摘要:

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摘要:带可替换耗能梁段的偏心支撑钢框架具有震后修复方便、经济等优点,但目前国内外学者对该类型的研究很少。为此,设计16组与偏心支撑钢框架采用螺栓连接的腹板连接型耗能梁段,并对16组试件进行数值模拟分析,讨论截面尺寸、耗能长度、加劲肋间距、加劲肋布置以及综合参数等变化参数对腹板连接型耗能梁段在低周往复荷载作用下的滞回性能、骨架曲线的影响,建立腹板连接型耗能梁段简化的恢复力模型。结果表明,影响腹板连接型耗能梁段耗能的主要参数是截面尺寸,建立的恢复力模型与模拟的骨架曲线对比吻合较好,可以为此类耗能梁段弹塑性分析作为参考。

摘要:为了研究强震区桥梁跨活动断层时,桩基在地震中的动力响应,以海文大桥为工程背景,利用Midas GTS有限元软件建立其强震区桩-海床岩土体-断层耦合作用的数值模型,研究不同强度(0.20g~0.60g)的50年超越概率为10%的地震波(后文简称5010地震波)作用下,桥梁桩基加速度、位移、弯矩及剪力的动力时程响应特性。结果表明:上部大厚度松散土体对桩身加速度有放大及滤波作用,而基岩对桩身加速度几乎不产生作用;断层上、下盘桩基础的桩顶水平位移随输入地震动强度的增大而增大,但达到振幅的时刻一致;上、下盘桩基础桩顶竖向位移时程响应都在50 s以后产生永久沉降;桩身最大弯矩截面处时程响应均在40 s以后产生永久弯矩;应重点考虑上部覆盖层软硬土体界面和基岩界面的抗弯承载力设计,及桩顶和基岩面附近的抗剪承载力设计;上盘桩基础按桩身加速度、弯矩、桩顶水平位移等动参数控制设计,下盘桩基础按动剪应力控制设计。

摘要:为研究大连湾海底沉管隧道南岸段及风塔结构在地震作用下的内力规律及弹塑性阶段的损伤破坏特点,建立沉管-厂房-风塔三维精细化模型,采用ABAQUS自带的混凝土损伤本构模型,通过振型分解反应谱法及时程分析法开展两种地震工况下结构的地震响应分析。结果表明:(1)在设防地震作用下,X向和Y向位移最大值分别为1.11 mm和5.56 mm,均出现在结构通风塔顶端;(2)X方向和Y方向的振型参与质量系数分别为90.52%和92.07%,均满足抗震规范要求,且沉管隧道两车道连接部位的弯矩最大,为5 069 kN·m;(3)在罕遇地震下,结构最大层间位移角为1/2 798,结构的损伤最大值均发生地震波峰值时刻;由损伤情况可以看出,结构的混凝土均未出现压坏的现象,最大拉伸损伤系数为0.893~0.94,出现的部位为新风道及新风机房的顶板。因此,需要在沉管隧道两车道连接部位增强抗弯能力,在新风道及新风机房的顶板部位增加配筋,以增强抗拉能力。

摘要:为改善预制装配式桥墩的抗震性能和施工容错能力,提出一种装配式桥墩新型连接方式:超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete,UHPC)墩周连接。设计并制作1个现浇桥墩试件和1个UHPC墩周连接装配式桥墩试件,对两个试件进行拟静力试验;建立UHPC墩周连接装配式桥墩试件的三维实体非线性有限元模型,对比研究新型装配式桥墩的抗震性能及其影响因素。结果表明:UHPC墩周连接装配式桥墩与整体现浇桥墩表现出相似的抗侧力性能和自复位能力,二者的抗震性能基本等同。对比分析非线性有限元模型与实际桥墩试件的滞回曲线,二者拟合程度较高,验证了建模方法的可靠性和模拟结果的准确性。UHPC连接段高度对该装配式桥墩抗震性能的影响不大,保证钢筋搭接长度即可。轴压比、立柱高度和搭接钢筋配筋率对该装配式桥墩抗震性能的影响较为明显:在轴压比为0.1~0.3时,试件刚度和水平承载力随轴压比的增大而增大,残余位移随轴压比的增大而减小;立柱高度由2.0 m提高至2.5 m时,高度越大该装配式桥墩的水平承载能力和累积滞回耗能越小;湿接缝处搭接钢筋配筋率由1.01%增至1.57%时,该装配式桥墩的水平承载能力和残余位移相比原配筋试件性能有较明显的提升。

