基于Newmark滑块位移法的岸坡地震稳定性简易分析方法*

国外码头抗震设计规范普遍采用地震永久变形分析岸坡稳定性，而地震永久变形一般是由基于Newmark滑块位移法确立的经验公式或图表计算得到的，但我国水运工程抗震设计规范并无类似方法。为此采用Newmark滑块位移法对3 600条拟合于我国水运工程抗震设计规范反应谱的人工地震波进行分析，确定了滑块位移的统计特征和分布。由此提出了一种简易分析方法，并通过一个实际码头岸坡案例说明了方法的实施过程。研究结果表明：1）基于Newmark滑块位移法确定的永久变形均值是岸坡屈服加速度的函数，其变异系数是屈服加速度和峰值地面加速度比值的函数，且永久变形服从对数正态分布；2）可将表达式计算得到的永久变形均值同规定的限值进行直接对比来分析岸坡稳定性，也可通过计算一定保证率下的变形来分析。     

岸堤边坡地震反应影响的有限元分析

选取库区的岸堤边坡开挖锚固工程,结合1976年天津地震波曲线,采用有限元数值模拟的方法计算边坡的稳定性及其地震相应的规律,并使用有限元强度折减法计算了岸堤边坡的安全系数K值.     

等效阻尼比模型对高桩码头地震位移需求的影响分析*

替代结构法是基于位移的高桩码头抗震设计方法中确定地震位移需求的主要方法之一,等效阻尼比则是该方法的关键参数,但不同码头抗震设计规范采用的计算模型差异较大,另外一些文献也专门针对码头提出相关模型。为分析等效阻尼比模型对地震位移需求的影响,对3个码头案例分别采用替代结构法和非线性时程分析方法进行位移需求分析,在分析中考虑规范和文献采用的4种阻尼比模型,计算两种方法结果的比值,并对位移比进行统计分析。结果表明,由4种阻尼比模型进行非线性静力分析得到的位移与采用非线性动力时程法分析得到的位移之比均值在0.8～1.2,位移比服从对数正态分布;规范公式精度较文献公式差,建议对于灌注桩和钢管桩码头采用长滩港码头设计标准中的公式;对于预应力混凝土桩码头宜采用ASCE/COPRI 61-14的公式,同时当保证率分别取50%左右、75%和95%时,建议将位移需求结果分别乘以1.10、1.25和1.65的放大系数以提高结果的可靠性。     

中英规范在港口工程的边坡稳定分析方法对比

文章在分别针对国内规范和英国标准在边坡稳定的设计理念和计算方法的对比论述的基础上,运用国外岩土计算软件GEO-Studio,以不同的坡度、土质以及不同外部附加荷载条件下的边坡稳定性为例,并结合实际的国外工程案例对比分析国标与英标在边坡稳定性的实际运用方法和计算结果上的差异。结果表明:由英标的边坡计算方法得到岸坡稳定安全系数在国标的允许范围之内,且接近于国标允许的安全系数范围的下限值。     

精细积分法在船舶桅杆涡激共振计算中的应用

遵循钟万勰等发展的精细时程积分方法的基本思想,对船舶桅杆结构涡激振动响应的精细积分迭代公式进行推导,建立了外激励简化为四次多项式时的精细积分递推公式,并对两种不同表达形式的外激励简化系数进行了对比分析.应用几种数值方法对某成品油轮桅杆结构的涡激振动响应进行了数值计算.讨论了不同数值方法的计算精度及计算稳定性,绘制出桅杆结构的速度时程响应曲线和位移时程响应曲线.计算结果与实测值对比表明,外激励拓展到四次多项式时的精细积分算法与传统离散积分方法Newmark-β法和精细积分线性算法相比,具有良好的适用性,计算精度更高,计算稳定性更好.     

中外规范高桩结构波浪浮托力对比

国际工程中,波浪对海港高桩码头结构浮托力的计算至关重要,但各国规范中对波浪浮托力的计算方法不尽相同。国际上普遍较认可欧美等国际标准,或者采用当地标准,为了在国际工程中更好地推广中国规范,往往需要采用多种规范对比分析。根据中国行业规范及手册,结合具体工程实例,对比英国、美国、日本、ISO、国际航运协会标准等常用的国外规范。此外,结合工程常用的几种不同波浪特征周期条件,分析了中等水深和较深水深下,波浪总浮托力与结构底部高出静水面高度与设计波高比值之间的关系;根据不同计算方法,分析不同水深不同周期下波浪浮托力的差异和特点,提出了海外工程的使用建议。     

基于性能的简化防波堤地震稳定性分析

我国抗震设计规范与国外主流抗震设计规范在设计理念与设计路径等方面存在不同。本文依据PIANC抗震设计规范,借助Makdisi-Seed简化位移计算方法评估了某斜坡式防波堤在设计地震作用下的稳定性及其地震性能,为海外工程设计提供参考。     

基于QUAKE/W的边坡地震动力响应分析

以QUAKE/W为手段,结合边坡工程实例,从动力角度对地震作用下边坡体稳定性和动力响应进行研究,用有限元的方法给出地震作用下的边坡位移量和应力分布。结果表明,在地震作用下,边坡的最大水平位移量发生在边坡的中上部;最大剪应力集中在坡脚附近,边坡体处于不稳定状态,建议开挖过程中采取相应的支护措施。最后再将QUAKE/W模型导入SLOPE/W中把有限元法与极限平衡法相结合计算安全系数,同时给出最小平均安全系数的计算方法,并以其作为边坡稳定性的评价指标。     

