一、台湾集集地震近断层强震地面运动加速度时程的随机特性(论文文献综述)
张嘉琦[1](2021)在《时程分析地震动记录选择方法研究》文中研究表明我国建筑结构向着巨型化、不规则化发展,并随着计算机计算能力的不断提高,使用动力时程分析方法变得越来越普遍。本文从世界各强震动数据库获取了8699组强震动记录,并对加速度时程进行了校正处理,建立了一个地面运动备选库。以我国抗震规范地震动加速度时程选取准则为研究对象,基于地震动加速度反应谱与规范设计谱相一致为原则,考虑场地地震环境条件、谱一致性控制参数、匹配误差、高阶振型等因素,提出基于三个层次的地震动记录选取方案。具体的研究内容如下:(1)综述了中国、美国和欧洲抗震规范对于地震动加速度时程选择的要求,分析了我国抗震规范在选择地震动加速度时程方面与国外的差异;研究了国内外学者和机构对地震动加速度时程选择方法的研究进展,将选择方法总结分为基于场地地震环境、基于目标谱、基于地震强度指标选择三类。(2)分析了中国国家强震动台网中心、美国NGA-West2、COSMOS的VDC及日本的K-NET和Ki K-net强地震动数据库的特点以及各个数据库获取记录方法,指出了我国强地震动数据库的不足之处;分析了地震动记录中的误差来源、当前的滤波技术和基线校正方法,逐一对本文所收集的强地震动记录有针对性的进行校正;基于My SQL数据库技术建立了一个地面运动备选数据库。(3)基于地震动记录的物理意义,阐述了场地地震环境条件对地震动记录选择的重要性,利用第五代地震动区划图中的烈度衰减关系和PGA衰减关系确定不同设防要求下地震动记录选取时的震级、震中距范围的选取范围;拟合了Vs30与Vs20的转化关系,研究了根据Vs30和Vs20推算覆土厚度的方法,提出根据推算的Vs20和覆盖层厚度按我国双指标确定场地类型的方法,对收集的记录进行场地类型判别;并对特征周期计算方法进行了相关性分析。(4)以我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的水平地震影响系数曲线作为地震动选取的目标谱,分析了谱一致性控制参数、匹配误差限制和匹配范围等影响记录选取的各种条件,提出一套考虑场地地震环境条件、谱型匹配、结构动力特性等因素的三层次地震动加速度时程选取流程。并建立7层和12层RC框架结构的有限元模型,对本文三层次选择方法、双频段法和PEER均方差法进行比较。(5)以7层和12层结构为例,将选取的记录输入结构进行弹塑性时程分析,得到基底剪力、顶点位移和最大层间位移角的响应值,以分析结果的平均值为基准值研究了地震动记录的选取数量问题。(6)基于MATLAB软件的GUI功能编写了一个基于中国抗震规范的地震动记录选择程序,实现了基于三个层次的地震动记录选择功能,对功能的操作步骤进行了说明并对选择结果进行了验证。
林元铮[2](2020)在《强震下钢-混凝土组合连续刚构桥失效机理研究》文中指出新型钢-混凝土组合连续刚构桥的主体结构采用钢-混凝土组合梁和双层钢箱-混凝土组合墩柱(CFDST墩柱),在受力性能、耐久性以及施工建造等方面相比传统混凝土连续刚构桥具有明显优势;特别是组合墩柱的使用显着提高了桥梁结构的抗震设防水平,是一种有望在高烈度地震区推广应用的新型桥梁结构。本文通过理论分析、模型试验和数值模拟,对新型组合连续刚构桥在强震下的行为进行了研究,主要工作包括如下几个方面:(1)提出了一种基于目标永久位移的地震动基线校正方法。(2)开展了一座三跨钢-混凝土组合连续刚构桥模型的地震模拟振动台试验,并探索用于模拟跨断层地震动的振动台混合输入控制方法。(3)根据试验结果分析了组合刚构桥在近断层地震动作用下的动力响应特点,并通过有限元分析对比了新型组合连续刚构桥与传统组合连续刚构桥相比抗震性能的优势。(4)结合试验结果及有限元模拟分析了新型组合连续刚构桥在跨断层地震动作用下的结构响应特点及损伤破坏模式,并进行了参数分析。(5)分析了新型组合连续刚构桥CFDST墩柱增设不同加劲肋的地震损伤降低效果。论文主要研究结论如下:(1)提出了一种基于目标永久位移的地震动基线校正方法,可用于跨断层地震动的模拟;跨断层桥梁地震响应可分为动力响应和拟静力响应两部分,基线校正的目标永久位移对结构的拟静力响应起主导作用,而对动力响应基本无影响。(2)提出了一种用于模拟跨断层地震动的地震模拟振动台混合输入控制方法,该方法克服了传统加速度输入或位移输入的局限性,能够兼顾低频永久位移和高频加速度的精度要求;振动台试验验证了本文方法的有效性。(3)近断层一致激励地震动作用下的振动台试验结果表明:包含强烈速度脉冲的近断层地震动能够更显着地放大桥梁结构的地震响应,并导致明显的残余位移,模型桥损伤主要表现为CFDST墩柱顶部和底部外钢板屈服并与内填混凝土脱空。采用Open SEES建立的组合刚构桥有限元模型能够准确地预测模型桥在一致激励地震作用下的结构响应,与采用传统钢筋混凝土(RC)墩柱的组合刚构桥相比,采用了CFDST墩柱的新型组合刚构桥能够显着降低峰值位移和残余位移。(4)跨断层地震动作用下的振动台试验结果表明:模型桥的结构损伤主要集中于CFDST墩柱的顶部和底部,表现为外钢板的屈服、屈曲以及内填混凝土压溃,存在显着的残余变形,主梁部分会严重参与整体结构响应;基于显式积分有限元程序LS-DYNA建立的三维精细化有限元模型能够准确地预测模型桥在跨断层地震动作用下的地震响应及破坏模式,模型桥的地震损伤主要由拟静力变形控制;跨断层地震动作用下新型组合刚构桥结构表现出了良好的抗倒塌能力,表明此类桥型在地震断裂带地区具有推广应用前景。(5)数值分析结果表明:当桥梁跨越断层角度为90°时,逆冲断层和走滑断层导致的桥梁结构地震响应具有很大差异。TCU地震动(逆冲断层)作用下CFDST墩柱以弯曲变形为主,而在ELC地震动(走滑断层)作用下CFDST墩柱以扭转变形为主。对新型钢-混凝土组合连续刚构桥的CFDST墩柱设置合理的双向加劲肋能够有效降低CFDST墩柱在强震下的损伤破坏程度,抑制钢板的局部屈曲,适用于应对近断层地震动以及不同断层机制的跨断层地震动作用带来的结构损伤风险。
曾永平[3](2020)在《近断层铁路简支梁桥新型减隔震技术及设计方法研究》文中研究表明我国西部分布有现今最为活跃的陆陆碰撞造山带,地壳变形强烈、地质条件复杂、地震带众多,铁路沿线地震活动断层分布密集。众多西南高烈度地震区的铁路桥梁运营安全正面临着近断层地震动的严重威胁。然而,我国现行铁路桥梁抗震设计规范关于近断层区域的抗震设防问题几近空白,尚无成熟的近断层铁路桥梁减隔震措施与方法。考虑到高烈度地震区铁路广泛采用受力相对简单的简支梁桥,所以,本文以铁路典型简支梁桥为研究对象,对近断层地震作用下铁路简支梁桥地震响应、减震措施与设计方法开展系统研究,主要研究工作与成果如下:(1)收集国内外地震台网距离断层小于90km的1701条地震记录,提出了近断层地震记录基线调整方法,对近断层地震动的速度脉冲特性和竖向地震动进行系统分析,建立近断层地震反应谱特性,编写人工合成近断层地震动的相关程序,并验证了程序的可靠性。(2)建立32m等跨铁路简支梁桥数值分析模型,对比分析远场地震动、近断层地震动对隔震与非隔震铁路桥梁地震响应的影响,发现有脉冲的、长周期成分丰富的近断层地震会对桥梁造成更严重的破坏,使摩擦摆隔震支座产生更大的相对位移;研究了竖向地震动强度对桥梁抗震性能的影响,发现当竖向加速度峰值与水平向加速度峰值的比值大于1.5时,支座可能出现负反力,竖向地震动将导致支座压力发生较大波动,显着降低摩擦摆支座的耗能能力,墩梁位移加大,须采取限位措施;最后对比现有减隔震措施的优缺点,形成近断层铁路桥梁的减隔震策略。(3)提出了用于铁路桥梁的摩擦摆支座与金属阻尼器(新型减震卡榫和防落梁挡块)组合减隔震技术,阐述了金属阻尼器的结构形式和工作原理,推导金属阻尼器关键力学参数的理论计算公式,采用数值分析方法对金属阻尼器的力学性能进行模拟,研发了装置的具体构造,制造加工了金属阻尼装置装置样品,开展了装置拟静力力学性能试验验证。将理论分析、数值模拟与拟静力试验结果进行对比验证,结果表明本文提出的新型金属阻尼器整体性能良好,具有耗能效果好、滞回曲线饱满、低周疲劳性能好等优良性能。