检索结果-内蒙古大学图书馆

地震工程与工程振动 2023年第2期43卷 34-41页

作者：丁阳刘倩宗亮石运东天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

城市综合枢纽车站结构一般由屋盖大跨空间结构和下部混凝土框架结构组成,目前对车站结构抗震性能的研究很少考虑场地土的影响。建立国内某典型枢纽车站土-车站结构有限元模型,研究了场地土对车站屋盖大跨空间结构地震响应的影响规律。... 详细信息

城市综合枢纽车站结构一般由屋盖大跨空间结构和下部混凝土框架结构组成,目前对车站结构抗震性能的研究很少考虑场地土的影响。建立国内某典型枢纽车站土-车站结构有限元模型,研究了场地土对车站屋盖大跨空间结构地震响应的影响规律。结果表明:考虑场地土改变了屋盖大跨空间结构的动力特性,随着场地土厚度增大结构自振频率减小;随着场地土剪切波速增大结构自振频率增大,场地土厚度较小时屋盖结构挠度和杆件应力随场地土剪切波速增大而减小;场地土厚度较大时存在临界剪切波速,小于临界剪切波速即在场地土较软时,屋盖结构挠度和杆件应力随剪切波速增大而增大;大于临界剪切波速即场地土较硬时,屋盖结构挠度和杆件应力随剪切波速的增大而减小;随着场地土厚度增大临界剪切波速增大;在临界剪切波速下,屋盖挠度为基岩条件下的2.34~3.07倍,最大杆件应力为基岩条件下的1.35~2.86倍,因此,综合枢纽车站结构抗震性能分析时应考虑场地土的影响。

关键词：综合枢纽车站屋盖大跨空间结构地震响应场地土场地土厚度剪切波速

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地铁运行对国家大型地震工程模拟研究设施的振动影响分析

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振动工程学报 2024年第11期37卷 1884-1897页

作者：巴振宁符瞻远韩庆华梁建文刘又恺天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

天津地铁6号线紧邻天津大学北洋园校区,列车运行可能会对学校重要建(构)筑物产生不利振动影响。本文以距该线路较近的天津大学国家大型地震工程模拟研究设施为研究对象,对沿线场地以及设施建(构)筑物进行现场振动测试,研究了振动沿场地... 详细信息

天津地铁6号线紧邻天津大学北洋园校区,列车运行可能会对学校重要建(构)筑物产生不利振动影响。本文以距该线路较近的天津大学国家大型地震工程模拟研究设施为研究对象,对沿线场地以及设施建(构)筑物进行现场振动测试,研究了振动沿场地的衰减规律和设施建(构)筑物内振动控制点的振动水平;建立了隧道-场地-设施建(构)筑物整体有限元模型,开展了有/无河道(实际存在河道)情况下,场地以及设施建(构)筑物振动仿真模拟分析,着重探讨了河道对场地和设施建(构)筑物的隔振情况。研究表明,由于天津软土场地及河道的影响,场地竖向加速度衰减显著,0~80 m衰减达97.33%;设施的大体积混凝土基础及其底部桩基设计有利于基础自身的振动控制;河道使得场地和设施大型振动台基础的加速度振幅分别降低40.87%和27.97%,场地频谱在0~20 Hz和40~70 Hz区间出现明显的“双峰”现象。

关键词：地铁列车现场振动测试有限元分析振动影响

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社区尺度斜入射波场下场地-建筑群耦合作用模拟方法

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振动与冲击 2024年第4期43卷 1-11,37页

作者：巴振宁付继赛王方博梁建文牛嘉琪天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedo... 详细信息

场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedom,MDOF)模型计算量小且可同时模拟大量建筑的优势,同时,结合频率波数域(frequency wave number analysis,FK)方法,以等效地震荷载的方式施加地震波场,建立了FK-SE-MDOF耦合方法,实现了SE-MDOF耦合模型中多种波型(P波、SV波和SH波)的斜入射输入,解决了当前三维SCI效应研究方法中未能同时考虑建筑非线性、频谱特性、地震波波型及入射角度影响的问题。首先对方法原理进行了介绍;然后,通过与振动台试验的对比,验证了方法的正确性;进而,采用该方法建立理想场地-城市建筑群相互作用耦合模型,主要探讨了入射角度和地震波波型对SCI效应的影响,得到了一些有益结论。该方法较为真实地反映SCI效应影响的同时,可反映建筑基础轮廓对地震波场的影响,适用于需考虑建筑轮廓信息的社区尺度SCI效应研究,可为城市规划、抗震设计、风险评估以及震后救援等工作提供定量指导。

关键词：场地-城市相互作用(SCI) 频率波数域-谱元-多自由度模型(FK-SE-MDOF)方法斜入射建筑群社区尺度

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PC箱梁桥火灾爆炸联合作用下损伤效应研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第11期57卷 1200-1210页

作者：田力李孟辉王剑飞朱劲松天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350

利用ANSYS/LS-DYNA建立了预应力混凝土(prestressed concrete,PC)箱梁桥三维有限元模型,采用隐式分析方法对PC箱梁桥进行单独火灾分析,得到其在不同时刻下的温度及热应力的分布特征,采用显式分析方法对PC箱梁桥进行单独爆炸分析,得到其... 详细信息