公路黄土高边坡动力稳定性分析

运用有限元法和Newmark法对公路黄土高边坡的动力稳定性进行了分析。首先,进行边坡的静力分析,在此基础上,进行边坡的有限元动力稳定性分析,得到边坡的动安全系数和动力变形值。最后,将该动力变形值与newmark累积变形值进行对比分析。工程实例表明,该边坡在7度地震作用下,最小安全系数为1.10,处于稳定状态,但稳定性储备不足,有限元动力变形计算坡顶点和坡脚点的永久位移约为0.01m。而根据Newmark累积位移理论计算的结果,该边坡将不会发生累积位移,与实际情况反映不太一致。     

HCSR疲劳评估中舱壁位移引起的纵骨端部附加应力研究

以3型目标船为样本,通过理论推导和实船计算,对散货船油船协调共同规范(HCSR规范)疲劳简化算法评估中舱壁位移引起纵骨端部附加应力(公式法和系数法)进行分析,结果表明:理论公式法适用于散货船,不适用于油船;油船应采用系数法。     

中外岸坡抗强震设计方法对比

天然岸坡以及工程岸坡(如防波堤、驳岸、航道等)在众多海外项目中普遍存在,并往往因为强震作用而产生显著的位移变形。国内外技术规范以及参考指南针对这一问题,分别提出拟静力法、Newmark滑块位移法、时程位移分析法等设计方法。针对不同方法以及判别标准,依托海外某回填陆域工程的岸坡稳定及位移分析结论,分别采用滑弧稳定分析、地震位移经验公式以及时程位移分析,进行方案的综合分析论证。结果表明,中外不同分析方法的判别标准稍有差别,但均能较好地依托实际,在总体安全储备方面相符。     

高桩码头岸坡地震位移计算方法比较

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如MakdisiSeed公式、MartinQiu公式、Jibson公式、SaygiliRathje公式、Jonathan公式等;并采用有限差分软件FLAC 2D进行动力时程分析验证。结果表明,尽管不同经验公式的位移估算结果存在一定的差异,但总体符合Jonathan提出的概率分布模型,动力时程分析法在位移评估上具有一定的优势。     

强震区外海人工岛护岸位移控制标准

针对强震区外海人工岛护岸抗震设计,当采用拟静力分析并以控制安全系数的方法时,其结构不经济,可采用位移分析方法,而控制的位移量对于工程造价敏感,因此如何选取适当的位移控制标准至关重要,但现有规范无明确的规定可供参考。为此,对比国际主流规范体系ISO、PIANC、OCDI、FEMA、阿拉斯加岩土委员会等有关抗震设计位移的控制标准,结合马尼拉滨海新城项目的设计条件,提出适合该项目的位移控制标准,并基于SLIDE软件对不同峰值加速度、不同临界加速度下的位移进行敏感性分析。研究成果可为类似强震区外海人工岛护岸位移控制提供参考。     

Makdisi & Seed法在斜坡式防波堤地震位移计算中应用

对于斜坡式防波堤结构在地震作用下的安全性评价,我国规范仅仅限定稳定系数的设计理念将导致其在国际竞争中处于不利局面。介绍Makdisi & Seed法在斜坡式防波堤地震作用下位移计算的应用,为高震区防波堤工程设计提供参考。     

美标高桩码头抗震计算位移法的对比

从原理和适用性的角度对美标高桩码头抗震计算方法进行对比,着重研究了位移法及其中的替代结构法。对替代结构法中推覆曲线的双折线化方式、阻尼比计算、反应谱衰减等影响因素进行分析。通过推覆分析和替代结构法计算变形能力和地震位移、复核码头抗震性能。结合实际案例,采用反应谱法和替代结构法对某高桩码头结构进行抗震分析。结果表明反应谱法趋于保守,不能反映塑性后的荷载衰减,相比而言替代结构法更为准确。而对于替代结构法,不同的等效阻尼比会较大程度影响地震位移结果。     

砂性土地震液化的NCEER判别法在港口工程中的应用

目前在关于砂性土地震液化的判别方面,国际工程界普遍接受的方法之一是基于Seed简化的修正NCEER判别法,在我国对外承包工程项目中应用该方法判别砂性土地震液化的工程实例也较多。以某港口项目为例,重点介绍NCEER法的基本原理和对砂性土进行地震液化判别的具体操作步骤,通过对工程计算结果进行深入分析,探讨用碎石桩改善砂性土地震液化性能的可行性,提出NCEER法计算过程中需要注意的几点问题。     

国内外标准斜坡式海堤波浪爬高计算方法对比

波浪爬高是确定斜坡式海堤堤顶高程的重要因素,直接影响工程安全和造价,而目前国内外标准针对波浪爬高的计算方法存在较大差异。随着中国企业参与海外工程越来越多,工程设计人员掌握国内外设计标准不同计算方法的必要性逐步显现。介绍国外常用的美国标准Coastal Engineering Manual(简称CEM)、欧洲标准Wave Overtopping of Sea Defences Structures and Related Structures Assessment Manual(简称EurOtop)以及国内《港口与航道水文规范》。通过对比波浪爬高的计算方法,总结梳理各计算方法的差异性,得出CEM与EurOtop考虑的波浪爬高计算影响因素较为全面、具有较强实用性的结论。为斜坡式海堤设计中波浪爬高方法的选取提供一定参考。     

边坡稳定性分析的广义Bishop法

鉴于简化B ishop法作为一种简单实用且精度较高的极限平衡方法却仅限于分析圆弧破坏的缺陷,提出将B ishop法应用于任意滑裂面的广义方法.基于极限平衡理论和简化B ishop法的简化条件,推导其用于一般滑裂面破坏的边坡安全系数计算公式.通过实例分析考证比较该法的精度,并提出取矩中心的确定方法,以保证竖向力简化假设下的精度,为土坡稳定性分析提供了一种简单通用的方法.