(4)开展两跨铁路简支梁桥共计6组振动台试验(包括普通支座桥梁、摩擦摆支座桥梁、摩擦摆支座+金属阻尼器桥梁3类减震方案和8m、25m两种墩高),设计了振动台试验模型制造、施工及加载工况等试验方案,基于振动台试验结果,深入对比分析摩擦摆支座+金属阻尼器桥梁在顺桥向、顺桥向+竖向、横桥向、横桥向+竖向的近断层地震动和远场地震动作用下的抗震性能,结果表明,组合减震体系桥梁显着降低了桥梁的地震响应,具有优良的减震性能。(5)采用Opensees软件建立了缩尺数值模型,将数值模型结果与振动台试验数据作对比分析,验证了有限元模型的合理性,根据缩尺相似关系,建立四跨足尺简支桥梁模型,进一步分析9度区地震下,在实桥上设置摩擦摆支座+金属阻尼器的减震性能,结果表明,该组合减隔震技术不仅能大幅度提高桥梁的减震效率,而且对竖向地震动不敏感,非常适用于近断层地震区桥梁抗震设防。(6)建立足尺四跨简支桥梁Open Sees有限元分析模型,进行非线性动力时程分析,分别研究摩擦摆支座-金属阻尼器组合减震体系各关键设计参数对桥梁抗震性能的影响。结果表明,在9度区设计地震下,减小减震卡榫屈服力或屈服后刚度比、增大摩擦摆支座半径、减小支座摩擦系数有利于提高桥墩的减震效率,但会增加支座位移;减小减震卡榫间隙、增大减震卡榫初始刚度会减少支座位移,但对桥墩影响较小。在9度区罕遇地震下,减小挡块屈服力、屈服后刚度比有利于提高桥墩的减震效率,但会增加支座位移;增大挡块初始刚度、减小挡块间隙会减少支座位移,但对桥墩影响较小。在罕遇地震下,支座限位是关键,可以通过减小挡块间隙和提高挡块屈服力来保证限位效果。最后给出了典型铁路简支梁桥组合减震体系设计参数的建议取值范围。
夏春旭[4](2020)在《近断层地震动脉冲识别及考虑波动效应的桥梁地震破坏分析》文中研究指明随着我国经济建设的不断发展,越来越多的基础工程建设将投入实施。我国又是一个地震多发国家,广阔的国土面积上分布着大大小小的地震断裂带,因此越来越多的桥梁在近断层区域开展建设的可能性也越来越大。而近断层地震动长周期、大幅值的速度脉冲与远场地震动相比又具有明显不同的特征,必定给桥梁工程的抗震安全带来新的挑战。桥梁一旦在地震中发生破坏或倒塌,将造成严重的生命和财产损失,还将阻断后续的抗震救灾工作。为了探究桥梁结构在近断层脉冲型地震动作用下的响应特征和破坏机理,应首先对脉冲型近断层地震动时程自身的特征进行研究。虽然基于小波分析的近断层地震动脉冲波形量化识别方法多年前已被提出,然而对多脉冲波型的识别研究仍不足。另外,小波基函数的选择也存在一定的主观性,无法根据地震动波形特征自适应地变换。同时近年来出现了一些新的针对非平稳非线性信号的分析方法,应该与近断层地震动脉冲波形识别工作相结合,发挥其强大的分析能力。在工程结构地震响应分析中,结构地震响应往往是同步的,这对于大跨桥梁这样的细柔结构是不合适的,结构内部地震波的传播实际上是需要一定的时间的。目前,在近断层脉冲型地震动对工程结构地震风险评估的影响研究中,仅使用近断层地震台站记录波型做为输入地震动。即使考虑到脉冲特征,脉冲型输入地震动的选择也具有较强的主观性,无法保证分析结果的连续性、可靠性。本文针对上述问题,重点研究近断层地震动脉冲波形识别方法、模拟地震波在结构内部传播的实用方法、近断层脉冲型地震动作用下结构地震风险分析。最后,基于前面的研究成果对在近断层脉冲型地震动作用下桥梁结构的破坏过程进行分析.本文主要工作及研究内容如下:(1)近断层多脉冲波型确实存在于地震台站记录中,基于DB4小波基函数的识别方法能够对多脉冲波形进行连续抽取,最终得到具有多个显着脉冲的波形成份。近断层地震动中的脉冲波型特征各不相同,采用同一种固定的小波基函数对特征各异的脉冲波型进行分析带有过强的主观性。最优小波基函数选择方法能够根据目标地震动的波形特点自适应地确定最优的小波基函数,最大程度上避免了小波基的形状与目标地震波特征波形之间的差异,有效地提高了时频平面的精度。结合极点对称模态分解(extreme-point symmetric mode decomposition,ESMD)的混合方法识别地震动中的显着多脉冲成份过程中,无需像经验模态分解方法那样要人工确定筛分次数,也无需像小波分析那样确定频率上下限范围,最大程度上降低了近断层地震动脉冲识别过程中的主观性。(2)结构地震响应是地震波在结构内部不断的传播与反射的外在表现。结构上部结构的运动实际上是由地震运动时下部结构内部抗力所激励的,为合理地模拟结构受到地震动这种实际的激励方式,设计了基于显式算法的纤维梁柱(Explicit Fiber Beam Column,EFBC)单元及其分析框架,使得输入地震能量以链式向上在结构内部传播。三个算例表明EFBC单元及其分析框架能够合理地捕获外部动力作用下结构地震响应的波动特征。在结构抗震分析中,建议均采用EFBC单元建立结构有限元模型,以合理地模拟结构地震响应中的波动特征。(3)近断层地震动由于其波形特点,能够在短时间内将大量地震能量输入到工程结构中,可能导致工程结构的严重破坏。本文从地震风险角度尝试利用年均预期损失比来评估近断层脉冲型地震动的这种破坏能力与地震台站记录地震动之间的差异。基于EFBC模型分析了墩柱和桥梁系统在近断层脉冲型地震动作用下的地震风险,发现对于墩柱和桥梁系统,地震台站记录的水平地震动对应的地震风险结果在统计意义上偏于危险。建议采用识别出的脉冲能量最强地震动计算结构地震响应及结构的损失比。(4)为探究EFBC单元在实际结构应用中与基于振动分析方法的结果差异性,分析了基于EFBC单元的一座三跨连续梁桥的地震响应特征,结果发现与基于振动分析方法的结果相比具有明显的差异。EFBC模型和OpenSEES模型之间的地震位移响应误差随着节点高度的增大而提高。在地震激励初始阶段,基于EFBC模型的墩柱纵桥向剪力比基于OpenSEES模型的相应响应值大幅增加。在稳定振动阶段,虽然两种模型对应的墩柱单元剪力响应轮廓较为接近,但基于EFBC模型的峰值抗力往往大于基于OpenSEES的结果。(5)分析了近断层脉冲型地震动作用下的三跨梁桥各主要构件的破坏过程,发现桥台较小的支撑宽度是整个梁桥系统的抗震薄弱点,可通过增大桥台的支撑宽度来推迟桥台的过早失效。在地震激励过程中,墩柱塑性铰长度发展较为合理。不同支座刚度对应的桥梁失效模式有较大差别。在主震来临之前增大支座刚度能够拉开各个关键构件的失效时刻,使得桥梁系统的失效是一个逐步发生的过程,在一定程度上有助于防范桥梁系统的突发性倒塌。
张彦君[5](2019)在《顺层岩质边坡地震稳定性及滑坡运移过程DDA模拟方法》文中研究表明随着西部大开发战略和“一带一路”倡议的实施和推进,我国西南地区以及丝绸之路经济带沿线在建或己建的各类大型基础设施(如:南水北调西线工程,西气东输工程,西电东送工程,“三江地区”高坝工程,川藏铁路工程等)面临着更多的地震滑坡地质灾害问题,特别是顺层岩质边坡的地震失稳破坏问题更为广泛;而地震触发顺层岩质滑坡的动力失稳机制及其运移堆积过程比较复杂,目前仍不是十分清楚。因此,研究顺层岩质边坡的地震稳定性,以及地震滑坡启动后的运移堆积过程,揭示其动力灾变机理,为岩质边坡加固设计或滑坡灾害预防措施的制定提供科学依据,具有重要的科学意义和工程价值。本文以顺层岩质边坡为研究对象,考虑地震荷载作用下不同失稳破坏模式,提出相应的地震边坡稳定性评价方法,以及滑坡启动后运移堆积过程的模拟方法。主要内容可概化为以下几个部分:(1)考虑地震边坡真实的应力状态,结合非连续变形分析(DDA)数值方法与矢量和方法(VSM),确定岩质边坡内部潜在滑动面上的抗滑力矢量和与下滑力矢量和,求解地震边坡的抗滑稳定安全系数时程曲线和永久位移,为顺层岩质边坡地震滑移稳定性的综合评价提供依据。(2)通过假定边坡失稳(滑坡启动)伴随着非连续面抗剪强度的瞬间弱化,建立边坡瞬时稳定性与非连续面抗剪强度参数之间的联系,提出一种状态依赖型的非连续面抗剪强度弱化模型;相较于现有的运动学依赖型抗剪强度弱化模型,本文所提出的模型函数关系简单、待定参数较少且对相关岩体材料试验技术要求较低,因而更容易构建与实施。(3)基于状态依赖型的非连续面抗剪强度弱化模型,改进DDA数值方法,开发相应的计算程序,并结合汶川地震诱发的大光包滑坡开展深入的数值模拟;结果表明非连续面抗剪强度弱化能够显着影响地震滑坡的演化进程、运移距离和堆积形态;相较于地震惯性力对滑坡运移堆积过程的直接影响,地震作用所导致的非连续面抗剪强度弱化对滑坡运移堆积过程的影响更为显着。(4)将顺层岩质边坡的溃屈破坏问题简化为多层梁的失稳问题,基于能量平衡原理,提出了复杂环境荷载下边坡溃屈稳定性评价的解析方法;相较于传统方法,本文提出的解析方法充分考虑顺层岩质边坡的多层分布特征和尺寸效应,能够提供更为合理的溃屈稳定性评价结果;通过参数敏感性分析,发现岩石的强度与变形特性、地质强度指标、岩层厚度和岩体扰动程度等因素对顺层岩质边坡溃屈稳定性的影响要强于岩石材料常数和岩层倾角等因素的影响。(5)从岩层溃屈变形破坏的内在机制出发,提出刚度折减技术并在DDA方法中实现,用以评价顺层岩质边坡的溃屈稳定性;采用DDA方法模拟单层岩体由顺层滑移状态逐渐过渡至溃屈变形破坏的演化过程,初步探究顺层岩质边坡的溃屈变形过程以及失稳破坏后的运移和堆积过程。(6)针对岩质边坡在极震条件下可能出现的倾覆破坏模式,基于力矩平衡原理,提出相应的抗倾覆稳定性评价的解析方法。通过探究地震荷载、超载、静水压力分布情况和张裂缝深度等因素对饱水岩质边坡抗倾覆稳定性的影响,发现边坡内部静水压力分布情况和地震荷载作用对岩质边坡的倾覆破坏起主导作用。此外,提出不同影响因素组合条件下饱水岩质边坡抗倾覆稳定性快速评价图,便于实际工程应用。
