近断层地震动对大型LNG储罐作用效应分析

近断层地震动对长周期结构威胁很大,而大型LNG储罐属于安全等级要求极高的液固耦合长周期结构,为研究各类近断层地震动对LNG储罐的作用效应,采用数值仿真方法计算了16×10~4m~3LNG储罐在不同种类近断层地震动激励下的地震响应,通过对比单向、双向和三向地震动作用下LNG储罐地震响应的差异,验证了对LNG储罐进行三向地震作用研究的必要性。此外,重点研究了在具有向前方向性效应、滑冲效应与无脉冲地震动作用下LNG储罐地震响应的特点。结果表明:含有较大速度脉冲和大位移的地震动会激发储液的剧烈晃动,进而对罐壁顶部产生巨大的冲击,导致罐壁顶部出现应力突变和位移超限,最终引起储罐的菱形屈曲或顶部附属结构物的破坏。     

冲击荷载作用下LNG储罐外罐力学性能数值仿真分析

为了解LNG储罐在导弹等飞行物冲击荷载作用下的力学性能,借助于CAE程序ANSYS/LS-DYNA,选择钢材和混凝土材料适用的本构模型,建立了导弹和16万方LNG储罐外罐模型,分析了导弹冲击作用下LNG储罐外罐的力学性能。结果表明:外罐所受的最大有效应力持续时间及扩散范围受导弹初速度的影响较大,但弹体质量的影响并不明显;储罐外壁中的预应力筋可对冲击起到一定的阻抗作用,但当冲击速度达到音速时,钢筋的抗冲击作用不明显;导弹冲击对罐壁影响范围有限,只会对LNG储罐局部区域产生破坏,对储罐穹顶有轻微影响,对罐底基本无影响。建议从战略安全角度对LNG储罐外罐进行设计时要考虑导弹等冲击偶然荷载的影响。     

滚动环梁与滑移垫层并联隔震的立式储罐振动台试验研究

以滚动环梁与滑移垫层并联隔震基础为研究对象,进行了1/4储罐模型的地震动振动台试验研究。研究分2种工况模式,即:土体垫层非隔震基础形式和滚动环梁与具有弹性变形材料的滑移垫层的并联隔震基础形式。详细介绍了罐体设计、缩尺理论、隔震装置设计、测点布置和地震波输入等情况。并对非隔震和并联隔震模型的罐壁加速度,罐壁位移和罐壁应变对比得出了基本的结论。试验证明:并联隔震比非隔震具有更好的隔震效果,在El Centro波作用下,储罐罐壁加速度峰值减小了25%;金门波作用下减小了13%; Taft波作用下减小了40. 98%; Pasadena波作用下可减小66. 6%。在罐壁下部应力也有较好的减震率,可有效减少象足屈曲等破坏。     

隔震建筑抗极罕遇地震能力与主要破坏模式分析∗

隔震措施可以使上部结构在罕遇地震下处于弹性或轻微弹塑性状态,从而有效保护设防烈度下结构地震安全。但是,由于地震发生、强度和特性的不确定性,在设计基准期内结构也可能遭受极罕遇地震的作用,基于"大震不倒"设计的隔震结构在罕遇地震及极罕遇地震作用下隔震支座变形和结构整体抗倾覆安全以及实现抗极罕遇地震的能力和代价需要特别研究。本文通过弹塑性时程分析,比较三种不同高度的隔震结构层间位移角、叠层橡胶隔震支座位移及结构倾覆力矩,分析结构在极罕遇地震下隔震层(也即叠层橡胶支座)位移超限和整体倾覆的主要失效模式。结果表明:极罕遇地震下,基于"大震不倒"设计的隔震结构支座位移可能会超出限值,层间位移角和结构倾覆力矩通常可以满足要求。隔震支座尺寸适当增大、相应极限变形能力提高,能够控制极罕遇地震下结构隔震层变形破坏,但上部结构隔震效果有所下降;适当减小上部结构高宽比能够控制极罕遇地震下隔震结构、尤其高层隔震结构的整体倾覆破坏。因此,兼顾安全性和经济性,有效增大隔震支座极限位移、适当减小高层隔震结构高宽比,实现隔震建筑抗极罕遇地震能力,是付出代价不大、经济适用的一条有效途径。     

