检索结果-内蒙古大学图书馆

振动．测试与诊断 2017年第4期37卷 763-768页

作者：文畅平江学良杨慧孙广臣中南林业科技大学现代木结构工程材制造及应用技术湖南省工程实验室长沙410018 中南林业科技大学土木工程学院长沙410018

基于大型振动台模型试验,研究边坡条件对重力式挡墙地震位移模式及其变化方式的影响。振动台模型试验采用2个比尺1∶8的基覆边坡和顺层边坡模型,支挡结构为重力式挡墙与格构式锚杆框架二级组合式结构,地震波选用大瑞人工波和Kobe波。研... 详细信息

基于大型振动台模型试验,研究边坡条件对重力式挡墙地震位移模式及其变化方式的影响。振动台模型试验采用2个比尺1∶8的基覆边坡和顺层边坡模型,支挡结构为重力式挡墙与格构式锚杆框架二级组合式结构,地震波选用大瑞人工波和Kobe波。研究表明,基覆边坡中重力式挡墙地震位移模式主要有4类,即绕墙趾向边坡外侧转动、以滑动为主的向边坡外侧滑动与绕墙趾向边坡外侧转动的耦合、以转动为主的绕墙趾向边坡外侧转动与向边坡外侧滑动的耦合以及以滑动为主的向边坡外侧滑动与绕墙踵向边坡方向转动的耦合。顺层边坡中重力式挡墙地震位移模式主要有2类:绕墙趾向边坡外侧转动,绕墙趾向边坡外侧转动与离开边坡土体向外侧滑动的耦合。当地震烈度大于VII度时,重力式挡墙才产生动位移模式。边坡条件、地震波类型及烈度对重力式挡墙地震位移模式及其变化方式的影响较大,对相对位移的影响较小。

关键词：重力式挡墙边坡条件地震位移模式大型振动台模型试验地震永久位移

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含小净距隧道岩石边坡地震动力特性的大型振动台试验研究

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工程力学 2017年第5期34卷 132-141,147页

作者：江学良牛家永连鹏远文畅平王飞飞中南林业科技大学土木工程与力学学院湖南长沙410004 中南林业科技大学岩土工程研究所湖南长沙410004

为研究含小净距隧道岩石边坡在地震作用下的动力特性,设计了一个比尺1∶10的含小净距隧道岩石边坡的大型振动台试验模型,试验以汶川波(WC)作为振动台激振波,采用水平(x)向、竖直(z)向和水平竖直(xz)向三种激振方式,研究地震作用下边坡... 详细信息

为研究含小净距隧道岩石边坡在地震作用下的动力特性,设计了一个比尺1∶10的含小净距隧道岩石边坡的大型振动台试验模型,试验以汶川波(WC)作为振动台激振波,采用水平(x)向、竖直(z)向和水平竖直(xz)向三种激振方式,研究地震作用下边坡的加速度响应特性和动位移响应特性。试验结果表明:1)边坡加速度放大系数沿坡面向上呈现出先减小后增大的非线性变化特征,边坡会改变输入地震波的频谱成分,对高频段地震波存在滤波作用。2)x、z单向激振下边坡加速度放大系数随着加载加速度峰值的增大而增大,xz双向激振下则随着加载加速度峰值的增大而减小。3)以3/5坡高为界,此高度以下,边坡对竖向地震波的放大作用大于对水平向地震波的放大作用,在此高度以上则刚好相反。4)边坡水平方向位移主要受水平向地震波的影响,且随着激振加速度峰值的增大而增大。5)以4/5坡高为界,此高度以下动位移峰值增大趋势缓慢,此高度以上,动位移响应峰值急剧增大,且在坡顶处产生最大的水平位移。6)边坡的动位移响应与地震波的激振方向和测点位置有关。试验研究结果对含小净距隧道边坡抗震设计及其地震动力反应特性的研究有一定的指导意义。

关键词：地震工程含小净距隧道岩石边坡大型振动台模型试验加速度响应动位移响应

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CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究

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岩土力学 2010年第5期31卷 1550-1554页

作者：李华明蒋关鲁刘先峰西南交通大学道路与铁道工程系成都610031

以京沪高速铁路液化土地基加固为背景,利用大型堆叠式剪切变形模型箱,进行了模型比例1:10的CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基的振动台模型试验,得出各级加载情况下地基路基响应加速度幅值放大系数的分布以及响应加速度幅值放大系数与... 详细信息

