应力应变与温度响应关系的理论与实验研究

应力应变与温度响应规律是热辐射与应力应变之关系的基础,当前的研究初步揭示了热场对变形场的响应,显示岩石在常温条件下也有受热膨胀材料的特点,温度作为一种标量对变形有很灵敏的响应.然而并没有给出变形与温度响应之间的物理关系.本文根据热力学原理,弹性理论以及理想材料和岩石样本力学实验,对应力应变与温度响应之间的物理规律进行研究.结果表明,在介质弹性变形阶段,对于各向同性材料,应力应变与温度响应之间存在下列关系：1）温度响应与体应变变化成正比.静水压增加,体积变小,标本处于挤压状态,温度上升;静水压减小,体积增加,标本处于拉张状态,温度下降.2）纯剪变形不引起温度变化.样本的形状改变并不引起温度变化.另外,纯剪状态下,样本的局部存在相对拉张与挤压区,其温度会随着外载荷的变动出现一定变化,且相对拉张和挤压区的温度变化趋势刚好相反.     

长江下游地区深厚软弱场地地震效应分析

以南京、盐城、常州、泰州、启东和上海的6个典型场地作为长江下游地区深厚软弱场地的代表,探讨了深厚软弱场地的地震效应特性.选用Taft、El Centro和Northridge地震记录作为输入地震动,将Taft、El Centro和Northridge地震波加速度时程的峰值水平分别调整为0.35 m/s2、0.70 m/s2、0.98m/s2,对6个场地进行了输入不同地震波、不同峰值加速度水平的54种组合的地震反应分析,并得出一些有意义的规律.     

基底隔震储罐频率特征与减震机理分析研究

研究不同高径比橡胶基底隔震储罐的频率特征,探讨储罐隔震体系3种不同振动频率随支座隔震频率变化规律.分析在不同频谱特性地震波激励下,隔震体系各振型组分对地震响应(基底剪力、支座位移和晃动波高)的影响,以及响应峰值随支座隔震频率和阻尼比的变化特点.研究表明,基底剪力峰值与场地地震波频谱特性密切相关.支座隔震频率不能完全反映减震机理的实质,隔震振型频率是影响基底剪力的重要参数.在软弱场地上隔震储罐的减震效率低,有效隔震频率范围窄.晃动波高峰值是储罐自振特性和地震波频谱特性等多种因素导致的结果,隔震系统设计时需特别考虑晃动波高增大的影响.     

大型储液罐摩擦摆基底隔震控制分析

针对弹性钢制圆柱储液罐,基于Haroun-Housner模型,将连续流体质量等效为3种集中质量,分别为:对流质量、脉冲质量和刚性质量,与这些集中质量连接的相应刚度取值依赖于储罐壁和流体质量.在水平地震激励下,在储罐底部加摩擦单摆支座,给出了简化的液体 - 储罐-隔震支座的力学分析模型,建立了摩擦摆支座基底隔震体系的振动控制方程,并利用Newmark逐步积分法对控制方程进行了数值求解,研究了摩擦摆支座基底隔震的储液罐地震反应,验证了FPB隔震的有效性.     

地下储液罐抗爆炸地冲击作用的流固耦合有限元分析

储液罐的抗震性能虽然得到了较为深入的研究,但对其抗爆炸产生的地冲击作用的研究还十分罕见。本文通过建立流固耦合的数值分析模型,研究爆炸地冲击作用下地下立式储液罐的动力特性,包括储液晃动波高、罐壁的应力和应变、底板的提离和浮放储液罐的“象足”变形产生原因及破坏机理等。研究结果表明,储液罐在爆炸地冲击荷载和地震荷载作用下的动力响应有明显区别,地震荷载作用下的储液罐抗震验算方法不适用于爆炸地冲击荷载。     