飞射物撞击LNG储罐穹顶的试验与数值仿真分析

为了研究大型LNG储罐穹顶在飞射物撞击作用下的破坏形态,获取关键损伤量,选取大型LNG储罐穹顶顶端最薄弱部位制备了局部壳体试件,以LNG接收站区常用Φ101.6 mm(4in)NPS法兰的冲击能量为参照,分15个工况进行了相关试验和数值仿真研究。研究表明,不同撞击能量下LNG储罐穹顶的破坏形式主要有,冲击成坑、冲击震裂、冲击剥落屈曲、冲击侵彻屈曲、冲击贯穿屈曲。基于AUTODYN建立数值仿真模型,可以较好模拟飞射物撞击靶体的损伤发展过程,形象描述靶体内部的破坏形态,相关结果可以为LNG储罐穹顶的局部损伤评估和防护设计提供参考。     

砂土液化对基础隔震结构地震反应的影响分析∗

砂土液化会对结构的地震反应产生不可忽视的影响,这一现象也将对基础隔震结构地震反应规律产生影响。 基于有限元方法,采用 ABAQUS建立了土?隔震结构非线性动力相互作用的整体有限元分析模型,针对不同地基液化情况对基础隔震结构地震反应规律及隔震效果的影响进行了深入分析。结果表明：隔震结构下部桩基础能够有效提高下部地基的抗液化能力,进而保证隔震结构的整体稳定性。总体来看,液化场地上隔震结构的隔震效果及地震反应与输入地震动的特性相关,近场地震作用下液化地基上隔震结构的隔震性能保持良好,而远场强震作用下液化地基上隔震结构的隔震效果降低。同时隔震层产生较大的位移反应可能导致隔震支座失稳或强度破坏,设计时需特别注意。     

远场长周期地震动作用下减隔震连续梁桥的动力响应特性研究

近几年发生的几次大地震均出现了远场长周期地震动的破坏现象,为了揭示自振周期较长的减隔震连续梁桥在远场长周期地震动作用下的动力响应特性,采用非线性时程分析的方法,分别研究了常规地震动和远场长周期地震动作用下减隔震连续梁桥的地震响应,以及远场长周期地震动作用下减隔震和非减隔震连续梁桥地震响应的差异。结果表明:与常规地震动作用相比,远场长周期地震动作用时减隔震连续梁桥的地震响应明显增大,但依然小于板式橡胶支座桥梁的地震响应。这说明,在常规地震动作用下,铅芯橡胶支座减隔震性能发挥良好,在远场长周期地震动作用时,其减隔震性能依然能够发挥,但发挥效应相对常规地震动作用时较弱。这一现象在有关隔震桥梁的设计中应予以关注。     

大型储液罐的抗震性能分析及复合支座隔震研究

大型常压储液罐在地震作用下所受破坏将带来巨大的经济损失与次生灾害。为获取大型储液罐在地震作用下的响应并分析对其采取隔震措施后的效果,利用精细化有限元方法,建立了大型立式储液罐的模型,计算其振型,然后计算在不同储液量时,不同地震动作用下的储液罐地震响应,随后引入隔震支座,计算了隔震后的结构特性及地震响应,分析了隔震效率。结果表明,不同地震动作用下储液罐的地震反应有明显差异,随着储油量增加,其地震响应增大,满罐时的储液罐根部截面应力超过空罐时的2倍。利用铅芯橡胶隔震支座与滑动支座组合隔震后,能为结构带来较好的隔震效果,且随着储油量的增加,隔震效率随之增加,最大接近50%。     