以京沪高速铁路液化土地基加固为背景,利用大型堆叠式剪切变形模型箱,进行了模型比例1:10的CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基的振动台模型试验,得出各级加载情况下地基路基响应加速度幅值放大系数的分布以及响应加速度幅值放大系数与各级加载加速度幅值的关系,分析了CFG桩桩网结构地基加固饱和粉土地基在地震作用下的加速度传递规律,得到了以下结论:(1)在加载加速度小于0.101g时,地基路基响应加速度幅值基本不放大,且加速度放大系数云图呈现水平状分布;(2)当加载加速度为0.161g时,桩间土的液化引起地基路基的响应加速度幅值放大系数的较大增加;(3)当加载加速度为0.210g时,桩间土液化的同时部分CFG桩发生剪断破坏,从而引起了地基路基的各响应加速度幅值放大系数的增大;(4)当加载加速度为0.324g和0.363g时,地基整体刚度的大幅度减小,在一定程度上降低了桩网结构地基传递振动的能力,从而导致加速度幅值放大系数相对前一级加载时减小;(5)整个加载过程中,粉土层的放大效应显著,而黏土层对加载加速度几乎没有放大作用。

关键词：饱和粉土液化大型振动台模型试验 CFG桩桩网结构地基加速度放大系数

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液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用振动台试验数值模拟方法研究

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地震工程与工程振动 2008年第3期28卷 172-177页

作者：凌贤长徐鹏举于恩庆唐亮高霞鹿庆蕊哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

直接针对大型振动台模型试验,建立液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用数值模拟的二维分析模型和计算方法。根据桩基平面应变假定,将空间桩体转换成平面板桩,并考虑桩的尺寸效应;基于桩截面节点位移协调条件和平衡力系等效原理,建立四... 详细信息

直接针对大型振动台模型试验,建立液化场地桩-土-桥梁结构地震相互作用数值模拟的二维分析模型和计算方法。根据桩基平面应变假定,将空间桩体转换成平面板桩,并考虑桩的尺寸效应;基于桩截面节点位移协调条件和平衡力系等效原理,建立四结点梁单元刚度矩阵且对Timoshenko梁杆单元刚度矩阵进行增广修正,以考虑桩的横向尺寸影响桩周土位移场分布的尺寸效应。根据有效应力原理进行土动反应分析,采用满足M asing准则的修正双曲线模型描述土动力变形的本构关系,同时考虑因孔压上升造成土体软化而对土动力性能的影响,由迭代法处理土的动力非线性。采用并联弹簧-阻尼器模拟计算域人工边界,以考虑边界波的反射作用对体系动力反应的干扰和土粘滞阻尼的影响。采用W ilson-θ逐步积分法计算体系的地震反应。通过与试验结果的对比分析,评估数值模拟的建模途径和计算方法的可靠性。

关键词：大型振动台模型试验数值模拟桩-土-桥梁结构地震相互作用液化场地

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沉管挤密碎石桩加固液化土地基的振动台试验研究

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铁道科学与工程学报 2006年第3期3卷 41-46页

作者：赵如意蒋关鲁刘先峰张建文西南交通大学道路与铁道工程系四川成都610031

以碎石桩桩网复合地基加固京沪高速铁路液化土地基为原型,对模型比例为1∶10的振动台模型试验进行研究。研究结果表明:碎石桩桩网复合地基加固液化土地基不仅提高了地基的抗液化能力,而且大大减小了地基路堤沉降;在7度抗震设防下,满足... 详细信息

以碎石桩桩网复合地基加固京沪高速铁路液化土地基为原型,对模型比例为1∶10的振动台模型试验进行研究。研究结果表明:碎石桩桩网复合地基加固液化土地基不仅提高了地基的抗液化能力,而且大大减小了地基路堤沉降;在7度抗震设防下,满足京沪高速铁路抗震设计要求。

关键词：沉管挤密碎石桩饱和粉土液化大型振动台模型试验大型堆叠式剪切变形模型箱

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桩板式抗滑挡土墙的振动台试验和抗震机理研究

桩板式抗滑挡土墙的振动台试验和抗震机理研究

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作者：曲宏略西南交通大学

学位级别：博士

由于桩板式抗滑结构具有抗滑能力强、施工安全简便、速度快、工程量小等优点,因此被广泛应用于基覆和顺层边坡的滑坡治理中,从“5.12”汶川地震支挡结构的震害调查也发现,桩板式抗滑挡土墙具备优良的抗震性能,对于此结构,目前国内外在... 详细信息

