地震动力响应

摘要： 为了给桥隧相连隧道洞口及其桥隧结合处的施工设计提供参考,以四川省峨眉山市双桥村2号隧道-象鼻子大桥桥隧相连段为工程背景,通过理论分析和数值模拟的方法对桥隧相连结构在地震作用下的动力响应进行分析。采用时程分析方法,通过在水平方向施加El Centro波,分析了桥隧相连结构洞口段在地震动作用下的位移、加速度和应力变化情况。结果表明,地震波作用下,隧道洞口段衬砌结构的变形比静力场中增大了约10%,应力增加了约15%。因此,在对洞口段进行设计时,应着重考虑动力作用对结构的影响,及时对结构复杂易变形部位进行支护。

摘要： 随着城市地下综合管廊高速发展,拼装式管廊因其独特优势被广泛应用。我国关于地下综合管廊地震响应文献较少,相关抗震设计规范也不够成熟,开展综合管廊地震动力响应研究十分必要。本文基于有限元理论和时程分析法,以北京某地下综合管廊为工程背景,结合实际地质资料,对8 m埋深下的预制拼装综合管廊在不同分块形式下地震响应进行研究;建立综合管廊三维模型,针对现浇管廊、预制管廊两种工况分别采用人工合成地震波和EL-centro波两种地震波作用下的动力响应规律进行探讨分析,旨在为工程设计施工提供参考依据。

摘要： 非基岩厂址上建造核电站主要面临两方面的问题:一方面是地基承载力问题,为了保证核岛厂房的安全、稳固,设计时需考虑采用不同的基础形式以保证地基具有足够的承载能力;另一方面则是非基岩厂址上核岛厂房的地震动力响应问题。以典型的非基岩厂址为研究对象,计算了非基岩厂址时某堆型典型核岛厂房的地震动力响应,并对比分析了不同基础形式对其影响。计算结果表明:在典型非基岩厂址地基条件下,箱型基础和桩基础改变了“土-结构”的振动特性,增加了厂房结构的整体刚度,并且在一定程度上降低了核岛厂房的地震动力响应。同时,桩基础竖向刚度增加更为明显。此外,不同基础形式对楼层反应谱的影响,与地基土层分布、结构动力特性、地震动输入等均有较大相关性,需要根据特定厂址、特定结构进行专门分析研究。

摘要： 在非基岩厂址条件下,核岛厂房与地基土层刚度差异大,土—结构相互作用更为明显,因此在进行核岛厂房楼层反应谱计算时,埋置效应对核岛厂房地震动力响应有较大的影响。以某核岛厂房简化模型为研究对象,分别计算了软土、中等、较硬以及基岩四种不同硬度的地基条件下,采用无埋置方法和深埋方法两种不同方法的核岛厂房地震动力响应,对比分析了埋置方法对其影响。结果表明:无论是非基岩厂址还是基岩厂址,考虑埋置的方法均改变了结构的动力性能,增大了结构的刚度,尤其是水平方向的刚度,增大更为明显;除软土地基外,考虑埋置的方法在一定程度上可以减少核岛厂房的地震动响应;软土地基条件与地震动输入等均有较大相关性,还需要进行专门分析研究。

摘要： 以西南山区铁路沿线典型的含结构面反倾岩质边坡为例开展振动台试验,采用时频域分析方法研究输入不同峰值加速度地震波时该类边坡的地震动力响应特性.结果表明:随着高度的增加,加速度峰值放大系数总体上呈增大趋势仅局部有所减小,表明地震动力响应具有高程放大效应;在高度相等的情况下,除了底部坡内测点的加速度峰值放大系数大于坡体表面,其余同一高度的2个测点均是坡体表面的加速度峰值放大系数大于坡内,表明地震动力响应具有趋表放大效应;坡肩测点的加速度峰值放大系数比边坡2/3高度处明显增大,在峰值加速度为0.9g时加速度峰值放大系数达到最大值;坡内测点加速度傅里叶幅值谱的形态和分布与坡体表面测点基本一致,在20,30 Hz附近出现2个峰值,且随坡体高度增加,频谱分布逐渐变得复杂,加速度傅里叶幅值比逐渐增大,呈现出明显的高程放大效应.

摘要： 以海西福永高速公路某标段边坡工程为依托,运用FLAC3D5.0数值软件对锚索-框架梁支护下的土岩二元结构边坡进行了地震作用数值模拟,分析了锚框支护土岩二元结构边坡在地震作用下水平位移和动土压力的响应.结果表明:地震作用下边坡土体水平位移响应随高程增加而增大;地震强度增加,边坡土体水平位移响应增加;PEP震荡系数与埋深呈负相关;地震强度增加时,PEP震荡系数增加.

