深厚强透水含水层超大基坑降水群井效应研究

基坑减压降水的幅度与群井效应密切相关。某超大面积基坑,含水层组厚40m,中下部透水性强,采用非完整井降水。对水文地质条件概化,建立了地下水三维非稳定流数值模型,对均匀布置群井、不均匀布置群井、分块开挖降水、不同的井结构、布设回灌井等工况,进行了渗流场模拟。研究表明,强透水性含水层超大面积基坑降水的群井效应极为明显;井位角密中疏布置,可实现降深调平,避免降深不足和超降;基坑分块降水,可减少坑外降深;短滤管井结构可减少基坑总涌水量和坑外降深;强透水性含水层可灌性强,回灌对减少坑外水位下降有较明显的效果。模拟结果与现场监测较为一致。研究成果可为类似工程地下水控制设计提供参考。     

污染泥堆场处置中自重固结与污染物迁移的耦合分析

基于一维固结方程和对流-弥散方程,提出了一种用于污染泥堆场处置中自重固结与污染物迁移耦合问题的求解方法,其中,自重固结方程由解析解直接求解,污染物迁移方程由显示差分法求解。在自重固结方面,新方法可考虑线性的压缩关系和渗透关系;在污染物迁移方面,新方法能够考虑对流、扩散、机械弥散、线性和非线性吸附以及孔隙率相依的有效扩散系数。新方法与CST1数值模型进行了对比,验证了新方法的正确性。基于所提出的解,分析了固结效应、压缩系数、渗透系数和污染物初始分布形式对污染物在淤泥中迁移过程的影响。计算结果表明:固结效应、压缩性、渗透性和污染物的初始分布形式对污染物的迁移过程有着显著的影响;固结效应能显著地加速污染物的流出;土体的压缩系数越大其污染物累计流出质量越大;土体的渗透系数越大其污染物累计流出质量越大;污染物的初始分布形式对污染物的流出速率影响较大。     

柔性侧限条件下软土的变形特性及固结模型

软黏土具有含水率高、压缩性强、泊松比大的物理特性。对于深厚软黏土地基而言,在竖向荷载的作用下很难保证侧向变形为0,适当考虑侧向变形的柔性约束条件可能更符合工程实际。因此,提出了柔性侧限条件下的竖向固结试验方法,对原状土样及重塑土样分别进行了不同侧向约束条件下的竖向固结对比试验,分析了侧限条件对软黏土沉降特征及变形参数的影响。试验成果表明,柔性侧限条件下土体的主固结变形量、次固结变形量均较K0侧限条件下的大,主固结完成时间较短,且等时曲线非线性化程度更高。基于试验成果及ε-lgp曲线,引入非达西渗流理论,对一维Terzaghi经典固结理论进行修正,建立了柔性侧限约束条件下的非线性控制方程,此计算模型参数通过柔性侧限固结试验获取,可计算一定侧向变形条件下土体的变形特性,通过对室内试验成果的模拟验证了模型的有效性。     

滤管两端均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法研究

不完整井在实际工程中应用广泛,且存在某些承压不完整井,其滤管顶、底均不在含水层层面,不能直接按常规的方法进行计算。可根据流线图中的水平流线对渗流场分层后进行简化计算,但分层位置的确定非常困难。因此,提出了简便可行的渗流场分层方法,包括假设上下部渗流场渗径相等的等渗径改进方法、假设上下部渗流场中井滤管长度与其含水层厚度比值相等的等比例改进方法和以等比例方法为基础的等效阻力法,并以此为基础对计算简便、精度较高的沙金煊公式进行完善,得到了适用于滤管顶、底均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法。经过算例验证和与有限元比较,该方法计算精度较高,实用性较强。     

考虑震害因子耦合作用的砌体建筑群破坏概率模型研究

砌体建筑群在地震中往往破坏严重损失巨大,合理评估地震作用对不同种类砌体结构造成破坏的风险变得至关重要。传统基于后验概率的地震危险性分析方法忽略了砌体建筑个体差异性的影响,未深入考虑多种震害因子的耦合作用。本文以华南地区砌体建筑群为例,开发了一种集成概率方法来对城市砌体结构的破坏风险进行建模,考虑建筑年代、层数、使用用途和墙厚四类震害因子的耦合影响,采用(Kolmogorov-Smirnov)K-S检验,在设定地震动参数下选取Gaussian分布、Log-Normal分布、Gumbel分布和Beta分布四种概率分布对该地区砌体建筑物的破坏状态概率分布参数进行拟合。通过均方根误差(Root Mean Square Error)RMSE进行拟合优度评价,最终建立基于Gaussian分布和Log-Normal分布的砌体建筑物破坏联合概率模型。最后,以华南地区三个城市典型砌体建筑物为例进行实例对比验证,将基于本文建立的建筑破坏概率模型推算出的砌体建筑群震害矩阵与基于单体结构分析得到的震害矩阵进行对比,与理论值最大偏差为0.033 3。研究表明：本文构建的集成概率方法能够获得更加合理的城市砌体建筑...     

