可液化地基上建筑物不均匀震陷机制的振动台试验研究

设计实现了液化土–结构相互作用的振动台试验,试验包括地震波输入大型振动台试验和正弦波输入小型振动台试验。试验中建筑物模型和地基土均匀布置,输入单方向水平加速度时程,得到了建筑物对称基底动应力、孔压及建筑物对称顶点的不均匀震陷。研究结果表明:(1)模型对称基底的竖向动应力易呈反对称形式分布;(2)模型基底竖向动压应力对孔压增长有较大贡献;(3)输入波形不对称的地震波能够导致模型对称基底孔压分布不均衡及建筑物不均匀震陷;(4)输入正弦波,模型对称基底动应力及孔压差别不明显,模型将发生均匀震陷。     

软弱地基土上建筑物不均匀震陷机理研究

从震害现象、理论分析、动三轴仪实验和大型振动台实验等几个方面 ,研究软弱地基土上建筑物不均匀震陷机理。分析结果表明 :建筑物不均匀震陷取决于地震波输入类型、土层类型及建筑物类型 ;一般情况下 ,地震波的不对称性和不规则性对建筑物不均匀震陷起重要作用 ,在土层较均匀和结构较对称时 ,建筑物仍可能出现明显的不均匀震陷 ,这时地震波的不对称性和不规则性起决定作用 ;目前常用的分析方法难以计算出建筑物不均匀震陷 ,无法给出与实际震害现象和实验相一致的结果 ,关键问题是现有土体残余应变势是以等幅谐波实验为基础的 ,没有考虑地震波的不对称和不规则性对土单元变形发展的影响这一必要条件     

土体地震大变形分析中Seed有效循环次数方法的局限性

采用地震波输入动三轴实验并结合实际震害现象,研究常用的Seed有效循环次数方法在分析地震下土体大变形和地基差降中的合理性和局限性。结果表明有效循环次数方法的主要局限有:不适于大脉冲强地震动下土体残余变形的分析,不能反映地震动本身不规则性和不对称性、土的各向异性特性以及土层横向分布不均匀带来的土体永久变形和地基震陷的差异,不适应土体变形时程分析的要求,用于软弱地基上建筑物不均匀震陷的计算容易导致不合理的结果。     

可液化场地地铁车站结构地震破坏特性振动台试验研究

模拟大震主、余震地震动作用,开展了石膏模型的三层三跨地铁地下车站结构地震破坏特性的振动台试验,测试与分析了可液化地基土的加速度、振动孔压、地表震陷和模型车站结构的加速度、水平向相对位移、应变、侧墙动土压力反应及其空间效应,再现了喷水冒砂、地表裂缝、震陷及模型车站结构上浮、构件裂缝及局部破损等宏观震害现象。研究结果表明：在主震作用时,地基土液化持续时间长、振动孔压消散趋势不明显,地基土的加速度放大效应降低,液化地基呈现出显著的减震与低频集中效应;余震作用时地基土振动孔压的消散较为明显;模型结构峰值加速度反应沿高度增大,侧墙动土压力反应沿高度呈中间小、两端大的分布模式;模型结构中柱的峰值应变反应最大,且中柱左右两侧的峰值应变与损伤程度沿高度呈S形分布;可液化地基土与模型车站结构的地震反应存在显著的空间效应现象。     

黄土隧道地基湿陷压缩应力的计算方法

黄土隧道地基湿陷变形产生的不均匀沉降是导致衬砌结构破坏的重要影响因素。首先,在应用松散介质围岩压力的Terzaghi公式和松散岩柱公式确定隧道围岩压力的基础上,考虑衬砌结构自重荷载,得到了衬砌结构基底压力的两种计算方法。然后,应用半无限弹性空间解答,考虑衬砌结构基底压力和隧道两侧上覆地层土自重压力,得到了隧道地基土竖向压缩应力的解析解,从而提出了一种黄土隧道地基湿陷压缩应力的解析计算方法。利用隧道基底压力的两种解答,比较分析了不同埋深隧道的基底压力和自重应力的差异;利用隧道地基土竖向压缩应力计算方法,比较分析了隧道地基土竖向压缩应力和场地自重应力的差异,得到了地基土竖向压缩应力和场地自重应力比值沿深度的分布变化规律。并与数值计算结果比较,表明解析计算方法确定的湿陷压缩应力安全可靠,为合理评价黄土隧道地基的湿陷性提供了压缩应力条件。     

