摘要:

摘要:为探究高寒地区环境温度对圆钢管混凝土柱抗震性能的影响,开展4种不同温度工况下钢管混凝土柱的拟静力试验研究,分析不同环境温度下各试件的破坏特征、承载力、滞回特性、刚度退化、延性及耗能能力,揭示环境温度变化对钢管混凝土柱抗震性能的影响规律。试验结果表明:不同环境温度下各试件滞回曲线均呈梭形,未产生明显捏缩现象;试件典型破坏模式在不同温度下基本一致,均为钢管底部产生一圈贯通鼓曲波、核心混凝土被压溃、钢管撕裂,温度越低,钢管混凝土柱越早发生破坏,且破坏程度越严重;相较于常温(20 ℃)工况,0 ℃、-20 ℃、-40 ℃温度工况下,试验钢管混凝土柱水平承载力分别提高3.08%、6.15%、10.08%,初始刚度分别提高16.9%、30.3%、50.0%,而延性系数分别降低8.6%、14.6%、16.9%;环境温度越低,刚度退化速率也越大。温度变化对钢管混凝土柱抗震性能影响显著,高寒地区钢管混凝土结构抗震设计时需考虑环境低温对结构带来的不利影响。

摘要:为研究加筋在砂土循环加载过程中产生的影响,以高密度聚乙烯(HDPE)网格作为加筋材料,对实际工程场地所取砂土试样开展动三轴试验,研究不同加筋层数和不同加筋间距下砂土轴向累积应变的演化趋势,并对筋材在试验过程中发挥影响作用的机制进行分析。研究结果表明:加筋能减少砂土轴向累积应变,加筋层数越多，对轴向累积应变的削减作用越强,但通过增加筋材层数带来的加筋效果增幅逐渐减小;不同加筋间距下轴向累积应变曲线均符合改进Monismith模型,在间距为80 mm时,轴向累积应变显著降低。加筋在砂土中产生影响作用的方式主要有两种:一是通过自身的弹性性能发挥作用,筋材的弹性变形恢复,导致其附近砂土颗粒的位移减少;二是在筋土界面处产生更好的咬合作用以形成似黏聚力,从而产生影响。研究结果可为加筋作用机理的深入研究提供参考。

摘要:通过充分挖掘现有黄土湿陷试验资料的价值,建立基于克里金插值法的湿陷系数预测模型。以G244线打庆公路(K1+640~K10+640段)工程为背景,利用少量的湿陷系数实测数据,对湿陷系数进行插值预测并沿其纵剖面绘制等值线图。将湿陷系数预测值与实测值进行对比,并对其二维空间分布规律进行分析。结果表明:(1)基于地质统计克里金法的黄土湿陷系数插值计算方法可行且插值结果合理,能满足工程对于黄土湿陷性的精度和实际应用需求;(2)利用湿陷系数等值线图,采用“0.015”判定法得到黄土湿陷临界深度,湿陷临界深度的变化相对于地表的坡度变化较缓,且沟谷区的湿陷深度(3~8 m)明显小于山岭区的湿陷深度(15~25 m);(3)自地表向下,黄土湿陷系数随着深度的增加先增大后减小,直至小于0.015,即湿陷性消失;(4)在钻孔取样深度相同时,河沟谷区的含水量大于黄土丘陵区,在较低的自重压力时,河沟谷区的湿陷系数大于黄土丘陵区,随着自重应力逐渐增大,黄土丘陵区的湿陷系数逐渐大于河沟谷区。