基于高阶动力格式的基底隔震结构地震响应分析∗

隔震支座在强烈地震作用下将产生复杂的动力响应,精确掌握地震响应行为及其规律是研发高质量隔震支座和进行隔震结构设计的基础。在进行结构地震响应分析,特别是非线性分析时,采用传统逐步积分方法以及低阶格式建立起的动力时程分析方法都难以达到高精度,而采用传统高阶时间积分算法则会出现计算过程繁琐,工作量大等情况。本文采用一种基于高阶动力格式的显式时间积分新式算法,应用于基底隔震结构的地震响应分析中。首先通过自由度凝聚缩减原理,建立设置隔震支座钢筋混凝土框架结构简化计算模型;同时采用隔震支座恢复力双切线本构模型构建基底隔震体系运动方程,并转化为状态方程;进而基于微分求积（DQ）原理编制高阶动力格式算法求解状态方程;最后分析一高层基底隔震结构,在高、中、低不同频率地震波下地震响应,验证该方法适用性。结果表明,①利用静态凝聚技术建立隔震结构模型,从而构建地震响应状态方程,是高阶动力分析方法实施的基础。②结构高阶动力分析方法仅通过矩阵乘法运算即可获得结构动力响应,可较好且高效地用于解决非线性地震响应分析问题。③将结构高阶动力分析方法应用于基底隔震结构,能获得隔震结构较为精确的分析结果。     

大位移摩擦摆底层和多层隔震韧性结构∗

结构韧性性能的目标是:在极罕遇地震作用时,结构不发生严重破坏;地震结束后,结构能恢复预期状态,进而恢复建筑功能的性能。隔震是结构韧性性能实现的关键技术,然而,结构隔震层位移响应超过允许值,引发隔震支座破坏,导致其减震性能失效,成为制约该类结构韧性性能目标实现的关键难题。本文以结构层作为滑动面,主体结构整体或滑动面之间的部分结构作为滑动块,提出大位移摩擦摆新型结构,通过隔震层的不同位置以及数量,构建大位移摩擦摆底层和多层隔震结构体系。分别建立该统一分析模型、探明其减震机理证明其良好减震性能,实现韧性结构性能目标。开展结构设计实现和韧性性能评价研究,表明了主体结构、非结构构件和大位移摩擦摆(支座和结构层)等地震损伤和恢复能力。本研究为韧性结构发展提供了结构新体系和关键发展方向。     

华北地区中强地震前调制地震异常特征

利用调制地震方法对华北地区１９７３年以来发生的２４个ＭＬ≥５．５地震前地震调制比、地震调制比异常面积、调制地震条带和调制地震频度的异常变化进行分析,对异常类型进行分类。分析结果认为,华北地区ＭＬ≥５．５地震前地震调制比和异常面积随时间进程的起伏、调制地震频度震前数月的突然增大以及调制地震条带异常图象是显著的异常变化,可以用于对中、强地震的中期预报     

“一带一路”地区百余年地震时空演变特征

本研究基于“一带一路”地区1900-2018年间≥5级地震事件空间数据,采用小波周期与热区识别方法,分析了该地区地震灾害的空间分布格局与时间周期性特征,并识别了地震灾害空间热区及其演变特征。研究表明:(1)1900-2018年,“一带一路”地区地震发生频次表现出波动性上升的“三段式”分布,主要发生在亚欧大陆-喜马拉雅山周围的亚欧板块与印度洋板块的交界处以及俄罗斯东部沿海、印度尼西亚东南部的环太平洋地区;(2)地震频发地区和震级较强地区均具有多时间尺度的周期变化特征,及一定的空间聚集性,并逐渐演变成高发热区和高强热区;(3)中国和印度尼西亚发生频率远高于其他国家,而缅甸、孟加拉、马尔代夫等国发生频次较低,但其震级强度相对较大。研究结果提示我们未来针对“一带一路”地区基础设施的投资应适当规避地震频发地区及未来潜在的高强热区,同时加强国际间减灾防灾合作,从而更好的降低或预防“一带一路”地区基础设施建设的地震灾害风险。     

江苏及邻区地震活动自仿射分形特征及预报应用

对江苏及邻区地震频次自仿射分形H值的变化特点作了研究,并对1970年以来发生在该地区的5级以上地震作了回溯性预测检验。研究结果显示,江苏及邻区地震频次的H值在0.59~0.99之间,地震活动具有确定和随机的双重属性,同时表明地震活动具有正继承性;对江苏及邻区的震例及其预报效能评价的研究表明,地震频次H值下降的异常现象与江苏及邻区5级以上地震具有较好的对应关系,回溯性预测检验得到的R值为0.365。因而地震频次H值在该地区的地震预报中有较好的应用前景,值得用来探求未来中强地震可能发生的危险时段。     

