近断层强震速度脉冲效应及连续梁桥减隔震特性分析

应用非线性时程分析的方法 ,对于减、隔震连续桥梁在近场地震作用下的有效性和响应特性 ,作了深入的研究。通过有代表性的脉冲型近场强震记录时程分析 ,提出了用速度脉冲峰值及其周期之积来表示速度脉冲能量的方法 ,计算表明近场地震速度脉冲波能近似表征地震动破坏能力的大小 ,它和桥梁结构承受的地震响应大体成正比例关系。铅芯橡胶隔震支座在近场地震作用下仍然适用 ,但对于个别脉冲型强震记录效果不够明显 ,支座参数有必要进行优化。     

建筑结构地震倒塌过程模拟与瓦砾堆积分布研究

为研究建筑结构在地震作用下发生倒塌后形成瓦砾堆积的分布及建筑结构倒塌影响范围,以3层砌体结构为例,基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,根据材料的本构关系及破坏准则,合理选择材料模型及单元类型,建立仿真计算模型;通过施加强震作用计算,模拟砌体结构在地震作用下的倒塌过程;通过定量计算,得到结构倒塌后形成的瓦砾堆积分布形态,统计震后瓦砾的影响范围,将统计结果与理论计算进行对比分析。结果表明,针对具体结构的倒塌模式,数值模拟结果与理论计算结果有差别;但是,用数值模拟方法可以准确模拟建筑结构在强震作用下的倒塌过程及倒塌模式,并且能够统计研究震后瓦砾堆积的分布及影响范围。     

基于静力弹塑性分析的隧道结构震害预测方法研究

采用基于静力弹塑性分析的地下结构破坏定量预测模型,定量研究地铁隧道结构在地震水平荷载作用下的破坏程度及概率。分析了地震需求谱及隧道结构抗震能力曲线的建立过程,将二者交点作为地震中隧道结构极限承载能力,结合脆弱性曲线确定隧道的震害水平。通过实例计算说明了震害预测流程,得到特定条件下地下隧道遭受轻微、中等以及严重破坏的概率。由于隧道等地下结构在地震过程中受到周围岩土体的约束,其动力响应形式与地面结构不同。通过调整隧道结构有效阻尼,尝试将静力弹塑性分析方法用于地下结构震害的工程计算。     

高层建筑矩形Multi-TLD系统等效阻尼比分析

如何减小地震作用对建筑结构的破坏是工程结构领域重要的研究课题之一。结构振动控制为工程结构的抗震设计与研究开辟了一个新的途径。笔者所研究的多个调协液体阻尼器 (简称MTLD)作为一种结构被动控制装置 ,具有造价低廉、可靠性高、简便易行的特点。笔者在现有研究成果的基础上 ,更加深入地研究了多个TLD对高层建筑的振动控制作用 ;推导出设置了MTLD的高层建筑结构在地震作用下的等效阻尼比 ,并且指出了影响MTLD系统等效阻尼比的基本参数 ;最后 ,以一 2 4层建筑为例 ,笔者研究了影响系统阻尼比的各个基本参数 ,并且对其进行优化设计 ,以提高系统的控制效果     

地震作用下列车过桥安全性分析

通过建立的地震荷载作用下车桥系统动力响应分析模型,对不同的高速列车在典型地震荷载作用下通过秦沈客运专线上多跨双线简支箱梁桥的全过程进行了仿真分析,对影响地震发生时高速铁路常用跨度简支梁桥动力响应行为和车辆运行安全的主要因素进行了分析和研究,其结果表明增大桥梁结构的阻尼比可有效改善桥梁本身的抗震性能,但对提高列车在地震时过桥的安全性意义不大;地震作用使车体的横向振动加速度以及脱轨系数、轮重减载率和横向轮轨力等各项安全评价指标均随列车速度的提高而增大,因此,在评价地震作用下高速铁路简支梁桥上列车的走行安全性时,必须考虑列车运行速度的影响;给出了确保地震发生时高速列车在桥上安全运行的临界速度限值。     

基础弹性刚度变化对铁路简支梁桥地震响应的影响研究

以某特大铁路简支梁桥为例 ,考虑m值变化对基础弹性刚度的影响 ,笔者建立了铁路简支梁桥单墩有限元计算分析模型 ;运用大型通用软件ANSYS ,采用时程分析方法 ,对不同地震输入激励条件下的桥墩动力响应进行计算研究 ;研究结果表明 ,m值变化引起的基础竖向刚度的变化对桥梁结构地震响应的影响较大。笔者的研究成果为硬土质基础的铁路简支梁桥的抗震安全设计 ,提供了重要参考。     