由于桩板式抗滑结构具有抗滑能力强、施工安全简便、速度快、工程量小等优点,因此被广泛应用于基覆和顺层边坡的滑坡治理中,从“5.12”汶川地震支挡结构的震害调查也发现,桩板式抗滑挡土墙具备优良的抗震性能,对于此结构,目前国内外在静力设计方面已进行了一些研究,然而对抗震机理的研究较少,对桩板式抗滑挡墙的抗震性能研究更少,致使至今仍缺少成熟的抗震设计计算方法,并使得这一经济合理的工程结构在抗震领域的运用上受到了很大的限制。鉴于此,本文以汶川地震公路、铁路支挡结构的震害调查为研究背景,设计完成了2个相似比为1：10的桩板式抗滑挡土墙支护边坡模型,以归一化处理后的卧龙台站地震波作为设计输入地震波,开展了大型振动台试验,并借助数值模拟和理论分析手段对其进行了拓展,该论文的研究成果将为深入揭示桩板式抗滑挡土墙的抗震机理、完善结构工作机制研究和改善抗震设计方法提供有力的理论依据和参考。该论文取得的主要成果和结论如下： (1)大型振动台模型试验相似比设计结合地震调查情况,选取典型震害工点,进行了2个模型的大型振动台试验研究。根据模型试验的相似性要求,制定了本试验的相似关系设计基本原则,并根据量纲分析法完成了模型的相似比设计,推导了试验所涉及物理量的相似常数,确定了模型相似材料和物理力学参数,选取了台面输入加载方案。此外,对试验过程中挡土结构和边坡模型的制作进行了详细介绍,为同类试验提供了有价值的参考。 (2)桩板式抗滑挡土墙加固边坡的地震响应特性利用从上述2个结构模型试验中测得的地震土压力、位移、加速度和锚索轴力的时程数据,分别进行详细、系统的分析,得出了桩板式抗滑挡土墙在不同地震动参数作用下桩身内力、结构变形、锚索轴力与剪应力的动态响应规律,并认识了加固边坡中的加速度响应特性和地震波传播规律。 (3)桩板式抗滑挡土墙的数值分析利用FLAC3D有限差分法建立了结构一土一锚相互作用的三维模型,把归一化处理后的汶川卧龙波、Kobe波和E1Centro波等实测地震记录用作激励,完成了多个工况的动力时程反应计算。针对影响结构地震响应的输入地震动参数、岩土材料参数和结构设计参数分别进行了参数影响分析,得出了结构在不同参数下的地震响应规律。此外,数值分析工作也贯穿到桩板式抗滑挡土墙加固边坡的抗震机理研究和设计方法的验证等各个章节。 (4)桩板式抗滑挡土墙加固边坡的抗震机理结合模型试验、数值分析和理论分析的研究成果,应用数学和力学方法,研究了地震作用下桩板式抗滑挡土墙加固边坡的变形规律,得到了加固边坡在地震下具有不同位移特性的分区特征,并从桩前后土体与结构运动不一致的角度揭示了结构一土动力耦合作用的工作机制,此外,通过MTS试验分析了锚固体系在破坏过程的不同阶段界面粘结力的变化情况和加载周期对极限承载力的影响,提出了锚固体系的位移控制原则。 (5)桩板式抗滑挡土墙的抗震设计方法结合振动台试验、数值分析成果,对桩板式抗滑挡土墙的拟静力设计法提出了修正建议,考虑到锚索安装会引起桩后土体应力重分布的效果,推导了预应力锚索桩板式抗滑挡土墙的抗震设计方法。此外,鉴于地震动特性和结构本身特性对抗震性能的影响,运用Pushover能力谱法,提出了桩板式抗滑挡土墙的频谱设计方法,并提出了考虑近断层脉冲效应的R因子折减估算模型,在此基础上,结合性能设计思想,考虑了刚性桩与柔性桩抗震性能的差异性,提出了桩板式抗滑挡土墙的“三级设防”标准。上述修正建议和新的设计方法均通过振动台试验和数值分析的手段进行了验证。

关键词：桩板式抗滑挡土墙大型振动台模型试验地震响应特性数值分析抗震机理抗震设计方法

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多级支挡结构与边坡系统地震动力特性及抗震研究

多级支挡结构与边坡系统地震动力特性及抗震研究

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作者：文畅平中南大学

学位级别：博士

依托铁道部科技研究开发计划课题“高陡边坡特殊支挡工程抗震技术研究”(编号：2008G028-D),以建设中的大瑞铁路为背景,对其沿线厚覆盖层与基岩边坡(简称基覆边坡)和厚覆盖层与顺层岩石边坡(简称顺层边坡)的多级支挡结构与边坡系统,在... 详细信息

