汶川地震岩质边坡崩塌机理分析

为研究岩质边坡的地震崩塌机理,对汶川地震广岳铁路沿线岩质边坡进行震害调查,发现与拟静力分析的滑移假设不同,地震作用下块体崩塌具有抛射特征。通过对楔形块体岩质边坡模型进行有限差分动力数值计算,发现水平地震动作用下块体顶部会产生0.9倍水平向峰值加速度的垂直向峰值加速度,块体内部的水平向峰值加速度约为相同高度完好岩体水平向峰值加速度的2倍;块体在强地震作用下产生的是斜向下抛射运动而非平抛运动,初始速度矢量与水平面的夹角约为41.6°。研究初步揭示了岩质边坡在地震作用下的崩塌机理,为深入揭示块体的地震动响应规律奠定了基础。     

基于PSHA计算方法的豫南地区桥梁设计地震动参数研究

根据我国路桥抗震设计规范,桥梁工程设计地震动参数以重现期T=475年和2 000年的概率水准确定,地震危险性概率分析方法(PSHA)常用于计算此类工程的基岩峰值加速度(PGA)。以豫南地区某桥梁为研究对象,对地震动参数进行概率危险性计算。结果表明:该桥在重现期T=100、475和2 000年概率水准下的基岩峰值加速度分别为12.7、31.6和72.5 gal;对应水平向设计地震动峰值加速度分别为19.3、45.7和98.7 gal。研究区位于第5代中国地震动参数区划图0.05 g区,建议设计基本峰值加速度为50 gal,其与计算结果较为一致。     

基于构造深度的沥青路面离析评价分析

为了分析构造深度在沥青路面离析评价中的适用性,首先采用铺砂法检测构造深度,同时结合PQI技术检测压实度并反算空隙率,通过研究构造深度与空隙率之间关系,建立采用构造深度评价沥青路面离析的方法。研究结果表明:标定后PQI测定压实度与表干法实测压实度拟合相关系数R2大于0.92,说明PQI具有较好的检测准确性。AC-25沥青路面空隙率与构造深度拟合相关系数达到0.812,说明二者间存在较好的相关关系。根据拟合方程反算,当空隙率控制在3%～6%时,构造深度应控制在0.46～1.44 mm。下面层构造深度与空隙率相关系数为0.487、上面层为0.633,说明AC-20中面层与SMA-13上面层采用构造深度法进行离析评价并不具备较好的适用性。     

有、无柱地铁地下车站地震响应对比分析

为了解有柱与无柱地铁地下车站结构地震响应特性的异同,采用ABAQUS软件对2种地铁车站结构进行了水平向的非线性地震响应数值模拟,对比分析了在3种地震波不同峰值加速度作用下2种结构的响应特性。结果表明:1)2种车站结构的地震响应规律基本相似,在强震作用下均会受到严重的损伤,除侧墙与顶底板的连接处外,有柱车站的中柱与无柱车站的底板均为抗震的薄弱点,应注重加强其抗震性能;2)顶底板间最大的相对水平位移与输入波峰值加速度近似呈线性增大关系,且与波的频谱特性密切相关;3)在地震作用过程中产生的单向累积残余变形沿侧墙高度的变化曲线呈波浪状,最终摆向与最大摆幅的摆向一致;4)2种车站结构的加速度时程曲线形状相似,且相对基岩输入波有明显的放大。     

山区斜坡桩基地震响应的离心模型试验

为探讨地震对山区桥梁斜坡桩的影响,在土工离心机上进行坡顶平地桩、斜坡上单桩及1×2群桩的振动台试验。通过安装的加速度计、激光位移计及桩身应变片实测在不同加速度峰值的El Centro波作用下,斜坡场地各点的加速度时程、各桩截面的应变量及桩头位移值,由此分析斜坡场地各点的加速度放大系数及位移时程,各桩截面的弯矩及水平变位。然后,结合OpenSees进行数值模拟分析,探讨斜坡场地地震效应、桩与斜坡共同工作特性以及桩基残余变形发展特性等。研究结果表明：在各级地震荷载下,斜坡单桩与1×2群桩在地面处位移约为40 mm,桩顶累积变形量则分别达到90,50 mm,峰值弯矩达到1 120 kN·m;斜坡场地在坡顶位置最为不利,其加速度放大系数最高达到1.8左右,因此在低加速度峰值的输入波作用下,斜坡就会发生侧移,对桩基造成影响;在受地震影响的山区斜坡地段修建桥梁桩基,不能仅考虑边坡安全系数,而应计入地震作用下边坡永久位移对桩基的影响。     

