波速静力触探在铁路勘察中的应用研究

研究目的:岩土的剪切波速测试是地震动力性质评价的重要内容,常采用地质钻孔法,在孔中安置激震源或检波器来进行波速测试。为解决钻孔剪切波测试中检波器贴壁性不佳、需钻机配合工序复杂等问题,本文采用在静力触探探头上部加设地震检波器,在触探过程的同时进行波速测试的联合测试方法,在天津某铁路勘察项目开展波速静力触探应用研究工作。研究结论:(1)波速静力触探与钻孔剪切波测试相比,具有检波器和孔壁土体的耦合性更好、测量姿态更稳定、测试成果理论上更准确、测试效率更高等优点;(2)为对比测试流程和优化测试工艺,保障静探和波速测试同步进行互不干扰,分别设计了边触边测和触后再测两套试验方案,经实践,推荐采用触后再测试验方案;(3)静探波速与钻孔波速成果相比较,前者在时深曲线上垂直时间稍短,在等效剪切波速计算上稍大;(4)本文成果可应用于铁路勘察领域,对场地波速测试具有借鉴和参考作用。     

《铁路工程抗震设计规范》中各类场地的地震响应对比研究

分别构造厚度为25 m的砂性土场地和黏性土场地,对这2种场地各设置与GB 50111—2006《铁路工程抗震设计规范》中Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类场地相对应的3种剪切波波速水平,选取2条典型地震波作为出露输入地震波,将地震动峰值加速度缩放至设防烈度对应的地震动峰值加速度,分析各类场地的非线性响应。结果表明:低烈度地震作用下,场地的放大作用比较明显,砂性土场地的剪应变大于黏土场地,最大谱加速度受到地震输入波、剪切波波速和场地性质的影响。     

辽东湾某海相软土场地地震动响应研究

结合工程实例,对海相软土场地地震动响应特征进行研究。依托辽东湾某液化场地的钻孔资料,结合当地的勘察报告,建立FALC3D动力学液化Byrne模型,对该地区自由场地El Centro波作用下不同时刻进行动力学模拟,监测记录了2.5 s,5 s,7.5 s及10 s时刻该场地的加速度、z向位移、x向位移、孔隙水压力比。得到海相软土在动力作用下的受力规律、位移变形规律和孔隙水压力变化规律。勘察结果表明,该软土场地液化严重,与数值模拟结果一致。     

中国欧洲美国抗震设计规范场地分类对比研究

在抗震设计场地分类方法上,国内外以及不同行业(如建筑、铁路、公路、水电等)之间存在较大差异。为进一步探讨我国现行抗震设计规范中工程场地分类方法的优劣,通过归纳和对比,深入分析中、欧、美多个行业抗震设计规范中工程场地分类的标准和方法,对场地分类指标、分类数目、剪切波速计算方法、起始面和计算深度、覆盖层厚度和分类方法的适用性进行了分析。结果表明,国内的各种抗震设计规范中场地分类方法应适当考虑标准贯入试验锤击数和不排水剪切强度等指标,可进一步细化可液化土和高黏性土等特殊场地分类。     

地震作用下地裂缝场地地表加速度响应的振动台试验研究

本文以西安地铁二号线穿越F6和F6'段地裂缝场地为原型,对水平地震作用下地裂缝场地地表加速度响应规律开展1∶15的振动台模型试验研究。试验时分别施加7种不同峰值加速度的El Centro波和Taft波激励,实测地裂缝场地表面6个测点的响应加速度值。试验结果表明:在El Centro波激励下,地裂缝场地地表响应加速度放大系数均大于1.0,但随着激励峰值加速度增大,放大系数以激励峰值加速度300gal为界呈"z"字形骤降;Taft波激励下,地裂缝场地表面响应加速度放大系数均大于1.0,但随着激励峰值加速度增大,放大系数以激励峰值加速度200gal为界呈两段折线形减小且渐趋平缓。在El Centro波和Taft波激励下,地裂缝场地表面的响应加速度放大系数均随着激励峰值加速度的增加而减小,但减小速率和变化形态因激励地震波不同而有差异。工程实践中,建议避免将工程结构布设于"y"形地裂缝间的楔形体中,或者采取切实有效的抗震或减震措施。     

不同方向地震荷载作用下公铁交叉隧道的振动加速度响应

以某公铁立体交叉隧道工程为依托,通过大型振动台试验研究铁路隧道正交下穿公路隧道时的地震响应.分析2个方向(x单向及xz双向)、3种地震烈度(Ⅶ-Ⅸ)、5种地震波加载幅值(0.10g～0.40g)组成的10种加载工况下的隧道振动加速度响应规律,并以地震波幅值0.20g作为振动加速度峰值突变分界点,采用连续小波变换方法分析...     