贾晓辉[6](2019)在《城市地下燃气管道抗震分析及地震灾害情景构建》文中研究指明地震灾害情景构建是通过建立地震灾害场景,构建地震灾害应对任务模型,依据应对模型计算应急需求并对灾害预防、应急准备不断优化的防灾减灾手段,是一种情景式的应急准备模式,为相关决策部门所采用。本文围绕城市地下燃气管道抗震分析及地震灾害情景构建的研究目标,完成埋地燃气管道抗震的理论分析、经验分析和动力有限元分析,燃气管道功能失效研究等内容,在建立河北地区随机地震动预测模型作为示范区地震动场输入基础上,实现研究区城市地下燃气管道地震灾害情景构建。主要研究内容和研究成果如下:1、系统地研究了地下管道在地震动作用下变形反应的理论法和经验法。考虑面波的影响,推导了瑞利波作用下地下管道地震反应的计算公式;统计分析了基于PGV的埋地管道震害率经验公式;综合考虑影响管道地震破坏的各种因素,引入突变级数法,提出了埋地燃气管道地震破坏等级综合评价分析方法。结果表明:(1)在沉积平原或盆地等面波发育地区,面波对管道所产生的轴向应变要高于剪切波,面波破坏作用建议给予重视;(2)突变级数法可减少埋地燃气管道地震破坏等级计算中的不确定性,具有一定的理论和实用价值。2、开展地震动作用下埋地连续管道和分段管道的动力有限元分析。采用接触单元模拟管土相互作用,建立埋地管道动力有限元分析模型,在有限元模型中采用了粘弹性人工边界,以消除从无限场地土中切取有限尺寸场地进行分析引起的人为误差。同时建立了埋地分段管道动力有限元模型,研究了地震动输入方向、管土相互作用、管材类型、接口结构对埋地管道地震反应的影响规律。结果表明:(1)地震动作用下埋地管道的地震反应受到周围土体应变的传导和约束,管道的应变要小于场地土,且埋地管道的地震反应和土体应变受到地震动输入方向的影响;(2)管土摩擦系数越大、管材越柔,地震动作用下管体反应越大;(3)承插式接口结构会造成应力、应变在接口两侧分布的不连续变化,从而形成应力、应变的间断面,接口强度越弱,不连续现象越明显。论文同时开展了近断层地震动输入下埋地管道地震反应分析。选取具有向前方向性效应速度脉冲、滑冲效应速度脉冲、近断层无脉冲地震动、近断层区外速度脉冲和远场面波的10条地震动记录,开展地震反应数值计算,分析不同类型地震动对埋地管道地震反应的影响,并重点讨论不同类型地震动对埋地管道地震反应影响的差异。结果表明:(1)速度脉冲型地震动因具有较大的速度和位移峰值,会增大埋地管道反应;(2)速度脉冲会使埋地管道地震反应较大,与PGA相关性比较,管道的变形反应与地震动的PGV、PGD相关性更强;(3)在集集地震中,滑冲效应的速度和位移峰值比向前方向性效应的速度和位移峰值大,造成埋地管道的反应变形也更大;(4)发育在沉积平原或盆地地区的大振幅、长周期面波会增大埋地管道的地震反应。3、基于动力学拐角频率的随机有限断层法,开展了适合河北地区地震地质区域特点的地震动场模拟研究,为示范区提供比地震烈度输入更精细的地震动场输入,并以张家口市为例,进一步开展了城市地下燃气管道地震灾害情景构建。基于32个场地钻孔数据,建立河北地区II类和III类场地的土层场地模型,并计算得到平均场地放大系数;分区计算河北地区的场地κ0高频衰减模型,并探讨κ0的分布规律;确定了近年来河北地区中小地震拐角频率和应力降;在震源滑动分布方面,采用凹凸体滑动分布模型的建立方法。基于本文建立的河北地区地震动预测模型参数,分别以邢台平原地区和张家口山区为例,完成考虑震源凹凸体分布和随机分布对比分析的邢台地震近场强地面运动模拟;选用不同的局部场地放大系数和高频衰减κ0模型组成的联合效应,完成张家口山区近场地震动的对比分析。结果表明:(1)局部场地放大系数具有很强的区域特点;(2)场地κ0高频衰减模型受到高程、场地条件、地形起伏等因素的影响,一般而言,场地越硬、高程越高、地形起伏越剧烈,κ0越小;平原地区使用本文κ0模型计算结果与真实记录具有很好一致性;(3)与震源随机滑动分布比较,使用本文方法建立的震源凹凸体分布能有效改善近断层区的地震动强度分布;(4)场地效应为局部场地放大和地震动高频衰减的联合效应,其中高频衰减模型κ0控制着场地反应的峰值和拐点;随机有限断层法在山地地区使用中,应考虑山地地区场地放大系数模型和κ0模型受地形起伏影响的特殊性。本节建立的地震动预测模型可适用于河北地区的相关地震灾害情景构建,符合河北地区地震地质环境的区域特点。基于河北地区随机有限断层法地震动场预测模型,结合研究区本地地震地质特征,计算近断层地震动场,为网格化的示范区地下燃气管网地震反应分析提供加速度、速度等地震动输入,对埋地管道地震作用分析的经验法、突变级数法做比较;对于燃气管道功能失效分析,采用两态破坏准则,提出基于结构破坏的燃气管道功能失效分析方法,并完成示范区燃气管道功能失效分析。结果表明:(1)与以往基于地震烈度所给出的埋地燃气管道震害结果相比,采用本文提出的基于峰值加速度、峰值速度的经验法和突变级数法给出的结果更加细化;(2)环状管道拓扑结构设计、两条以上输气干线设置等措施,能有效提升管道供气功能可靠度,可以为城市燃气管道规划设计和抗震优化改造提供参考。
罗全波[7](2019)在《基于运动学震源模型的近断层速度大脉冲数值模拟研究》文中研究表明长周期速度脉冲研究对于分析工程建筑物的破坏起到重要的作用。自1979年Imperial valley地震以来,相关学者逐渐意识到,由于地震波冲击作用和承载体“共振效应”的存在,近断层强地震动中含有的高幅值、长周期速度大脉冲会对大型土木工程结构(桥梁、隧道、储油罐、高层建筑等)造成严重的破坏。近断层脉冲型地震动的模拟,对于减轻未来大地震所造成的灾害和重大工程抗震设计均有极其重要作用,定性和定量评价脉冲型地震动的特征,可为防震减灾提供一定的参考依据。已有多数研究是采用等效速度脉冲模型对波形进行模拟,并分析速度脉冲对工程结构的影响,而较少考虑脉冲与震源机制的关系。随着国民经济快速发展,长周期建筑呈现出逐年递增的趋势,因此从震源角度对近断层速度大脉冲进行数值计算,并分析脉冲型地震动的特性与形成机制,在地震危险性分析、震害评估以及提高防震减灾能力等方面具有重要的理论参考和应用价值。本文主要研究内容和结论有:(1)以速度脉冲记录较为丰富的中国台湾集集地震为例,基于实际地震的反演资料和经验统计关系设置震源参数,参考断层破裂传播过程和震源运动学模型的研究结果,建立了包含6个凹凸体的震源模型。将39条速度脉冲的模拟结果与真实记录进行比较,发现脉冲波形、速度反应谱接近于台站获得的实际记录,这也验证了该方法对速度大脉冲进行数值模拟的可行性。(2)凹凸体和背景区域共同影响脉冲型地震动的时空分布,凹凸体的地震矩和上升时间共同决定了脉冲峰值和脉冲周期,在给定地震矩的情况下,脉冲周期与上升时间呈正相关,脉冲峰值与上升时间呈负相关,而速度波形主要受背景上升时间的影响。同时发现PGV比PGA的向前方向性效应更为显着。(3)为了分析近断层速度大脉冲的分布特征及其与震源机制的关系,估算未来某一给定区域的大地震,可能产生近断层速度脉冲型地震动的强度和分布特征,选取了中国台湾西部的双冬断层及其附近区域进行研究,利用8种不同的运动学震源模型估算了近断层脉冲型地震动。结果表明,方向性效应产生的双向速度脉冲多集中在垂直于断层滑动分量的方向上,而滑冲效应产生的单向速度脉冲则集中在平行于断层滑动分量的方向上。(4)受方向性效应、滑冲效应和上盘效应的共同调制,脉冲型地震动反映出不对称带状分布的特征,在破裂前端和断层上盘的地震动较强,垂直于断层走向的水平地震动分量衰减最慢,速度脉冲多分布在断层距约15km的范围内。
