚固力的因素进行了探讨.结果表明,锚固体应力不能均匀地分布在锚固长度上,随着荷载的增加,应力分布区域变化不大;锚固长度存在临界值,超过该值时增加锚固长度对锚固力的影响甚微;锚杆直径越粗,锚固体上的剪应力分布越均匀,但工程选用时应结合岩土体特性.研究结果可为全长粘结型锚杆加固小型土体的设计理论和施工应用提供一定的数据储备和理论支持.     

锚杆加固对石窟地震反应的影响

利用大型通用AD INA有限元分析软件进行动力分析,研究锚杆加固对石窟地震反应的影响。通过对无裂隙无锚杆、有裂隙无锚杆、有裂隙有锚杆和有裂隙有预应力锚杆4种模型的分析,研究了锚杆在石窟岩体加固中的作用。结果表明,锚杆的加固作用是明显的,在有裂隙的部位打入锚杆对石窟整体结构的安全性是有益处的。通过两条地震波作用下石窟的地震反应分析,指出了石窟结构在地震荷载作用下的薄弱部位,计算结果表明地震作用下薄弱部位多数发生在石窟的脚点附近,分析结果可作为石窟抗震设计的参考依据。     

基于双曲线模型的冻土中锚杆荷载传递特性研究

为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性。基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明：冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力。     

冲击载荷下锚杆-围岩结构冲击失效机制的数值分析

针对冲击地压造成大量锚杆支护结构破坏问题,采用动力数值计算方法,研究冲击载荷作用下锚杆-围岩的动力耦合作用与破坏机制。结果表明:(1)冲击载荷作用下锚杆与围岩振动存在明显的"时差效应",导致锚杆与围岩非同步振动,致使锚固剂承受动态剪切作用。随着锚固长度的增加锚杆与围岩的振动呈同步趋势,削弱了振动"时差效应"引起的锚固剂剪切作用,有效避免锚杆的脱粘滑移失效;(2)随着冲击速度的增大,"时差效应"导致锚杆锚固剂承受动态剪切作用被覆盖,锚杆的破坏失效模式由脱粘或杆体屈服断裂转变为锚杆与围岩统一破坏模式;(3)当冲击载荷频率接近锚固围岩体固有频率时,冲击载荷引起锚杆与围岩共振,锚杆与围岩同步振动速度幅值显著增大,可在相对较低的冲击速度下造成锚杆与围岩整体失效。远离锚固围岩体的固有频率对锚杆-围岩动力相互作用影响较小。     

基于聚类分析的多尺度相似地震快速识别方法及其在汶川地震东北端余震序列分析中的应用

相似地震是具有相似波形记录的一组地震,往往以地震丛集的方式发生.而重复地震是一种特殊的相似地震,一般具有相近的震源机制解和几乎重合的破裂面积.对相似地震特别是重复地震的研究是我们认识断层的结构和变化的重要手段.本文提出了一种基于相似度距离概念和聚类分析技术的相似地震识别方法,可以利用单个台站对其记录到的地震事件进行快速的相似地震和重复地震识别.我们将此方法应用于汶川地震东北端的余震序列,获得了该地区相似地震的分布图像,并对其中存在的重复地震的发震机制进行了讨论分析.     

预应力锚杆(索)框架梁加固边坡的仿真试验分析

采用数值仿真试验方法研究了预应力锚杆框架梁支护体系中框架梁和锚杆的受力特点,为地震引发滑坡灾害的防治提供依据.研究结果表明:框架梁的弯矩在锚头处取得最大值, 且随锚固预应力的增加而增大,但并不呈线性关系;即使在相同土质条件和同一锚固预应力作用下,坡脚处框架梁的弯矩要高于坡顶;此外,锚杆的预应力均存在一定的损失,施加的预应力值越高,预应力损失越大,且坡脚锚杆的预应力损失比坡顶小.     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析 II:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明:尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算"小震"作用下结构的承载能力可靠度和"大震"作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在"中震"和"大震"作用下结构的极限承载能力可靠度。     

不同埋深的钢管混凝土柱脚-基础锚固试验研究

大连国际会议中心结构的竖向承载和水平抗侧力体系主要由数个钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒构成,保障核心筒钢管混凝土边框柱与混凝土基础的可靠锚固性能是其抗震设计的关键技术之一。以该工程核心筒边框柱-混凝土基础为原型,设计了2个不同柱脚埋深的1/5缩尺的钢管混凝土柱脚-钢筋混凝土基础组合试件,并对其进行了锚固工作性能试验。试验采用单向重复荷载,重点研究了柱脚埋深对组合试件的锚固承载力和延性性能的影响。试验结果表明:增大柱脚埋深能有效提高其锚固承载力和延性性能;2个试件原型的构造做法均可满足设计要求,其锚固是可靠的。     