摘要： 场地地震响应分析是场地地震安全评价中很重要的一环,对场地和构筑物的地震动参数的设计具有很大的参考价值,会影响后续的工程设计与施工.通过比较南宁地区某工程以及某软土地基工程两种不同类型的地质条件下,场地在不同类型地震作用下的动力响应情况,对不同类型场地的动力响应参数进行了分析,对地质勘察报告中的地质条件等数据进行整理,运用DEEPSOIL软件对多个土层剖面的地震动力响应进行分析,讨论了等效线性与非线性条件下,在突然强震和持续地震两种不同类型地震情况下不同类型场地的动力响应情况,并进行了相关的动参数研究.旨在为今后场地-结构动力反应分析提供基础,同时也为工程施工设计提供参考.

摘要： 为掌握不同形式隧道结构在近断层地震下动力响应特性,同时给隧道衬砌选型提供依据.以乌鲁木齐轨道交通2号线穿越九家湾近断层为背景,通过建立马蹄形和箱型曲拱隧道结构的三维动力分析模型,施加人工合成的地震波,对比两种结构形式在近断层地震作用下位移、速度、应力响应特性及安全储备,明确其动力响应特性.结果表明:两种衬砌结构在近断层地震作用下均保持完整,但箱型曲拱结构速度峰值及位移幅值略大;地震作用下隧道衬砌结构各部位速度响应基本一致,且主要取决于地震动特性;对于穿越断层破碎带的衬砌结构,其地震作用下的应力响应明显增加,破碎围岩对地震动效应有放大作用;两种衬砌形式在地震作用下的安全性能均满足要求,实际工程中应结合适应性条件合理选用.

摘要： 以西安地铁五号线某区段双连拱隧道工程为背景,建立有限元动力分析模型,选取El-Centro波、西安人工波、Taft波三种代表性波源,分析了SV波作用下地铁双连拱隧道衬砌结构的加速度、动应力、结构变形等动力响应特征,研究结果表明:中隔墙顶部及底部等存在明显拐角的位置应力变化明显高于其他部位,是双连拱隧道的高风险点,隧道抗震设计中应重点关注;地震结束后隧道结构即使未发生破坏,由于所处应力状态的改变,其安全性可能已经降低;隧道变形整体表现为上部结构相对于隧道底板随地震作用产生水平偏移运动,而其幅值受到地震波的峰值加速度、时程曲线分布形式等方面因素影响.

摘要： 在地震高发的中国西南地区,地震激励对弧形钢闸门的安全持续稳定运行影响较大,有必要对弧形闸门在地震作用下的动力响应及安全性进行研究。以某工程表孔弧形钢闸门为例,通过建立考虑水体和结构耦合作用的三维数值模型,研究了弧形钢闸门地震动力响应,然后利用重力坝-库水流固耦合模型验证了计算方法的准确性和有效性,最后对弧形钢闸门进行动力时程响应分析,计算了弧门地震动水压力,并与规范方法进行对比。结果表明:本文提出的考虑流固耦合效应的动力响应分析方法适用于闸门地震动力响应计算;流固耦合效应对弧形钢闸门地震动力响应影响较大,考虑流固耦合效应的闸门动力响应计算结果比规范明显增大,两者最大比值达到2倍以上。闸门结构动位移响应峰值在闸门面板顶部中心,动应力响应峰值发生在下主横梁跨中;流固耦合的动力计算表明该闸门结构刚度满足规范要求,强度不能满足,上、下主横梁处为结构动力响应薄弱环节;对高水头采用规范法计算的地震动水压力偏大,对低水头动水压力计算结果偏小。考虑流固耦合的闸门结构动力响应分析研究能反映其真实力学特征,对于地震高发区弧形钢闸门的结构设计和安全评价具有参考意义。

摘要： 综合考虑捏拢效应、P-△效应、强度退化、刚度退化等典型滞回特性的影响,研究建立了非弹性单自由度体系地震动力响应分析的新型单轴Bouc-Wen模型.首先利用幅值递增的简谐荷载,分析了模型参数对非弹性恢复力-位移滞回曲线的影响,并验证了该模型的适应性;然后根据非弹性单自由度体系的地震动力响应,讨论了捏拢效应和P-△效应对非弹性位移和恢复力-位移滞回曲线的影响.计算结果表明,捏拢效应和由重力引起的P-△效应可以使恢复力-位移滞回曲线发生明显的单向偏移,对最大非弹性位移和残余变形的影响较大,而由竖向地震激励引起的P-△效应对非弹性地震响应的影响较小.