昆仑8.1级地震同震形变特征及其对响应地震活动的制约机制

本文定义”响应地震”的概念统一表述昆仑山口西8.1级地震所引发的主破裂两侧临近构造及部分块体边界上的显著地震活动.其主体活动区域集中在昆仑地震主破裂的西南侧和东北侧及祁连山断裂.同时,地壳运动在主破裂北侧的甘青块体中西部出现与背景运动场反向的特征性变化,祁连山断裂出现应变弱化.弹性位移-应力阶跃模型模拟结果显示,昆仑地震造成其东北侧甘青块体中西部地壳运动的反向运动(相对背景场).并形成东北部和西南部两个体应变张性区域,绝大部分响应地震都发生在应变张性区中和块体张性边界上.这种强烈挤压剪切背景中出现的相对松弛状态与昆仑地震后青藏块体地震弱活动背景中出现的显著活跃的响应地震活动的正相关性可能反映了断层约束状态的相对减弱对滑动的触发作用.说明在考虑地震发生条件时,不能只着眼于应力场是否增强,断层摩擦强度,或更广义地说,构造约束条件的变化也是一个不容忽视的重要因素.     

A new framework for evaluating along-wind responses of a transmission tower

In this paper, an analytical framework to evaluate the along-wind-induced dynamic responses of a transmission tower is presented. Two analytical models and a new method are developed: (1) a higher mode generalized force spectrum (GFS) model of the transmission tower is deduced; (2) an analytical model that includes the contributions of the higher modes is further derived as a rational algebraic formula to estimate the structural displacement response; and (3) a new approach, applying load with displacement (ALD) instead of force, to solve the internal force of transmission tower is given. Unlike conventional methods, the ALD method can avoid calculating equivalent static wind loads (ESWLs). Finally, a transmission tower structure is used as a numerical example to verify the feasibility and accuracy of the ALD method.     

地铁列车振动作用下近距离平行隧道的弹塑性动力响应

利用有限元数值方法,对地铁列车振动荷载作用下近距离平行隧道结构的二维弹塑性动力响应进行模拟,分析了单列列车荷载以及双列列车荷载作用下土体-隧道结构体系的加速度和内力响应时程曲线。研究表明,列车动力荷载作用下的内力值要比无列车荷载作用下的内力值有较大程度的增加;在单列列车荷载作用下,另一相邻平行隧道的加速度响应、弯矩、轴力峰值要比列车运行所在隧道相应点处的响应值要小;在双列列车荷载作用下隧道结构体系动力响应值要比单列列车荷载作用下的动力响应值有显著增加。     

提速列车荷载作用下铁路路基动力特性的研究

结合铁路提速现状,分析了既有线上运行最高时速200 km/h客车、120 km/h货车时路基的动力响应。首先,采用列车-轨道耦合动力学模型,计算轮轨间相互作用力,然后,通过非线性数值分析,研究不同列车编组和行车速度条件下路基的动力响应,包括路基横断面的动应力、位移和加速度的大小、分布规律、沿路基深度内的衰减,并探讨了路基参数与动力响应的关系,同时与既有线的部分实测结果进行对比分析。研究表明,列车速度提高对路基动力响应的影响有限,但轴重的影响很大;对既有线路基加固时,存在一个最佳的路基刚度值（120 MPa）;道床厚度增加,路基动应力线性减少,但路基动位移和加速度变化不明显。     

动力时程响应的加卸载响应比描述研究

借鉴地震预报中的加卸载响应比理论,将作用在动力模型上的地震力视为加卸载,采用动力有限单元法和加卸载响应比理论开展全时程动力分析,建立了地震加卸载响应模型,采用相对位移(速度、加速度)作为响应参数,对地震过程加卸载响应比理论在动力响应预报方面进行了有益探索。结果表明,由于相对响应参数比绝对响应参数更能体现动力模型的变形趋势,反映动力荷载的作用机制;以加卸载响应比判断地震稳定性,是可以反映动力响应程度大小的一种有效方法。