韩慧超[8](2019)在《近断层地震动作用下高土石坝动力响应特性研究》文中研究指明越来越多的高土石坝正在西部地区建设或规划中,其中许多位于发震断裂带附近,可能会遭遇近断层地震动。近断层地震动是指发生在距断层20km以内的,包含长周期的速度脉冲和永久的地面位移,在地震的初始就产生较高的能量会引起结构严重的破坏,因此对大坝造成巨大威胁。目前,近断层地震动作用下高土石坝的动力响应特性研究很少,缺乏对其充分的认识,不利于大坝抗震安全评价和极限抗震能力分析。因此,本文针对近断层地震动作用下的高土石坝的动力响应和破坏机理进行分析,针对近断层特性,建议了修正的大坝加速度分布系数,建立了坝坡地震滑移预测模型。并且,通过大坝的动力弹塑性分析,阐明了近断层地震动作用下的大坝动力响应分析应考虑地震的不对称性。本文主要工作如下:(1)针对200m级的高面板堆石坝开展动力有限元计算,研究脉冲型与无脉冲型地震动对大坝地震响应的影响。结果表明,脉冲型地震动对大坝加速度有一定影响,但对最大位移和面板应力影响较大,会在较低的位置造成更大程度的面板损伤,对面板堆石坝的抗渗不利。(2)分别对不同高度的面板坝进行有限元动力分析,分析规范谱人工波与近断层地震动作用下大坝的加速度反应差异。提出了修正大坝的加速度分布系数,即:坝高H<150m与H≥150m大坝的坝顶加速度放大系数am分别取3.5(7度)、3.0(8度)、2.5(9度)和3.5(7度)、3.0(8度)、2.0(9度)。(3)引入了耦合土体软化的大坝坝坡地震滑移计算方法,研究脉冲型与无脉冲型地震动作用下300m级心墙坝的坝坡稳定性和地震滑移变形。结果表明,由于长周期的速度脉冲,可以使大坝在短时间产生较大的滑动,其对土体软化有较大影响。同时,脉冲效应对大坝滑移的影响比安全系数更加显着,仅通过安全系数判断坝坡稳定性是不合理的。(4)针对不同高度的高土石坝的坝坡稳定进行分析,发现近断层地震动下的坝坡滑动位移值与参数PGV/PGA、Arias强度和PGD的相关性较高,采用这三个参数与InD建立了大坝的滑动位移预测模型,可对近断层区域的高土石坝坝坡稳定进行快速评估和预测,便于抗震加固方案的设计和优化。(5)联合筑坝材料的广义塑性模型和混凝土的塑性损伤模型开展面板堆石坝的动力弹塑性破坏性态分析。结果表明,脉冲型地震动的脉冲效应对大坝永久变形和面板损伤影响显着,且影响效应随着PGV/PGA的增大而增大。同时,研究了近断层地震动的不对称性对大坝位移响应的影响。结果表明,地震波正、反向输入产生的位移有一定差异,其中水平位移的差异尤为显着。近断层区域大坝的动力反应分析中如不考虑地震动的不对称性,可能会低估地震对大坝的破坏。
汪维依[9](2019)在《强震动记录处理方式对结构弹塑性响应的影响研究》文中认为随着计算机性能的不断提高,结构弹塑性建模软硬件技术的日益成熟,弹塑性时程分析的应用范围越来越广。虽然作为不确定性主要来源的地震动输入选择已有了大量学术研究成果,但是对于强震动记录处理方式对结构弹塑性响应的关注却十分欠缺。作为去除噪声,保留地震动有效信息的关键环节,强震动记录处理方式是后续地震工程以及结构工程研究的基础工作。而工程关心的强地震动输入往往来自于较强的破坏性地震,如汶川地震,集集地震,日本311地震等,上述地震的近场地震记录往往包含着速度脉冲,永久位移等不同于普通中远场地震记录的特点。学者虽然均已经提出了诸多强震动记录处理方案,但是上述研究往往局限于是记录处理方式本身,而并没有从工程输入和结构响应的角度对其进行系统分析。针对上述问题,本文拟针对强震动滤波以及基线校正方式等处理方式对结构弹塑性响应的影响展开研究,具体研究内容如下:(1)本文将强震动记录按照是否含有速度脉冲和永久位移分为四种类型,考虑了多项式基线校正、Butterworth滤波以及基线趋势线校正方式等几种强震动记录处理方法。采用花莲地震,集集地震,日本311地震以及典型的El-centro等强震动记录做为算例,分析结果表明采用Butterworth滤波方法不仅会对残余永久位移造成影响,同时会很大程度上影响速度脉冲的形状。Wu&Wu的方法在所选方法中对保留强震动记录的永久位移信息真实性效果最好,在合理选择参数的条件下校正后的计算位移和GPS同震位移比较一致。(2)从结构弹塑性需求,层延性需求等多个角度探讨不同处理方式对单(多)自由度体系结构弹塑性响应的影响。分别以一9层和一14层多自由度结构为例,计算三种非滤波处理方式下的单自由度弹塑性位移比谱,表明多自由度层延性需求之间的差异可以忽略不计,即使在较大的强度折减系数或较低的剪重比下,该结论依然成立。而采用滤波处理方法的结果在长周期部分弹塑性响应与其余方法差别较大。(3)分析了不同强震动记录类型对弹塑性时程分析的影响,采用Opensees以3层和15层平面RC框架结构,以及115m高层核心筒结构进行分析。结果表明,平面RC框架的计算结果表明含有速度脉冲的强震动记录,在采用Butterworth滤波方法处理的情况下得到的响应会明显低估最大层间位移角,顶点最大加速度及底部最大剪力也明显区别于其余方法的结果。含有永久位移的强震动记录,在采用Butterworth滤波方法处理的情况下得到的层间位移角,顶点最大加速度及底部最大剪力与其余方法的结果存在差异。混凝土核心筒结构的计算结果表明不同处理方法对结构倒塌性能的估计存在影响。综上所述,对于不含速度脉冲也不含永久位移的强震动记录,记录处理与否对于弹塑性时程分析结果的影响并不显着,实际操作中通过简单的Butterworth滤波滤除高低频噪声即可。对于包含速度脉冲或(及)永久位移的强震动记录,Butterworth滤波在滤除噪声的同时也对速度脉冲形状和地表永久位移的影响较大,并会传递到最后的弹塑性时程分析结果中,且对短,中,长周期结构均可能产生影响。当采用包含速度脉冲与永久位移的大震近断层强震动记录作为地震动输入时,推荐采用基于基线趋势线校正的处理方法。此外虽然不同基线趋势线校正方法得到的残余永久位移信息不同,但是对速度脉冲波形影响不大,其结构响应也并无显着差异。
赵思程[10](2019)在《基于机器视觉的强震动位移观测方法与技术》文中研究说明认识地震动特性是研究地震中工程结构地震反应及地震灾害的基础。如何合理快速观测和获取地震动及其时空变化信息成为被关注的研究问题。本研究研发了成套的基于机器视觉-动态位移测量技术结合数值解析方法的地震动观测技术,为震后地面运动空间分布的快速获取提供技术支撑。针对实际中可能存在的强震动观测视觉体系的一些应用状况,构建不同组合形式的支架模型,并基于结构动力反应正、反演分析,建立了视觉测量的相对位移与地面运动绝对位移之间的转换关系,从而实现地震动位移观测。通过大型振动台物理模型试验对该观测体系和方法进行验证,并开展了方法的鲁棒性及敏感性分析。本研究旨在发展强震动观测技术和地震中大范围地面运动观测方法和技术。进一步将基于机器视觉的地震动位移观测结果作为强震动仪观测加速度记录处理基线校正的约束条件,以合理地解决近断层强震动加速度记录的位移严重失真的问题。本研究的主要创新性成果如下:(1)研发了基于计算机视觉原理的空间位移测量技术,并依托C++、Open CV脚本库编译出相关动态位移测试软件。通过一系列振动台对照试验验证了该技术的可行性与精确度,研究了不同观测角度、测距、识别标靶实际大小等因素对位移测量结果的影响。该技术测量快速及时,能够做到相关量的实时、同步、多点判读,解决了传统位移测量方法的单点测值、采样率不足、测试量程受限等问题。(2)将研发的视觉测试技术与支架结构动力分析方法融合,形成了一整套地震动位移观测系统和技术。开展了地震动位移观测系统模型的大型振动台试验,模拟实际地震动中系统的观测场景,并进行了系统观测台面位移与基于其它测量方法同时获得的台面运动位移的比较分析。同时通过振动台试验进行了观测系统自身特性及附加振动对观测系统的稳定性、观测精度影响的研究。良好的实验结果充分展现了该观测系统的针对性、整体性、连续性、实时性与准确性特征,不同测点的观测结果互相验证、彼此修正以确保系统观测的一致性。(3)结合物理模型试验,深入讨论了观测系统数值建模过程中的正、反演迭代算法流程构建、算法条件限制、观测体系结构参数确定、模型可行性研究等关键节点,利用最优化思路对数值模型进行改良、优化,为真实地震中地面运动快速确定建立多手段联合的分析方法。(4)将该观测系统与强震动观测加速度仪配合使用,形成了更为完善的强震动观测手段。以该观测系统得到的观测位移作为同时获取的强震动加速度记录基线校正的位移约束条件,可合理地解决近断层强震动记录的位移严重失真的问题。为此,建立了基于视觉观测方法的基线校正及验证平台,并开展其应用的振动台试验,展示了该方法的可行性与精确度。相比于现有的GPS同震位移测量结果,该平台能够提供在时间-空间域上更加完整、连续的强震动位移信息,可提高现有基线校正效果评价体系的精度与可靠性。
