土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析

考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一.由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性.在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响.结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求.因此,在设计时应加以考虑.     

隧道反射地震法超前探测研究

隧道施工地质超前预报是在地下工程施工过程中,采用一些方法或手段预测掌子面前方一定范围内存在的不良地质体或地质界面的位置、性质和规模,为安全、快捷、持续施工采取防范措施提供可靠的依据。本文在详述隧道反射地震法超前探测原理的基础上,分析地下全空间情况下,震源与接收点之间的地震波场运动关系,讨论观测系统的优化设计方案,较全面地总结隧道反射地震法超前预报时距曲线规律。同时开发一套隧道反射地震法超前探测数据处理系统(TRSP1.0),该系统涵盖波形处理、正演模拟、成像处理和岩石动力学参数提取等功能模块,给出合理的处理流程。通过理论模型和实际数据测试验证,取得较理想的效果。     

Flexural gravity wave generation by initial disturbances in the presence of current

The effect of uniform current on the generation of flexural gravity waves resulting from initial disturbances at a point was analyzed in two dimensions. The problem was formulated as an initial boundary value problem under the assumptions of the linearized theory of water waves. By direct application of the Laplace transform and then the Fourier transform, explicit expressions for the velocity potential and free surface elevation were obtained in integral forms; these were evaluated asymptotically for large distances and times by the application of the method of the stationary phase to obtain the far field behavior of the surface elevations in specific cases. Simple numerical computations were performed to illustrate the effect of uniform current on the surface elevation, wavelength, phase velocity, and group velocity of the flexural gravity waves and on the far field behavior of the progressive waves in two different cases, namely, when there is an initial depression concentrated at the origin and an initial impulse concentrated at the origin.     

Wave and sea level monitoring and prediction in the service module of the Global Ocean Observing System (GOOS)

The need for a Global Ocean Observing System Global (GOOS) is now widely appreciated. Parts of GOOS are currently being implemented already. In this paper, written on the request of the joint Scientific and Technical Committee of GOOS, we present some of the scientific issues that need to be addressed for the further development of the Ocean and Marine Meteorology Service module of GOOS. This module is concerned with monitoring and prediction of sea level (both tsunamis and storm surges) and wind driven waves (wind–sea and swell), among other things. For each of these we discuss the current state-of-the-art, indicate what observations are needed and make suggestions for future modelling development.     

隧道超前地质预报中人工地震反射法的应用

介绍了TSP203系统的基本工作原理,并通过该系统在新且午瓦斯隧道的应用实例,说明其在复杂地质条件下的具体应用情况。结合多年现场实际施工经验,着重分析了预报误差产生的主要原因:客观上由于岩性和构造面本身的复杂性及TSP203系统的局限性,该系统探测与隧道轴向大角度相交的近平面状的结构面较适合,小角度或者平行结构面则不适合,探测溶洞和地下水有一定难度;主观上与操作人员的运用水平密切相关。提出了提高数据采集精度以及结合实际地质情况和其他物探方法,提高对反射体解释能力的建议。     

机械和螺旋桨振动噪声作用下的物探船水下辐射噪声数值预报

探讨了考虑机械噪声和螺旋桨噪声共同作用下物探船水下辐射噪声有效计算方法,采用基于结构有限元-声学边界元的声固耦合模式直接一体化计算水下总辐射噪声级。建立了某物探船整船三维结构有限元模型以及流体声学边界元模型。在船体总振动响应分析基础上,将螺旋桨噪声以点声源的形式与机械振动源同时输入到统一声学环境中求解,对物探船水下辐射噪声进行数值预报,给出了物探船辐射噪声指向特性,并比较了两类噪声源一体化计算方法与直接叠加合成方法在物探船水下辐射噪声计算结果的差异。研究表明,采用机械噪声与螺旋桨噪声直接叠加合成总辐射声级的方法在工程精度上可接受,但一体化计算是更合理的处理方式。     

强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法

物部-冈部公式广泛应用于地震作用下的土压力计算,但因其适用条件的局限性,不能用于板桩墙后既含砂土又含有黏土的非均质土,且国内外规范对此类成层土的地震土压力计算没有统一的规定。总结国内外规范中成层土地震动土压力计算方法,找出其本质差异,在前人研究基础上引进整体极限平衡方法,结合SLOPE软件,得出强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法,并通过海外强震区港口工程实例验证,为同类工程提供参考。     

坡度对波浪统计特征的影响

为了明确坡度对不同波浪统计特征的影响,利用数值模型对波浪在不同坡度斜坡上的传播进行模拟,分析波浪的非线性参数和波高分布等,比较不同坡度下波浪的传播特性。结果表明,在相同条件下,随着波浪在斜坡地形上传播,波高会随着水深的变浅逐渐增大;坡度对于波浪的波高分布具有较大影响,当坡度较大时,波浪传播至斜坡较浅水深时的波高分布接近瑞利分布,当坡度逐渐减小时,相同波高的发生概率逐渐减小;而Ursell参数则不会随着坡度的变化有明显的变化。     

大兴路立交匝道桥震害原因分析及修复方案

汶川地震中,位于汶川地震烈度较低区域的西安市大兴路立交发生了较大的破坏。为分析该桥震害原因,采用MIDAS Civil软件建立该桥有限元模型,运用非线性时程方法分析结构的地震响应。分析结果表明:该桥较多滑动支座的支承体系降低了其对主梁变位的约束能力;场地地震动的长周期特性使梁体与支座产生滑移后自振周期延长,导致结构从地震波中吸收了较多能量,加剧了震害。对比2种支承体系修复方案的抗震性能后,推荐支承体系修复方案采用四氟滑板橡胶支座(边墩)、普通板式橡胶支座(中墩)的方案。     

曹妃甸工业区1号桥斜拉桥设计

曹妃甸工业区1号桥位于北方寒冷强震区,由通航孔桥、非通航孔桥及引桥组成,综述该桥通航孔桥设计。根据建设条件及景观要求,通航孔桥为跨径2×138 m独塔单索面斜拉桥;桥塔为独柱形,造型为船帆式;索塔锚固区采用外露式钢锚箱方案;主梁采用单箱三室钢-混凝土箱形结合梁;斜拉索采用7 mm镀锌平行钢丝;桥塔墩采用群桩基础。抗震性能研究表明,强震区大型独塔斜拉桥应尽量避免采用塔、梁、墩固结体系,以减小桥梁结构的地震响应。