• 2016年第38卷第6期文章目次
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    • >地震工程
    • 不同环境对水泥土动应力影响的试验研究

      2016, 38(6):847-853. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0847

      摘要 (830) PDF 6.69 M (981) 收藏

      摘要:为研究腐蚀性介质和动荷载对水泥土力学特性的影响,通过水泥土的动三轴压缩试验,获取水泥土动应力试验参数,分析各种环境对水泥土动强度的影响。试验结果表明,当硫酸钠溶液浓度小于0.03 mol/L时水泥土的动强度逐步增大,当硫酸钠溶液浓度大于0.03 mol/L时水泥土的动强度又逐步降低;随着氯化钠溶液浓度的增大,其动强度逐步降低;随着腐蚀时间的增加,0.03 mol/L硫酸钠溶液的水泥土动强度逐步增大,而0.1 mol/L和0.3 mol/L硫酸钠溶液的水泥土动强度均逐步降低;水泥掺入比和围压越大,水泥土动强度越大;当溶液浓度小于0.03 mol/L时硫酸钠环境对水泥土的动强度有增强效应,且浓度大于0.03 mol/L时硫酸钠环境对水泥土具有腐蚀破坏效应,且硫酸钠溶液腐蚀效应大于氯化钠溶液腐蚀效应。

    • 冻融作用下带构造柱砖墙抗震性能试验研究

      2016, 38(6):854-861. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0854

      摘要 (932) PDF 8.61 M (966) 收藏

      摘要:以4榀相同特性的带构造柱砖墙为研究对象,分别进行0、40、80及120次冻融循环试验和低周反复荷载试验,来研究冻融环境对砌体结构抗震性能的影响。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,裂缝出现更早,发展更为迅速,破坏程度更加严重,承载力、刚度、耗能、延性均出现明显的衰减。本文从宏观和微观两个方面对遭受冻融作用砖墙进行了损伤机理的分析。

    • 基于流固耦合动力模型的饱和土体-隧道体系地震反应研究

      2016, 38(6):862-868. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0862

      摘要 (1032) PDF 10.27 M (1328) 收藏

      摘要:基于ABAQUS软件平台,应用自行开发的流固耦合动力模型孔压单元模拟场地土体,并通过黏弹性人工边界方法实现地震动的输入,对饱和土体场地中的双孔隧道结构在地震荷载作用下的动力反应进行研究。计算结果表明:在地震反应结束时刻,场地土体位移幅值在两隧道之间以及两隧道的附近区域较大,而远离隧道的区域则较小;场地底部区域土体的孔压幅值较大,而场地顶部区域土体则较小;隧道左右两侧拱腰部位的衬砌的应力较大,而拱顶部位则较小。计算结果同时表明了流固耦合动力模型孔压单元在饱和土体-隧道体系地震反应研究中的适用性。

    • 液化场地桥梁群桩-土耦合体系强震反应分析

      2016, 38(6):869-876. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0869

      摘要 (1062) PDF 10.60 M (958) 收藏

      摘要:针对振动台试验,采用u-p形式控制方程表述饱和砂土的动力属性,选用土的多屈服面塑性本构模型刻画饱和砂土和黏土的力学特性,引入非线性梁-柱单元模拟桩,建立试验受控条件下液化场地群桩-土强震相互作用分析的三维有限元模型,并通过试验结果验证数值建模途径与模拟方法的正确性。以实际工程中常用的2×2群桩为例,建立桩-土-桥梁结构强震反应分析三维有限元模型。基于此,针对不同群桩基础配置对液化场地群桩-土强震相互作用影响展开具体分析。对比发现,桩的数量相同时,桩排列方向与地震波输入方向平行时比垂直时桩基受力减小5%~10%,而对场地液化情况无明显影响;相同排列形式下,三桩模型中土体出现液化的时间约比双桩模型延缓5 s,桩上弯矩和剪力减小33%~38%。由此可见,桩基数量增加,桩-土体系整体刚度更大,场地抗液化性能显著,桩基对上部桥梁结构的承载性能明显增强,其安全性与可靠性更高。这对实际桥梁工程抗震设计具有一定的借鉴意义。