基于节能理念的水泥混凝土工作性控制技术研究

为了贯彻工程建设的节能理念,实现智能控制水泥混凝土的工作性能,试验针对不同搅拌设备、不同混凝土配合比、不同搅拌方量对电流数据的影响进行了研究。研究结果表明:(1)现场搅拌站试验和室内搅拌机试验得到的电流数据,均出现了峰值和稳定状态。现场搅拌站上电流在稳定状态下波动范围基本保持在±0.5A,室内搅拌机上电流在稳定状态下波动范围基本保持在±0.005A。(2)不同配合比的混凝土,在搅拌过程中峰值数据差异较大,而后期电流值较为稳定,且易于区分。(3)随着搅拌方量的增大,混凝土在搅拌后期得到的电流稳定值逐渐增大,揭示了电流数据的应用规律。(4)电流数据与坍落度之间存在近似线性关系,且相关性较大,给出了电流数据表征坍落度的理论公式。     

实际土层对高墩桥梁端碰撞的影响

为了研究实际场地土层对高墩大跨连续刚构桥在地震作用下梁端碰撞概率的影响,基于非线性有限元软件OPENSEES建立了某三跨高墩连续刚构桥梁端伸缩缝宽度分析的有限元模型。基于DEEPSOIL软件考虑实际土层分布对从基岩传播到桥墩和桥台基础的地震波的过滤作用,以概率论为理论基础,提出了一种以基岩峰值加速度为强度指标的多点地震激励下梁体碰撞概率分析方法,借助此分析方法对某三跨高墩连续刚桥梁进行多点地震激励下的增量动力非线性分析,并与未考虑实际土层过滤影响(一致激励)的结构响应进行对比分析。研究表明:随着基岩加速度峰值增加,一致激励时梁端伸缩缝宽度需求值逐渐大于考虑土层过滤作用(多点激励)的值;随着伸缩缝宽度和加速度峰值的同时增加,多点激励作用下工况1(1~#和4~#桥台至少有1次发生碰撞的碰撞概率)和工况2(1~#和4~#桥台同时发生碰撞的碰撞概率)均大于一致激励作用下的系统碰撞概率;工况1时一致激励与多点激励概率基本一致,而在工况2中,多点激励比一致激励下系统碰撞概率最大相差约0.06;确定高墩大跨连续刚构桥的伸缩缝宽度取值时,考虑实际场地土层分布是非常必要的。     

基于便携式排放测试系统与BP神经网络的大型客车排放预测

以大型客车为研究对象,在长沙市的不同道路工况下进行了车载排放测试,借助道路测试得到的数据,利用BP神经网络,以逐秒的速度、加速度、比功率和油耗数据为输入,建立CO2、CO和NOx的排放预测模型,并用部分试验数据进行了验证.结果表明,CO2、CO和NOx预测结果的总体相关系数R为0.9167,线性高度相关,在整体误差水平...     

桩——网复合路基变形机理的数值分析

基于对桩——网复合路基变形机理理论分析,运用有限元数值模拟的方法,对一种新型软土地基处理的路基的沉降、侧向位移、差异沉降进行了数值分析研究。研究表明:(1)在垫层与填土间加入土工格栅后,能减少路基顶面及底面的沉降,但能够更明显地减少路基顶面及底面的差异沉降和坡脚侧向位移;(2)路堤底面的沉降量出现谷值点是由于桩体作用所致,峰值点是由于土拱效应所致;(3)较大的土工格栅拉伸模量对于减小路基顶面沉降的效果是不明显的,合适的土工格栅拉伸模量能够减小经济投入。     

斜交型立体交叉隧道的地震动力响应研究

为探究立体交叉隧道在地震荷载作用下的动力响应并对立体交叉隧道的抗震设计提供理论参考,通过大型振动台试验,分别研究加载X单向及XZ双向El-Centro波时,斜交型立体交叉隧道的上跨和下穿隧道及交叉区段坡体内部加速度峰值的分布规律。试验结果表明:1)上跨及下穿隧道拱顶加速度峰值在交叉段中心断面处最大,影响区段两侧断面较小,呈现出"抛物线"分布,表明拱顶易成为立体交叉隧道抗震的薄弱环节; 2)由于下穿隧道及空间效应的存在,导致上跨隧道交叉断面仰拱处的地震响应较拱顶而言明显减弱,同时下穿隧道仰拱交叉段中心断面处动力响应最小,即仰拱破坏模式表现为影响区段两侧断面—交叉段中心断面的传递演化形式; 3)坡体内部交叉中心段的加速度响应存在叠加效应,导致该点的地震响应最为强烈,且其余测点的加速度放大系数随着埋深的增大而逐渐减小; 4)在加载XZ双向地震波时,其同一测点的动力响应相较于只加载X单向时显著增长,且在高地震烈度(0.4g～0.6g)时这种增长现象的变化幅度较大;此外,地震波加载方向的改变对立体交叉隧道仰拱处的地震响应产生不同影响。     

