断面形状对浅埋隧道抗震力学性能影响研究

本研究之目的在于揭示隧道断面的几何形状对隧道抗震力学性能的影响。以某高烈度地震区浅埋公路隧道洞口段作为研究对象,建立了地震荷载作用下洞口段动力响应的有限元数值分析模型,对不同断面形状隧道衬砌的抗震力学性能进行比较研究,实现隧道设计断面的优选。研究选择了三心圆、四心圆、扁四心圆以及尖四心圆加等四种断面进行比较分析,并采用ABAQUS软件进行建模。研究结果表明:在地震荷载作用下,隧道采用不同断面形式所产生的位移响应值相差很小;而衬砌内力的差异明显,其中三心圆断面的受力情况最优,而四心圆和尖四心圆的受力状况较差。隧道断面越接近于圆形,能够有效改善地震荷载作用下的隧道受力状况。     

长江隧道衬砌结构地震响应的三维数值分析

以武汉长江隧道为工程依托,运用Ansys软件对盾构隧道在水平、竖向双向耦合地震作用下采用3种不同衬砌材料的地震响应进行三维数值模拟,分析这3种工况下隧道衬砌结构的不同部位上应力和位移的分布状况,探明了盾构隧道在地震作用下衬砌结构的动力响应规律,找出了衬砌结构的受力最薄弱部位,研究可对盾构隧道的抗震设计提供理论参考。     

基于国际标准的强震作用下高桩结构LNG码头桩基布置

LNG码头抗震等级要求高,抗震分析是高桩结构LNG码头需要重点研究的问题。按国际标准采用振型分解反应谱法,通过有限元软件,对不同桩基布置形式的高桩结构进行地震动力响应分析。结果表明不同桩基布置形式对结构自身刚度影响较大,从而改变结构自振周期,使结构承受不同的地震荷载;斜桩控制地震作用下的水平位移效果较好,但桩力偏大;对于具有多排多列的高桩墩式结构,桩基宜对称布置,同时边桩与内侧桩基可采用不同斜率来改善桩基受力分布情况。     

全直桩码头结构振型反应谱抗震分析

针对全直桩码头结构形式,以国外某码头工程为研究对象,采用振型分解反应谱法对不同水平地震方向激励进行纵横轴不对称结构动力响应分析,探讨了在不同水平地震方向作用下桩基结构位移和内力的变化规律。计算结果表明:结构平面质量中心和刚度中心不重合时,水平扭转效应对结构受力影响明显,结构地震作用及其扭转耦联振动效应可采用振型分解反应谱法计算;在水平地震作用下,全直桩码头结构的近陆侧桩承担的水平地震力最大,边桩比中间桩群承担了更多的水平地震力,设计中应重视边角桩的受力情况及调整桩基布置形式来减小扭转产生的不利影响。     

美标抗震设计中钢管桩与上部结构连接的探讨

桩基与上部结构的连接形式一直是高桩码头设计中的重要一环。尤其是在码头抗震设计中,合理的桩与上部结构连接形式不仅能确保桩基与上部结构间力的有效传递,而且还能充分发挥结构位移能力,并对上部结构形成能力保护。我国桩基规范虽然对钢管桩与上部结构连接形式做了相关要求,但却没有提及具体的计算方法及地震作用下的设计要求。探讨美标抗震设计中几种钢管桩与上部结构连接形式。     

汶川地震对桥梁抗震的思考

对国内外桥梁抗震理论的发展进行了探讨,结合我国汶川地震对桥梁破坏的情况,阐述了桥梁抗震设计的要点。     

黄土隧道施工方案研究

通过对化林隧道的地质环境和地质构成成分进行分析，根据化林隧道黄土梁处的具体情况，对化林黄土隧道的主体工程、洞口和动身的施工进行方案设计介绍，提出加强化林黄土隧道施工质量控制的措施，保证化林黄土隧道施工的安全性和质量。     

公路隧道经济指标分析与影响

隧道经济指标受结构形式、断面大小、断面形式和围岩级别等诸多因素的影响。通过对各级围岩不同断面大小和形式的隧道经济指标的分析,总结出项目设计时道路等级、隧道断面形式的指导意见。通过工程实例分析隧道长度对经济指标的影响,给出线路布设时隧道规模的控制原则。     

重力式方块码头的抗震动力性能分析

以抗震性能相对较差的带有卸荷板的重力式方块码头为研究对象,首先对其在静力荷载作用下的变形和等效应力及稳定性进行了初步分析,然后对其在规范拟静力地震作用下和基于动力时程的强震记录下的水平地震惯性力、水平和竖向变形、最大等效应力、抗滑移和抗倾覆稳定性进行了对比分析。结果表明强震作用下除了码头的抗倾覆和抗滑移验算外,对结构的水平残余变形和竖向沉降变形同样要给予密切的关注,按当前规范给出的标准进行抗震设计,罕遇地震下会存在一定的风险。     

海底管线抗震设计方法研究

现用海底管线的地震应力计算方法存在着计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,研究在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过计算发现在设计地震条件下,管土之间的约束实际上已进入了塑性滑移状态.结合理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力.并用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用.最后通过新的应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行在役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础.     