大震下村镇建筑砌体结构的抗震性能数值分析

为探讨村镇建筑低层砌体结构在大震下的动力响应及损伤分布情况,基于农居结构性能实地调查与检测,在有限元软件ABAQUS中建立了不同抗震构造措施的砌体结构有限元模型,并进行结构动力特性及大震下弹塑性时程的分析,对比它们的自振特性参数、位移响应参数及损伤破坏形态。分析表明,低层砌体结构合理设置构造柱后结构自振周期略有减小,但振型不变;在弹性变形阶段构造柱能有效约束结构的动力位移响应,进入塑性变形后构造柱可提高砌体结构的耗能能力,但值得注意的是,结构刚度退化后构造柱会加剧纵横向抗侧刚度的不均衡性;低层砌体结构合理设置圈梁构造柱可有效抑制承重横墙的裂缝发展及楼屋盖发生支座失效破坏,且可以明显削弱结构的扭转效应。     

Analytical and empirical models for predicting the drift capacity of modern unreinforced masonry walls

Displacement‐based seismic assessment of buildings containing unreinforced masonry (URM) walls requires as input, among others, estimates of the in‐plane drift capacity at the considered limit states. Current codes assess the drift capacity of URM walls by means of empirical models with most codes relating the drift capacity to the failure mode and wall slenderness. Comparisons with experimental results show that such relationships result in large scatter and usually do not provide satisfactory predictions. The objective of this paper is to determine trends in drift capacities of modern URM walls from 61 experimental tests and to investigate whether analytical models could lead to more reliable estimates of the displacement capacity than the currently used empirical models. A recently developed analytical model for the prediction of the ultimate drift capacity for both shear and flexure controlled URM walls is introduced and simplified into an equation that is suitable for code implementation. The approach follows the idea of plastic hinge models for reinforced concrete or steel structures. It explicitly considers the influence of crushing due to flexural or shear failure in URM walls and takes into account the effect of kinematic and static boundary conditions on the drift capacity. Finally, the performance of the analytical model is benchmarked against the test data and other empirical formulations. It shows that it yields significantly better estimates than empirical models in current codes. The paper concludes with an investigation of the sensitivity of the ultimate drift capacity to the wall geometry, static, and kinematic boundary conditions.     

Using the applied element method for modelling calcium silicate brick masonry subjected to in‐plane cyclic loading

The response of calcium silicate unreinforced masonry construction to horizontal cyclic loading has recently become the focus of experimental and numerical research, given its extensive use in some areas of the world that are now exposed to induced earthquakes (eg, north of the Netherlands). To assess the seismic behaviour of such construction, a relatively wide range of modelling methodologies are available, amongst which the discrete elements approach, which takes into account the intrinsic heterogeneity of a brick‐mortar assembly, can probably be deemed as the most appropriate computational procedure. On the other hand, however, since discrete elements numerical methods are based on a discontinuum domain, often they are not able to model every stage of the structural response adequately, and because of the high computational burden required, the analysis scale should be chosen carefully. The applied element method is a relatively recent addition to the discrete elements family, with a high potential for overcoming the aforementioned limitations or difficulties. Initially conceived to model blast events and concrete structures, its use in the earthquake engineering field is, of late, increasing noticeably. In this paper, the use of the applied element method to model the in‐plane cyclic response of calcium silicate masonry walls is discussed and scrutinised, also through the comparison with experimental results of in‐plane cyclic shear‐compression tests on unreinforced masonry walls.     

基于多元线性回归方法的砌体结构加固费用估算模型研究

为建立适用于砌体结构的加固费用快速估算模型,对中国陕西、山西、四川等地砌体结构建筑物的历史加固费用及相关建筑参数进行统计,建立涵盖35栋砌体结构建筑物加固费用估算模型的回归与验证数据库,同时对影响加固费用的各建筑参数作显著性分析,并基于后向消去的多元线性回归方法,利用SPSS统计分析软件对已采集的加固数据进行回归,得到4个费用估算模型;按照相应评价准则分别对各模型进行评价,提出一套最优的砌体结构加固费用快速估算模型,并对该回归模型进行验证分析。回归得到的费用估算模型满足精度要求,具有一定的工程应用价值。     

地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析

传统低层建筑砌体结构动力特性分析中,易受到外界环境的干扰,砌体结构的完整性欠缺,导致动力特性分析的准确度较低。为提高低层建筑砌体结构的抗震性能,提出地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性分析方法。首先利用低层建筑砌体结构反应自功率谱,完成砌体结构的自振频率辨认;然后通过941B型超低频率测振仪测试自振频率,筛出振动波形中噪声干扰的区域,获取时域波形和频域波形;最后依据时域波形和频域波形塑造低层建筑砌体三维精细化模型,在该模型基础上,通过子空间迭代算法获取低层建筑砌体结构的模拟结果,分析地震作用下芯柱、圈梁等构造措施对建筑砌体结构动力特征的影响,完成砌体结构的动力特性分析。实验结果表明,利用所提方法对地震作用下低层建筑砌体结构的动力特性进行分析,得到的分析结果准确度较高。