二、台湾集集地震近断层强震地面运动加速度时程的随机特性(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、台湾集集地震近断层强震地面运动加速度时程的随机特性(论文提纲范文)
(1)时程分析地震动记录选择方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外抗震规范的地震动记录选择研究 |
1.3 国内地震动记录选择研究现状 |
1.4 国外地震动记录选择研究现状 |
1.5 地震动记录选取方法综述 |
1.6 主要研究内容和章节安排 |
第2章 地震动记录备选数据库 |
2.1 地震动记录数据来源 |
2.1.1 中国国家地震科学数据中心 |
2.1.2 美国PEER数据库NGA-West2 |
2.1.3 美国COSMOS数据库VDC |
2.1.4 日本NIED的 K-NET和 Ki K-net |
2.1.5 强震数据库的特征比较 |
2.1.6 地震动记录数据的收集 |
2.2 地震动加速度时程校正与滤波技术研究 |
2.2.1 误差的产生原因分析 |
2.2.2 校正原则 |
2.2.3 校正方法分析 |
2.3 MySQL地震动记录信息数据库的构建 |
2.3.1 MySQL数据库的介绍及构建步骤 |
2.3.2 信息查询功能 |
2.3.3 地震动记录的提取 |
2.4 小结 |
第3章 场地地震环境条件研究 |
3.1 场地地震环境条件 |
3.1.1 震级选取范围 |
3.1.2 震中距选取范围 |
3.2 场地分类研究 |
3.2.1 中、美规范场地分类方法比较分析 |
3.2.2 建立V_(s30)与V_(s20)的关系 |
3.2.3 场地覆土厚度的确定 |
3.3 特征周期相关性分析 |
3.4 小结 |
第4章 时程分析的地震动记录选取研究 |
4.1 谱一致性控制因素分析 |
4.1.1 反应谱拟合参数的比较 |
4.1.2 误差控制限值及匹配周期区间 |
4.2 基于规范设计谱的地震动记录选取方法 |
4.2.1 三层次地震动选择方法 |
4.2.2 反应谱两频段法 |
4.2.3 PEER均方差及地震动参数法 |
4.3 选波结果验证 |
4.3.1 模型建立 |
4.3.2 七层RC框架结构选波分析 |
4.3.3 十二层RC框架结构选波分析 |
4.4 地震动记录选取数量的研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 时程分析选波程序EQSELECT |
5.1 程序功能介绍 |
5.2 程序操作方法及验证 |
5.2.1 操作方法介绍 |
5.2.2 结果验证 |
5.3 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的学术论文及科研情况 |
致谢 |
附录 |
(2)强震下钢-混凝土组合连续刚构桥失效机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 近/跨断层地震动研究进展 |
1.2.2 近/跨断层地震动对桥梁结构的影响研究进展 |
1.2.3 钢-混凝土组合连续刚构桥抗震性能研究进展 |
1.2.4 存在的问题 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 基于目标永久位移的地震动基线校正方法 |
2.1 引言 |
2.2 传统的地震动基线校正方法 |
2.3 基于目标永久位移的地震动基线校正方法 |
2.4 方法验证 |
2.4.1 地震动时程及反应谱 |
2.4.2 结构地震响应 |
2.5 本章小结 |
第三章 钢-混凝土组合连续刚构桥模型振动台试验 |
3.1 引言 |
3.2 地震模拟振动台试验设备 |
3.3 试验设计与准备 |
3.3.1 动力相似关系 |
3.3.2 模型设计 |
3.3.3 模型桥加工制作与安装 |
3.3.4 测点及传感器布置 |
3.4 输入地震动及试验工况 |
3.4.1 地震动的选取 |
3.4.2 试验工况 |
3.5 一致激励振动台控制方法及地震动再现精度 |
3.5.1 加速度输入控制方法 |
3.5.2 地震动再现精度 |
3.6 跨断层地震动混合输入控制方法及试验验证 |
3.6.1 混合输入控制方法 |
3.6.2 试验验证 |
3.7 本章小结 |
第四章 近断层地震动作用下组合刚构桥动力响应分析 |
4.1 引言 |
4.2 近断层地震动一致激励试验结果分析 |
4.2.1 自振特性 |
4.2.2 地震损伤现象 |
4.2.3 动力响应分析 |
4.3 非线性动力时程反应分析 |
4.3.1 有限元模型的建立 |
4.3.2 模型验证 |
4.3.3 计算结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 跨断层地震动作用下组合刚构桥失效机理分析 |
5.1 引言 |
5.2 跨断层非一致激励试验结果分析 |
5.2.1 自振特性 |
5.2.2 结构地震响应 |
5.2.3 结构变形及破坏模式 |
5.3 跨断层地震动作用下有限元分析 |
5.3.1 多点激励下结构运动方程及显式动力方程求解 |
5.3.2 有限元模型 |
5.3.3 模型验证及失效模式分析 |
5.4 参数影响分析 |
5.4.1 断层位置的影响 |
5.4.2 跨越角度的影响 |
5.4.3 滑冲效应幅值的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 近/跨断层地震动作用下组合刚构桥损伤降低方法 |
6.1 引言 |
6.2 损伤降低方法 |
6.2.1 CFDST墩柱变形及损伤特点 |
6.2.2 加劲方案 |
6.3 数值计算模型 |
6.3.1 模型建立 |
6.3.2 模型验证 |
6.4 近/跨断层地震动 |
6.5 计算结果分析 |
6.5.1 LUC近断层地震动激励 |
6.5.2 TCU跨断层地震动激励 |
6.5.3 ELC跨断层地震动激励 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间主要科研成果及参与科研课题情况 |
(3)近断层铁路简支梁桥新型减隔震技术及设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 近断层地震作用下的桥梁减隔震研究现状 |
1.2.1 近断层地震动特性 |
1.2.2 近断层地震动对结构的影响 |
1.2.3 减隔震支座的近断层地震适用性及桥梁减隔震设计 |
1.3 铁路桥梁减隔震技术研究现状 |
1.4 减隔震桥梁试验研究现状 |
1.5 近断层铁路桥梁抗震研究存在的问题 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 近断层地震动特性及人工波模拟研究 |
2.1 近断层地震波收集及基线校正 |
2.1.1 近断层地震记录基线调整的必要性 |
2.1.2 近断层地震记录基线调整方法 |
2.2 近断层地震波长周期速度脉冲特性 |
2.3 近断层地震波竖向地震动特性 |
2.4 近断层地震反应谱特性和人工模拟地震波 |
2.4.1 近断层地震反应谱特性 |
2.4.2 与反应谱匹配的近断层非平稳地震动模拟方法研究 |
2.5 本章小结 |
第3章 近断层铁路简支梁桥抗震性能分析 |
3.1 近断层典型铁路简支梁桥的地震响应 |
3.1.1 工程概况 |
3.1.2 有限元模型 |
