汶川震区路肩墙抗震能力检算与震害机理分析

在汶川地震路肩墙震害调查基础上,根据设计图纸,按规范对路肩墙进行抗震能力检算和震害机理分析,获得以下结论:由于现行公路规范中有关规定表明地震工况时公路挡土墙稳定性验算不考虑车辆荷载,故按现行公路规范要求设计的挡土墙具有抵抗8度地震的抗震能力;9度地震烈度区路肩墙倾斜变形的原因是挡墙基底应力超过基底容许承载力值;10度地震烈度区路肩墙严重倾斜变形及出现毁坏现象的原因是抗倾覆稳定系数不满足规范要求和挡墙基底应力远远超过基底容许承载力值,碎石土基路肩墙还有抗滑动稳定系数不足的原因;现行公路规范中挡土墙稳定安全系数取值合理,在9度地震烈度区是适用的,并且可以延伸到10度地震烈度区。     

地震作用下岩质地基挡墙土压力变化特性数值分析

通过汶川震区路基工程震害调研,初步概括了高烈度区岩质地基挡墙的破坏规律及特性.结合室内振动台模型试验的校正模型,运用有限差分法数值计算,分析了不同高度岩基挡墙在不同量级地震作用下的动力响应,得到了地震土压力随地震量级、挡墙高度的变化规律,对现行抗震规范的可细化之处进行了补充和讨论.分析结果表明,墙高〈12 m挡墙在Ⅹ度烈度区（〉0.6g）的地震土压力较之Ⅸ度烈度区呈线性增长关系,现行公路、铁路抗震设计规范所采用的拟静力法技术框架可以继续扩展到Ⅹ度烈度区使用;挡墙自身结构特征的模态分析表明,挡墙自身的结构共振破坏是高挡墙震害的重要原因.     

汶川地震路基震害分析及对抗震规范改进的启示

利用汶川地震的大批近场实震资料,对促进铁路、公路抗震设计规范的发展具有重要的科学意义和应用价值．对汶川地震近场区路基震害进行了调查,主要以2005年竣工的都江堰至映秀的三级公路为例,分析了路堤工程、路肩墙和路堑墙的震害模式．研究表明：在常用支挡工程类型中,桩板式挡墙的抗震性能最优,其次为混凝土挡墙,浆砌片石挡墙最差;按现行铁路抗震设计规范,对汶川地震9—10度烈度区的挡土墙进行了稳定性检算,抗滑动稳定安全系数的计算结果与宏观震害情况基本一致;土工格栅加固措施可有效地提高路堤工程的抗震能力．此外,从对现行规范技术框架进行延展和更新2个层面,论述了汶川地震对路基工程抗震设计规范发展的推动作用,并特别指出,汶川地震9度以上近场地震资料以及高等级公路中新型支挡工程、路堤加固工程的实震资料,提供了填补现行规范空白的罕有条件．     

玄武岩台地前缘环形路基高挡墙变形处治研究

玄武岩台地前缘是地质灾害较为发育的区域。 某玄武岩台地前缘一路基高挡墙, 受雨季墙后地下水水位快速上升的影响, 发生了较大的变形, 地下水成为挡墙变形破坏的主要因素之一。 本文通过详细的工程地质和水文地质勘察, 对挡墙下方地下水的来源以及挡墙的变形破坏机理进行了分析。 在此基础上, 综合考虑各方面因素, 提出了 “框格锚索+反压+排水” 的处治方案, 处治后的路基稳定性计算结果满足相关规范要求。 为解决复杂地层下弧形挡墙锚索设置易串孔及锚固段深度难保证的问题, 通过建立三维地质模型和设计模型, 确保锚索的入岩深度大于 9m、 锚索间距大于 3m。 竣工后该路基稳定性较好, 表明该处治方案的合理性和可靠性。     

台阶式格栅加筋挡墙现场试验研究

对广东省河龙(河源至龙川)高速公路K29+307~K29+353段路基挡墙处的分级直立式格栅加筋挡墙进行了现场试验测试分析,分别测试了挡墙从施工到正常使用期间加筋墙的加筋体内筋带拉力、土压力分布、墙面变形以及地基应力等,对测试结果进行了分析研究,探讨了相关的分布规律以及影响因素,并得出了一些新的认识和见解.     