基于GF-1卫星遥感数据的苏化高速公路植被变化研究

基于GF-1遥感卫星影像,采用光谱锐化方法及灰度直方图进行图像融合与镶嵌,选用生境质量指数和植被覆盖度指数作为生境质量变化的指示因子,定量研究苏化高速公路2018年～2020年土地覆盖和植被NDVI数据。结果表明：(1)GS变换融合方法和灰度直方图法可较好地处理图像数据;(2)2018年～2020年苏化高速公路12个重要工点中,土地利用类型的明显变化主要发生在2019年,7个工点生境质量指数有所减小,施工在原有的建设用地基础上扩大了面积,草地占比大的工点生境指数可达到95.64,耕地占比大的弃土场工点生境指数可低至43.62。     

浅埋条形基础抗震承载力拟动力分析

采用拟动力法推导出基岩至地表之间不同深度土层地震加速度时程，在此基础上针对砂性土地基，利用极限分析上限定理推导了地震作用下地基极限承载力系数N_γE的求解方法，并进一步分析了地震动向地表传播过程中，不同深度土层振动相位差与地震加速度幅值放大效应对N_γE的影响。研究结果表明:采用拟动力法计算出的N_γE随地震加速度和地基土内摩擦角的变化关系呈现出与拟静力计算结果相同的趋势，但振动相位差的影响导致前者明显高于后者，且地震波长越短，二者差异越明显；地表地震加速度是N_γE的主要影响因素，其在地基发生极限破坏时总是达到幅值；幅值放大效应由于放大了地表地震加速度幅值而导致N_γE显著降低。     

桩-网复合路基变形机理的数值分析

基于桩-网复合地基桩-网-土体系作用机理的复杂性,理论研究落后于工程实践等现状,对桩-网复合路基变形机理理论进行了分析,运用有限元数值模拟的方法,对一种新型软土地基处理的路基的沉降、侧向位移、差异沉降进行了数值分析研究。结果表明:(1)在垫层与填土间加入土工格栅后,能减少路基顶面及底面的沉降,但能够更明显地减少路基顶面及底面的差异沉降和坡脚侧向位移;(2)桩间土强度的增加对于路基底面最大差异沉降的影响要比路基顶面要大,路基顶面最大差异沉降的增加大致与桩间距的增加呈正比关系;(3)路堤底面的沉降量出现谷值点是由于桩体作用所致,峰值点是由于土拱效应所致;(4)较大的土工格栅拉伸模量对于减小路基顶面沉降的效果是不明显的,合适的土工格栅拉伸模量能够减小经济投入。     

公路强制控速设施试验研究

为了研究强制控速设施结构形式(高度和宽度)对重型货车的影响,以8种不同结构形式的强制控速设施为试验对象,采用重型货车进行了实车道路试验,并用五轮仪和32通道数据采集仪记录了实车试验时的试验车速、车轴加速度、车身加速度数据.然后根据振动理论建立了以车轴加速度峰值和车身加速度峰值为因变量,以强制控速设施高度、宽度及试验车速为自变量的非线性三元回归模型,并利用最小二乘法则求出了模型系数的估计值,获得了回归方程,最后对回归结果进行了分析.分析结果表明:车轴加速度峰值和车身加速度峰值与强制控速设施高度成正比;车轴加速度峰值和车身加速度峰值与车速和宽度的比值成二次曲线关系;对于同一强制控速设施宽度,车身加速度峰值曲线最大值所对应的车速为车轴加速度峰值曲线最大值所对应车速的1.65倍.     

地震峰值加速度对填筑路基地震响应特性的敏感性分析

针对填筑路堤地震作用下的动力响应敏感性,采用数值模拟方法研究典型填筑路堤内部在地震作用下的动力参数(加速度、速度、位移)及残留位移等随地震峰值加速度的变化规律及敏感关系,分析结果对明确填筑路堤动力稳定性的关键部位,提高路基设计水平等均具有较强实用价值和指导意义.     