摘要:为研究地震和高铁荷载共同作用下桩网复合路基震动特性,建立地震和高铁荷载共同作用下轨道-路堤-桩网复合路基震动的三维有限元分析模型,研究地震荷载类型和列车车速对桩网复合路基震动加速度和位移的影响规律,提出不同地震荷载下的列车运行建议。研究表明,Hollister地震与高铁荷载共同作用下,桩网复合路基地面震动加速度由两动载共同控制,震动位移主要由地震荷载控制,列车运行状态对地震动位移影响很小;Chi-Chi地震与高铁荷载共同作用下,地震动加速度主要由高铁荷载控制,地震动位移受地震荷载和列车荷载共同影响,地震发生时可先通过降低车速后停运列车有效减小地震动位移;Lytle Creek地震与高铁荷载共同作用下,地震动加速度主要由高铁荷载控制,地面震动位移受地震和列车荷载共同影响,且主要由列车荷载控制,地震发生时可通过降低列车车速有效减小地震动位移,以降低地震发生时列车脱轨的可能性。

摘要:为研究连续梁桥在主余震序列作用下基于时间维度的易损性情况,以一座三跨连续梁桥为研究对象,基于OpenSees有限元软件进行非线性动力分析。选取符合区域场地类型的地震动,通过改进的大森定律和区域主余震统计关系,构建基于时间的主余震序列。以改进的Park-Ang损伤指数作为结构的损伤指标,运用直接回归概率线性拟合的方法建立主震后短期内各时间节点桥墩在不同损伤状态下的地震易损性曲线,研究区域时间范围内主余震序列对连续梁桥抗震性能的影响。结果表明:(1)余震会给桥梁结构带来明显的增量损伤;(2)各种损伤状态的超越概率随着PGA的增大和时间的推移而不断增大,且主震造成的损伤状态等级越高,其超越概率越低,余震作用时超越概率增大越明显。超越概率在震后第1日增幅最大,随着时间的推移逐渐减小,第10日趋于平稳,因此在分析地震给桥梁带来的损伤时,要充分考虑主余震序列的时间效应。

摘要:在梁桥损伤评估与性能评价时,针对使用影响线类方法存在单一测点数据导致识别结果的鲁棒性和准确性较差的问题,提出一种基于多源影响线信息融合的梁桥损伤识别新方法,并利用某实际钢混组合梁桥进行仿真验证。首先通过提取挠度、应变、转角、支座反力等影响线,分别构建影响线曲率差指标,然后基于D-S理论对多源影响线信息进行融合,并引入欧式距离赋权来提高距离测点空间更近处的置信程度,提出一种可用于梁桥结构损伤识别的融合指标,最后结合模型算例,计算得到包含四种不同数据的融合指标,讨论其测点位置、〖JP3〗损伤程度和噪声水平对损伤诊断结果的影响。研究表明:多源影响线信息融合损伤识别方法比传统单一损伤识别在定位、定性上更精确;融合转角、支座反力、应变信息的损伤识别模式效果明显优于其他融合模式,且在10%噪声干扰下仍具有较好的噪声鲁棒性。

摘要:为研究高震区的上承式钢管混凝土拱桥合理的桥面系分联和约束体系,以一座净跨径400 m的公路桥梁为例,采用非线性时程分析方法,对不同分联的桥面系和支座体系下的结构响应进行对比分析。结果表明:1联桥面系显著降低了联端位移及交界墩弯矩,且立柱弯矩均匀;钢支座体系拱顶段和联端剪切力显著增大,交界墩及立柱弯矩较大且分布不均匀;高阻尼橡胶支座体系交界墩及立柱弯矩均显著减小且分布趋于均匀。当采用1联桥面系和高阻尼橡胶支座约束体系时,立柱、支座和交界墩受力协同度高,各构件内力的均值和标准差的差距均显著减小,说明该结构设计的合理性。