    • 村镇建筑砌体结构的动力特性分析

      2016, 38(6):877-882. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0877

      摘要 (914) PDF 8.82 M (917) 收藏

      摘要:为探讨村镇建筑中低层砌体结构的动力特性与振动机理,基于农居调查实测的布置及材料性能数据,在ABAQUS软件中建立考虑结构布置、材料强度及有限元网格控制等参数的7个有限元模型方案,对各模型进行结构动力特性分析,并对比分析其振动形态、振型分量及振型周期。分析表明,村镇建筑中按常规布置的砌体结构,其振动特性不利于结构抗震;砌体材料性能劣化在降低结构承载能力的同时还会放大高阶面外振动分量的地震作用,加剧承重墙在地震中发生外闪倒塌的机率;如采取措施实现结构的基本振型为沿横向平动,则其振动特性表明横墙的承重与抗侧能力均可有效发挥,且面外振动的高阶振型被抑制,提高了结构抗震能力;此外,本文还提出ABAQUS对壳单元沿厚度方向的网格控制要求。

    • 岩石嵌固掏挖基础抗拔承载特性及其影响因素研究

      2016, 38(6):883-888. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0883

      摘要 (999) PDF 7.45 M (1024) 收藏

      摘要:岩石嵌固掏挖基础目前已经广泛应用于电力基础工程中。原状土由于受扰动较小,胶结性强,具有良好的抗剪强度,对掏挖基础抗拔承载力具有重要影响,因此研究原状土参数变化对基础上拔承载性能的影响规律具有重要意义。结合现场试验,建立数值模型,研究土体黏聚力、内摩擦角、弹性模量对基础上拔承载性能的影响规律。研究表明:土体内摩擦角和黏聚力对基础抗拔承载力具有较大影响,而弹性模量影响程度较低;参数的变化对土体塑性区发展规律影响较小。

    • >土动力学与工程地震
    • 地铁列车荷载作用下黏弹性地基动应力特征分析

      2016, 38(6):889-895. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0889

      摘要 (950) PDF 4.33 M (1671) 收藏

      摘要:基于Kelvin空间半无限体黏弹性解,以单个轮轴荷载为例,研究地铁列车荷载下地基土动应力状态、应力路径及主应力轴旋转等应力变化规律,并与相应弹性解下的各动应力特征进行对比分析,探讨更适用于工程实际的地基附加动应力特征解。结果表明:弹性地基与黏弹性地基中的各应力状态变化总体趋势、主应力轴旋转变化趋势相同,但极限应力状态各应力分量大小及应力路径形状有明显差别,考虑黏弹性解更符合软土区地铁长期变形实际工况;并对单轮荷载下动应力特征的黏弹性解进行参数分析,发现特征系数对应力分量影响具有不同特性。

    • 小应变硬化模型(HSS)在Rayleigh波作用下场地响应分析中的应用

      2016, 38(6):896-902. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0896

      摘要 (1213) PDF 6.68 M (1407) 收藏

      摘要:为研究冲击荷载或地震作用下产生的,以Rayleigh波为主的面波对浅层地表土体动力响应特征以及数值模拟中土层阻尼的设置方法,以厦门地区浅层的素填土及粉质黏土为研究对象,采用有限元动力分析,土体本构采用小应变硬化模型(HSS),利用模型本身的滞回环特性,输入变化的小应变参数,考察HSS模型的小应变参数对场地动力响应的影响,并与土体采用摩尔-库伦模型结合Rayleigh阻尼(“MC+Rayleigh阻尼”)的计算结果进行对比。研究表明:当采用带有滞回环的HSS模型时,波速随初始剪切模量G0ref的增大而增大,但振幅减小,残余变形量也有所减小;小应变参数γ0.7对波的影响较小;HSS模型能够给出残余变形量,而“MC+Rayleigh阻尼”由于本构模型为理想弹塑性模型,在卸载重加载条件下表现为纯弹性行为,无法反映出卸载重加载过程中塑性应变的积累及其累积阻尼效应;但HSS模型还不能够全面反映循环加载作用下塑性体积应变的累积,因此在考虑滞回阻尼的基础上,仍然建议借助Rayleigh阻尼来更加全面地模拟土体的实际阻尼特性。