摘要： 为了了解填土路基在地震作用时的动力响应及路基提高压实度对其抵抗地震破坏的效果,利用软件FLAC3D建立半路基模型,输入一段实测汶川地震波,模拟计算路基不同压实度在地震剪切波作用下的动力响应,分析路肩处动力响应与路基趾部的比值随压实度增加的变化趋势,得到压实度对路基水平和竖直方向地震动力响应的影响方式:水平方向上随压实度增大而增大;竖直方向随压实度增大而减小,这说明提高路基压实度能够控制地震时竖直方向的沉降,而水平方向上的位移则需要通过其他工程措施来限制.

摘要： 本文使用FLAC3D软件，对某公路隧道进行三维动力响应数值模拟，得到其地震动力响应规律，以此对隧道洞口段设防范围、纵向抗震设防长度和径向加固范围的确定进行分析。

摘要： 基于砂质边坡的有限元模型和振动台试验,研究了地下水位上升对边坡的地震动力响应和破坏模式的影响规律.结果表明,在近远场地震作用下,随着地下水位的升高,边坡的最大水平加速度出现减小的趋势,说明地下水在一定程度上具有减震作用;坡面最大水平位移明显比无水时偏大,近场地震作用下表现更为明显,且随着坡内地下水位的升高,坡面处的最大水平位移均表现出增大的趋势,远场地震作用对坡脚位置位移影响最大,而近场地震作用对坡顶应置位移影响较大,因此,地震作用下坡顶和坡脚位置均立作为重点防护位置.地震作用下坡脚处超孔隙水压力骤然上升,并出现最大的超孔隙水压力值,使得坡脚成为最易的剪切滑出位置:随着地下水位的升高边坡的自(振)周期呈现增加趋势,且水位1m时的自振周期是无水时的2.88倍,无地下水时,在地震和自重联合作用下坡顶首先发生拉裂破坏,表现出明显的鞭梢效应,有地下水时边坡的破坏首先出现在坡脚,并随着超孔隙水压的累积出现剪切破坏.最后通过振动台试验对数值模拟结果进行验证,确定了数值模拟结果的准确性.

摘要： 不同于地面结构,地下结构抗震应使地下结构与围岩同步变形,然而隧道衬砌刚度比围岩刚度大,这是两者相互作用的基本原因,本文针对双线铁路隧道,采用动力计算软件,利用汶川卧龙地震波,分析了不同围岩条件和不同衬砌刚度时,隧道衬砌的内力响应,研究表明:围岩条件越好,衬砌的动力响应越小,衬砌结构刚度越大,其动力内力响应越大.

摘要： 不同埋深条件下,隧道衬砌的地震响应差异很大,一般认为埋深越大,影响越小,但其影响程度和影响范围尚缺乏系统的分析和研究,本文采用FLAC3D软件,利用汶川卧龙地震波,以Ⅴ级围岩条件下双线铁路隧道为例,分析了不同埋深时,隧道衬砌的内力、应力、位移的响应,研究表明:埋深在10倍洞径内时,埋深对于隧道衬砌结构的动力响应影响很大;埋深在20倍洞径以上时,埋深对衬砌结构的动力响应影响很小,且衬砌动力放大系数基本趋近于1.0.

摘要： 本文以典型工程边坡为原型,利用FLAC3D有限差分软件建立一个三维土坡模型,分析地震作用下多级边坡平台宽度对边坡动力响应特性和动力失稳机制的影响.计算结果表明,边坡设置平台可以有效地提高地震动力条件下边坡的稳定性,且平台宽度越大则稳定性越显著;PGA放大系数随着平台宽度的增大而减小.结合频谱分析得到第一级边坡坡顶的动力响应较第二级边坡坡脚的大,边坡岩土体剪应变增量和位移响应也减小;地震作用下边坡塑性区从坡脚部位向坡体内部发展,随地震持时的增加,坡顶出现拉张变形,坡面及其浅表层发生拉张剪切变形,坡体内部一定部位发生剪切变形:坡面监测点位移时程曲线表明,地震作用下边坡坡脚位移向上,发生剪出变形或破坏,坡脚和变坡点均为薄弱部位,应加强支护.研究结果对多级土质边坡抗震设计具有一定指导意义.