摘要:针对传统金属阻尼器承载力不足、极限变形较小等问题,提出一种新型轴向拉压式U型厚壁金属波纹管阻尼器。通过改变波纹管的壁厚、内径及波数等参数来调整阻尼器的承载力、初始刚度、极限变形及延性；采用有限元分析手段,对阻尼器的核心耗能元件进行单调及低周往复加载条件下的力学性能分析。研究核心耗能元件的内径、壁厚、波纹平均半径、U型波纹直边长度、材料屈服强度及波数这6个独立变量对其力学性能的影响关系,提出阻尼器极限位移的计算方法,给出阻尼器受拉屈服后刚度与屈服前刚度之比的拟合公式,揭示出新型阻尼器的受力机理,建立阻尼器的恢复力模型。同时,针对U型波纹管建立考虑边波效应的修正简化计算方法,并与规范法进行比较。研究结果表明:修正后的简化分析方法与规范法相比具有更高的精度;阻尼器滞回曲线饱满、耗能能力强、变形大、延性高;金属波纹管的刚度、屈服荷载、屈服后刚度及极限荷载均随壁厚的增加而显著增大;随着波数的增加,核心耗能元件的极限变形、延性及累积耗能显著提高,但受拉屈服后刚度降低;建议阻尼器设计时波纹平均径厚比不大于3.8,最大设计工作位移不大于极限位移的0.8倍。

摘要:地震作用下地铁车站结构破坏一直是学术界广为关注的问题。受河流冲积和海水侵蚀等沉积环境影响,天津地区可液化粉土地层分布广泛,粉土液化会对地铁车站结构产生影响,但影响程度尚不清楚。目前,平行布置的地铁车站群作为典型交通枢纽,在城市建设中越来越普遍,车站群中临近双车站的抗震问题亟待研究。通过三轴试验研究黏粒含量对粉土静\,动力特性的影响,基于塑性边界本构模型PM4Silt标定中不同黏粒含量粉土模型参数及基于有限差分分析,阐明低黏粒含量土层对地铁车站动力响应的不利影响,为可液化粉土地层车站选址提供建议；通过参数分析研究车站间距对临近车站相互作用的影响,揭示临近车站相互作用的影响范围,提供最优车站间距参考值。该研究可为临近车站设计提供理论依据。

摘要:随着海洋平台以及海上风电规模的扩大,桩基可打入性分析的精度越来越受到关注。打桩过程中土阻力的合理评估是提高可打入性分析准确性的前提,而土阻力分析中最重要的是端阻和侧阻折减系数的取值。以11个海上平台的99个打桩记录为数据库,首先,通过打桩记录数据证明弗雷歇距离算法在海上平台桩基打桩记录之间相似度计算的适用性,确定该海域弗雷歇距离的阈值,并对阈值结果的合理性进行验证;其次,通过计算现场打桩记录反算的土阻力与不同折减系数下计算得到的土阻力之间的弗雷歇距离,对该海域的折减系数进行探讨,并给出有土塞和无土塞工况下折减系数的推荐值。研究结果可为桩基可打入性分析中的土阻力的计算提供借鉴。

摘要:设计一种基于电磁感应法的地下金属管线探头,其特点在于可以采用静压贯入的方式接近目标管线进行探测,在贯入的过程中可以实时读取电磁场的强度和锥尖阻力,从而安全地获取地下管线的空间位置信息,以防止对地下设施造成破坏。在设计中，探头创新性地利用感应线圈磁芯传递锥尖阻力,并使用非金属外壳防止信号屏蔽,拟通过滤波放大电路减少外界干扰。通过模型试验和现场试验，对探头探测效果进行验证,认为可以将管线埋深探测误差控制在5 cm以内,探测精度远高于现行规范要求。研究对深埋管线的高精度探测和地下管线保护具有积极意义。

摘要:目前对于单一地下结构抗震性能的研究十分丰富,而相互穿越地下结构体系在地震时的相互作用机理和影响规律的研究还不够成熟。基于1g振动台试验,探究近距离隧道平行下穿车站体系对场地土以及地下结构之间的影响规律。对比分析表明:(1)地下结构的存在可降低地表加速度响应,最大降低幅度可达25%;(2)上部车站的存在可以降低下穿隧道的加速度响应,最大降低幅度可达25%,而下穿隧道对上部车站加速度响应的影响则相对复杂,没有体现出一般规律性;(3)地下结构的加入对体系动力特性(主要是基频)的影响十分有限,从工程应用的角度可不予考虑。研究成果可为地下结构穿越体系的地震响应分析和初步设计提供参考