    • 压缩过程中饱和原状和饱和重塑黄土孔隙分布变化特征

      2016, 38(6):903-908. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.04.0903

      摘要 (1027) PDF 4.87 M (1592) 收藏

      摘要:为从微观孔隙分布角度上解释饱和原状黄土与饱和重塑黄土在相同应力状态下宏观变形的差异、在相近孔隙比下孔隙分布的差异以及所经历应力路径的差异,针对这二个目的,对泾阳崔师饱和原状黄土和饱和重塑黄土进行一维压缩和等向压缩试验并进行相同应力状态及相近孔隙比下的压汞试验。研究结果表明:泾阳崔师黄土孔隙分布呈三峰分布,重塑黄土孔隙分布呈两峰分布;相同应力状态下,两者粒间孔隙差异大而粒内孔隙基本相同,随着压力的增加,两者粒间孔隙逐渐相近,宏观变形的差异体现在粒间孔隙的差异;相近孔隙比下,二者孔隙分布差异不大但经历的应力路径差异很大。

    • 瑞利阻尼对砂土场地非线性地震响应的影响分析

      2016, 38(6):909-915. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0909

      摘要 (999) PDF 2.93 M (1340) 收藏

      摘要:在地震荷载作用下,自由场地会产生土体侧向变形和地表响应放大现象。由于土体的高度非线性,计算自由场地地震响应时,不同的阻尼比及剪切模量取值是造成其计算结果与试验结果相差较大的原因之一。目前动力计算常采用瑞利阻尼方法,其系数取值会在一定程度上影响计算结果。选用两模态简化瑞利阻尼系数计算方法,分析土体阻尼比及控制频率的取值对计算结果的影响,对比离心机模型试验,利用开源有限元平台OpenSees,采用适合于土体动力分析的多屈服面本构模型(PDMY),建立剪切梁模型模拟三维自由场地,并分析瑞利阻尼参数对自由场地地震响应和侧向变形计算结果的影响。结果表明,针对相对密度为60%的Nevada干砂,阻尼比为4%、控制频率比为5时,场地响应计算结果与试验结果较为符合。综合分析显示场地非线性响应时域计算时,应特别注意选用的瑞利阻尼参数值。

    • 危岩体在地震作用过程中的失稳模式及稳定性评价

      2016, 38(6):916-921. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0916

      摘要 (1059) PDF 1.79 M (1284) 收藏

      摘要:地震作用过程中地震加速度通常呈先增大后减小的特征。利用拟静力法对危岩的稳定性进行分析时,考虑地震过程中地震加速度的变化,对山西太原天龙山危岩体加固工程中的同一危岩体分别以滑塌式和倾倒式破坏模式进行计算,发现地震作用过程中危岩体可能在两种破坏失稳模式之间相互转化。将此问题扩展至一般情况进行计算并讨论,得出如下结论:地震力对危岩体破坏作用的贡献大小不同,通常情况下,地震作用力对危岩的倾覆力矩贡献相对较大;进行稳定性评价时应考虑地震作用过程,以安全系数最先达到1.0的破坏模式作为危岩体的可能破坏模式进行计算;对危岩体进行抗震加固设计时应对加固设计进行多种工况下的校核,保证其在地震作用过程中不同危险状态的稳定性。