利用ANSYS/LS-DYNA建立了预应力混凝土(prestressed concrete,PC)箱梁桥三维有限元模型,采用隐式分析方法对PC箱梁桥进行单独火灾分析,得到其在不同时刻下的温度及热应力的分布特征,采用显式分析方法对PC箱梁桥进行单独爆炸分析,得到其在不同爆炸当量下的局部破坏特征以及整体位移情况.随后,对综合考虑高温和高应变率效应的混凝土本构模型和钢材本构模型进行试验验证,在得到可靠性结果的基础上对PC箱梁桥进行火灾爆炸联合作用分析.结果表明:发生桥上火灾时,桥面板的热应力重分布现象应该得到关注,桥上火灾热应力随着燃烧时间的推移,顶板和翼缘板应力下降程度要大于腹板上方混凝土应力下降程度,桥面板的热应力使得在爆炸的过程中会出现小当量炸药也能造成箱梁顶板严重局部损伤的现象.发生小当量爆炸时,若燃烧持续时间较短,材料产生的高热应力起主导作用,从而在后续爆炸过程中对顶板造成严重的局部损伤,但整体位移与常温爆炸相似;若燃烧持续时间较长,材料的高温软化效应起主导作用,顶板损伤情况有所减小,但整体位移会增大.发生大当量爆炸时,无论是材料产生的高热应力还是材料的高温软化均会造成箱梁顶板的严重破损,冲击波在箱梁的聚集作用下冲击底板与腹板交界处,最终底板坍塌.从热应力分布现象和爆炸局部破坏特征来看,单箱多室的箱梁桥可以适当提高抗爆性.

关键词：火灾爆炸 PC箱梁桥有限元分析

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基于超声扩散场的焊接节点疲劳损伤早期检测及剩余寿命评估

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土木工程学报 2024年第9期57卷 22-33,45页

作者：高树灵李宁岳亚男张芮天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法... 详细信息

钢结构焊接节点在疲劳载荷作用下易发生损伤、破坏,目前基于超声技术检测疲劳损伤的方法已得到初步验证,但早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估仍存在困难和挑战。该研究基于超声扩散场能量密度提出一种检测焊接节点疲劳损伤的方法。该方法通过计算有损和无损状态下超声能量密度的差异,定义焊接节点疲劳损伤指数;采用对接焊缝和十字形传力角焊缝试件,验证损伤指数对焊接节点疲劳损伤的敏感性和普适性;而后,对早期裂纹萌生预警和剩余寿命评估与棘轮应变检测结果进行对比。试验结果表明:所提出的损伤指数变化趋势与棘轮应变检测结果吻合度高;焊接节点疲劳裂纹扩展时,损伤指数增长尤为快速;当裂纹萌生时,损伤指数表现出突然增大的趋势,据此定义早期裂纹萌生预警判据,实现对焊接节点疲劳全寿命60%~80%的早期剩余寿命评估;同时,根据损伤指数曲线明显的谷值点,实现焊接节点寿命30%~50%的早期剩余寿命评估。

关键词：超声扩散场焊接节点疲劳损伤检测早期预警剩余寿命评估

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黏土结构性对孔压静力触探结果的影响分析

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水文地质工程地质 2023年第5期50卷 80-88页

作者：加瑞赵栋雷华阳天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影... 详细信息

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影响。数值计算结果表明:(1)黏土的结构性会导致锥尖周围土体的偏应力增大,由于锥尖附近土体的结构性损伤,最大偏应力出现在距锥尖一定距离的右下方;(2)表征结构性强度的参数——初始结构屈服应力p’_(yi)越大,锥尖阻力qc越大,而表征结构性损伤速度的参数——结构性对流动法则影响参数ω越大,q_(c)值越小;(3)p’_(yi)值越大,贯入停止时的超静孔隙水压力u越大,而ω值越大,贯入停止时的u值越小;(4)经验圆锥系数N_(kt)随p’_(yi)增大明显减小,随ω的增大略有减小。因此,黏土的结构性强度及其损伤会明显影响孔压静力触探的测量结果,基于锥尖阻力q_(c)估算结构性黏土的不排水抗剪强度su时应采用考虑结构性影响的经验圆锥系数N_(kt),否则将会低估结构性黏土的s_(u)。研究结果可为孔压静力触探结果的分析和应用提供参考。

关键词：黏土结构性孔压静力触探结构性剑桥模型锥尖阻力经验圆锥系数

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储层和开采参数对天然气水合物开采产能的影响分析

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海洋地质与第四纪地质 2023年第6期43卷 202-216页

作者：加瑞许敬明郝岱恒李青茁杨岗天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景,采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上... 详细信息