摘要:冻土在我国分布十分广泛,冻胀现象是冻土区经常出现的问题,其导致的工程病害屡见不鲜。冻胀主要是由土体内部温度变化及水分迁移造成的,是一类极其复杂的温度、渗流及应力多场耦合问题。通过对冻土中的温度场进行分析,求解含冰量及孔隙率随温度变化条件下的冻土一般性瞬态热传导方程,获得其近似解析解并应用于冻土热传导过程的预测。通过与有限元计算所得精确解对比,验证其有效性。研究成果对冻土冻胀问题的深入研究具有一定的理论和实践意义。

摘要:为探究地震动输入角度对铁路自复位桥墩地震反应的影响,以一座简支梁桥为工程背景,建立空间自复位桥墩地震反应分析模型,并对模型进行验证。选择22组强震记录作为地震动输入,以屈服面函数Ψ作为判别最不利输入角度的标准,从0°开始顺时针旋转,每次增加5°,进行铁路自复位桥墩地震反应分析。结果表明:145°输入时,Ψ值最大,145°为桥墩最不利输入角度;在最不利方向下桥墩的地震反应大于顺桥向和横桥向。自复位桥墩设计时若不考虑地震动最不利输入方向,则偏于不安全。

摘要:基于框架结构“强节点弱构件”的抗震需求和节点易于实现可靠连接,提出一种新型钢筋混凝土框架装配式混合连接节点形式。考虑梁端刚/柔性两种连接方式,采用有限元软件ABAQUS建立2个新型钢筋混凝土框架装配式混合连接中节点模型和1个现浇对比试件模型,并对其进行水平循环往复荷载下的抗震性能模拟。根据模拟数据整理,对试件滞回性能、节点转动刚度、耗能能力和破坏模式进行对比分析。研究结果表明:装配式混合连接节点采取钢管混凝土实现了节点区混凝土斜压带和钢板斜拉带协同抗剪机理,提高了节点核心区抗剪能力,更好地满足“强节点”的抗震需求;装配式连接节点梁端刚/柔性连接方式均不同程度实现了梁端塑性铰区远离节点区;梁端刚性连接装配式连接节点试件的塑性铰区距离节点区最远,其整体性最好,初始抗弯刚度最大;梁端柔性连接装配式连接节点试件的塑性铰区范围较大,损伤耗能发展持续,而梁端刚性连接试件的塑性铰区相对集中,损伤耗能发展快速充分。

摘要:文殊山南缘断裂为新发现的位于河西走廊西端嘉峪关—文殊山隆起带南侧的一条活动断裂,研究其活动特征对完善区域构造图像、认识地区地震危险性具有重要意义。文章根据遥感影像解译、野外地质调查、航空摄影测量,结合年代学测试,对断裂进行综合研究。结果表明,文殊山南缘断裂长约25 km,断裂总体走向为NW向,倾向NE。根据断错及未断错地貌测年,确定该断裂最新一次地震活动的时间在(0.8±0.1) ka与(1 887~1 725) cal a BP之间。利用高精度数字高程模型数据,获得断层陡坎高度,结合相应的地貌年代,估算断裂垂直滑动速率在0.2~0.25 mm/a。根据地震震级与破裂长度、位移量经验公式,估算文殊山南缘断裂潜在发震能力在6.8级左右,此震级下可能对邻近的乡镇、嘉峪关市区有较大的影响。