摘要： 文章为研究悬臂抗滑桩加固边坡的地震响应和抗滑桩桩身弯矩分布规律,利用北京工业大学结构实验室的大型振动台进行悬臂抗滑桩加固边坡模型的振动试验.在试验过程中,输入汶川地震重华镇波,记录边坡不同位置加速度的时程变化,并作对比分析,采集抗滑桩桩身的应变,用于分析桩身弯矩分布.结果表明,地震过程中边坡内部加速度自下而上逐渐放大,边坡顶部放大效果达到最大;悬臂抗滑桩的加固效应和桩间土体成拱作用使附近土体的动力响应受到限制;抗滑桩的嵌固端与悬臂部分分界面随着地震波的输入应变急剧增大,而悬臂部分随着高度增加应变减小,反映了悬臂抗滑桩弯矩的"凸"形分布规律.

摘要： 根据马堵山碾压重力坝的实际情况,建立坝基与坝体联合作用的三维有限元模型,采用时程分析法计算分析了该碾压混凝土重力坝的动力响应,研究该坝的地震加速度反应、位移反应和应力反应及其分布规律.计算表明,在7度地震设防烈度下,坝体的最大加速度反应在河床坝段顶部,约为5.5m/s2,放大5.56倍,坝体的最大位移反应也在河床坝段顶部,约为21.056mm,坝体的最大应力反应为5230.85kPa,出现在河床溢流坝段坝踵处.该坝满足抗震设防要求.

摘要： 根据马堵山碾压重力坝的实际情况,建立坝基与坝体联合作用的三维有限元模型,采用时程分析法计算分析了该碾压混凝土重力坝的动力响应,研究该坝的地震加速度反应、位移反应和应力反应及其分布规律.计算表明,在7度地震设防烈度下,坝体的最大加速度反应在河床坝段顶部,约为5.5m/s2,放大5.56倍,坝体的最大位移反应也在河床坝段顶部,约为21.056mm,坝体的最大应力反应为5230.85kPa,出现在河床溢流坝段坝踵处.该坝满足抗震设防要求.

摘要： 本发明公开了一种获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其包括以下步骤：S1、对边坡进行建模，获取边坡模型；S2、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，获取使人工边界产生相应自由场位移所需要的力；S3、获取自由场运动在人工边界上产生的应力；S4、获取边界节点等效的荷载；S5、在粘弹性人工边界上施加等效的荷载完成斜入射地震波的输入，并通过调整影响边坡稳定性因子，获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应。本发明可精确模拟任意角度地震波入射时边坡的动力响应，可对地震波入射角、边坡坡度以及弹性模量进行敏感性分析，为拟静力法中合理确定地震作用系数提供一定的参考依据。

摘要： 本发明提供了一种海底曲面坡地震动力响应计算方法,根据海底斜坡真实几何形态，概化出海底斜坡几何模型；在此基础上，根据斜坡在震前和震中的运动状态，推导得出计算公式。通过本发明的技术方案，本方法能海底斜坡实际几何形态，并且考虑了初始剪切应力比对沉积物土动力学性质的影响，能反映真实海底斜坡在地震作用下不同部位的位移差异，并且具有计算耗时短的优势，可实际用于真实海底斜坡在地震作用下的动力响应计算和稳定性评价。

摘要： 本发明提供一种音频驱动的建筑地震动力响应可视化方法，属于土木工程计算机可视化技术领域。该方法首先进行数据准备，包括将音频转换为地震波以及其他相关数据的准备；然后采用时程分析的方法，将地震波作为输入，分析建筑结构的动力位移响应；再通过动态展示方法，利用相关模型环境展示建筑物在音频作用下的动态位移情景，同时对音频波形进行动态展示；最后将地震波与结构动力响应同步展示，实现音频驱动的建筑地震动力响应可视化。本发明能够展现建筑物模型在音频驱动作用下的动力响应情况，能够感受到建筑随音乐律动而摆动的情景，具有很强的趣味性，适合做建筑抗震相关的教学及宣传。

摘要： 本发明公开了一种用于立体交叉隧道地震动力响应影响分区的检测方法及系统，该分区检测方法包括：接收第一数据，第一数据包括：围岩级别、交叉净距、交叉角度、围岩软硬比及围岩软硬界面的倾角；根据第一数据得出已建第一隧道上待检测位置处的地震动力响应程度代数值；将计算得出的待检测位置处的地震动力响应程度代数值与预先存储的分区基准值进行比较，确定待检测位置的分区等级。本发明可以实现在既有隧道附近，设计或建造下穿或上跨的新建隧道时，提前预测或分析因新建隧道带来的对已建隧道地震动力响应风险的改变，明确其影响程度，估算出其可能的影响区域范围。