强震作用下软土场地桩基负摩阻力振动台试验研究

为研究强震作用下软土场地中桩基负摩阻力的产生机理及分布特性,设计开展了软土静力学试验、动三轴震陷试验和软土场地–单桩体系振动台试验,验证了震陷软土场地对桩基的负摩阻力作用,得到了软土的震陷特性、不同输入地震动下桩土体系地震动响应和桩负摩阻力分布发展规律,讨论了强震作用下负摩阻力的产生及发展过程。结果表明：(1)软土震陷的产生存在一定的屈服动应力,可利用动三轴试验来初步判断震陷引发负摩阻力的启动震级;(2)水平向地震动下负摩阻力主要产生在桩身的上部,竖向地震动下全桩均会产生负摩阻力;(3)震陷引发的桩基负摩阻力具有突发性,且微小的桩土相对位移量即可产生显著的负摩阻力,这种瞬时加载可能会对结构造成破坏;(4)利用桩侧土体和接触面的抗剪强度可初步估算软土场地中桩基可能受到的负摩阻力值。试验成果可为软土场地桩基负摩阻力的判别与计算提供参考,对软土场地抗震设防具有一定的理论和工程实用价值。     

在地震区进行房屋地基与基础设计时须注意的几个问题

1.在软土地基上的建筑物其基底压力不宜过大,结构的自振周期应尽量避开场地土的卓越周期 建在软土地基上的房屋,由于地基松软、承载力低、压缩性大,附加沉降和不均匀沉降量大。地震时,在地震效应和竖向荷载的影响下,软土地基(淤泥、杂填土、饱和软粘土等)具有明显的震陷现象,会大大加剧房屋的沉陷和倾斜。特别在设计条形基础时,应考虑纵横交叉处基础面积重叠的影响,对住宅和横墙较密的其它民     

基于等效线性模型等价结点力法的高速公路软基震陷反应研究

一般认为 ,震陷发生的机理 ,震陷与地震作用强度、持续时间、土体性状、构筑物强度、位置及抗震措施等有关。从工程应用来看 ,为了预防或降低震陷的危害 ,除了加强抗震设施外 ,通过数值计算来估算震陷量 ,具有一定的社会效益与经济效益。通过有效应力等效线性动力反应分析 ,运用等价结点力法分析了某高速公路软粘土路基震陷随地震最大加速度的变化趋势 ,建立了震陷同路堤高度、软土动模量系数、饱和重度、遭遇的竖向与水平向地震加速度放大系数之比和水平向地震系数等因素的相关关系式。此外还认识了频谱对震陷的影响 ,对相关研究具有一定的启发性。     

不均匀液化场地考虑差异震陷的抗液化设计研究和应用北大核心CSCD

对规范中抗液化措施的适用性进行了讨论,指出了现有基于震陷量的抗液化研究的不足。提出了考虑场地液化等级、差异震陷引起的局部倾斜、建筑抗震设防类别的抗液化法,提出了局部倾斜控制值T。用有限元法分析了差异震陷对楼层侧移和构件内力的影响,结果表明,框架结构达到中等破坏对应的局部倾斜约0.009 2,剪力墙结构达到中等破坏对应的局部倾斜约0.007 7,与局部倾斜控制值较为吻合。介绍了抗液化法在某不均匀液化场地的工程应用,通过计算差异震陷,对不同楼栋采取了不同的抗液化措施,并对地基处理方案进行了比较和优化,弥补了规范关于不均匀液化场地选取抗液化措施的不足,可供其他项目参考。     

黄土隧道的湿陷变形规律及其对衬砌结构的作用

黄土围岩潜在的湿陷变形不利于隧道工后的安全稳定,为深入研究黄土围岩湿陷变形对隧道结构的影响机制,在已建黄土隧道场地开展大面积试坑浸水试验,研究湿陷性黄土围岩的渗水分布场、湿陷变形发展规律及隧道结构的受力变形规律。表明隧道开挖促使黄土围岩原生竖向节理、裂隙发育,易形成贯通地表的竖向裂缝,增大了深层黄土竖向渗水能力,地表水易于向深层土运移。隧道开挖扰动了黄土围岩原有结构,改变了深层黄土的湿陷变形特性,遭浸水作用后产生较原位土层湿陷变形更大的沉降变形。当水分入渗接近隧道埋深,围岩承载拱作用的减弱甚至消失,会显著地增大隧道围岩压力及传至基底的压缩应力,并在拱脚位置形成应力集中,引发拱脚下沉,而仰拱中部地基的弹性抗力抑制中部沉降变形发展,显著的不均匀沉降差导致仰拱中部开裂,形成纵向裂缝。对于埋深较浅的黄土隧道,应避免隧道上方地表出现长期浸水的情况;设计施工中应充分考虑拱脚地基承载能力不足的情况,可加强仰拱刚度以抵御不均匀沉降的发展。     

抗震结构粘钢加固动力计算、试验与实践

本文作者结合国内一大型工厂工业厂房的抗震加固，对框架结构厂房进行了动力有限元计算，在振动台上，模拟地震波形，对模型粘钢加固和不粘钢原始结构抗震效果进行了比较试验。得出了：该厂房抗震中构架的薄弱部位（首坏位置）；在地震波作用下结构破坏的规律和特征；粘钢加固后抗震达到的等级。     