摘要:破坏性地震发生后,迅速准确地预测建筑物破坏程度,对快速科学地开展地震应急指挥、救援力量部署等工作具有重大意义。针对现有建筑震害预测模型存在的评估结果粗糙、数据获取难度较高、计算工作量大、模型构建难度大、普适性不强等问题,提出一种基于遥感初判的建筑物震害Fisher判别法。首先,从地震强度和建筑物抗震能力两方面选取震级、震中距、场地条件及建筑物抗震能力4种震害作为判别因子；然后,基于判别分析理论,构建建筑物震害Fisher判别模型；最后,以四川泸定县6.0级地震为例,对文章提出方法进行验证。实验结果表明:该方法的预测结果与实际震害基本一致,准确率高达80%以上,证明该方法具有较高的可靠性,能较准确地对建筑物震害程度进行科学预测。

摘要:安丘—莒县断裂是沂沭断裂带中时代最新、地震危险性最大的断裂。有限差分法具有差分离散容易、计算效率高的特点。利用有限差分法建立安丘—莒县断裂 M_W7.0、 M_W6.5、M_W6.0三个震级下的运动学震源模型,模拟不同设定震级下的地震情景。通过脉冲识别方法识别区域内虚拟观测点的模拟结果,得到速度脉冲分布。结果表明:(1)强速度脉冲主要出现在断层在地表的投影区域附近,对于近断层区域的长周期建筑,考虑速度脉冲的影响尤为重要。(2)震级通过影响地震动的幅值影响速度脉冲的分布范围。文章中的长周期地震动需要满足峰值速度大于20 cm/s的条件,才能识别出速度脉冲。(3)脉冲周期的最小值出现在断层与地表的交线附近,震级越大,区域内的脉冲周期越高。研究成果能够有效用于长周期结构的抗震分析,为安丘—莒县断裂附近区域重大工程的建设和地震危险性分析提供参考。

摘要:淹没碳酸盐台地水深变化大且海底崎岖,地层结构复杂,导致二维反射地震资料发育大量多次波干扰,同时受采集环境影响,反射地震剖面广泛存在噪声干扰和大值干扰,给高分辨率成像带来挑战。甘泉海台作为南海北部典型的淹没碳酸盐台地,对其最新采集资料进行特征分析,采用低截滤波压制强涌浪噪声和异常振幅噪声衰减组合技术以及多步串联多次波压制技术,有效去除噪声干扰、大值干扰和复杂多次波,试验叠前时间偏移各项参数,最终大幅度提高甘泉海台地震剖面分辨率和信噪比,可为后续南海淹没碳酸盐台地二维地震资料处理提供借鉴。

摘要:平均剪切波速是地震工程领域中一个非常重要的参数,可用于预测场地的抗震性能和响应特性。利用甘肃省的钻孔资料、DEM数据以及1∶25万地质图,建立一种综合考虑地质属性和多项地形因子的^vS30估算方法,并与传统的^vS30估算方法进行对比验证。结果表明:地质属性和地形特征在场地^vS30估算中具有较强的指示作用;在划分地质单元的基础上,引入地形坡度、表面纹理、局部凸度,以及最邻近河网高差指数等4项地形因子建立的甘肃省场地参数^vS30估算方法,在河西走廊、黄土高原等地质属性和地形特征差异明显的地区,其估算精度高于传统的^vS30估算方法。所提方法得到的^vS30估算结果可为甘肃省场地参数^vS30值的确定提供参考,还可为地质属性和地形特征差异显著地区^vS30值的估算提供一种新思路。

摘要:色尔腾山山前断裂为全新世活动断裂,近年来相关研究主要包括色尔腾山山前断裂不同分段的滑动速率和古地震的探究。提取色尔腾山山前断裂区域河流地貌参数,获取区域28条河流的纵剖面、面积-高程积分与陡峭指数。结果显示,大多数河流纵剖面用指数函数拟合效果较好,指示流域大部分处于壮年期。面积-高程积分值HI位于0.35~0.66之间。12个流域HI大于0.5,处于幼年期;16个流域HI在0.3~0.5范围内,为壮年期阶段。降水和岩性对陡峭指数的影响有限,构造隆升速率是陡峭指数的主要控制因素。沿着断裂带,河段陡峭指数高值呈现增加-降低-增加-降低-低缓的趋势。整体上,色尔腾山山前断裂带构造运动相对活跃,且西部和中部大于东部,断裂带西部和断裂走向转折处构造活动性较强,与前人对构造活动性分布特征的研究结果相对一致。