摘要： 本发明公开了一种块体地震动力响应的分析方法，步骤是：A、输入地震加速度时程数据与分析参数；B、选定块体任意坐标点为块体动参考点；C、针对第i个计算时间步，获得该时刻地震加速度分量；D、计算该时刻动参考点到块体各结构面的距离；E、块体预设接触状态为塌落，试算块体运动参数；F、块体预设接触状态为接触，进行块体运动方式判识与受力分析；G：计算块体加速度，试算块体运动参数；H：更新动参考点空间坐标；J：取嵌入量的结构面，将块体速度与加速度投影至该结构面法向；K：将嵌入的临界时间作为该计算时间步的时间间隔；L：进入第i+1个时间步分析；M：结束分析。方法易行，操作简便，分析速度快，计算精度高。

摘要： 本发明提供了一种海底曲面坡地震动力响应计算方法,根据海底斜坡真实几何形态，概化出海底斜坡几何模型；在此基础上，根据斜坡在震前和震中的运动状态，推导得出计算公式。通过本发明的技术方案，本方法能海底斜坡实际几何形态，并且考虑了初始剪切应力比对沉积物土动力学性质的影响，能反映真实海底斜坡在地震作用下不同部位的位移差异，并且具有计算耗时短的优势，可实际用于真实海底斜坡在地震作用下的动力响应计算和稳定性评价。

摘要： 本申请涉及一种边坡地震动力响应及灾变过程多元多域感知监测方法，包括：通过分析多因素耦合下的边坡动力，得到其目标测点的加速度和位移时程并分析，从而获取边坡的第一地震动力响应特征，并分别对加速度和目标测点的速度时程进行傅里叶和希尔伯特黄变换，分别得到目标测点的傅里叶谱及地震希尔伯特能量谱和边际谱，并对边坡进行模态分析，得到第二地震动力响应特征，同时获取其内在关联模型，得到第三地震动力响应特征及边坡动力损伤定量化评估判据，从而建立多域关联分析模型，对边坡地震动力响应及灾变过程进行感知监测。由此，解决了在多种复杂致灾因素耦合作用下，通过单域分析方法难以精准刻画边坡的动力响应及灾变机理等问题。

摘要： 本发明提供一种音频驱动的建筑地震动力响应可视化方法，属于土木工程计算机可视化技术领域。该方法首先进行数据准备，包括将音频转换为地震波以及其他相关数据的准备；然后采用时程分析的方法，将地震波作为输入，分析建筑结构的动力位移响应；再通过动态展示方法，利用相关模型环境展示建筑物在音频作用下的动态位移情景，同时对音频波形进行动态展示；最后将地震波与结构动力响应同步展示，实现音频驱动的建筑地震动力响应可视化。本发明能够展现建筑物模型在音频驱动作用下的动力响应情况，能够感受到建筑随音乐律动而摆动的情景，具有很强的趣味性，适合做建筑抗震相关的教学及宣传。

摘要： 本发明公开了一种用于立体交叉隧道地震动力响应影响分区的检测方法及系统，该分区检测方法包括：接收第一数据，第一数据包括：围岩级别、交叉净距、交叉角度、围岩软硬比及围岩软硬界面的倾角；根据第一数据得出已建第一隧道上待检测位置处的地震动力响应程度代数值；将计算得出的待检测位置处的地震动力响应程度代数值与预先存储的分区基准值进行比较，确定待检测位置的分区等级。本发明可以实现在既有隧道附近，设计或建造下穿或上跨的新建隧道时，提前预测或分析因新建隧道带来的对已建隧道地震动力响应风险的改变，明确其影响程度，估算出其可能的影响区域范围。

摘要： 本发明公开了一种块体地震动力响应的分析方法，步骤是：A、输入地震加速度时程数据与分析参数；B、选定块体任意坐标点为块体动参考点；C、针对第i个计算时间步，获得该时刻地震加速度分量；D、计算该时刻动参考点到块体各结构面的距离；E、块体预设接触状态为塌落，试算块体运动参数；F、块体预设接触状态为接触，进行块体运动方式判识与受力分析；G：计算块体加速度，试算块体运动参数；H：更新动参考点空间坐标；J：取嵌入量的结构面，将块体速度与加速度投影至该结构面法向；K：将嵌入的临界时间作为该计算时间步的时间间隔；L：进入第i+1个时间步分析；M：结束分析。方法易行，操作简便，分析速度快，计算精度高。