3.1.3 地震动输入 |
3.1.4 材料损伤等级 |
3.1.5 采用普通支座的一般桥梁的地震响应 |
3.1.6 采用摩擦摆支座的隔震桥梁的地震响应 |
3.2 速度脉冲近断层地震输入角对简支梁桥地震响应的影响 |
3.3 竖向地震动对简支梁桥地震响应的影响 |
3.4 近断层铁路简支梁既有减隔震装置适用性分析 |
3.4.1 摩擦摆支座的适应性及有效性分析 |
3.4.2 LUB速度锁定支座的适应性分析 |
3.4.3 粘滞阻尼器的适应性分析 |
3.4.4 拉索减震支座的适应性分析 |
3.4.5 E型钢阻尼支座的适应性分析 |
3.4.6 金属类耗能阻尼器的适应性分析 |
3.4.7 既有防落梁措施的适应性分析 |
3.4.8 近断层铁路桥梁减隔震措施设计策略 |
3.5 本章小结 |
第4章 近断层铁路桥梁组合减隔震技术及新型减隔震装置的研发 |
4.1 摩擦摆支座与金属阻尼器组合减隔震技术 |
4.2 金属阻尼器的结构形式与特点 |
4.2.1 新型减震卡榫 |
4.2.2 新型缓冲防落梁挡块 |
4.3 金属阻尼器的简化力学模型及主要设计参数 |
4.3.1 新型减震卡榫力学参数计算及设计方法 |
4.3.2 新型缓冲防落梁挡块力学参数计算及方法 |
4.4 减震卡榫的有限元分析及拟静力试验验证 |
4.4.1 有限元分析 |
4.4.2 拟静力试验 |
4.4.3 对比分析研究 |
4.5 新型缓冲防落梁挡块的有限元分析及拟静力试验验证 |
4.5.1 有限元分析 |
4.5.2 拟静力试验 |
4.5.3 对比分析研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 采用组合减隔震体系铁路桥梁的振动台试验研究 |
5.1 工程概况 |
5.2 试验方案与试验模型 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 支座模型设计及施工过程 |
5.2.3 主梁、桥墩模型设计及施工过程 |
5.2.4 地震动输入 |
5.2.5 数据记录 |
5.3 试验过程和结果 |
5.3.1 顺桥向地震动输入 |
5.3.2 顺桥向+竖向地震动输入 |
5.3.3 横桥向地震动输入 |
5.3.4 横桥向+竖向地震动输入 |
5.3.5 模型桥试验破坏现象分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 采用组合减震体系铁路桥梁数值分析 |
6.1 有限元模型 |
6.1.1 主梁、桥墩的模拟 |
6.1.2 支座及新型减震卡榫模拟 |
6.2 铁路简支梁桥动力特性对比 |
6.2.1 缩尺有限元模型与振动台模型的动力特性对比 |
6.2.2 足尺与缩尺有限元模型动力特性对比 |
6.3 缩尺有限元模型与振动台模型地震响应对比分析 |
6.3.1 支座位移响应对比分析 |
6.3.2 纵筋应变响应对比分析 |
6.4 足尺有限元模型地震波输入 |
6.5 足尺有限元模型减震性能分析 |
6.5.1 顺桥向地震输入下的桥梁地震响应分析 |
6.5.2 横桥向地震输入下的桥梁地震响应分析 |
6.5.3 减震卡榫桥梁的减震效果分析 |
6.5.4 竖向地震输入下桥梁地震响应对比分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 典型铁路简支梁摩擦摆-金属阻尼器组合减震体系设计参数优化研究 |
7.1 地震动强度对组合减震体系桥梁抗震性能的影响 |
7.2 设计地震下的组合减隔震体系参数优化分析 |
7.2.1 摩擦摆支座半径对减震效果的影响 |
7.2.2 摩擦摆支座摩擦系数对减震效果的影响 |
7.2.3 减震卡榫初始刚度对减震效果的影响 |
7.2.4 减震卡榫屈服力对减震效果的影响 |
7.2.5 减震卡榫间隙对减震效果的影响 |
7.3 罕遇地震下的组合减隔震体系参数优化分析 |
7.3.1 防落梁挡块间隙对减震效果的影响 |
7.3.2 挡块屈服力对减震效果的影响 |
7.3.3 挡块初始刚度对减震效果的影响 |
7.3.4 挡块屈服后刚度比对减震效果的影响 |
7.4 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 主要工作及结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
(4)近断层地震动脉冲识别及考虑波动效应的桥梁地震破坏分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 近断层地震动脉冲识别及特性分析研究现状 |
1.2.1 近断层地震动脉冲识别 |
1.2.2 近断层脉冲型地震动对结构地震响应的影响 |
1.3 结构动力分析的波动方法研究进展 |
1.3.1 构件波动响应研究 |
1.3.2 结构波动响应研究 |
1.3.3 结构系统时滞问题 |
1.4 桥梁结构损伤破坏研究 |
1.4.1 结构损伤模型 |
1.4.2 桥梁倒塌破坏研究 |
1.5 本文主要研究内容和工作 |
2 近断层地震动脉冲识别方法 |
2.1 引言 |
2.2 基于DB4小波基函数的识别方法 |
2.2.1 平面内脉冲能量最强方向 |
2.2.2 最强方向上的显着脉冲波形 |
2.2.3 特征分析 |
2.3 基于自适应小波基函数的识别方法 |
2.3.1 最优小波基函数的确定 |
2.3.2 最强方向上的显着脉冲波形 |
2.3.3 特征分析 |
2.4 结合ESMD的混合识别方法 |
2.4.1 ESMD基本原理 |
2.4.2 结合DB4和ESMD的混合分析方法 |
2.4.3 结合AWT和ESMD的混合分析方法 |
2.5 本章小结 |
3 考虑波动效应的EFBC单元及分析框架 |
3.1 引言 |
3.2 EFBC单元及分析框架基本原理 |
3.2.1 EFBC单元基本原理 |
3.2.2 基于波动分析的分析框架 |
3.3 数值模拟1: 墩底阶跃位移激励 |
3.4 数值模拟2: 墩底正弦位移激励 |
3.5 数值模拟3: 墩顶静力荷载 |
3.6 本章小节 |
4 脉冲型地震动作用下考虑波动效应的结构地震风险 |
4.1 引言 |
4.2 脉冲型地震动作用下考虑波动效应的墩柱地震风险 |
4.2.1 场地地震危险性 |
4.2.2 考虑波动效应的墩柱地震易损性 |
4.2.3 墩柱的震后损失估计 |
4.3 脉冲型地震动作用下考虑波动效应的三跨梁桥地震风险 |
4.3.1 输入地震动 |
4.3.2 场地地震危险性 |
4.3.3 考虑波动效应的桥梁结构地震易损性 |
4.3.4 地震风险估计 |
4.4 本章小结 |
5 考虑波动效应的桥梁地震响应特征与破坏分析 |
5.1 引言 |
5.2 考虑波动效应的三跨梁桥地震响应特征 |
5.2.1 梁桥有限元模型 |
5.2.2 墩柱位移模式 |
5.2.3 主梁地震响应对比 |
5.2.4 墩柱位移响应对比 |
5.2.5 墩柱抗力响应对比 |
5.3 考虑波动效应的三跨梁桥地震破坏分析 |
5.3.1 有限元模型及输入地震动 |
5.3.2 构件地震响应 |
5.3.3 墩柱基于改进Park-Ang双参数损伤量化指标 |
5.3.4 墩底塑性铰长度 |
5.3.5 主要构件失效过程 |
5.3.6 支座刚度对桥梁系统失效模式的影响 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录A 基于DB4小波基函数的多脉冲地震动识别流程 |
附录B 基于自适应小波变换的脉冲地震动识别流程 |
附录C EFBC单元设计简介 |
附录D 程序分析框架简介 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(5)顺层岩质边坡地震稳定性及滑坡运移过程DDA模拟方法(论文提纲范文)
摘要 ABSTRACT 主要符号表 1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 顺层岩质边坡破坏模式及影响因素 |
1.1.2 地震触发顺层滑坡的主要特征及失稳机制 |
1.1.3 顺层岩质边坡地震稳定性及运移过程的研究意义 |
1.2 国内外相关工作研究进展 |