摘要:山脊线通常是地震引发的山地灾害的起始部位。在监测此类山地灾害时,需要明确山脊线所处位置,从而为制定出相关预防措施提供支持。根据实际经验,由于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的成像特殊性,在检测含建筑物的全极化SAR(Polarimetric Synthetic Aperture Radar,PolSAR)影像山脊线时,往往受到高散射强度的建筑物干扰,从而出现误判。针对PolSAR影像中山脊线受到建筑物干扰出现误识的问题,提出一种结合区域生长法和变差函数的识别方法。在识别过程中,首先,对采集的PolSAR影像通过区域生长法进行分割处理,再通过模糊C均值(Fuzzy C-Means,FCM)分类方法对变差纹理等特征进行聚类分析,并进行相似度判断,获取建筑物区域,在此基础上,对比建筑物、山脊线的混分成分,进而提取山脊线。通过对该方法进行实验对比分析,发现其相较于阈值分割方法提取精度有明显提高,可以为PolSAR影像中山脊线识别提供一种新思路。

摘要:为研究震后降雨作用下堆积体滑坡的灾变机理、裂缝发展规律、滑坡启动时间等问题,以甘肃省舟曲县江顶崖滑坡为对象,采用振动台及人工降雨模型试验,开展4组相同地震烈度不同降雨强度的震后降雨试验。研究结果表明:(1)地震作用使坡体发生剪切破坏,震后降雨工况坡体呈现土体流失的浸蚀破坏,在坡脚处产生明显的剪出口,震后降雨作用诱发堆积体滑坡发生局部失稳。(2)地震作用使坡体中部产生剪切裂缝与错台,后缘处产生“圆弧状”张拉裂缝,在后期降雨中,裂缝变形随降雨强度增大而加剧,并在降雨中期发生突变变形。(3)地震烈度相同的情况下,滑坡启动时间与降雨强度呈指数函数关系,土体沉降变形与降雨强度呈对数函数关系。研究成果可为堆积体滑坡在震后降雨作用下的预警及防治提供参考。

摘要:以甘肃礼县陈庄黄土-泥岩接触面滑坡为研究对象,在对该滑坡的地震地质环境、基本特征等调查的基础上,运用数值分析对陈庄黄土-泥岩接触面滑坡在各人工计算场地基岩地震动时程作用下的失稳机理及稳定性进行动态模拟研究。结果表明,陈庄滑坡在地震诱发下变形破坏模式为受拉和受剪的复合破坏模式。失稳机理过程可概括为:地震作用→底部岩体受张拉→潜在滑面主滑段上部剪应力增大→剪应变集中带出现→剪应变集中带延伸扩展贯通→滑坡失稳;滑坡稳定性方面,随着输入地震动的增大,陈庄黄土-泥岩接触面滑坡稳定性降低,其中在50年超越概率2%的基岩地震动时程作用下滑坡处于不稳定状态。

摘要:文章以甘肃黑方台灌区黄土滑坡区黄土为研究对象,开展了滑坡区盐分调查及水土化学特征分析,进行了不同易溶盐含量及不同含水率条件下的重塑黄土三轴固结不排水剪切试验,探讨盐分及含水率对黄土强度的影响。结果表明:滑坡区土样中易溶盐含量范围为0.15%~4.55%,易溶盐主要是以Na₂SO₄和NaCl为主;水化学分析显示灌溉水入渗及溶滤台塬黄土中的可溶盐,经优势通道在坡脚以泉点渗出等方式排泄并富集;试样抗剪强度随易溶盐含量的增加而提高,随含水率的增加而降低;不同易溶盐及含水率条件下,抗剪强度参数黏聚力变化范围为4.2~57.1 kPa,内摩擦角变化范围为23.1°~33.5°,黏聚力对易溶盐及含水率的变化更敏感。

