跨断层地震动及其对桥梁结构影响研究进展

与常规地震动激励的情况相比,跨断层地震动作用下桥梁结构具有更复杂的动力响应、更大的地震需求以及更严重的地震损伤。伴随着川藏铁路等超级基础工程的开工建设,越来越多的桥梁具有跨越潜在断层的风险,相关研究亟待开展。从跨断层桥梁震害出发,首先阐述了近/跨断层地震动的基本特性并介绍了相关模拟方法,然后综述了跨断层桥梁抗震分析理论、数值模拟和模型试验等研究的相关进展,进而归纳了考虑跨断层地震动作用的应对策略。结果表明：现有的跨断层地震动模拟方法合理可行,但存在一定的应用条件和改进空间;跨断层桥梁研究对象大多为中小跨径梁桥,其地震响应和损伤破坏模式受断层类型、跨越位置、跨越角度、永久位移等多因素影响;针对跨断层桥梁的减隔震和防落梁限位措施等技术得到初步发展。最后展望了未来跨断层桥梁抗震研究的发展方向,主要包括：发展更为精确、高效的跨断层地震动模拟技术;开展大跨径桥梁的跨断层振动台台阵试验及倒塌数值模拟研究;突破跨断层桥梁振动台台阵试验技术瓶颈;明确跨断层地震动参数对不同类型桥梁结构地震损伤机理的影响规律;进一步发展相应的减隔震技术、防落梁措施以及韧性防控技术,并进行试验验证等。     

典型道路塌陷探测方法应用及原因分析

我国城市化快速扩张,道路塌陷事故呈多发、频发、复发态势,严重威胁社会安全,造成不良社会影响。在建设韧性城市大背景下,预防道路塌陷,已成为城市建设管理的重要任务。因此,确定有效地进行道路塌陷的探测方法、分析典型道路塌陷的原因具有重要的现实意义。通过对某一典型区域产生空洞前后的物探数据对比,确定探测方法的适用性;通过管道内窥检测、道路沉降监测对塌陷发展过程进行分析,并提出相关建议,为道路塌陷防治提供基础依据。     

基于结构动力学的无砟轨道抗震设计参数研究

为了研究合理的轨道结构抗震设计参数,基于轨道结构动力学理论,建立考虑地震激励源的轨道动力学分析模型,计算地震激励引起的CRTSⅢ型板式无砟轨道结构动力响应,进而研究轨道结构参数变化对各动力响应变量的影响规律,得出以下结论：典型地震波的频率基本处在0～10 Hz范围内,轨道结构的三向自振频率均大于10 Hz;地震作用下的轨道位移可能会超过规范限值要求,可通过将复合轨道板和底座相连接的方式加强轨道结构抗震;当扣件刚度或底座板弹性模量递增时,轨道结构动力响应指标均随之递增,因此在确保轨道参数合理匹配的前提下,适当降低扣件刚度、底座弹性模量有利于结构抗震设计;当扣件刚度或底座板弹性模量改变时,轨道板横向位移、底座板纵向应力、钢轨横向加速度显著变化,检算时需重点关注。研究成果可为轨道结构抗震设计、抗震评估、抗震加固措施提供借鉴。     

考虑近断层强震影响的铁路站房结构地震易损性分析

由于铁路选线限制,部分铁路站房修建在高烈度区,且靠近地震断层。为保障铁路站房结构的抗震安全,以某站房结构为研究对象,分析考虑近断层强震影响的站房结构地震易损性。首先,分别采用近断层抗震设计谱和规范抗震设计谱对铁路站房结构进行抗震设计,建立相应的站房结构数值模型,并对模型进行验证;然后,选取24组近断层脉冲型地震动,分析铁路站房的地震响应,并分别定义站房结构中混凝土框架、钢屋架和砌体填充墙的损伤指标;最后,对2种设计谱设计的铁路站房局部及整体地震易损性进行评估。结果表明：在8度罕遇地震作用下,考虑近断层强震影响的站房结构相较于不考虑的,其混凝土框架和砌体填充墙出现毁坏的超越概率分别下降58.26%和19.82%,整体结构出现毁坏的超越概率上下界分别下降17.27%和19.83%;考虑近断层强震影响的抗震设计能够降低站房结构发生损伤的概率,提高其抗震性能;考虑近断层强震影响的站房结构损伤概率由大到小依次为砌体填充墙、混凝土框架、钢屋架。基于此,地震断层附近的铁路站房结构抗震设计应考虑近断层强震的影响,并加强砌体填充墙的抗震构造措施。     