1.2.1 地震边坡动力失稳及运移机制的工程地质分析 |
1.2.2 地震边坡动力响应及破坏机制的模型试验 |
1.2.3 地震边坡动力稳定性评价方法 |
1.2.4 地震滑坡运移堆积过程分析方法 |
1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 本文的主要研究内容 |
1.3.2 研究采用的技术路线 2 非连续变形分析方法及地震加载机制 |
2.1 DDA数值方法基本理论 |
2.1.1 块体变形矩阵 |
2.1.2 系统平衡方程 |
2.1.3 块体接触机制 |
2.1.4 时间积分格式 |
2.2 DDA动力分析中地震加载机制 |
2.2.1 地震记录的选取原则 |
2.2.2 地震记录的基线校正 |
2.2.3 地震加载的实现方法 |
2.3 本章小结 3 顺层岩质边坡地震滑移过程的DDA模拟方法 |
3.1 地震作用下岩质边坡抗滑稳定性分析 |
3.1.1 岩质边坡抗滑稳定安全系数的DDA计算方法 |
3.1.2 岩质边坡抗滑稳定安全系数的VSM计算方法 |
3.1.3 抗滑稳定安全系数矢量和分析法在DDA中的实现 |
3.1.4 抗滑稳定安全系数计算的DDA-VSM方法验证 |
3.2 地震作用下岩质边坡失稳滑移过程的DDA模拟 |
3.2.1 滑坡过程中非连续面剪切强度弱化问题 |
3.2.2 状态依赖型的非连续面剪切强度弱化模型 |
3.2.3 状态依赖型强度模型在DDA方法中的实现 |
3.2.4 改进DDA数值方法的验证 |
3.2.5 改进DDA数值方法的应用 |
3.3 本章小结 4 顺层岩质边坡地震溃屈破坏的分析方法 |
4.1 顺层岩质边坡溃屈稳定性评价解析方法 |
4.1.1 基于多层梁模型的溃屈稳定性评价解析方法 |
4.1.2 考虑边坡尺寸效应的溃屈稳定性评价解析方法 |
4.1.3 顺层岩质边坡溃屈稳定性解析方法的验证 |
4.1.4 顺层岩质边坡溃屈稳定性的影响因素研究 |
4.2 顺层岩质边坡溃屈变形破坏过程的数值模拟 |
4.2.1 基于刚度折减技术的溃屈稳定性分析 |
4.2.2 刚度折减技术在DDA数值方法中的实现 |
4.2.3 顺层岩质边坡溃屈变形破坏过程的数值模拟 |
4.3 本章小结 5 岩质边坡地震倾覆破坏的分析方法 |
5.1 岩质边坡倾覆稳定性评价解析方法 |
5.2 基于力矩平衡原理的倾覆稳定性分析方法 |
5.3 岩质边坡倾覆稳定性评价解析方法的验证 |
5.4 岩质边坡倾覆稳定性的影响因素研究及快速评估图 |
5.5 本章小结 6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 参考文献 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 致谢 作者简介 |
(6)城市地下燃气管道抗震分析及地震灾害情景构建(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 埋地燃气管道抗震分析研究现状 |
1.2.1 经验分析 |
1.2.2 理论分析 |
1.2.3 试验分析 |
1.2.4 动力有限元分析 |
1.3 近断层地震动模拟研究现状 |
1.4 研究问题的提出 |
1.5 本文研究思路和主要内容 |
第二章 埋地燃气管道的震害等级评估 |
2.1 引言 |
2.2 理论分析法 |
2.2.1 公式对比 |
2.2.2 瑞利波作用下管道应变反应分析 |
2.3 经验分析法 |
2.3.1 燃气管道地震破坏等级评定标准 |
2.3.2 燃气管道震害率分析 |
2.3.3 经验公式对比分析 |
2.3.4 基于PGV的地下管道震害率经验模型 |
2.4 基于突变级数法的燃气管道震害等级评估 |
2.4.1 方法原理 |
2.4.2 实例分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 埋地管道动力有限元分析 |
3.1 引言 |
3.2 埋地管道动力有限元模型 |
3.3 埋地连续钢质管道动力有限元分析 |
3.3.1 选取地震动时程 |
3.3.2 地震动输入方向影响 |
3.3.3 管土相互作用影响 |
3.3.4 管材影响 |
3.4 埋地承插式铸铁管动力有限元分析 |
3.4.1 计算模型简介 |
3.4.2 计算结果及分析 |
3.5 基于动力有限元分析模型的认识 |
3.6 本章小结 |
第四章 特殊地震动作用下埋地管道反应分析 |
4.1 引言 |
4.2 埋地钢管动力有限元模型 |
4.3 近断层地震动作用下埋地钢管地震反应分析 |
4.3.1 近断层地震动输入选取 |
4.3.2 近断层有无速度脉冲地震动输入对比分析 |
4.3.3 向前方向性效应与滑冲效应作用下对比分析 |
4.3.4 近断层区外速度脉冲作用分析 |
4.4 远场长周期地震动作用下埋地钢管地震反应分析 |
4.4.1 远场长周期地震动输入选取 |
4.4.2 计算结果及分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 城市地下燃气管道地震灾害情景构建 |
5.1 引言 |
5.2 河北地区随机地震动预测模型 |
5.2.1 随机有限断层法 |
5.2.2 河北地区地震动随机预测模型参数分析 |
5.2.3 邢台平原地区的近场强地面运动模拟 |
5.2.4 张家口山区的近场强地面运动模拟 |
5.3 示范区地下燃气管道结构破坏分析 |
5.3.1 经验分析 |
5.3.2 突变级数法分析 |
5.4 示范区地下燃气管道功能失效分析 |
5.4.1 基于结构破坏的燃气管道功能失效分析 |
5.4.2 案例分析 |
5.5 燃气管道地震应急对策分析与震后修复 |
5.5.1 地震应急对策分析 |
5.5.2 燃气管道震后修复 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历、在学期间研究成果及发表文章 |
(7)基于运动学震源模型的近断层速度大脉冲数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 速度大脉冲的成因及特性 |
1.2.2 运动学震源模型与动力学震源模型 |
1.2.3 数值模拟方法 |
1.3 本文研究内容和章节安排 |
第二章 速度大脉冲模拟方法与GMS软件介绍 |
2.1 速度大脉冲的模拟方法 |
2.1.1 已有的模拟方法 |
2.1.2 有限差分方法 |
2.2 GMS模拟软件的介绍 |
2.2.1 GMS的组成和计算流程 |
2.2.2 输入文件 |
2.2.3 计算结果的检验方法 |
2.3 本章小结 |
第三章 断层类型划分与震源参数设定 |
3.1 断层类型的划分 |
3.2 震源参数的设定 |
3.2.1 全局震源参数 |
3.2.2 局部震源参数 |
3.3 本章小结 |
第四章 集集地震近断层速度大脉冲模拟 |
4.1 地震背景和数据选取 |
4.1.1 集集地震的背景 |
4.1.2 速度脉冲数据的选取 |
4.2 模拟方法简介 |
4.3 模型建立与计算参数设定 |
4.3.1 震源建模 |
4.3.2 三维地壳结构建模 |
4.3.3 区域计算参数设定 |
4.4 分析讨论 |
4.4.1 速度脉冲时程比较 |
4.4.2 速度反应谱比较 |
4.4.3 近断层地震动分布 |
4.5 本章小结 |
第五章 双冬断层脉冲型地震动的估算 |
5.1 地质构造背景及计算参数设置 |
5.1.1 双冬断层的地质构造背景 |
5.1.2 区域计算参数 |
5.2 震源参数及破裂模式 |
5.2.1 运动学震源参数的设置 |
5.2.2 震源破裂模式的划分 |
5.3 模拟结果的比较 |
5.3.1 速度波形比较 |
5.3.2 峰值速度分布 |
5.3.3 速度反应谱比较 |
5.3.4 地面波场分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 论文主要结论 |
6.2 本研究的不足 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
攻读硕士学位期间发表的文章 |
硕士期间参与的科研项目 |