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析Ⅱ:可靠度指标及其灵敏度

将有限元反应及其灵敏度分析与结构可靠度分析的近似解析方法结合起来,可以进行具有隐式功能函数的大型复杂结构的可靠性分析。在基于位移的非线性纤维梁柱单元及其灵敏度直接微分表达式的基础上,通过力学变换、概率变换和反应灵敏度,将结构可靠度计算方法FORM和SORM与有限元方法有机地集成在一起。依据现行抗震设计规范,建立了钢框架结构典型构件承载能力和结构层间变形能力的抗震极限状态方程,利用地震作用的等效随机静力模型,采用非线性有限元静力可靠度方法,对一实际工程结构的抗震可靠度及其灵敏度进行了概率分析和评价,结果表明：尽管在大震作用下该结构的层间弹塑性变形可靠度较高,但是构件极限承载能力的可靠度指标较低,仍然存在失效的可能性。因此,仅验算“小震”作用下结构的承载能力可靠度和“大震”作用下结构的变形能力可靠度是不够的,还需要验算在“中震”和“大震”作用下结构的极限承载能力可靠度。     

木质锚杆加固土遗址边坡的稳定性分析

基于有限元强度折减法,以新疆吐鲁番交河故城的典型工程加固剖面为实例,计算分析木质锚杆加固土遗址坡体在静力、地震作用下的安全系数,同时分析木质锚杆长度、锚固角度等因素对其安全系数的影响,评价木质锚杆加固土遗址坡体的可行性,并在此基础上探讨其相关机理及设计中应注意的问题。研究成果可为木质锚杆加固土遗址坡体的相关工程实践提供参考。     

形状记忆合金混凝土框架建筑抗震性能研究

地震作用会造成钢筋混凝土框架发生平面和垂直方向的变形,导致其结构受到更大的地震力,加剧损伤程度。形状记忆合金(SMA)材料在外力作用下能够快速恢复变形前形状,降低框架损伤程度,进一步提高框架结构的承载能力和稳定性。基于此,有必要研究形状记忆合金混凝土框架建筑的抗震性能。以某实际工程为例,采用ANSYS软件建立钢筋混凝土框架有限元模型,选取天津地震波、北岭地震波、印度洋地震波及人工地震波作为地震震动输入,记录地震震动下时程结果。研究结果表明,预应力筋断裂后,该结构在地震作用下的滞回曲线为饱满的旗帜形,最大层间位移为1/125,残余变形在±10 mm之间,最高峰值荷载为211 kN,水平承载力较强,表明其自复位性能较高、地震响应效果较优、抗震承载力较强,可以有效提高建筑结构的安全性和可靠性。     

模块化外框内箱结构抗震性能分析

基于《集装箱模块化组合房屋技术规程》中的要求,为提高模块化集装箱建筑的抗震性能,增加房屋的使用高度,提出了一种外框内箱结构,其由外框柱、外框梁和模块化集装箱拼装组成。为验证外框内箱结构的抗震性能,对六层传统集装箱结构和外框内箱结构进行了数值仿真分析,对比分析两种结构的层间位移角和构件应力分布等。结果表明:外框内箱结构竖向刚度分布均匀,受力更加合理,传力更加明确,能有效地减小内部集装箱构件内力,其能更好的实现结构"强柱弱梁和强节点"需求,提高结构的安全性和可靠性。     

基于性能的设计方法在超限高层建筑结构设计中的应用研究

针对超限高层建筑结构抗震设计,提出了基于性能设计方法的性能目标,通过结构在小震、中震、大震作用下的弹性、弹塑性静力和动力时程分析,对三水准地震作用下结构构件进行了承载力定量分析。从理论上证明了结构性能可以达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标,同时进行了1：20模型的结构振动台试验,确证了实际结构设计的安全性。     

新型自复位变摩擦阻尼器试验研究

目前阻尼器运用广泛,但传统摩擦阻尼器无法适应不同的振动强度,且在地震作用后损坏严重,没有自复位功能。文章利用形状记忆合金的超弹性,提出一种新型的自复位变摩擦阻尼器,介绍了阻尼器的构造、基本工作原理并推导了其力学模型,之后对阻尼器进行了力学试验。得到如下结论：该阻尼器不仅能在不同等级地震作用下满足耗能要求,还具有良好的自复位能力;力学试验得到的滞回曲线与理论推导的力学模型吻合较好,印证了力学模型的正确性;该阻尼器耗能能力随着合金丝直径、螺栓预紧力和坡面坡度的增大而增强;残余位移随着合金丝直径和坡面坡度增大而减小、随着预紧力增大而增大。     

Seismic response of floor-anchored nonstructural components fastened with yielding elements