依托铁道部科技研究开发计划课题“高陡边坡特殊支挡工程抗震技术研究”(编号：2008G028-D),以建设中的大瑞铁路为背景,对其沿线厚覆盖层与基岩边坡(简称基覆边坡)和厚覆盖层与顺层岩石边坡(简称顺层边坡)的多级支挡结构与边坡系统,在地震作用下的动力特性及抗震设计方法开展研究。基于大型振动台模型试验,对支挡结构的地震动力响应特性进行系统分析,并开展数值模拟验证工作。基于模型试验所采集到的动位移数据,开展支挡结构动位移模式的分析研究。基于塑性极限分析上限定理和强度折减技术,建立多级支挡结构地震动土压力的上限解,并开展多级支挡结构与边坡的地震动力稳定性分析,以及多级支挡结构抗震设计方法的研究。研究工作主要包括以下几个方面： (1)大型振动台模型试验方案设计分别设计并完成相似比为1：8的3个基覆边坡和3个顺层边坡模型。根据相似关系理论,对大型振动台模型试验的相似关系进行设计,确定模型试验相似常数,确定模型试验的相似材料及其主要物理力学参数。以汶川波、大瑞波和Kobe波作为设计输入地震波,确定试验加载方案。 (2)支挡结构一边坡系统动力响应特性分析分别对上述3个基覆边坡模型和3个顺层边坡模型,在不同地震波、激振加速度峰值及其激振方向下的加速度动力响应、动土压力响应、动位移响应和锚杆动应变响应等动力特性,进行了详细和系统的分析研究。在基覆边坡模型动力特性分析中,根据试验数据对支挡结构的动力响应特性进行对比分析,并分析其抗震性能。在顺层边坡模型动力特性分析中,根据试验数据对比分析了支挡结构在不同岩层倾角下的动力响应特性。 (3)支挡结构一边坡系统动力响应特性数值模拟按平面应变问题,以汶川波XZ双向加载工况为例,采用有限差分软件FLAC3D进行数值分析。在基覆边坡数值模拟中,主要针对重力式挡墙—基覆边坡的振动台试验模型,将数值模拟结果与振动台模型试验进行对比分析。在顺层边坡数值模拟中,模拟不同岩层倾角下的重力式挡墙的动力响应特性,并将数值模拟结果与振动台模型试验进行对比分析。 (4)支挡结构地震动位移模式研究基于3个基覆边坡模型的大型振动台模型试验,根据各加载工况所采集到的地震永久位移响应数据,研究重力式挡墙、桩板式挡墙、格构式框架结构等支挡结构的地震动位移模式及其变化规律,得到支挡结构在地震波作用下,其动位移模式有：滑动(平动)、转动或滑动与转动的耦合等。研究认为,挡墙动位移量、动位移模式及其变化方式,不仅受激振波、激振方式和激振加速度峰值的影响,还受到挡墙结构型式、不同支挡结构组合方式的影响。此外,通过动位移模式的研究,分析不同类型支挡结构的抗震性能。 (5)多级支挡结构动土压力及抗震设计方法研究结合塑性极限分析上限法和强度折减技术,对多级支挡结构地震动土压力进行分析和研究,建立基于强度折减技术的多级支挡结构地震主动、被动土压力上限解。上限解考虑水平和竖向地震系数、墙背倾角、坡面形式及多级支护方式、上挡墙对下挡墙的影响、土体粘聚力、土体与墙背的粘附力等诸多因素,可适用于无粘性土和粘性土、复杂坡面等的地震土压力计算。 (6)多级、组合支挡结构与边坡系统的静动稳定性分析及抗震设计方法研究将边坡安全稳定系数直接作为岩土体抗剪强度参数的折减系数,基于强度折减技术和极限分析上限法,对锚杆挡墙支护高边坡的三种方式,进行地震条件下的动力稳定性分析,根据正交试验设计法进行参数敏感性分析,并进行抗震设计方法的研究。通过实例分析,提出抗震设计方法与建议。

关键词：多级支挡结构-边坡系统地震动力特性大型振动台模型试验地震动位移模式地震土压力静动稳定性分析抗震设计

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软弱场地地铁车站结构地震反应的数值模拟与模型试验对比分析

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防灾减灾工程学报 2012年第5期32卷 528-534页

作者：叶道奎陈国兴左熹南京工业大学岩土工程研究所南京210009

根据软弱场地土上地铁车站结构大型振动台模型试验结果,以软件ABAQU S为平台,采用记忆型嵌套面黏塑性动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,建立了土-地铁车站结构非线性动力相互作用二维和三维有限元... 详细信息