大跨度拱桥上无缝线路纵向力分布规律研究

拱桥在我国高速铁路中应用日益广泛,而不同形式大跨度拱桥上无缝线路纵向力分布规律仍有待探明。以112 m提篮拱桥、140 m钢箱系杆拱桥、(24+160+24)m系杆拱桥及(52+382+52)m钢箱拱桥4种不同形式拱桥为例,建立考虑轨道、梁体、吊杆和拱肋的拱桥-轨道系统精细化仿真模型,深入分析钢轨伸缩调节器对纵向力的影响,揭示复杂温度、竖向活载、列车制动及地震作用下大跨度拱桥与轨道相互作用规律,探讨加载历史对拱桥-轨道系统受力特性的影响。研究结果表明,在温度荷载、竖向活载、列车制动和纵向地震作用下,钢轨应力极值均出现在梁端附近,在梁端设置钢轨伸缩调节器能有效降低钢轨应力;与挠曲力、制动力相比,梁体温度变化引起的伸缩力为主要控制性荷载,吊杆和拱肋的温度变化对拱桥上钢轨纵向力影响较小;地震作用下梁端附近钢轨应力极值达到635.5 MPa;检算墩顶水平力时,应采用考虑加载历史影响的分析方法,计算结果更安全。     

基于IDA方法的地铁车辆基地TOD开发全框支剪力墙结构抗震性能评估

全框支剪力墙结构因上部塔楼剪力墙完全不落地而存在竖向构件不连续、刚度突变、大底盘多塔等不规则项,为综合有效评估此种超限结构的抗震性能,基于增量动力分析(IDA)方法得到不同地震烈度下结构最大层间位移角分布情况,并将结构性能水准划分5个等级,最终分析其地震易损性和损伤风险性。研究结果表明,结构随地震动峰值加速度(PGA)增大逐渐屈服并最终倒塌,不同地震记录时结构IDA曲线具有明显离散性;结构在7度多遇地震作用下处于正常使用性能水准的概率为97.914%,罕遇地震作用下结构倒塌的概率仅为0.053%;生命安全和接近倒塌性能水准对应的PGA中位数分别为1.287g和1.411g,远高于预估罕遇地震PGA;结构正常使用、基本可用、修复可用和接近倒塌性能水准50年超越概率分别为4.89%、1.74%、0.112%和0.046%。综上所述,结构满足预设抗震性能目标,具有良好的抗震性能及抗倒塌能力。     

既有铁路岩溶路基病害探测综合分析方法研究

依托某既有铁路岩溶路基病害段,采用多道地震面波、地质雷达法进行物理勘探,辅以钻孔验证勘探,进行综合分析研究.结果 表明:测区内岩溶异常,分别为覆盖型岩溶、埋藏型岩溶以及受铁轨、接触网、桥涵干扰所致的异常;测区的岩溶发育程度可划分为岩溶发育区、岩溶较发育区、岩溶轻微发育区;岩溶发育区域以及顶板厚度较小的岩溶较发育区,建议...     

考虑入射角和局部地形影响的地面地震动效应分析

本文通过建立考虑局部地形条件的场地模型,采用粘弹性理论设置人工边界,考虑入射角进行等效地震荷载输入,对五种不同地形和坡度的场地进行地面地震动效应分析。结果表明,凹状河谷地形和凸状山脊地形相比于平地地形来说对地震动具有放大效应,坡顶的地震响应要高于坡底的地震响应,地面地震动响应大致呈现与地形类似的形状,迎波面地震响应要高于背波面地震响应。     

层状千枚岩隧道地震动力响应不对称性研究

为研究不同层理面倾角的炭质千枚岩对隧道结构地震动力响应特征的影响,依托汶马高速卓克基隧道,对现场采集的炭质千枚岩试件进行了轴向压缩试验,并基于有限差分软件FLAC 3D,建立了单轴压缩试验的数值模型,对层状地层基质岩体和层理面的各项力学参数进行了敏感性分析.结合千枚岩试件的轴向压缩试验结果,对地震模拟计算需要的层状岩体...