场地土层模型参数的地震动记录反演方法

考虑场地土层不同物理参数的综合反演,改进了水平与竖向谱比(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,简称HVSR)混合全局优化反演方法,进一步通过土层的S、P波波速、厚度、泊松比、密度和S、P波品质因子等土层参数反演的敏感性分析,形成了可同时反演场地土层厚度及剪切波速的混合全局优化反演方法.以美国GVDA和日本IWTH27竖向强震动观测台阵为例,分别以理论HVSR及加速度观测记录获得的HVSR曲线为目标,反演获得了场地浅层速度结构,并与观测台阵场地钻孔揭示的土层模型进行比较,验证了发展的反演方法的合理性和适用性.本文研究表明,基于地震加速度记录的HVSR全局优化反演方法是获取场地土层速度结构的一种有效的途径.     

行人荷载激励下基于二次设计的大跨人行连廊TMD减振控制研究

对某大跨人行连廊设置TMD(Tuned Mass Damper)进行振动控制,分析了四类人行荷载31种工况作用下的减振数据,均出现二次共振现象,且此时跨中节点的峰值加速度可能会超限。鉴于此,提出采用不同类别的TMD有针对性地对一次设计后的TMD-结构系统在行人激励下的再次共振响应进行二次减振设计。结果表明,有针对性地TMD二次设计具有较好地可行性,不仅能使TMD-结构系统再次共振时对应的峰值加速度满足限值要求,而且在实现相同设计目标的前提下,二次设计方案可大大减少在结构中增设的TMD总质量,且较一次设计方案更为灵活、多变。     

循环荷载作用下不均质地层中盾构隧道纵向响应研究

修建在纵向不均质地层中的地铁隧道,由于列车循环荷载的作用,会导致隧道下部的土体产生不均匀沉降,对既有隧道产生不利的影响。针对这一问题,提出考虑隧道剪切效应的地基不均匀沉降对既有隧道竖向变形影响的解析解。既有隧道简化为搁置在Winkler地基上的Timoshenko梁,通过两阶段分析法,分析下卧地层不均匀沉降引起的隧道响应。首先确定列车荷载引起的动偏应力,并运用土层的力学指标计算出静偏应力和破坏偏应力。然后运用累积应变的经验公式计算出隧道下部土体的累计沉降,将土体的沉降转化为力施加在隧道上。基于Timoshenko梁理论,建立考虑隧道剪切效应的隧道竖向变形微分方程,求解得到隧道变形的解析解,进一步可以得到隧道的弯矩、剪力、转角、错台。     

南北地震带川滇甘陕地区竖向与水平向加速度反应谱比的统计分析

本文收集了从南北地震带川滇甘陕地区263个有详细场地资料的强震台站获得的802组强震动记录,按照场地、震级和震中距等因素统计分析了竖向与水平向加速度反应谱比的形状以及不同场地、震级和震中距下不同周期段内的谱比平均值,并与建筑抗震规范GB50011—2010规定的0.65进行了比较。结果表明:竖向与水平向加速度反应谱比受场地、震级和震中距等因素的影响; Ⅰ类和Ⅱ类场地在全周期段的谱比均值基本上大于0.65;无论何种分组情况谱比均值在0.1—1.0 s周期范围内基本低于定值0.65,周期大于1.0 s的谱比均值基本上远高于0.65。因此对于大部分抗震规范直接把竖向地震作用取为水平向地震作用的0.65倍,有待商榷。本文建议根据水平向反应谱的标定方式来确定现有竖向强震动记录的竖向地震作用。      

错位转换层位置对高层建筑抗震性能影响的研究

本文采用有限元程序对设有错位转换的高层结构进行了空间时程地震反应分析,论述了错位转换层整体位置、错位转换层相对位置对结构动力特性、动力反应及竖向构件内力的影响。分析结果表明,错位转换层整体位置的变动及相对变动对结构周期、主要振型和相对位移影响不大;随着错位转换层整体向上移动,在转换层处的层间位移角的突变会加剧;当两错位转换层相距3层左右时,高层结构地震反应最不利;错位转换层的存在会使两错位转换层附近的竖向构件内力发生突变,设计中应予以加强。     

基于自适应神经模糊推理的竖向地震动参数预测模型

为解决当前竖向地震动参数估计不确定性较大的问题,提出基于随机自适应神经模糊推理的竖向地震动预测模型。首先,以太平洋地震工程研究中心的PEER NGA强震数据库为基础,将地震震级、断层距及场地平均剪切波波速3个参数作为输入,将竖向地震动峰值加速度PGA及峰值速度PGV作为估计目标,建立训练数据集及测试数据集;其次,根据地震动参数预测方程,利用随机自适应神经模糊推理技术构建竖向地震动参数ANFIS预测模型,并给出全面的结果分析及信度检验。结果表明,ANFIS模型的竖向地震动衰减结果呈现出近场大震饱和效应、场地放大效应及软土减震效应;ANFIS竖向地震动模型平均绝对百分比误差MAPE约为0.15,与Campbell-Bozorgnia地震动衰减关系相比,PGA与PGV预测的准确率分别提升约77.4%和62.7%,具有较好的可信度。     

层状地基中桩的轴向静载沉降特性

采用双折线荷载传递函数,根据桩在竖向静载下的荷载分布与传递规律,运用功的互等定律,导出了一组确定层状地基中桩的轴向荷载沉降曲线的解析简化递推算式,可根据桩侧介质的分布情况和桩的形状对桩进行沉降分析模拟,能较精确确定桩的轴向静载沉降曲线,同时推导了桩顶刚度系数的迭代公式,以此为基础可确定桩的承载力。结合运用实例进行了论证,说明了方法的有效性和正确性。     

城市固体垃圾填埋场不均匀沉降分析

老垃圾填埋场竖向扩建时垃圾堆体的不均匀沉降控制是中间防渗衬垫系统设计的基础,正确计算和分析垃圾堆体的不均匀沉降将是老填埋场竖向扩建时成功与否的关键。研究了竖向扩建时垃圾不均匀沉降,并介绍了不均匀沉降的计算方 法,结合工程实例对老填埋场竖向扩建时垃圾不均匀沉降影响进行了分析,从工程技术角度提出了相应的解决方案。     

考虑时程竖向加速度的Newmark滑块位移法

利用改进的Newmark滑块位移法,采用时程竖向加速度计算屈服角加速度,运用拟静力极限平衡分析和地震动力反应分析计算土工结构地震永久变形。算例计算结果表明,屈服角加速度计算采用时程竖向加速度得到的滑动位移位于竖向加速度假定恒定向上或向下之间。适当改变筑坝土石料的动力刚度,研究了滑动体位移关于动力刚度的敏感性,为土工建筑物的抗震设计提供依据。     

循环荷载作用下水泥土桩复合地基模型试验研究

设计并完成了循环荷载作用下水泥土桩复合地基的模型试验。对水泥土桩复合地基的竖向附加应力、桩土应力比、孔隙水压力及沉降等问题进行了研究讨论。结果表明,（1）水泥土桩加固饱和软基后发生了应力重分布;（2）循环荷载作用下复合地基桩土应力比受加荷周数、循环应力比和置换率等因素的影响较显著;（3）水泥土桩加固饱和软基降低了孔压值,减小了由于孔隙水压力的消散而产生的工后沉降;（4）水泥土桩复合地基在循环荷载作用下桩顶和桩间土变形并不协调,桩顶永久沉降小于桩间土永久沉降,且加荷周数越大这种趋势越显著。