水平地震作用下加筋格宾挡土墙动力特性试验研究

通过大型的模型试验,研究了以红砂岩为填料在水平地震作用下加筋格宾挡土墙的动力特性。双绞合六边形金属格宾网由PVC包裹,并镀锌防腐,网面单元尺寸为80 mm×100 mm。输入地震波采用ELCE_NS地震波和HACHI_EW地震波,峰值分别为0.342g和0.183g。试验得出了加筋格宾挡墙在不同峰值的水平地震激励下的第一层、第三层、第五层墙顶面处的水平加速度、竖向加速度、水平动位移、竖向动位移峰值响应和沿墙高方向动应力峰值响应。通过对加筋格宾挡土墙的结构分析和抗震试验,可以得出加筋格宾挡土墙为优良的抗震结构,这为加筋格宾挡土墙的抗震设计提供依据。     

复杂荷载作用下填埋场HDPE土工膜受拉计算

采用FLAC程序对典型荷载作用下城市垃圾填埋场HDPE土工膜的受力状况进行了计算分析。3种荷载条件包括:36 m高垃圾堆体自重荷载(分层填埋);下卧软弱黏土层不均匀沉降引起的荷载;地震引起的动力荷载。计算结果显示:①土工膜内的拉应力随着垃圾土分层填埋、基础不均匀沉降、地震荷载的作用而积累;②基础不均匀沉陷是影响衬垫层土工膜局部拉应力的主要因素;③中等强度水平的地震动输入(例如,峰值加速度为0.25g)可使覆盖层土工膜端部锚固位置拉应力超过极限拉应力。     

差异沉降对建筑物上部结构的地震反应分析

运用大型有限元软件 ANSYS 对某一高层结构模型建立三维有限元模型,并对其基础施加差异沉降进而进行动力特性和地震反应分析。分析结果表明.差异沉降对建筑物上部结构位移,加速度包络图及时程曲线有不容忽视的影响,且上部结构越高,这种影响越明显。结构的动力特性和地震反应不仅取决于结构本身的刚度及输入地震波的特性,而且与基础的差异沉降有密切的关系。     

带叠层桁架转换层高层建筑结构整体模型振动台试验研究

上海裕年国际商务大厦为带巨型叠层桁架转换层的高层建筑结构,属于复杂高层建筑结构。预应力混凝土叠层转换桁架的跨度和其所承受的竖向荷载均很大,是整个结构设计和施工的技术关键。为了研究该结构的整体抗震性能,进行了一个1:25 缩尺模型的振动台试验,研究了模型结构的动力特性,以El Centro波、Pasadena波和Shw2002波为输入地震波,分别按设防烈度7度多遇、基本、罕遇、超罕遇以及8度罕遇、超罕遇地震作用进行试验,研究了模型结构在各阶段地震作用下的加速度、位移和应变反应,以及结构的破坏形式和破坏机理。试验结果表明,模型结构能满足7度抗震设防的“小震不坏”和“大震不倒”的设计要求,8度超罕遇地震作用下结构仍不倒塌,结构具有良好的抗震性能。在7度多遇、基本以及罕遇地震作用下,预应力混凝土叠层转换桁架基本处于弹性状态。图15表4参7     

轮辐式大跨度张拉结构地震反应分析(Ⅰ)

以世纪莲体育中心轮辐式大跨度张拉索膜结构为研究对象,采用ANSYS程序,建立有限元模型,分析地震波作用下结构的动力特性.结果表明:结构竖向刚度较小,垂跨比达到1/1152;多遇烈度下的层间位移角达到1/467,水平向位移不可忽视;峰值加速度相同时,不同类型的地震波对该结构的地震反应差别不大;峰值加速度出现的先后对结构的...     

近场强震作用下上海地区百米高层建筑地震动反应分析

首先,依据汶川地震中不同震中距基岩地震波记录,选取假设上海近场发生M8.0级强震时的基岩地震波.然后,对上海某百米高层建筑场地进行深覆盖土层地震反应分析,获得该场地在近场强震时的地表波.最后,以此百米高层建筑为例,分析该结构在此地表波作用下的地震动反应特点,从而评估近场强震对上海高层建筑的影响.分析结果表明:结构在双向地震动作用下的反应与单向地震动作用下的反应有明显不同.其中,地震动垂直分量对结构顶层节点竖向反应放大作用显著;地震动水平分量对结构顶层节点三个方向反应都有放大效应;地震动水平分量对结构层间位移角起决定性作用;地震动水平分量对结构底层角柱内力的影响大于地震动垂直分量对其的影响.