山岭隧道地震反应的几个特性

通过对山岭隧道的有限元动力计算,总结山岭隧道地震反应的一些特性。深埋隧道比浅埋隧道的动力响应小;洞口偏压明显的隧道,其偏压侧的动力响应明显比非偏压侧大,并且最大动力响应出现于隧道拱腰;而洞口偏压不太明显的隧道,其偏压侧的动力响应比非偏压侧稍微大一点,最大动力响应出现于隧道拱顶;另外隧道围岩的弹性模量对隧道的动力影响非常明显。     

近断层地震作用下城市轨道交通隧道及道床结构力学响应分析

依托乌鲁木齐轨道交通2号线工程,针对近断层修建城市轨道交通隧道工程时地震作用引起道床结构动力响应问题,采用有限差分法模拟分析明挖法双线箱形曲拱形地铁隧道道床结构在地震作用下的位移及速度响应,并探讨了地震作用对隧道下部结构及道床的作用特性。研究结果表明:地震作用下,隧道结构各部位位移及速度响应时程曲线高度重合,力学响应规律一致,但响应幅值略有差异,道床的响应幅值最小,拱顶响应幅值最大,为重点设防部位。地震发生后,隧道结构未发生严重的扭转变形,道床结构也未发生明显塑性变形。     

既有连拱隧道在桩基影响下的地震响应分析

采用FLAC3D对桩基施工前后既有连拱隧道在地震荷载作用下的动力响应进行了时程数值分析,研究了桩基对既有隧道的动力影响。计算结果表明:在地震荷载作用下,桩基的施工对隧道衬砌轴力、弯矩数值及分布形态均产生了变化,尤其是近邻桩基一侧隧道拱腰至边墙脚的力学响应变化最大,中隔墙右上、右侧隧道拱腰至边墙脚,是连拱隧道抗震的薄弱部位。     

节段式沉管隧道抗震关键技术研究

首先分析了节段式沉管隧道地震响应受力特性,明确了结构动力响应的温度敏感性,指出管节及节段接头为抗震的薄弱部位及抗震关注重点;其次,在分析国内外沉管隧道抗震研究的基础上,分析了节段式沉管隧道抗震研究需要解决的关键技术,主要包括沉管隧道土与结构相互作用的动力计算方法、非一致地震激励下沉管隧道地震响应分析方法以及沉管隧道振动台试验模拟技术;最后总结了节段式沉管隧道的研究进展及主要成果。     

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.     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。     

超长沉管隧道地震响应快速分析方法研究

在分析一般隧道结构与沉管隧道的不同点及动力响应差异基础上,明确了沉管隧道地震响应能否准确模拟主要取决于管节接头和节段接头的非线性、地基刚度计算及边界条件处理等;在此基础上建立了超长沉管隧道地震响应快速分析方法,关键点包括基于地震水准的地基刚度计算方法、管节接头剪力键及止水带受力及变形特性计算方法、节段接头剪力键及止水带受力及变形特性计算方法、初始水压力及止水带橡胶松弛影响考虑方法等;然后,基于超长沉管隧道地震响应快速分析方法,对港珠澳大桥超长沉管隧道进行了升温及降温工况下沉管隧道地震响应分析,明确了最不利位置为隧道斜坡段,指出了两侧GINA止水带地震变形量和剪力键剪力为抗震薄弱位置,揭示了节段式沉管隧道温度敏感性。课题研究建立的超长沉管隧道地震响应快速分析方法,能够实现沉管隧道设计与计算的互动,便于工程应用。     

隧道洞口部边坡动力响应特性振动台试验研究

我国西南地区建有大量的公路、铁路隧道工程,地震条件下隧道洞口部边坡的动力响应特性不仅控制边坡的变形破坏机制,而且也是隧道洞口部边坡动力支护设计的依据。采用大型振动台模型试验,对隧道洞口部边坡加速度及位移动力响应特性进行研究,并对比分析不同地震波波形的输入对边坡动力特性的影响。结果表明:与一般公路及建筑边坡不同,隧道洞口部边坡坡面的响应加速度具有先增大再减小再增大的特性;边坡动力支护设计采用单一峰值是偏于危险的,应综合考虑多种波形的影响。位移监测结果表明:地震波较小时边坡坡顶变形比较明显,但随着地震波幅值的增加,隧道洞口部边坡坡脚的变形急剧增加且超过了坡顶变形,因此应增强边坡坡脚的支护强度。     

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。     

小净距隧道施工开挖及地震响应耦合分析

通过数值计算,主要模拟在建或刚建成的小净距隧道,围岩应力状态受施工开挖的影响还未寻找到新平衡时遭受地震动力作用。考虑施工力学与地震动力学的耦合分析,有助于对施工应力场下小净距隧道的动力响应充分研究,对小净距隧道选线及震后的加固都有一定的指导意义。     

桥梁组合减震加固方案比选

多座桥梁组合减震加固的研究不仅要考虑每座桥梁加固之后带来减震和桥梁通行能力的提高,更需顾及桥梁之间的相互作用对交通网络系统的影响.以桥梁加固与否作为0-1决策变量,在资金约束下进行桥梁加固方案选择.假定的加固方案被实施之后,一定烈度的地震造成桥梁不同程度的损坏,由此带来路网通行能力不同程度的下降.上述随机路网下的用户均衡配流模型作为下层模型,满足系统路容可靠度要求下的平均系统阻抗最小作为上层模型,以此建立双层模型求解最优的比选方案.使用正交试验方法求解桥梁组合加固近似最优方案,以一算例验证此方法的可行性,为地震多发带的公路桥梁维修加固方案选择提供参考方法.     