桩基础抗震储备对桥梁结构抗震安全影响

地震中桩基础一旦发生损伤或破坏,会带来地震后桥梁安全排查困难和抢修时间长等问题,而且因基础加固难度大和加固成本高,还会严重影响灾后的恢复工作。因此,许多国家越来越重视桥梁基础的抗震储备。但是,这一理念在我国尚未得到普遍认识,导致我国桥梁桩基础结构普遍偏弱,其抗震储备低于桥墩。通过分析桥梁抗震设计原则,比较中日两国典型桥梁下部结构的配筋以及分析典型桥梁的非线性地震响应,阐述桩基础抗震储备对桥梁结构抗震安全影响。     

美国《码头抗震设计标准》要点分析

介绍了美国土木工程协会ASCE/COPRI 61-14《码头抗震设计标准》的设计要点。该标准主要具有以下特点：1）根据码头对地区经济的重要性和震后修复的必要性,规定了高、中、低3种设计分类;2）采用了运营水平、偶遇水平和设计地震3个地震水平的抗震设计方法;3）除了基于力的设计方法外,还规定了基于位移的设计方法;4）引入了“能力保护”的思想,以减少地震对码头结构的破坏。结合国内外抗震设计规范现状,提出了对我国水运工程抗震设计发展的建议。     

水布垭清江大桥隧道锚关键技术问题探讨

水布垭清江大桥主桥结构为主跨420 m的悬索桥,两岸锚固形式均采用隧道锚碇结构。根据两岸地质条件,进行了隧道锚方案研究、数值模拟分析和缩尺模型试验。结合施工勘察成果,确定了两岸隧道锚结构尺寸,长岭岸左隧道锚体长18 m、右隧道锚体长24 m,隧道锚围岩稳定系数为5.5;泗淌岸隧道锚体长15 m,隧道锚围岩稳定系数为7。总结了岩溶发育区悬索桥隧道锚的技术要点,对悬索桥隧道式锚碇结构形式的应用有借鉴作用。     

钢框架结构钢骨消能支撑的抗震性能研究

通过对钢框架、钢支撑钢框架和钢骨消能支撑钢框架结构体系的弹性反应谱分析、弹性以及弹塑性时程分析,对比研究了3种钢框架结构体系的抗震性能。分析结果表明,钢骨消能支撑钢框架结构体系能有效地消散输入结构的地震能量,减少结构地震反应对钢框架梁柱的非线性性能的需求。同时由于钢骨消能支撑的作用,避免了钢框架结构的局部失稳,提高了结构的弹塑性变形能力和延性。     

中国与孟加拉国抗震设计地震加速度转换的探讨

孟加拉国的建筑工程采用中国标准时,当地标准提供的地震加速度值不能直接采用.为了进行中国与孟加拉国标准抗震设计地震加速度的换算,从地震加速度的基本概念、定义和确定方法入手,对中孟标准地震加速度取值问题进行了比较研究.结果表明:1)在场地类别划分的规定上,孟标的SA类场地与中标的I0场地基本对应,这是中孟标准地震加速度转换...     

水运工程水下振动台的应用研究与进展

在充分了解国内外地震对水工建筑物危害程度及水下振动台应用现状的基础上,分析了水下结构物抗震设计计算与结构抗震物理模型试验的差异,阐述了在交通行业建设大型水下振动台的必要性和重要性,明确了建设水下振动台需要解决的关键技术问题,对水下振动台应用前景进行了分析。     

基于谱分析方法的日用燃油罐抗震分析

日用燃油罐是核电站中比较常见的存储燃料压力容器,常常处于比较危险的工作状态。文中依据ASME规范要求,确定了燃油罐结构的工况和载荷组合,采用有限元软件ANSYS对结构进行强度分析,并通过谱分析的方法对其进行抗震分析,得到结构对地震载荷的动力响应。文中给出了结构最容易失效的部位,并根据规范对其进行应力评定,计算结果表明地震载荷对结构的影响较小,结构满足ASME规范的强度要求。     

港口结构抗震设计方法的发展（5）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定.此系列论文共分6部分,该文为第5部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中高桩码头的抗震设计方法.比较表明:对于高桩码头抗震设计,我国规范和美国规范采用反应谱法确定地震力,日本规范则将地震危险性分析得到的结果作为输入的地震波,根据结构的反应确定地震系数.美国规范给出了多种码头变形的计算方法.     

港口结构抗震设计方法的发展（4）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。此系列论文共分6部分,该文为第4部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中重力式码头和板桩码头抗震设计的方法。比较表明,对于重力式码头抗震设计,我国规范计算惯性力时考虑了加速度系数沿码头高度的变化,日本规范在基于地震危险性分析结果确定的地震系数中包含着要求控制的变形。对于板桩码头抗震设计,我国、美国和日本规范计算拉杆拉力和板桩墙弯矩时采用的方法不同。     

钢框架-防屈曲支撑结构抗震性能的振动台试验研究

为了研究防屈曲支撑结构在地震作用下的抗震性能,采用低屈服点钢材制作内芯板,设计和加工制作了1/4缩尺的钢框架-防屈曲支撑试件,对其进行3种不同地震波作用下的振动台试验,分析了该结构在不同等级地震波作用下的破坏形式、动力特性、加速度响应、层间位移角、应变等力学性能.结果表明:在不同强度地震波作用下,各构件均没有明显的破坏现象.试件的初始基本自振频率为23.12 Hz,初始阻尼比为2.78%.随着加载的峰值加速度增大,自振频率逐渐降低,但阻尼比逐渐增加.试验结束时,试件的刚度退化率为5.4%.结构的加速度放大系数随地震强度的增大而减小,且二层的加速度放大系数大于一层.结构的最大层间位移角在小震和大震下分别为1/3 000和1/314,满足结构抗震设计要求.框架梁和柱各测点的应变随地震峰值加速度的增加逐渐增大,且应变变化趋势在工况5之前呈线性变化,之后呈非线性变化.