行波效应对矮塔斜拉桥弹塑性地震响应的影响

研究目的:为探讨行波激励条件下铁路矮塔斜拉桥弹塑性地震响应的变化规律,基于弹塑性分析理论基础,本文以某主跨(144+288+144)m的铁路矮塔斜拉桥为工程背景,采用大刚度法实现多点激励以模拟行波效应,对比分析一致激励和行波激励(考虑不同剪切波速)条件下铁路矮塔斜拉桥弹塑性地震响应的差异。研究结论:(1)相比一致激励,行波效应会引起桥墩产生更大的弹塑性位移、弯矩响应及其非线性位移延性比(延性指标),并使桥墩发生更大的塑性变形;(2)当剪切波速为200 m/s时,行波效应使9~#、10~#主墩福州与平潭侧薄壁墩身非线性位移延性比分别增大6.32%、17.90%、17.67%和33.92%,降低了其延性抗震能力;(3)进行类似结构延性抗震设计时,应考虑地震行波效应的影响;(4)该研究成果可用于指导桥梁延性抗震设计。     

地震高烈度区软岩隧道结构动力响应特性研究

研究目的:为研究地震作用下地震高烈度区软岩隧道加速度动态响应的基本规律,以拉林铁路杰德秀2号隧道工程为背景,设计进行了1∶50比例隧道结构模型的振动台试验。通过输入白噪声、EL波和汶川波,测试模型结构的动力响应,分析各个测点峰值加速度的放大系数随高程变化和不同地震烈度条件下的变化规律,并通过快速傅里叶变化得到功率谱频谱曲线,分析模型结构的加速度动力特性,对比各个加载工况下加速度频域响应曲线,研究模型结构频域动力响应的基本规律。研究结论:(1)地震高烈度区软岩隧道其场地高程效应的表现形式与一般场地表现不同;(2)随着地震动幅值的增大,各测点峰值加速度放大系数呈减小趋势,在0.15g加速度激励下表现出最大值,且不同频率特征地震波激励对高程效应形态的影响基本一致,仰拱处地震响应最大,在进行隧道抗震设防时,应加强对仰拱部位的抗震措施;(3)围岩土体对加速度放大效应较为显著,而隧道衬砌结构对加速度的放大效应效果不太明显,地层的响应特性在很大程度上决定着衬砌结构的地震响应特性;(4)功率谱密度曲线显示出不同地震波激励下模型结构响应峰值相差不大,但峰值所对应的频率值不同,高频段地震波对衬砌结构影响较...     

新建蒙华铁路洞庭湖特大桥工程地质条件研究

为查明新建蒙华铁路洞庭湖特大桥的工程地质条件、水文地质条件、地震效应特征,提供客观、真实、准确的地质资料。首先采用遥感、地质调绘等方法查明桥址区的区域地质背景,在其基础上开展桥址区地质钻探、原位试验、物探、土工试验等工作,详细查明了桥址区的地层岩性、地质构造、岩土体特征、水文地质、不良地质、特殊岩土、地震参数、场地类别、场地抗震地段划分等特征。在综合分析勘察成果资料的前提下,对桥梁基础持力层选择、砂土液化、软土体力学性质、桥址区的场地稳定性及场地适宜性等工程地质问题进行了深入研究。研究表明:桥址场区处于相对稳定状态,场区工程地质条件适宜特大桥建设。     

行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响

为研究行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响,以场地安全评估报告的人工波作为输入地震波,对目前世界上跨度最大的上承式铁路钢桁拱桥——跨度为490 m的怒江特大桥进行了一致地震激励和非一致地震激励时程分析。结果表明:行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应影响很大,但行波地震响应与波速间不存在单调变化关系,为保证设计安全性,应根据工程场地情况选取多种剪切波速计算行波效应对结构的影响。