台阶式格栅加筋挡墙现场试验研究

对广东省河龙(河源至龙川)高速公路K29 307~K29 353段路基挡墙处的分级直立式格栅加筋挡墙进行了现场试验测试分析,分别测试了挡墙从施工到正常使用期间加筋墙的加筋体内筋带拉力、土压力分布、墙面变形以及地基应力等,对测试结果进行了分析研究,探讨了相关的分布规律以及影响因素,并得出了一些新的认识和见解.     

高铁悬臂式挡墙路基对既有路基变形控制研究

对于运营期间的铁路,在其路基外侧新建悬臂挡墙式高速铁路路基等新增荷载必然会对既有路基产生一定的位移变形,影响轨道的平顺性.以昌景黄铁路邻近悬臂挡墙式路基段施工为背景,结合实际工况,基于小应变刚度(HSS)模型,采用有限元分析平台(PLAXIS 3D)分析了不同控制手段下新建悬臂挡墙式路堤对邻近既有线的扰动变形影响,并对...     

地震作用下土体变形破坏模式与机理

为探讨土体的地震变形效应,对都江堰—映秀公路全线挂网喷混凝土防护削方边坡和人工填筑路堤震害进行了调查分析,发现挂网喷混凝土防护边坡和路堤等具有侧向临空面的土体,其地震变形破坏表现为震陷和滑塌,而路肩墙工程由于墙体的侧向约束,填料的地震变形表现为震陷变形和下陷与隆起交错变形(即凹凸变形).震陷率和凹凸变形幅值均随地震烈度增大而增大,且均服从正态分布.上边坡震害受平面线型程度影响较大,位于直线段、凹曲线侧和凸曲线侧边坡的震害程度依次递增.经路堤(侧向临空模型)和层状填料(侧向约束模型)振动台模型试验验证,试验结果与现场调查一致,且揭示了土体由震陷向凹凸变形转化的峰值加速度阈值约为0.6g,可供评估路堤震害模式和确定修复措施参考.     

山区公路常见病害及处治方案研究

由于山区公路特有的自然条件,使得其病害的种类比较繁多,严重降低了公路的服务水平。我们通过对大量公路病害进行总结(主要以龙开口水电站进场公路为例),经过分析认为,山区公路中比较容易发生的病害主要包括挡墙变形开裂、挡墙倾斜、路堤整体滑移、桥台、涵洞路基不均匀沉降、路面开裂破损等方面。将针对这些常见的山区公路病害分析其原因,同时有针对性地提出相应处治方案。     

复杂采煤区路基变形规律及影响因素分析

分析了山西省煤炭开采现状以及采空区路基变形基本规律,结合有限元数值分析软件,建立不同开采方式下的路基变形与受力分析模型进行分析.结果表明：自重应力和附加应力引起采空区顶板发生变形,影响路基稳定;煤层开采宽度越大,路基在水平和竖直方向位移越大;不均匀沉降引起路基弯曲、倾斜、基应力集中等现象;煤矿的复杂开采方式过程对路基变形影响差异较大,实际工程应当根据具体情况采取相应的支护措施.     

基于概率烈度的结构抗震损伤可靠性分析

基于结构在地震作用下的不同程度损伤,探讨了更为准确、实用的抗震可靠性分析方法。以混凝土多孔砖砌体结构为例,采用抗震损伤指标标定结构在地震作用下的损伤状态等级,将结构损伤状态分级化;考虑抗震设防区实际地震烈度的发生概率,引入概率烈度来改进传统的可靠度计算公式,构建了基于概率烈度的结构抗震损伤可靠性分析方法。实现结构抗震损伤状态及其概率的分级量化评价,为进一步结构抗震研究及抗震风险评估提供分析基础。     

Estimation of Load-Induced Damage and Repair Cost in Post-Tensioned Concrete Rocking Walls

Post-tensioned concrete rocking walls might be used to avoid severe seismic damage at the base of structural walls, decrease residual drift, and lessen post-earthquake repair costs. The prediction of load-induced damage to the rocking wall resulting from seismic loading can provide an extremely valuable tool to evaluate the status and safety of structural concrete walls following earthquakes. In this study, the behavior and the damage state of monolithic, self-centering, rocking walls, as a new type of concrete rocking wall, are investigated. The nonlinear mechanical behavior of the wall is first modeled numerically, and subsequently the mechanical parameters from the numerical simulation are used to generate the local damage index. The results from the damage index model are compared with the full-scale test results, confirming the viability of the numerically based damage index method for estimating the seismically induced damage in concrete walls. Moreover, the estimated damage can be utilized as a qualitative and quantitative scale to assess the status of the wall following seismic loading events. Finally, an equation is proposed to estimate the repair cost based on the predicted damage state for the studied structural system.     