摘要:活动断裂带气体地球化学空间分布特征分析是区域构造和断裂活动性分区(分段)及其地震危险性分析的重要方法之一。通过临潭—宕昌断裂带9条测线剖面的土壤气Hg、Rn浓度观测,结合断裂带分段活动特性与大地热流背景数据,开展不同分段气体浓度空间分布特征分析,深入探讨土壤气地球化学空间分布的特征及成因。结果表明:断层土壤气在临潭—宕昌断裂带具有明显的分段特征,根据其活动特性可将断裂带分为东\,西两段,且断层土壤气地球化学空间分布与大地热流和地震活动之间存在良好的相关关系;在断裂西段高热流区域,中强地震频发,但小震活动较弱,Hg、Rn浓度强度较低;东段低热流区域,中强地震较少,但小震活动活跃,Hg、Rn浓度强度较高。研究结果作为区域地球化学背景特征,可为今后地下流体异常活动分析提供重要依据,对进一步跟踪未来可能发生地震的断层及其活动段具有重要意义。

摘要:水库蓄水前后构造应力场的变化在水库诱发地震研究中具有重要意义。为了探究三峡水库蓄水后应力场变化及蓄水与水库地震的相关性,以三峡水库库首区九畹溪断裂、仙女山断裂和高桥断裂为研究对象,选取自2003年开始蓄水之后72个月的水位变化数据,模拟研究不同蓄水期库水荷载对三峡库首区有效应力及剪应变增量的影响。基于RHINO软件实现真三维地层建模,并应用有限差分软件FLAC3D模拟不同蓄水期库首区有效应力及地下500 m处剪应变增量的变化。从模拟结果可知,库首区的最大主应力和最小主应力都随着水位的上升而增大;与蓄水前相比,蓄水深度为135、145和177 m时,最大主应力增幅分别为5.8%、13.1%和16.8%,最小主应力增幅分别为20.5%、20.5%和32.6%;主应力数值与蓄水位存在正相关性,蓄水位的增大对地震的发生起到了催化和推动作用,提高了地震风险性。研究结果可为三峡水库诱发型地震预测提供参考。

摘要:地震应急避难场所是提高地震灾害风险防治能力的一个关键环节,然而,现有的地震避难场所需求人数估计方法却难以满足当前精细化地震灾害风险防治需要。为此,以天津市河东区为例,提出一种基于精细基础数据的地震避难需求分析方法。首先,根据精细建筑物数据,进行人口空间化;然后,基于单体建筑物数据,提出三种不同地震强度设定情景下临时和长期避难人数的计算方法;最后,在研究区验证所提方法的可行性,并给出相应场景下避难场所需求能力的估计结果。研究结果表明,当遭受相当于设防烈度和罕遇烈度的地震作用时,研究区内现有的临时避难场所和长期避难场所均无法满足应急避难需求。

摘要:破坏性地震通常造成大量生命损失,符合实际情况的人口空间数据是影响震后生命损失快速评估的重要因素。为克服以往静态格网数据的滞后性,以近年来广泛应用的手机位置数据作为来源,提出改进的统计人口数据空间化方法,在不损失统计空间单元总体人口数量的基础上,将人口统计数据转化为动态人口空间分布,并以2022年9月5日四川泸定6.8级地震为例进行验证。研究结果表明,该方法能够实现人口统计数据的高精度快速空间化,对于通信设施较为完善的城镇区域,能够精细刻画人口空间的现势特征,满足破坏性地震的生命损失快速评估,具有较好的实用性。