开展储层参数和开采参数对天然气水合物开采产能影响的研究有助于其实际开采场址和开采方法的选择。以中国南海神狐海域SH7站位的地质参数为背景,采用TOUGH+HYDRATE软件系统地分析了储层压力、温度、孔隙度、水合物饱和度、渗透率、上覆层和下伏层渗透率等储层参数,以及降压幅度、降压井长度和出砂堵塞(通过改变井周网格渗透率反映出砂堵塞)等开采参数对天然气水合物降压开采产能的影响。数值模拟结果表明:①随着储层渗透率的增大,产气量有明显的增加;随着储层压力、孔隙度的增大以及上覆层和下伏层渗透率的减小,产气量有较大的增加;随着储层温度的增大,产气量有一定的增加;产气量随饱和度的增大先增大后减小。因此,实际开采时可优先选择渗透率大、上覆层和下伏层渗透率小、孔隙度大、温度较高、水合物饱和度适中的储层。②随着降压幅度的增大以及降压井长度增大,产气量有明显的增加;而随着出砂堵塞程度的加剧,产气量有非常明显的减少。因此,实际开采时可以通过增大降压幅度和降压井长度以及采取减轻出砂堵塞的措施来提高产气量。研究结果可以为我国将来天然气水合物开采区域及开采方式的选择和确定提供参考。

关键词：天然气水合物降压开采 TOUGH+HYDRATE 储层参数开采参数

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振动台控制室抗倾斜空气弹簧三维隔振平台研究

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振动与冲击 2024年第13期43卷 35-44页

作者：石运东薛霜冰王琦刘铭劼吴昊韩庆华天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350

大型地震模拟振动台的运行给周围环境带来不可忽略的振动问题,影响精密仪器设备的正常使用及工作人员的舒适度。针对国家大型地震工程模拟研究设施振动台控制室面临的振动问题,提出一种基于带附加气室的空气弹簧和抗倾斜装置的大质量三... 详细信息

大型地震模拟振动台的运行给周围环境带来不可忽略的振动问题,影响精密仪器设备的正常使用及工作人员的舒适度。针对国家大型地震工程模拟研究设施振动台控制室面临的振动问题,提出一种基于带附加气室的空气弹簧和抗倾斜装置的大质量三维隔振平台。开展了隔振部件以及隔振平台的试验研究以及数值模拟分析,提出了抗倾斜装置的抗倾斜刚度理论计算公式。研究结果表明,带附加气室的锥型与直筒型膜式空气弹簧可实现约1 s竖向隔振周期,阻尼比达23%。试验中抗倾斜装置可有效控制人员偏心荷载造成的平台倾斜问题,平台倾斜角度减小达66%。所设计国家大型地震工程模拟研究设施隔振平台可大幅降低振动台运行产生振动影响,隔振效率达86%以上。

关键词：振动台振动三维隔振空气弹簧抗倾斜装置可变荷载

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弦支穹顶结构阻尼器替换撑杆振动控制研究

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振动与冲击 2024年第18期43卷 173-185页

作者：马金凤刘铭劼天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

针对弦支穹顶结构在地震作用下的动力响应问题,提出采用黏弹性阻尼器替换弦支穹顶结构撑杆的振动控制方法,基于结构力学原理推导了弦支穹顶结构上弦节点静力位移公式,提出了黏弹性阻尼器参数刚度系数K、阻尼系数C的理论公式,借助有限元... 详细信息

针对弦支穹顶结构在地震作用下的动力响应问题,提出采用黏弹性阻尼器替换弦支穹顶结构撑杆的振动控制方法,基于结构力学原理推导了弦支穹顶结构上弦节点静力位移公式,提出了黏弹性阻尼器参数刚度系数K、阻尼系数C的理论公式,借助有限元软件针对结构跨度、结构矢跨比、阻尼器参数、替换杆件类型、替换撑杆位置进行参数化分析。结果表明,替换阻尼器参数选用理论计算值的减振效果优于对照组,验证了阻尼器参数理论公式适用于弦支穹顶结构振动控制,最优替换杆件类型为结构的竖向撑杆,最优减振率可达72.46%。

关键词：弦支穹顶振动控制黏弹性阻尼器阻尼器参数理论分析

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基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1387-1397页

作者：巴振宁赵靖轩桑巧稚梁建文滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学土木工程系天津300350 同济大学地下建筑与工程系上海200092

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应... 详细信息

为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应用且适用于不同土类的三参数Martin-Seed-Davidenkov本构模型,结合已有的不规则加卸载准则,通过在程序中修改每个显式时间步下的应力增量,实现了土体剪切模量的实时更新和加卸载拐点的有效识别,将土体的非线性特性纳入到三维复杂场地地震动模拟中。首先将建立的三维模型通过施加合理边界退化至一维,与一维非线性动力分析软件DEEPSOIL的结果进行了对比,验证了开发的正确性;进而将开发的程序应用于中国滇西南地区施甸盆地的非线性地震动模拟,并与相应的线性结果进行了对比。结果显示,受土体非线性的影响,施甸地区PGA和PGV较线性结果峰值均降低,且非线性土体对PGV的影响更加明显,较线性结果最大降低约30%;沉积非线性使沉积内部观测点的速度及其反应谱幅值降低,且特征频率向长周期方向移动。

关键词：非线性地震反应三维沉积盆地 Davidenkov本构模型谱元法

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