地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算

框架-复合墙结构是以框架和密肋复合剪力墙共同承担水平地震作用的新型组合式双重抗侧力体系,合理计算弹塑性阶段框架与复合墙的内力是决定大震下结构体系安全性能的关键问题之一.根据6榀典型密肋复合墙试验数据,建立了复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数.在对比复合墙与框架、混凝土墙、砌体墙刚度退化规律的基础上,分析了复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出了弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法,并通过具体算例讨论了结构内力的变化情况.研究结果表明：弹塑性阶段,框架与密肋复合墙刚度退化速度比值呈非线性关系,框架分担总地震剪力的比例增加,但其绝对剪力值增加幅度并不明显;考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更好地符合了地震下框架-复合墙结构的实际受力情况.     

SDOF弹塑性体系地震响应的参数影响

从国外十几次主要地震事件中选取了320条强震记录,按照《铁路工程抗震规范》罕遇地震下6度、7度、8度和9度设防标准进行调幅,并利用弹塑性动力分析程序,采用Takeda双线性刚度退化模型,考虑了不同震级、场地类型、基阶周期的影响,进而对SDOF弹塑性体系的地震响应进行了参数影响研究,为建立与《铁路工程抗震设计规范》相符的弹塑性反应谱提供合理的依据,进而为桥梁结构基于性能的抗震设计提供重要的参考和依据．     

基于抗震概念设计的密肋复合墙新型抗震结构体系

以512汶川大地震震害调查为基础,从抗震概念设计的角度出发,对建筑结构的典型震害进行了分析,指出设置多道防线、合理刚度布置、增强整体性能、重视非结构构件等对于保证结构抗震安全的重要意义,并结合课题组多年的研究成果,提出了一种具备多道抗震防线的刚度可调型密肋复合墙新型抗震结构体系,探讨了其对于改善结构抗震性能所起的积极作用.     

公路桥梁抗震防灾安全性评估分析

针对公路桥梁抗震防灾安全性评估专家系统研究的课题,进行了桥梁地震的变形和强度易损性评估的具体分析与研究。并结合抗震规范的超越概率评价了地震的危害性损害,以利于提高桥梁防震减灾的安全度水平。     

带水平滑移层的空心砖填充框架抗震性能试验

为了降低地震作用下填充墙体的破坏程度，提高填充墙体的变形可恢复性能，基于框架填充墙破坏模式，提出了在空心砖填充墙中设置水平滑移层的构造措施；设计并制作了两组足尺填充墙框架构件，进行了拟静力试验，研究了带水平滑移层的填充墙框架的抗震性能；提出了衡量填充墙破坏程度的计算方法，比较了增设水平滑移层的构造措施后填充墙体的破坏程度. 分析结果表明:空心砖填充墙增设水平滑移层后，填充墙体的斜撑作用弱化，水平滑移层的设置改变了墙体的破坏模式，墙体破坏由对角破坏转向滑移破坏，框架构件的耗能能力增加，填充墙体的破坏程度和构件的残余变形显著降低，残余变形下降了27%，填充墙体破坏率最少降低93%以上.      

加筋格宾挡墙动力特性分析及设计要点

通过室内拉拔试验研究了格宾网筋土作用特性,利用振动台试验研究了加筋格宾挡墙的动力特性,分析了它在地震荷载下的破坏现象及其动土压力分布规律,并找出其在地震荷载下的最不利部位,提出了加强措施;利用Geo-Studio软件建立人工耦合有限元数值模拟模型,对比分析了振动台试验及相同尺寸的有限元数值模拟模型,研究加筋格宾挡墙的动...