摘要:设圈梁构造柱是提高农村民居整体抗震性能的重要措施之一。文章以设圈梁构造柱的砌体结构形式农村民居为对象开展了考虑土-结构相互作用(SSI)的振动台试验,试验的结构模型采用1/4缩尺比例制作,并放置在地基土模型之上。地震波选取为1条天然地震波和2条人工地震波,输入的地震波幅值分别为0.1g(7度)、0.2g(8度)0.4g(9度)。试验结果表明:0.4g(9度)地震作用下,结构模型仅纵墙的门窗洞口四角出现细微裂缝,破坏状态为基本完好,说明设圈梁构造柱的农村民居抗震性能良好;随着地震作用增大,结构模型的加速度放大系数呈逐渐减小的趋势,层间位移反应呈缓慢增大的趋势;当地震作用较大的时候,应适当考虑SSI效应对土层到结构加速度传递系数具有一定程度降低的影响。

摘要:将参数化建模的方法引入减震结构的分析与设计中,通过预设目标和迭代优化计算,以天水市某高层住宅消能减震结构为例,寻找最优的阻尼器布置方案。为评估和验证该消能减震结构的抗震性能,分别采用Perform 3D和ETABS等软件分析结构在多遇和罕遇地震作用下的结构响应,分析结果表明:小震作用下,消能减震结构的楼层位移、层间位移角、楼层弯矩及楼层剪力均减小6.5%以上,达到了设计要求;大震作用下,结构框架柱、框架梁、剪力墙和阻尼器能够满足既定的性能要求,层间位移角满足规范限值,能够达到“大震不倒”的设计目标,研究结果为实际工程预设减震目标和阻尼器优化布置提供参考。

摘要:为了减少地震对建筑结构层间位移的影响,在考虑结构底部受剪的建筑中,针对层间位移调控与抗震性能的关系展开分析研究。设计建筑层间位移计算方法,计算梁、柱和节点受剪后的侧移,并依据计算结果,设置建筑层间位移限值约束条件,采用降低框架的梁距与柱距、平面结构与立体结构间的转换、弯-剪双重体系等方式,调控建筑层间位移。以某实际工程为例进行抗震性能测试验证,结果表明:所使用的层间位移计算公式的误差小于3.5%;在Kobe波与El-Centro波下的层间位移范围分别为0.43~0.82 mm和0.40~0.42 mm;经调控后,层间位移保持在0.4~1.1 mm之间,能够提升建筑的抗震性能。

摘要:为研究我国明代砖砌无梁殿在地震作用下的受力性能和薄弱环节,选取苏州开元寺无梁殿这一典型的明代砖砌无梁殿为研究对象,建立其Rhino三维模型,并导入ANSYS Workbench生成有限元模型,通过有限元分析计算得到该无梁殿的固有频率、模态振型,以及地震作用下的位移和应力响应。结果表明:开元寺无梁殿的结构布置对称性较高,抗扭刚度较大;竖向地震对结构的影响不大,水平地震中影响最大的为进深方向的地震作用;从应力角度来看，对砖砌无梁殿采用反应谱分析是偏安全的,从位移角度来看，对砖砌无梁殿采用时程分析是偏安全的;开元寺无梁殿在地震作用下容易产生破坏的位置为上下两层门窗拱券的脚部和顶部、上下两层面阔向拱券的脚部和顶部、上下两层进深向拱券的脚部和顶部、山墙端部,以及屋顶中部和端部等。

摘要:我国是冻土分布大国,寒区铁路轨道普遍遭受地基土冻胀影响。以往的研究偏重地基土的冻胀特征,而对纵向非均匀冻胀变形下铁路与地基土的相互作用关注较少。基于双层弹性地基梁理论,建立铁轨-轨下基础在非均匀冻胀变形作用下的力学模型,给出模型的解析解,结合算例分析夹层弹性系数和冻胀量对轨道位移和内力的影响。结果表明:弹性夹层可以有效减弱铁轨的冻胀变形和应力响应,有利于维护铁轨的运营;铁轨和轨下基础的过渡段长度、凹凸弯折段处的剪力、弯矩随着冻胀位移的增大而增长;夹层弹性系数增大会导致冻胀力对轨下基础的影响逐渐向轨道转移;过渡段的长度只与冻胀量有关。文章提出的计算方法和分析结论可为寒区铁路设计和运营维护提供科学指导。