基于性能桥梁抗震设计研究

简述了基于性能抗震设计的主要内容、设计方法及桥梁采用IDA（Incremental dynamic analysis）方法对结构系统进行易损性研究,从而为桥梁结构基于性能抗震设计提供基础,对实际工程设计有一定的借鉴意义。     

以位移为基础的钢筋混凝土桥梁墩柱抗震设计方法

提出一种改进的以位移为基础的抗震设计方法，将结构位移和延性作为设计目标，用结构的弹性刚度作为等效刚度，在计及延性的非线性位移设计谱设计谱基础上进行钢筋混凝土墩柱的非线性抗震设计，设计过程不需要迭代，且能够实现期望的设计目标延性，通过对位移设计谱的讨论，并与文献[4]的设计方法进行了比较，最后以桥梁墩柱为例，给出了这种方法的完整设计过程，并对其设计结果进行了分析讨论。     

曲线桥地震反应研究

对一座七跨曲线连续梁桥的地震反应进行了研究，讨论了曲率半径，墩与主梁之间不同联结方式等因素对曲线桥地震反应的影响，比较了水平地震动单向输入与双向输入时其地震反应的差别，研究了用反应谱法计算曲线桥地震反应时的精度，计算中震选取的振型数及最大值的组合方法。     

桥梁结构减震设计方法研究

提出了公路桥梁结构抗震中分级设防的思想和设计准则；介绍了与分级设防标准对应的破坏准则、桥梁结构减震设计方法、计算分析程度以及减震装置的试验研究，为公路桥梁抗震设计规范的修订提供了重要的参考依据。     

钢管混凝土拱桥的三维弹塑性地震反应理论分析

为了对钢管混凝土拱桥的抗震性能进行更加深入的了解,提出基于“统一理论”的钢管混凝土拱桥弹塑性地震响应分析方法。首先利用钢管混凝土构件“统一理论”双线性力-变形关系,运用集中塑性铰模型,建立了钢管混凝土构件梁柱单元,在此基础上开发一钢管混凝土拱桥弹塑性地震响应分析程序。使用DRAIN-2D和笔者开发的程序共同对一单拱模型进行计算,验证了程序的正确性。     

以位移为基础的钢筋混凝土连续梁桥抗震设计方法

利用等效线性化方法将钢筋混凝土(RC)连续梁桥结构简化为多自由度线弹性体系,采用振型反应谱的概念研究了结构在横向地震作用下考虑多阶模态效应的直接基于位移的抗震设计方法。探讨了连续梁桥的上部结构(主梁)及桥墩(台)刚度的变化对结构横向振动模态质量与模态周期的影响,给出了多阶模态设计方法的具体设计过程。对对称与非对称连续梁桥采用相同的设计步骤进行基于位移的抗震设计,并对设计算例用非线性时程分析验证了设计结果的合理性。     

场地地形对地下结构抗震性能的影响

为了研究场地地形对地下结构地震反应的影响,采用有限元数值分析方法,以地基土-地铁站结构体系为研究对象,分析场地地形下土-地下结构体系的地震反应。作为初步研究,主要对水平地震输入下含土坡的单一土层地形展开分析,研究体系的地震反应规律,并探求不同坡度下的土一地下结构体系地震反应变化规律。     

双连拱隧道地震动力响应影响因素分析

采用FLAC3D动力数值模拟,分析中墙厚度、衬砌刚度这两个结构自身要素的变化对双连拱隧道地震动力响应的影响规律;同时对地震动力作用下双连拱隧道断面位移、内力的变化规律进行分析研究,找出了地震动力作用下双连拱隧道的变形和受力薄弱部位。     

桥梁减隔震设计与新型减隔震装置

结构减隔震设计通过在结构的适当位置布置减隔震装置,达到延长结构自振周期和耗散地震能量的目的。此时,主要的结构构件在罕遇地震作用下仍工作在弹性范围内。因此,结构减隔震设计方法可同时具备安全、经济、适用、易维护等多重优点,是最理想的抗震设计方法。以减隔震设计理论为技术支撑,多种新型抗震装置被开发出来,如高阻尼橡胶支座、滞后型阻尼器、液压阻尼器、电磁阻尼器等。文章论述了各种减隔震装置的基本理论及使用案例,有助于工程师进行抗震设计及减隔震产品的选择。