大跨径Y形钢箱肋拱桥地震风险评估

为解决现有桥梁地震失效概率计算方法耗时长、计算复杂的问题，提出了一种联合响应面法(RSM)和蒙特卡洛法(MCM)的评估方法，并以此对泾河大桥的地震风险进行了评估。首先通过Midas Civil建立有限元模型，计算桥梁在不同程度地震有效峰值加速度作用下的地震响应，以副拱中部位移为响应值，利用响应面法构建地震有效峰值加速度与位移值的响应模型，求解完成后检验响应模型的精度，最后根据蒙特卡洛原理建立风险极限状态方程，计算得到桥梁在地震作用下的失效概率。研究结果表明，Y形钢箱肋拱桥的地震风险概率为1.81%,桥梁比较安全；RSM的拟合效果较好，能够准确求出影响因子与计算目标的关系；联合响应面法和蒙特卡洛法能够快速、准确地对桥梁地震风险进行评估。     

汶川地震诱发边坡动力失稳影响因素分析

通过实地调研5·12大地震后汶川震区附近道路沿线的滑坡与崩塌灾害分布情况,对地震烈度、地形地貌及地质构造等影响边坡动力稳定性的主要因素进行了分析.经过统计表明,沿发震断层长轴方向的地质灾害点数目明显地比垂直于断层的短轴方向比较多;地震滑坡、崩塌等地质灾害在该区域分布上以沿河流水系呈线状分布;地震引发的滑坡多集中在坡度2...     

青藏铁路冻土场地-路基地震动力反应数值分析

以青藏铁路工程抗震设计与加固为应用背景,采用地震反应分析的二维动力有限元法,开展青藏铁路冻土场地-路基的地震动力反应数值分析,给出了冻土场地-路基最大水平加速度、最大竖向加速度、最大动竖向正应力、最大动水平正应力、最大动剪切应力随地层深度的变化规律。研究表明:冻土层厚度对场地-路基地震动力反应有重要影响。路基顶部,冻土场地的最大竖向加速度远大于非冻土场地的最大竖向加速度,而冻土场地的最大水平加速度小于非冻土场地的最大水平加速度。冻土场地较非冻土场地动应力的峰值基本偏大且频率高,最大动竖向正应力随深度增大呈近似线性增大、而最大动水平正应力和最大动剪应力在冻土层与非冻土层分界附近则呈剧烈波动变化,与非冻土场地路基动应力反应明显不同。据此,指出了冻土场地路基在地震作用下的危险点所在位置。     

地震作用下钢管混凝土组合桁梁-格构墩轻型桥梁行车安全性分析

为研究地震作用下钢管混凝土组合桁梁-格构墩轻型桥梁的行车安全性,以干海子特大桥为研究对象,建立考虑地震作用的车桥耦合振动方程,并将计算方法添加到基于梁单元的双重非线性有限元程序NL_Beam3D中,实现地震作用下车桥系统相互作用的耦合计算。考虑车辆倾覆指标和桥梁横向变形的影响,进行行车安全性分析。结果表明:有限元计算得到的基频和不同车速下最大动挠度与实桥荷载试验得到的结果接近;与已有振动台试验结果相比,位移时程曲线形状吻合,位移幅值满足相似比关系,验证了计算模型和方法的有效性。柔性高墩轻型桥梁对地震波有滤波效应,地震波传至桥梁时强度明显减弱;最不利的重型货车的倾覆指标阈值大于E1多遇地震时的桥面最大横向加速度,即不存在车辆侧倾现象;墩顶位移满足设计要求,干海子特大桥行车安全性能良好。部分墩顶横向位移在地面峰值加速度达到1. 6倍E1多遇地震动时,将超过《公路钢管混凝土桥梁设计与施工指南》给出的限值。桥面最大加速度在地面峰值加速度为2倍E1多遇地震动时,倾覆指标阈值小于桥面最大横向加速度,重型货车存在倾覆可能;对应的桥墩墩顶最大横向位移与墩高比例系数达1/198,大于指南限值1/300,说明该指南对桥墩墩顶位移限值规定相对比较保守。     

地震荷载下岩质边坡动力失稳机制及影响因素分析

在分析岩质边坡动力破坏机制的基础上,实地调研5.12大地震后汶川震区道路沿线的边坡地质灾害分布,其边坡动力失稳主要受地形地貌及地质构造等因素的影响,沿发震断层长轴方向的地质灾害点数目明显比垂直于断层的短轴方向多;地震滑坡、崩塌等地质灾害在该区域分布上以沿河流水系呈线状分布;地震引发的滑坡多集中在坡度20°～50°范围的边坡上,开始滑动的位置大多发育在边坡的中上部。此外,地震引发的滑坡、崩塌的分布与地质构造关系也非常密切,距离发震断层越近,滑坡、崩塌出现的密度就越大;上盘区域内滑坡、崩塌的出现密度及震害程度都远远大于下盘区域,并存在明显的优势滑动效应;发震断层端部、错落、转折等尖端部位在错断过程中,能量释放最为强烈,这些部位的地质灾害发育较为集中。