Failure of nonstructural components during an earthquake can lead to structure functionality loss, cause widespread property damage, and pose a life-safety threat to the occupants. Current code provisions for floor-anchored components aim to minimize the life safety threat by specifying lateral force demands and anchoring requirements. These code requirements are based on a simplified equation that does not fully consider the contribution of the attachment to the overall component dynamic response. Previous results from shaking-table tests of anchored components suggest that the component attachment is an important parameter that determines its dynamic properties. For this study, a nonstructural experimental model was attached via several attachment designs to a concrete slab and tested on a shaking table to evaluate this contribution. The attachments were dimensioned based on a capacity design approach, such that they would be the weakest element in the force path while providing a yielding mechanism. The attachment designs provide different plastic mechanisms that control the displacement ductility in the response of the component. This paper focuses on the contribution of the attachment to the dynamic response and seismic force demand on the component. The experimental results demonstrate that the selected attachment properties govern the boundary conditions of the nonstructural component and strongly influence its dynamic response. The more flexible attachments sustained large deformations, leading to tensile membrane action and enhanced tensile strength in the attachments. Consequently, the ductile attachments did not result in reduced seismic loads in the nonstructural components.     

地震危险区的确定和检验方法

区域应力场在一定时期内是比较稳定的。尽管大陆地壳存在着不均匀性,存在着断裂带和破碎区,但在稳定的区域应力场作用下,很难由地震活动显示出局部介质强弱区的差异。但是,在一次大地震发生之后,它的能量就会向邻近地区传递,在这种附加力源的作用下,周围不同地区就会显示出地震活动的差异。在介质强度低、岩石较破碎的地区就会发生较多的中、小地震,而在介质强度高、岩石较完整的地区就不容易发生中、小地震,这样就可能形成地震空区或空段。根据这些地震空区或空段我们可以初步确定未来大震的危险区。地震危险区确定之后,我们还可以利用附近再次发生的中、强地震对空区或空段进行检验,以检查地震空区或空段存在的真实性,提高可信程度。本文总结了1966年邢台地震之后中国发生的几次大地震资料,结果表明,用上述方法确定地震危险区比较客观,可靠性较强。     

日本福岛7.3级地震灾害损失总结与讨论

2021年2月13日,日本本州东岸近海发生7.3级地震,没有造成人员死亡,仅150余人受伤,导致建筑物和基础设施发生不同程度的破坏和功能中断。此次强震并未造成大量的人员伤亡和工程结构本体破坏,但出现非结构构件破坏较为普遍以及基础设施功能中断的情况。介绍了各机构的震后灾害损失快速评估工作,总结了工程结构破坏和功能影响、人员伤亡和经济损失情况。对此次地震的灾害特征进行了总结和思考,认为随着各地区抗震能力的提高,非结构构件破坏、地震灾害链、基础设施功能中断与恢复、抗震韧性将成为今后研究的重点。     

地震作用下混合桥结合段的极限承载力分析

采用Nishiumi算法分析地震作用下混合桥结合段的极限承载力时,未考虑贯穿钢筋对混合桥结合段剪力键承载力的影响作用,分析出的极限承载力结果与实际结果差异较大。提出新的地震作用下混合桥结合段的极限承载力分析方法。通过分析计算得到栓钉类剪力键和钢筋混凝土柱类剪力键的极限承载力,设计新的极限承载力分析试验,通过设计剪力键试件、试件地震加载和试验测试点安置和测试内容安排,分析地震作用下混合桥结合段剪力键的极限承载力。分析结果说明,所提方法可准确分析地震作用下混合桥结合段剪力键的极限承载力,且分析得到的极限承载力结果与实测结果几乎一致,误差不超过7%。     

基于遥感影像的建筑抗震能力分析

据震害统计,房屋抗震能力是影响灾害的主要因素,抗震能力一般由房屋抗震设防水平、结构类型、建造年代和房屋层数等因素决定,通过对房屋抗震能力的综合评定,以便采取更有针对性的地震灾害对策。本文通过遥感影像实现房屋基本信息的快速提取,提高房屋结构类型获取的便捷性,具有较高的准确度和可靠度,并利用抽样调查得到张家口万全区房屋建造年代和层数分布特点,结合当地抗震设防水平,建立房屋抗震能力指数指标体系,阐述房屋抗震能力现状,为地震灾害损失评估、风险普查、风险区划等工作提供参考。     

地幔快速隆起对构造地震的触发作用

本文应用弹性半无限空间内均匀膨胀的球体对球上介质的作用,作为地幔快速上涌触发构造地震的力学模型。按照地面垂直位移的年变化率,利用这个模型反推出这种虚拟的膨胀球的半径和膨胀强度。並计算出它在地壳中产生的附加应力。尽管此种附加应力比驱动地壳水平运动的力要小得多,但它能在高倾角断层上引起张性的法向应力,而且在隆起区内还有较高的附加剪应力。这些应力比固体潮、地极移动和地球转速变化等因素产生的附加应力都大得多。因此,地幔快速上涌对构造地震的触发作用应该比上述诸因素更大。由于近十余年来我国不少地区的走滑型强震大都发生在地壳上隆区或者在其边缘,而且发震断层都是高倾角断层,因此,本文能够对此作粗浅的解释。