(8)近断层地震动作用下高土石坝动力响应特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1. 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 土石坝地震响应研究进展 |
1.2.1 动力计算方法研究进展 |
1.2.2 动力加速度分布的研究进展 |
1.3 近断层地震动作用下结构动力响应研究进展 |
1.3.1 地震动特性对结构的影响 |
1.3.2 动力稳定计算模型研究进展 |
1.3.3 存在的问题 |
1.4 本文主要工作 |
1.5 技术路线 |
2. 近断层脉冲型地震动作用下面板堆石坝的动力响应 |
2.1 引言 |
2.2 传统本构模型和计算方法 |
2.2.1 静力计算模型 |
2.2.2 等效黏弹性计算模型 |
2.2.3 等价线性计算方法 |
2.2.4 阻尼矩阵的确定 |
2.3 计算软件 |
2.4 地震动信息 |
2.5 计算模型 |
2.5.1 有限单元网格 |
2.5.2 地震动输入 |
2.6 计算结果 |
2.6.1 堆石体加速度 |
2.6.2 堆石体位移 |
2.6.3 面板应力 |
2.7 结论 |
3. 近断层区域面板堆石坝的加速度分布 |
3.1 引言 |
3.2 地震动信息 |
3.3 计算模型 |
3.4 计算结果 |
3.4.1 敏感性分析 |
3.4.2 加速度分布 |
3.5 加速度分布图示 |
3.6 结论 |
4. 近断层脉冲型地震动作用下的心墙坝稳定性分析 |
4.1 引言 |
4.2 边坡稳定方法 |
4.3 土体软化 |
4.4 地震动信息 |
4.5 计算模型 |
4.5.1 有限单元网格 |
4.5.2 粘弹性边界和地震动波动输入 |
4.6 计算结果分析 |
4.6.1 大坝加速度分布 |
4.6.2 大坝边坡滑移 |
4.7 结论 |
5. 近断层区域高面板堆石坝边坡滑移预测模型 |
5.1 引言 |
5.2 地震动信息 |
5.3 计算模型 |
5.4 大坝边坡位移预测模型 |
5.4.1 堆石体软化 |
5.4.2 位移预测模型的形式 |
5.4.3 预测模型(1) |
5.4.4 预测模型(2) |
5.5 结论 |
6. 近断层脉冲型地震动作用下高面板堆石坝的塑性破坏分析 |
6.1 引言 |
6.2 本构模型 |
6.2.1 堆石料广义塑性模型 |
6.2.2 面板混凝土损伤模型 |
6.2.3 接触面维广义塑性接触面模型 |
6.3 高面板堆石坝的塑性破坏分析 |
6.3.1 有限单元网格 |
6.3.2 材料参数 |
6.3.3 地震动信息 |
6.3.4 大坝加速度响应 |
6.3.5 堆石体变形 |
6.3.6 混凝土面板损伤 |
6.4 深厚覆盖层上高面板堆石坝地震动响应 |
6.4.1 地震动信息 |
6.4.2 计算模型 |
6.4.3 计算结果 |
6.5 近断层地震动作用下高面板堆石坝的不对称响应研究 |
6.5.1 地震动信息 |
6.5.2 坝体模型及坝料参数 |
6.5.3 高土坝坝顶位移对比分析 |
6.6 结论 |
7. 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(9)强震动记录处理方式对结构弹塑性响应的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景和研究意义 |
1.2 强震动记录处理方式研究进展 |
1.3 本文研究内容框架 |
第二章 强震动记录处理方式及算例 |
2.1 强震动记录处理方式 |
2.1.1 基于滤波的强震动记录处理技术 |
2.1.2 含永久位移的强震动记录处理 |
2.1.3 含速度脉冲的强震动记录处理 |
2.2 强震动记录处理与算例 |
2.2.1 强震动记录分类处理 |
2.2.2 算例 |
2.3 本章小结 |
第三章 不同记录处理方式下的简易模型响应 |
3.1 单自由度体系下的弹性响应 |
3.2 单自由度体系下的弹塑性响应 |
3.2.1 弹塑性SDOF体系 |
3.2.2 单自由度体系下弹塑性响应结果对比 |
3.3 多自由度体系体系弹塑性响应 |
3.3.1 剪切型MDOF体系 |
3.3.2 多自由度体系下响应结果对比 |
3.4 本章小结 |
第四章 不同记录处理方式下的实体结构响应 |
4.1 结构模型 |
4.1.1 框架模型 |
4.1.2 核心筒模型 |
4.2 强震动记录处理方式对结构响应的影响分析 |
4.2.1 框架结构 |
4.2.2 核心筒结构 |
第五章 结论及展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 研究展望 |
附录 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
攻读硕士期间发表的文章 |
攻读硕士期间参与的科研项目 |
(10)基于机器视觉的强震动位移观测方法与技术(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 强地面运动观测的研究现状 |
1.2.2 机器视觉技术的研究现状 |
1.3 章节安排及研究内容 |
第2章 机器视觉测试技术研发 |
2.1 引言 |
2.2 非接触式动态位移测试机理 |
2.3 可视化软件研发及使用 |
2.4 视觉测试技术可行性研究 |
2.4.1 验证试验设计 |
2.4.2 验证结果与说明 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于机器视觉的强震动位移观测方法与应用 |
3.1 引言 |
3.2 非接触式强震动位移观测技术的基本原理 |
3.3 复杂地震动下方法可行性验证试验 |
3.3.1 试验目的 |
3.3.2 试验介绍 |
3.3.3 振动台试验仪器布设 |
3.3.4 地震动及工况安排 |
3.4 数值解析系统 |
3.4.1 基本流程与算法 |
3.4.2 数值系统的参数确定 |
3.4.3 数值系统的可行性研究 |
3.5 地面绝对位移观测结果与误差分析 |
3.5.1 正演结果与误差分析 |
3.5.2 反演结果与误差分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于视觉的基线校正及其验证方法 |
4.1 引言 |
4.2 基线校正的视觉验证方法 |
4.2.1 基本流程 |
4.2.2 视觉验证平台搭建 |
4.3 不同基线校正方法的特性研究 |
4.3.1 对比方案设计 |
4.3.2 L1 范数优化算法基本原理 |
4.3.3 校正结果与误差分析 |
4.4 振动台试验验证 |
4.4.1 振动台试验试验设计 |
4.4.2 数据处理与分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间所发表的论文 |
致谢 |
四、台湾集集地震近断层强震地面运动加速度时程的随机特性(论文参考文献)
- [1]时程分析地震动记录选择方法研究[D]. 张嘉琦. 青岛理工大学, 2021(02)
- [2]强震下钢-混凝土组合连续刚构桥失效机理研究[D]. 林元铮. 东南大学, 2020
- [3]近断层铁路简支梁桥新型减隔震技术及设计方法研究[D]. 曾永平. 西南交通大学, 2020(06)
- [4]近断层地震动脉冲识别及考虑波动效应的桥梁地震破坏分析[D]. 夏春旭. 大连理工大学, 2020(01)
- [5]顺层岩质边坡地震稳定性及滑坡运移过程DDA模拟方法[D]. 张彦君. 大连理工大学, 2019(08)
- [6]城市地下燃气管道抗震分析及地震灾害情景构建[D]. 贾晓辉. 中国地震局地球物理研究所, 2019(02)
- [7]基于运动学震源模型的近断层速度大脉冲数值模拟研究[D]. 罗全波. 中国地震局地球物理研究所, 2019(01)
- [8]近断层地震动作用下高土石坝动力响应特性研究[D]. 韩慧超. 大连理工大学, 2019(01)
- [9]强震动记录处理方式对结构弹塑性响应的影响研究[D]. 汪维依. 中国地震局工程力学研究所, 2019(01)
- [10]基于机器视觉的强震动位移观测方法与技术[D]. 赵思程. 北京工业大学, 2019(03)