基于ANSYS的球型储罐抗震模拟分析

在地震作用下,球型储罐结构由于地震激发引起振动,从而使结构产生随时间变化的位移、速度、加速度、内力和变形。通过ANSYS结构动力学有限元程序对球型储罐结构进行抗震模拟分析,得出球壳与盖板连接区、支柱区域及拉杆区域三种典型的不连续结构及其应力云图,分析对比各区域的应力响应。数值模拟结果对建立健全重大危险源抗震安全体系及化工设施安全投入有着重要的理论意义     

大跨度单层非对称钢结构预应力网壳设计与分析

大跨度单层非对称钢结构预应力网壳体系复杂,结合某高新区国家城市矿产示范基地大门钢结构设计与分析案例,介绍大跨度单层钢结构预应力网壳结构的设计与分析要点,并利用空间结构计算软件改变预应力拉索的直径和预应力大小来调节构件应力比及控制挠度。结果表明:单层钢框架对挠度的控制是设计过程中的关键因素,改变预应力拉索直径对结构影响较大,而改变预应力大小对结构影响相对较小。     

采用人工地震波对大跨度刚构桥的地震响应分析

为获得大跨度刚构桥在多维多点地震激励下的响应特征,基于功率谱模型合成了满足给定相关函数的多维多点人工地震波。采用有限元软件SAP2000分别在线性与非线性领域对某大跨度刚构桥进行计算分析,研究刚构桥在多维多点地震下的响应特点。结果表明,多点激励下刚构桥主梁的横向弯矩往往较一致激励下的大;考虑非线性特性后,刚构桥在三向地震作用下的响应并不等于单向地震响应的简单叠加,且刚构桥的墩顶比墩底部位更易形成塑性铰,建议在实际工程中重视刚构桥墩顶部位的延性设计。     

大跨径悬索桥液体黏滞阻尼器参数敏感性研究

为研究液体黏滞阻尼器参数变化对大跨径悬索桥地震响应的控制效果,以某悬索桥为例,基于ANSYS有限元软件建立梁端设置液体黏滞阻尼器的结构有限元分析模型,采用非线性动力时程方法,对液体黏滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数进行参数敏感性分析,并与未设置液体黏滞阻尼器的结构地震响应进行对比,在此基础上研究液体黏滞阻尼器参数变化对结构地震响应的影响。结果表明:对于大跨度悬索桥,液体黏滞阻尼器的设置应以控制地震作用下梁端位移响应为首要目标,阻尼指数对减震效果影响最为显著,其值宜选取在0.8～1.0范围,并根据设计阻尼力来选择适当的阻尼系数值。设置恰当参数的液体黏滞阻尼器,可有效降低悬索桥梁端位移,且不会显著增加结构地震内力响应。     

基于贝叶斯网络的地震次生燃气管道泄漏事件链构建

地震次生燃气管道泄漏事件是导致地震灾害影响扩大的主要原因之一,为了解建 筑物内地震次生燃气管道泄漏事件的发展过程,参考国内外相关的文献和统计资料,确 定建筑物内地震次生燃气管道泄漏事件贝叶斯网络的节点变量和取值范围。根据节点变 量及其逻辑关联性构建贝叶斯网络结构图,通过对国内外研究数据的统计并结合专家经 验估算确定各节点变量的条件概率。利用贝叶斯网络工具计算建筑物属性和环境变量在 不同状态取值下建筑物遭受破坏、燃气泄漏、燃气扩散引发二次灾害等关键节点变量的 后验概率。通过实例分析得出,建筑结构和地震烈度是建筑物遭受破坏的主要影响因素 ,风速、大气稳定度对燃气扩散引发二次灾害有显著影响。     

面向县（市）的地震应急处置辅助决策系统研究

为了解决当前县（市）防震减灾工作部门开展地震应急处置工作时,所依据地震应急预案缺乏针对性、可操作性的问题。考虑不同县（市）自然地理、社会经济等环境的不同,提炼影响县（市）地震应急处置的主要因素,构建不同烈度下基于多因素的地震应急处置模型;在此基础上设计,并以国家可持续发展实验区四川省丹棱县为例,研发面向县（市）的地震应急处置辅助决策系统;通过在丹棱县境内假想设定6.5级地震对系统进行测试,结果表明:地震发生后,系统能按烈度分阶段快速产出具有区域特征且操作性较强的地震应急处置方案,可为县（市）地震应急处置的科学决策等提供有效的辅助决策建议。     

高原地震协同应急方法研究——以玉树地震为例

为提高各高原地震应对部门间的协同联动能力,基于组织冲突角度的协同思想对高原地震应急方法进行研究。针对我国高原地震特点,结合高原地震相关应急预案中各主体的职责体系,归纳高原地震应急过程中5种基本冲突类型,建立冲突矩阵。并基于"解决冲突,有序协同"的理念,提出协同应急响应方法,建立协同效率评价模型。就玉树地震救援过程,拟合出高原地震中4个主要部门(救援队伍、医疗部门、交通部门以及协会组织)的协同救援效率,并作出救援效果曲线。结果表明:采用根据冲突模型构建的协同应急方法不仅能够极大地提高救援效率,还能够发现影响救援效率的潜在冲突。     