    • 饱和黄土液化后强度与变形特性的试验研究

      2016, 38(6):922-928. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0922

      摘要 (982) PDF 5.48 M (1363) 收藏

      摘要:采用MTS810动三轴试验仪,用二氧化碳+脱气水循环渗流法对重塑黄土进行饱和,进行了一系列对石碑塬滑坡区饱和黄土液化后变形特性试验。考虑干密度和初始有效围压对黄土液化后变形特性的影响,将液化与未液化黄土在单调静荷载作用下的应力-应变曲线进行对比。实验结果表明:利用二氧化碳+脱气水循环渗流法可以使重塑黄土饱和取得较好的效果;饱和石碑塬黄土具有明显的液化特征,在强震作用下发生液化,液化后强度大大衰减,应力-应变曲线呈弱硬化型,分为两个阶段;干密度和初始有效围压对液化后黄土的强度有一定影响,初始有效围压与不排水强度呈拟合度较高的线性关系,初始有效围压越高,液化后不排水强度越大。

    • 基于黏弹性边界的地震动输入方法和边界条件选择研究

      2016, 38(6):929-934. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0929

      摘要 (1014) PDF 2.57 M (1098) 收藏

      摘要:针对地下工程抗震分析中边界条件和地震动输入方式选择问题,对一地下半无限体模型在一剪切波垂直入射条件下进行不同边界条件和不同地震动输入方法的算例试算。结果发现:两侧采用竖直向位移约束、底部采用黏弹性边界、并在模型底部用等效节点力输入地震动的方法,与三边均采用黏弹性边界条件和三边均采用等效节点荷载输入地震动的方法可以获得同样的结果。该方法易于在ANSYS中通过APDL编程实现,可为地下工程抗震分析中黏弹性边界的使用提供便利。

    • 硬夹层埋深对场地地震动参数的影响

      2016, 38(6):935-941. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0935

      摘要 (944) PDF 9.08 M (869) 收藏

      摘要:选取某重要工程场地A3钻孔的厚度、剪切波速、密度等实际勘探数据,通过改变硬夹层的埋深,分析硬夹层不同埋深、不同地震时程对场地地震动参数的影响。研究结果表明:在硬夹层厚度不变和模型总厚度不变的情况下,地表水平向的峰值加速度随硬夹层埋深的增大而增大,但增幅逐渐减小;硬夹层埋深到达一定深度时不再影响地表水平峰值加速度;随着硬夹层埋深的增加,整个反应谱的谱值普遍增大。

    • 全波场映像技术以及其在高速公路路基缺陷检测中的应用

      2016, 38(6):942-947,963. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0942

      摘要 (971) PDF 9.64 M (964) 收藏

      摘要:针对高速公路运营中的路基长期稳定性问题,研发了检测高速公路路基缺陷的全波场映像技术,即一种无损检测技术,主要由单点激发-单点接收的数据采集系统和三维全波场成像系统组成。为评价该技术应用于高速公路路基缺陷检测的准确性,首先使用有限元动力分析方法进行三维数值模拟。在研究三维缺陷模型中全波场传播特性的基础上,对响应波形的频谱特征进行详细分析,在此基础上合成的成像图显示缺陷区域位置与其在模型中的位置及区域大小相吻合。然后在实际预先设置缺陷的等比例高速公路路基模型上开展试验验证,试验结果证明了该技术的准确性,及其在检测高速公路路基缺陷区域及位置上有良好的应用空间。

    • >地震科学技术
    • 祁连山北缘玉门-北大河断裂晚第四纪活动特征

      2016, 38(6):948-954. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0948

      摘要 (991) PDF 19.84 M (880) 收藏

      摘要:通过卫星影像解译、野外实地调查并结合前人研究成果,对位于祁连山北缘的玉门-北大河断裂晚第四纪构造活动特征进行研究。结果表明,玉门-北大河断裂为一条全新世活动的逆冲断裂,该断裂西起玉门青草湾,向东经老玉门市、大红泉止于骨头泉,全长约80 km,整体走向NWW。根据断裂的几何结构及活动习性可将其分为三段:东段构造形态简单连续,为逆冲断层陡坎为主的古地震地表破裂带;中段结构复杂,由多条次级断层组成,以逆冲扩展为主;西段未出露地表而成为盲断裂-褶皱带。通过对断层陡坎差分GPS测量及相应地貌面年代测试,得到断裂晚更新世以来逆冲速率约为(0.73±0.09)mm/a。

