LRB隔震储罐地震反应的双向耦合效应

建立了双向地震作用下LRB基础隔震储罐地震反应的数值模型,对单向和双向地震作用下隔震储罐的地震反应和隔震支座的力学性能进行了对比研究。提出了衡量双向耦合效应影响的评价指标,分析了不同类型场地上隔震储罐地震反应的双向耦合效应影响规律。研究表明,双向耦合效应使支座滞回曲线变得不规则,呈现出粘滞特性。双向耦合效应不会引起隔震储罐基底剪力、弯矩、晃动波高的明显增大,但忽视双向耦合效应会严重低估支座位移,尤其是在II类和IV类场地上更为明显。因此在LRB隔震储罐双向地震反应分析时,不能简单选取两个单向地震作用下响应的组合值作为地震响应值,必须考虑双向耦合效应的影响。     

隔震支座非线性特性的数值模拟

对隔震支座进行精细的数值仿真是准确模拟隔震支座力学特性的基础。在确定天然橡胶本构模型参数的基础上,采用有限元软件建立了不同形状系数的隔震支座模型,并对支座施加竖向荷载和水平循环往复位移荷载情形进行了动力特性分析。分析结果表明,铅芯橡胶隔震支座的水平刚度随轴压应力的增大而降低,但是变化幅度不大,而水平刚度随第一、第二形状系数的增大而提高。结果还表明隔震支座的力学特性可以采用数值方法进行准确模拟。     

橡胶座非线性弹性回转剪切特性的理论和试验研究

本文系统地研究分析了橡胶隔震支座(以下简称为橡胶座)回转、剪切相关的基础理论,提出了能够反映剪切应变特性的非线性回转刚度等概念。基于非线性回转刚度与Haringx弹性体计算模型,给出了计算橡胶座回转、压缩、剪切特性的计算理论。针对回转剪切计算理论采用天然橡胶和铅芯橡胶座原型试件进行了回转刚度试验,以及变动回转、变动压力等状态的剪切试验,结果表明建立的计算理论能够较理想地分析橡胶座回转剪切相关的力和弯矩等力学特性。     

一种大型循环单剪试验装置研究

循环单剪试验被认为是研究地震场地中土体动力特性最合适的方法。为减小尺寸效应影响及解决工程中广泛存在的加筋土及粗颗粒土动力特性测试问题,研究大尺寸循环单剪试验方法具有重要意义。基于此,介绍了一种大型循环单剪试验装置,采用竖向线性滑动轨道约束上加载板和采用水平滑动轨道约束下加载板,确保前者仅发生竖向平动,后者仅发生水平平动,采用层叠的、带层间橡胶膜、分离式4点支撑的钢筋环构成的柔性剪切箱为试验提供侧向边界约束,确保了对单剪土样加载边界条件的真实模拟。针对土工格室加筋橡胶砂的测试结果表明：大型循环单剪试验装置得到的土动应力-动应变关系较好地反映了土在循环荷载作用下的滞回性、非线性和棘轮特性,大型循环单剪试验装置得到的 - 和 - 曲线变化规律与常规尺寸试验基本一致,证明其具有可行性;大尺寸试验得到的动剪模量特性与常规尺寸试验之间的差异,与单剪试验尺寸效应结论相符;试验中阻尼比特性受尺寸效应影响的规律性不明显。     

季节冻土地区路基冷阻层温度场效应

为研究季节冻土地区冷阻层的路基温度场效应,基于ANSYS软件热分析原理,以粉煤灰土、橡胶颗粒改良粉煤灰土和聚丙烯纤维改良粉煤灰土3种冷阻层材料为研究对象,模拟季节冻土地区道路路基温度场,研究其阻止热量交换的效果。结果表明：采用粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.32 m,温度梯度最低值为-17.606℃/m;采用橡胶颗粒改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为0.94 m,温度梯度最低值为-23.563℃/m;聚丙烯纤维改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.20 m,温度梯度最低值为-19.557℃/m。橡胶颗粒改良粉煤灰土冷阻效果最佳,其确保路基土处于零上温度不冻结状态的最小摊铺厚度为0.33 m,适宜作为季节冻土地区的冷阻材料。     

高墩大跨度铁路简支钢桁梁桥的减震性能分析

采用时程分析方法,研究了具有减隔震支座的铁路高墩大跨度简支钢桁梁桥的减震性能,探讨减隔震技术在高墩桥梁中的适用性.通过数值分析研究了采用铅芯橡胶支座、盆式橡胶支座和双曲面支座时的减震效果.计算结果表明,在铁路高墩大跨度简支钢桁梁桥上使用减隔震支座具有一定的减震效果.     

场地条件对桥梁减震设计效果的影响

采用大型有限元程序ANSYS对实桥进行建模,利用时程分析方法,考虑不同场地土、地震动输入、剪切波速等因素的影响,计算分析了桥梁结构使用铅销橡胶支座时,其地震反应值减震率的变化规律,提出了采用铅销橡胶支座进行桥梁减震设计的应用范围.研究结果表明,对于Ⅰ、Ⅱ类场地土,安装有铅销橡胶支座的减震设计桥梁具有良好的减震效果;对于Ⅲ、Ⅳ类场地土,采用相同设计方法的桥梁其减震效果不断降低,尤其当剪切波速小于140m/s后,使用铅销橡胶支座的减震桥梁已达不到减震的设计要求,应采取其他方法来降低桥梁结构的地震反应.     

Parameter identification of hysteretic model of rubber-bearing based on sequential nonlinear least-square estimation

In order to evaluate the nonlinear performance and the possible damage to rubber-bearings (RBs) during their normal operation or under strong earthquakes, a simplified Bouc-Wen model is used to describe the nonlinear hysteretic behavior of RBs in this paper, which has the advantages of being smooth-varying and physically motivated. Further, based on the results from experimental tests performed by using a particular type of RB (GZN110) under different excitation scenarios, including white noise and several earthquakes, a new system identification method, referred to as the sequential nonlinear least-square estimation (SNLSE), is introduced to identify the model parameters. It is shown that the proposed simplified Bouc-Wen model is capable of describing the nonlinear hysteretic behavior of RBs, and that the SNLSE approach is very effective in identifying the model parameters of RBs.     

形状记忆合金金属橡胶自回复减震(振)器的性能试验研究

形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metal Rubber,SMAMR)是在金属橡胶基础上改进的一种新型减振材料,在减震(振)器发生塑性变形之后,形状记忆合金金属橡胶可以通过加热诱发金属橡胶中的形状记忆合金丝发生相变,从而达到变形自回复的目的。本文通过对8个金属橡胶试件的静力和动力压缩试验研究发现,形状记忆合金金属橡胶力学性能稳定,并且形状记忆合金金属橡胶减震(振)器的塑性变形可以通过升温进行自回复,而不需要更换新的减震设备。     

复合隔震支座在网格屋盖结构中的应用研究

将铅芯橡胶隔震垫与碟簧组合形成复合隔震垫,并应用于网格屋盖结构,利用串联弹簧模型预估铅芯橡胶隔震垫参数,利用单质点弹簧模型预估碟簧参数,结合实际工程,进行了模态分析、水平地震动时程分析及竖向地震动时程分析,表明复合隔震技术降低屋盖、下部结构加速度反应60%左右,降低由于地震引起的基顶反力约30%,但水平地震下隔震屋盖的侧移增大显著,应引起注意;文中提出的隔震垫参数预估模型得到了地震动时程分析的验证,可为工程参考。