摘要:为研究钻孔剪切试验在黄土中的应用效果,在西安东郊典型的Q₃黄土中进行不同首级法向应力和不同法向应力增量条件下钻孔剪切试验。试验结果表明,抗剪强度随法向应力增大呈曲线形式增大,存在某一临界法向应力值,超过该值后抗剪强度与法向应力之间呈良好的线性关系,能较好地符合摩尔-库仑强度准则,所测得的抗剪强度参数相差较小;在分级加载试验中,法向应力增量越小,达到同一法向应力时的抗剪强度越大;分别加载试验与分级加载剪切试验相比,在相同法向应力下测得的抗剪强度值偏小,随法向应力增大,偏离程度增大;当法向应力较小时,剪切齿难以压入硬土中,导致所测得的黏聚力偏小、内摩擦角偏大,为此建议开发适合不同软硬土质的剪切板,并增加法向位移观测系统,用于判断法向应力施加过程的齿尖压入孔壁情况。

摘要:传统的规范法在建立经验判别准则过程中存在大量不确定性因素,工程中亟需针对复杂场地液化判别方法的综合性研究。通过对上海市包头路段沉管抢修项目49组砂土土样的研究,在标准贯入试验法(SPT)定性评价的基础上采用提出的绝对差值百分比法(APD),划分出35组判别结果精确及14组存在判别误差的土样。借鉴判别分析理论思想,将平均粒径D₅₀、不均匀系数C_u、比贯入阻力P_s、标准贯入点深度d_s、地下水埋深d_w和标准贯入锤击数N_63.5等物理力学参数加入液化评价,利用精确土样建立适宜研究区工程地质特性的距离判别分析模型(DDA),对14组存在判别误差或失误的土层进行定量评价。研究结果表明:建立的砂土液化综合评价体系对研究区具有较强的针对性与适应性,从多角度全面、客观地评价了研究区砂土液化情况。最终通过合理的抗液化沉陷措施,保障了后续工程的稳步进行,为类似地质条件场区的砂土液化稳定性评价提供参考和借鉴。

摘要:为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构\|地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算,对比分析框架柱内力和楼层层间位移的地震响应。研究发现非一致地震波输入方法对于大型钢筋混凝土框架结构建筑动力响应影响明显,随着地震波入射角的增大,钢筋混凝土框架结构底层柱的轴力幅值减小,剪力幅值增大,而弯矩幅值变化较小,楼层层间位移幅值也随之增大。研究结果对于大型钢筋混凝土框架结构抗震设计具有参考意义。

摘要:为研究基础隔震体系对转体斜拉桥抗震性能的影响,以新建福厦客运专线太城溪特大桥为工程背景,建立全桥动力模型,进行非线性时程分析。选取7组地震波与5组曲面摩擦摆支座基础隔震方案,对比分析基础隔震转体斜拉桥的抗震性能。结果表明:采用基础隔震体系后,转体斜拉桥的自振周期增大,整体刚度与地震响应显著降低;曲面摩擦摆支座对结构变形的影响较小,但会使内力大幅降低,可作为该转体斜拉桥基础隔震体系的隔震支座;采用基础隔震体系后,主墩墩底弯矩减小44.83%~55.82%,剪力减小40.3%~63.09%,塔梁固结处产生最大位移65.53 mm。

摘要:首先阐述并比较传统震级(M_L、m_b、m_B、M_S及M_JMA)所用数据、计算方法及适用范围,系统梳理两种现代震级标度M_e和M_W的理论基础及计算方法。然后根据使用数据及适用场景不同,介绍M_WW、M_WC、M_Wb、M_wp及M_dt等矩震级测定方法;同时,随着越来越丰富的GPS观测数据,基于高频GPS观测也越来越多地被用于地震震级快速测定工作。最后对这些震级测定方法的时效性进行对比分析,讨论不同震级标度的适用场景及其稳定性。