工业设备地震破坏等级划分研究

我国工业企业地震灾害破坏等级规范中只有针对建筑物的震害破坏等级划分,而对在地震灾害中同样受损严重的工业设备,有关的国家规范以及研究成果却极少。分析了工业设备类型以及震害损失特点,并在借鉴国内外研究基础上,提出工业设备地震破坏等级划分原则和依据,将工业设备震害破坏划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏以及毁坏五个等级,并给出每个等级下的宏观描述。工业设备震害破坏等级划分是对我国地震现场工作规范的补充和完善,对提高我国工业企业的地震灾害损失评估工作效率和准确度有重要意义。     

泄漏油气燃爆灾害下FPSO结构响应分析

为评估FPSO泄漏油气燃爆事故中结构损伤风险,采用等效TNT法结合AUTODYN软件分析结构在爆炸冲击波下动态响应,分析其塑性、变形及应力分布,评估不同工况下结构损伤程度。结果表明,TNT起爆后冲击波高速传播,10ms时已覆盖工艺I区,经反射叠加耦合后破坏力增强;原油热处理器和电脱盐器发生失效和变形,生产甲板边缘位置受约束较小,发生较大变形,部分区域屈曲破坏;参与反应的油气越多,相同结构等效应力及变形越大,大应力、大变形区域分布越广;d=60mm时部分结构完全失效。     

地震和降雨作用的矿山排土场稳定性分析

为了研究不同工况对矿山排土场边坡稳定性的影响,在调查分析排土场工程地质特征、散体和地基土物理力学性质、结构特征和稳定性影响因素的基础上,运用极限平衡法对排土场在正常运行、地震、连续降雨3种工况下的稳定性进行了分析。研究表明:3种工况下排土场均处于稳定状态,但在地震条件下排土场边坡稳定安全系数储备较低,可能发生浅层滑坡,对坡脚下部的高压线铁塔和铁路线构成威胁,提出了修筑防滚石挡墙,做好排土场安全监测、排水、日常安全管理工作等对策措施。     

第三方挖掘作用下PE燃气管道失效行为研究

针对挖掘破坏导致的城镇燃气管道失效,开展了挖掘作用下管道力学失效机理分析。考虑管土接触作用,建立了城镇燃气PE管道在挖掘齿作用下的三维力学响应分析模型,分析了典型工况下管道的失效过程,讨论了基于应力准则与基于应变准则等2种失效准则的适用性,并开展了影响因素分析。结果表明:机械齿作用下管道主要失效位置为机械齿与管道接触位置两端;采用基于应变的失效准则可以更好地利用PE管材的塑性性能;机械齿的作用位置对管道力学响应影响较小;管径和壁厚的增大能减小管道内的应力,同时能够减小管道的截面椭圆度;内压的改变对管道的力学响应几乎没有影响。以上结果可为城镇燃气管道的力学失效分析与安全评价提供一定的参考。     

尾矿库溃坝离心机振动模型试验研究

为研究强震作用下尾矿库溃坝动力反应及溃坝演化规律,在清华大学离心机上进行尾矿库溃坝自重加载条件下离心振动模型试验。试验采用离心场图像采集系统、非接触位移测量系统及动态注水系统,采用Kobe波作为地震输入,测量模型加速度、孔隙压力、面板应力变形、坝体位移及其发展变化过程。试验结果表明:地震输入条件下的模型加速度近似均匀分布,尾矿库浸润线的位置随着水位的升高而逐渐上升,孔隙压力增大使得尾矿库坝体强度降低,但在水平地震下,仍能保持稳定。在蓄水过程中,尾矿库坝体产生明显的变形,出现了局部滑坡,但在地震作用下产生的变形较小,并且应变反应波形较为一致,表明尾矿库结构模型地震反应的整体性较好,具有良好的抗震稳定性。     

平原地区公路路基震害类型及机理分析

根据资料分析和现场调查,对平原区公路路基常见震害进行分类.结合库仑强度理论和有效应力原理分析平原区公路路基震害机理.研究表明: 地震作用引起土体中超静孔隙水压力上升、有效应力降低,从而弱化了土体的强度;水平地震力是诱发路堤、边坡破坏的因素;同水平地震力相似,竖向地震力同样会造成土体强度的削弱.最后,针对平原区公路路基震害的特点和机理,在平原区道路的选线、施工、质量控制等方面给出防治措施.