    • 西秦岭北缘断裂带深部气体地球化学特征与断层形变空间分布相关性研究

      2016, 38(6):955-963. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0955

      摘要 (861) PDF 5.89 M (1424) 收藏

      摘要:断裂带气体地球化学特征与形变特征之间的相关关系是建立具有物理预报思路断层气流动观测网络布设的重要课题。选择有大量温泉出露点且形变较剧烈的西秦岭北缘断裂带为研究对象,对跨断层形变测量场地进行断层土壤气剖面重合布设及现场测量,重点研究断层气分段性特征与断层形变、地震活动性特征耦合关系,探讨利用多种方法开展断裂带强震危险性分析的可能性。结果表明:断裂带土壤气地球化学特征和断层水准形变特征的分布具有良好相关关系,二者对比结果同时显示出西秦岭北缘断裂带中东段——武山段断层活动性相对活跃,渭源-漳县段次之,天水段断层相对闭锁的特征;且武山和甘谷走滑拉分区因流体活动的影响以中小地震活动为主,天水段和漳县段西部及与武山段交汇的盘古川地区,流体活动较弱,应变速率较小,存在孕育强震的可能。

    • 青岛大沽河断裂活动性初步研究

      2016, 38(6):964-969. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0964

      摘要 (972) PDF 5.27 M (894) 收藏

      摘要:大沽河断裂是青岛地区规模较大的一条隐伏断裂,前人对该断裂没有进行过详细的研究。由于缺乏足够的证据,无法确定该断裂的展布和产状,更加无法确定其活动性。本文首先基于地质图布设几条地球物理勘探测线,根据物探结果,选取三处异常点分别布设若干钻孔进行钻探验证。根据钻孔地层结构绘制三个联合地质剖面,剖面揭示有断裂通过,从而在土层中选取四个土样进行年代学测试。研究表明,大沽河断裂通过了地球物理勘探的三处异常点,基本确定了断裂走向;年代学测试结果表明该断裂为早更新世或中更新世早中期断裂,不属于活动断裂;根据统计规律,该断裂不会发生破坏性地震,也不会造成地表破裂,重大建设工程不需要避让该断裂。本研究具有十分重要的意义。

    • 祁漫塔格北缘断裂晚第四纪以来活动特征初步研究

      2016, 38(6):970-976,984. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0970

      摘要 (898) PDF 15.51 M (950) 收藏

      摘要:祁漫塔格北缘断裂处于青藏高原内部造山带地区,其构造活动反映了青藏高原的构造演化特征。本文采用活动构造和构造地貌相结合的研究方法,对该断裂的活动性进行初步分析研究。首先采用航卫片解译和野外调查,发现该断裂断错了山前全新世冲洪积扇,形成的断层陡坎高度在1.5~2.5 m。通过扩散方程,并参考前人研究结果,认为祁漫塔格北缘断裂晚第四纪的抬升速率初步限定在1~2 mm/a。我们基于数字高程模型提取的地形高程纵剖面和面积-高程积分,其结果也支持祁漫塔格北缘存在构造活动。

    • 强震中波红外异常特征研究

      2016, 38(6):977-984. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.04.0977

      摘要 (858) PDF 10.91 M (923) 收藏

      摘要:为了研究强震中波红外热辐射异常变化特征,以风云卫星中波红外资料为基础数据,应用小波变换和功率谱估计方法对6次6.5~7.0级强震进行分析。结果表明:6次强震前3个月内均存在明显的中波红异常变化,功率谱异常偏离年均值和标准差值较大,其异常幅度可达8倍,持续时间为50~105天。异常变化特征具有强震短期预测指标意义,同时可对即将投入实用的高分辨率静止卫星中波红外资料在地震预测中的应用提供重要参考。