摘要:越来越多的研究表明来自基岩的地震波并不是垂直地面向上传播的。地震波在斜入射与垂直入射时所产生的场地效应有很大不同，由于存在全反射现象,SV波在斜入射时产生的场地效应更为复杂。文章基于均匀弹性半空间地震波传播理论,分别推导得到SV波入射角在小于、大于等于临界角时地震动的计算表达式,通过模型算例研究SV波全反射作用下的地震动特性。研究发现:由SV波产生的地震动主要由入射波和反射波构成,滑行波作用可以忽略;地面运动轨迹具有面波旋转振动特点;随着入射角的增大,地面震动从以水平方向振动为主逐渐过渡到以垂直方向振动为主,两个方向的振动均小于入射波峰值的2倍。

摘要:嘉峪关气氡浓度在多年上升的背景下,于2017年出现了转折异常变化,但祁连山地震带内一直没有发生与异常幅度和持续时间相匹配的地震,直到2021年5月22日,在距离嘉峪关气氡测点570 km的玛多发生M_S7.4地震。为了判断嘉峪关气氡浓度异常与玛多地震的关系,结合震例,从异常信度、震前异常特征、震后异常变化及地质构造背景等方面对其进行深入分析。结果发现:嘉峪关气氡浓度的异常特征与地震所处的构造有关,发生在祁连山地震带内的地震,气氡浓度异常表现为1年或半年尺度的年畸变,发生在该地震带以外远距离的地震,气氡浓度异常表现为多年的趋势性变化;玛多地震发生后,嘉峪关气氡浓度下降速率减缓之后转折,呈恢复状态;嘉峪关气氡测点与玛多地震都位于青藏高原东北部,具有相同的动力背景且在构造上具有关联性。综合分析认为嘉峪关气氡多年趋势异常与玛多M_S7.4地震有关,研究对建立可靠的异常指标体系、提高地震预测水平具有重要意义。

摘要:利用国家地磁台网中心产出的观测资料,研究中国大陆地区低点位移现象与强震之间的关系,认为地磁低点位移异常与强震之间具有较好的关联性。多次5级以上地震发生前两月内会出现一次或多次低点位移异常,地震往往发生在低点位移异常分界线300 km内。2022年1月8日青海门源6.9级地震、2016年1月21日青海门源6.4级地震和2019年9月16日甘肃肃南5.0级地震前两月内均出现了3次明显的地磁低点位移异常。将多次低点位移异常分界线叠加到同一幅图上,形成了1个或多个交汇区域,发现地震发生在低点位移分界线的交汇区域附近。综合活动构造断裂分布、历史大地震发生情况、中长期预测的强震潜在危险区及年度全国地震危险区进一步判断可能发震的区域,此项研究明显缩小了用地磁低点位移法预测地震发生地点的范围。

摘要:利用多种气体开展联合观测是捕捉地震前兆异常的有效途径。氢、汞观测作为地震短临预测主要手段和前兆指标,在揭示地下(断裂带)流体与地震孕育、发生关系中发挥着重要的作用。通过在黑龙江肇东观测井开展断裂带土壤气H₂、Hg野外定点联合观测试验,对2019年5月18日吉林松原宁江M_S5.1主震及其余震序列的震兆关系进行对比分析,结果表明:(1)断裂带土壤气H₂、Hg浓度在宁江M_S5.1地震前分别存在3个月的短期异常和3天的临震异常,二者在主震前后表现形式以及频谱特征均存在较大差异,这可能与氢、汞特性和孕震机理有关；(2)断裂带土壤气H₂、Hg浓度在宁江M_S5.1主震及余震时段均存在高值异常,主要表现为“高值异常—恢复正常—发生主震—震后高值异常—恢复正常—发生较强余震”,具有持续性、可重复性和配套性的特点；(3)吉林松原宁江M_S5.1地震前后肇东断裂带土壤气H₂、Hg地球化学特征与震中区附近热红外异常具有响应特征,主要表现为“土壤气H₂峰值异常—震中区热红外高值异常—发生主震—土壤气Hg峰值异常—震中区热红外异常下降—土壤气H₂、Hg震后次高值异常—发生强余震”的特点。以上认识,为松辽盆地开展断裂带土壤气地球化学特征与热红外异常响应研究提供参考。