地震火灾损失评估研究

地震火灾是一种严重的震次生灾害，历史地震资料表明，地震火灾造成的损失有时甚至超过地震的直接破坏所造成的损失，本文根据目前我国地震现场灾害的评估方法，结合我国地震结构损失评估的经验，建立了地震火灾损失的评估方法。     

我国大陆沿海地区地震地质、地震活动性和地震危险性分析

<正> 本研究区在现代构造活动分区上分別属于华北断块隆起张裂区和华南隆起区。同我国西部比较,本区地质基底古老、地壳相对稳定,地震频度较低、但强度不小,中强地震不少。在本研究区中环渤海地区地震活动性最高,东南沿海地区次之,长江三角洲及其邻区最弱,但地震活动在时间上大致同步。目前本区的地震活动仍处于活跃期,但接近尾声。本活跃期早则在本世纪90年代,晚则在下一世纪初结束进入平静期,因此,本区在未来50～100年内仍存在发生多次中强震甚至发生强震的危险。     

江苏-南黄海地区断裂带附近的小震活动与主震的关系

通过对 1 970年以来 ,江苏南黄海地区的 9次ML>5 4中强地震发生前的中小震活动分析 ,发现该地区ML>5 4中强地震 (本文称为主震 )发生前 2～ 3年内均有一系列ML3 0左右中小地震发生 ,而且这些中小地震的空间分布与主震在同一断裂带上。根据断裂带上的中小震活动情况 ,运用地震活动性的有关分析方法 ,对未来地震进行外推 ,并进行检验。得出 ,可以将断裂带附近发生的一些ML3 0左右的小震 ,视为该断裂带上将要发生的主震     

地震人员伤亡快速评估模型研究

每年地震都会给社会造成巨大人员伤亡,如果震后能迅速预知地震人员伤亡数量,这对挽救生命损失是十分有意义的。统计了近10年来中国大陆数10次强震、中强震灾害损失,根据影响伤亡的主要因素,用线性回归分析法,建立地震人员伤亡快速评估模型,并对模型进行验证,使之可用于地震预警。     

祁连山—河西走廊地区5级以上地震前水氡短临异常特征

在充分整理单台水氡资料的基础上,对发生在祁连山—河西走廊活动断裂系的5级以上地震进行了短临阶段水氡异常的分析研究。内容主要包括:异常出现的频次、持续时间、异常结束到发震的时间、异常的范围等。进而对该地区5级以上地震水氡短临前兆异常的特征作了归纳。     

中国大陆8级地震的空间关联特征及复发周期探讨

某些8级以上地震具有在同一经线和同一纬线上成组交替发生的特点.在此认识的基础上应用"黄金分割数"探讨了8级地震的空间关联现象.结果发现8级地震具有空间关联特征,其关联特征可以用"黄金分割数"定量描述.据此建立了"黄金分割预测模型",并对昆仑山口西8.1级地震后的下一次8级地震的发生区域进行了预测.中国大陆及周边的M≥7(3)/(4)级地震有25年的复发周期,这种复发周期既有较小范围的转移,也有较大范围的转移.由此预测下次8级地震将发生在2022年前后.     

双子地震P波谱比在地震短期预报中的应用研究

应用法国地震学家G.Poup inet等关于双子地震的有关理论,对云南地震台网数字地震资料开展应用研究,通过基线校正、数字滤波、波形对比等方法获得8对3级双子地震和武定地震易门台7对双子地震。对以上双子地震取起始3秒P波作富氏谱分析后进行谱比对数的斜率拟合。结果显示,由发生在6.5级姚安地震前7个月之内与之外时段的地震构成的双子地震,其P波谱比对数斜率绝对值都达到0.030以上,明显高于均由震前7个月之外发生的地震构成的双子地震谱比对数斜率;在距主震2°范围以内的台站可观测到双子波发生的变化。常熟台双子地震P波谱比对数斜率时间进程在南黄海地震发生之前也存在这一现象,但出现异常的时间扩大到9个月之内。