    • >综述
    • 绿色建筑材料研究与应用综述及发展趋势

      2016, 38(6):985-990,1003. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0985

      摘要 (1468) PDF 1.09 M (2218) 收藏

      摘要:对目前几种常用绿色建筑材料在国内外的研究现状及应用状况进行简述,对其存在的问题进行总结与分析,探讨其潜在的负面影响,并对其在未来绿色建筑应用中的发展趋势进行展望,得出以下结论:未来绿色建筑材料的发展要注重多种材料的复合,充分发挥不同种材料各自的优势以弥补某种单一材料所存在的缺陷;注重材料的循环利用,避免由于材料替换所带来的二次污染;开发研制新材料、新技术以改善现有材料在绿色建筑应用中的缺陷和不足。

    • >技术交流
    • 小波包变换中地震信号的结点序号到频带序号的转换算法

      2016, 38(6):991-996. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0991

      摘要 (871) PDF 1.13 M (1229) 收藏

      摘要:利用小波包变换对地震非平稳信号进行处理时,结点与频带之间存在“跳频”现象,基于小波包变换算法以及异或运算,对小波包树频带序号和结点序号的关系进行研究,明确信号子空间频带与小波包树结点的排列规律,同时提出一种从结点序号到频带序号的转换算法。基于MATLAB平台,以唐山(南北向)波为例,验证该算法的正确性。

    • TJ-Ⅱ型钻孔应变仪维护技术

      2016, 38(6):997-1003. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.0997

      摘要 (865) PDF 1.42 M (1045) 收藏

      摘要:介绍TJ-Ⅱ型钻孔应变仪的基本原理与系统构成,着重介绍仪器常见故障的现象与原因,以及检修方法与流程。

    • 地震计智能恒温系统的设计与实现

      2016, 38(6):1004-1009. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.1004

      摘要 (1017) PDF 5.09 M (1102) 收藏

      摘要:当外界温度急剧变化时,拾震器内部机械结构会受到一定影响,易产生靠摆或零漂等问题。通过温度实验测试研究温度对甚宽频地震计性能影响,并通过研制地震计智能恒温设备来解决此类问题,实时监测防护罩内温度并与已设定温度上下限进行比较,当监测温度高于设定上限温度时启动半导体制冷装置;当监测温度低于设定下限温度时则启动加热装置。为防止防护罩内系统温度急剧变化造成拾震器的机械性故障,加热制冷功率均从最小值开始进行缓慢调整。设备可远程通过网络进行各参数的修改,并可远程启动或关闭加热或制冷装置及其他故障设备。此设备的研制成功可使拾震器长期在稳定的温度环境中工作,减少其各类故障,同时也将最大限度地增加地震仪器的使用年限。

    • TM50在跨断层水平位移(短程)测量中的应用

      2016, 38(6):1010-1015. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.1010

      摘要 (938) PDF 1.76 M (886) 收藏

      摘要:对于短程跨断层水平位移测量,采用高精度光电测距仪是较好的选择,就目前的测量技术与作业方法而言,徕卡测量机器人TM50无论在测量精度还是作业速度上都具有很好的表现。通过两个跨断层场地的实例展现了TM50在跨断层水平位移测量中的应用,并对多周期实例数据进行了比较分析。

    • 基于Android平台的地震预警终端软平台的设计与一种实现

      2016, 38(6):1016-1020. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2016.06.1016

      摘要 (1102) PDF 3.39 M (1611) 收藏

      摘要:探讨Android平台在地震预警软件中的开发技术。首先介绍系统的整体框架以及Android的架构,然后详细分析极光JPush推送、百度定位服务和百度地图API开源服务在Android系统上的开发方法及其在地震预警软件的应用。该系统可实现Android终端获取Jpush推送的地震预警信息、实时显示当前场所位置和显示震中距及S波到达剩余时间等预警信息功能。

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