根据软弱场地土上地铁车站结构大型振动台模型试验结果,以软件ABAQU S为平台,采用记忆型嵌套面黏塑性动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,建立了土-地铁车站结构非线性动力相互作用二维和三维有限元分析模型,对各种试验工况下地基土-地铁车站结构体系的地震反应进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:二维、三维数值模拟与振动台模型试验结果基本一致,三维模型可更好地模拟软弱场地与地铁车站结构的动力相互作用及模型结构的动力反应。数值模拟结果和振动台试验结果可相互验证其可靠性。

关键词：地铁地下车站结构地震反应特性大型振动台模型试验数值模拟

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CFG桩加固液化土地基的振动台试验研究

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路基工程 2006年第6期 54-56页

作者：刘先峰蒋关鲁张建文西南交通大学土木工程学院四川成都610031

以京沪高速铁路液化土地基加固为原型,进行了模型比例为1∶10的CFG桩桩网复合地基加固饱和粉土地基的大型振动台模型试验。通过加固与未加固地基对比,CFG桩桩网复合地基提高了地基的抗液化能力,减小了地基路堤整体沉降,能够满足高速铁... 详细信息

以京沪高速铁路液化土地基加固为原型,进行了模型比例为1∶10的CFG桩桩网复合地基加固饱和粉土地基的大型振动台模型试验。通过加固与未加固地基对比,CFG桩桩网复合地基提高了地基的抗液化能力,减小了地基路堤整体沉降,能够满足高速铁路以沉降控制设计的地基沉降抗震设计要求。

关键词： CFG桩粉土液化大型振动台模型试验

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基础隔震与加层减震结构抗震控制优化设计和试验研究

基础隔震与加层减震结构抗震控制优化设计和试验研究

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作者：黄天立湖南大学

学位级别：硕士

目前，基础隔震结构、“加层减震”(TMD减震)结构正逐步应用于工程实际，由于这两种结构在动力荷载(如地震、风)作用下动力方程中的阻尼矩阵为非经典情形，传统的实模态分析方法(振型分解法)不能使动力方程解耦，因此本文运用复模态分... 详细信息

目前，基础隔震结构、“加层减震”(TMD减震)结构正逐步应用于工程实际，由于这两种结构在动力荷载(如地震、风)作用下动力方程中的阻尼矩阵为非经典情形，传统的实模态分析方法(振型分解法)不能使动力方程解耦，因此本文运用复模态分析方法求得了结构在平稳和非平稳随机地震激励下结构随机地震响应的解析表达式，在此基础上进行了基础隔震和TMD减震装置参数的优化分析。对所提出的优化的TMD减震装置参数进行了一个大比例模型的模拟地震振动台试验研究，通过对试验结果的分析验证了理论的正确性。主要内容如下： 1、对于具有任意非对称质量和刚度矩阵、非经典阻尼矩阵的两自由度二阶动力体系，运用复模态分析方法，得出了该体系在平稳与非平稳随机地震激励下的动力响应及动力可靠度统一解析表达式。 2、对于在地震作用下的剪切型基础隔震结构和“加层减震”(TMD减震)结构，隔震层上部结构和“加层减震”(TMD减震)结构中的主体结构的反应以第一振型反应为主，因此，仅考虑其第一振型响应，同时附加结构自身所带隔震或减震控制装置，整个系统就成为一个具有任意非对称质量和刚度矩阵、非经典阻尼矩阵的两自由度二阶动力体系。运用该体系复模态分析的统一方法，得到了结构响应及动力可靠度的解析表达式。 3、在基础隔震结构、“加层减震”(TMD减震)结构随机地震响应解析表达式的基础上，以结构在有、无隔震或TMD减震装置情况下的隔震或减震效果指标(结构位移响应标准差之比)为优化目标函数，对隔震和TMD减震装置的参数取值进行了优化，得出了可应用于工程实际的优化设计方法和一些有用的数据，可应用于指导工程设计。 4、针对理论分析提出的TMD装置参数的优化取值，进行了TMD减震结构模型在EL Centro地震波和由三角级数模拟法模拟的人工地震波(RGB)作用下的模拟地震振动台试验，试验结果验证了理论的正确性。 5、提出了以结构最大位移响应的期望值为目标函数，以控制装置反应的动力可靠度为约束条件，运用罚函数法优化求解基础隔震与“加层减震”(TMD减震)结构中隔震装置和减震装置参数的优选方法。

关键词：基础隔震结构 “加层减震”结构调谐质量阻尼器复模态分析随机地震响应分析动力可靠性大型振动台模型试验

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