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既有上部结构向下增建地下结构抗震性能研究 被引量:1
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作者 邬泽 卢广 +1 位作者 庄海洋 唐柏赞 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期245-253,共9页
基于深圳北站广场向下增建城际铁路地下车站结构的实际工程背景,场地土中地下车站附带上部已建结构的地震反应特征、相互作用机理及其破坏机制成为结构抗震性能评价的关键问题。鉴于此,采用整体动力时程分析方法建立了土-地下结构-上部... 基于深圳北站广场向下增建城际铁路地下车站结构的实际工程背景,场地土中地下车站附带上部已建结构的地震反应特征、相互作用机理及其破坏机制成为结构抗震性能评价的关键问题。鉴于此,采用整体动力时程分析方法建立了土-地下结构-上部结构静、动力耦合非线性动力相互作用的三维精细化数值模型,系统地研究了地下车站附带上部结构、单建地下车站结构、单建地上结构的地震响应规律及其损伤演变过程。结果表明:相比单建地下车站结构,由于受上部结构影响,增建地下车站结构的水平侧向力及其层间位移角均显著增大,且顶、底板地震损伤面积及程度明显加剧;相比单建地上结构,由于受地下车站结构影响,增建地下车站结构的上部结构的变形协调性显著降低,其地震损伤较单建地上结构严重,尤其在中柱与二层楼板连接处。研究成果可为既有上部结构向下增层拓建的科学设计、防震减灾提供支撑和借鉴。 展开更多
关键词 土-地下结构-上部结构动力相互作用 增建地下结构 抗震性能 地震损伤 时程分析法
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不同行车条件下高速车辆通过道岔动力学响应时频特征分析
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作者 李天怡 闫正 +3 位作者 朱小雪 徐井芒 王平 郑世杰 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期2108-2120,共13页
为研究道岔固有结构不平顺对不同车型、方向及速度下过岔时轮轨动力学响应特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型。为精确获取信号的分布特性,采用同步压缩小波... 为研究道岔固有结构不平顺对不同车型、方向及速度下过岔时轮轨动力学响应特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型。为精确获取信号的分布特性,采用同步压缩小波变换技术,对不同车型、过岔方向及行车速度下的轮轨动态响应进行时域与频域分析。研究结果表明:直顺向过岔相较于直逆向过岔,轮载过渡位置更靠近尖轨尖端且过渡长度更长;轮轨垂向力及轴箱垂向振动加速度均存在2个主频带(150 Hz以下),其中直逆向过岔的2个主频较直顺向过岔的主频高约10 Hz。不同车型的过岔动态响应呈现差异性时频特征,CRH5型车的轮载过渡位置显著前移,其轮轨垂向力、轴箱振动加速度幅值及主频能量均比CRH2A与CRH380A型车的高;由于车辆参数存在差异,同一结构在不平顺激励下,2类主频(150 Hz以下)及400 Hz以上主频存在差异。 展开更多
关键词 固有结构不平顺 高速道岔 时频分析 轮轨动态相互作用
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基于非线性弹簧约束作用的矩形单跨地下结构抗震性能简化分析研究
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作者 刘洪涛 胡炳麟 +2 位作者 韩润波 许成顺 杜修力 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第2期14-21,共8页
为了弥补考虑土-结构相互作用的地下结构体系静力推覆试验方法耗资、耗时、试验现象不易观察等缺点,结合地下结构反应位移法基本原理,基于弹性弹簧仅代表加载过程某一特殊时刻的状态,无法表述土体在加载过程中的状态变化对结构的影响,... 为了弥补考虑土-结构相互作用的地下结构体系静力推覆试验方法耗资、耗时、试验现象不易观察等缺点,结合地下结构反应位移法基本原理,基于弹性弹簧仅代表加载过程某一特殊时刻的状态,无法表述土体在加载过程中的状态变化对结构的影响,提出了基于非线性弹簧代替周围约束土体的地下结构抗震性能静力推覆分析方法。以某单跨地下结构为例,开展土-地下结构模型的Pushover分析,基于非线性弹簧-地下结构体系,分析了轴压比、弹簧与结构间的相互作用关系对结构受力性能的影响。对比分析关键断面弯矩能力曲线,结果表明弹簧-地下结构体系静力推覆模型可应用于地下结构抗震研究中,在层间位移角达到1/200前,线性弹簧模型与非线性弹簧模型均有较高的精度,层间位移角超过1/200后,非线性弹簧模型的精度明显高于线性弹簧模型。非线性弹簧-地下结构体系抗震性能简化分析方法为研究地下结构复杂的受力特性提供参考。 展开更多
关键词 地下结构 PUSHOVER分析方法 弹簧-地下结构体系 土-结构相互作用 抗震性能
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强震作用下海上风机大直径单桩周围砂质海床液化研究
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作者 王秋哲 牛亚卫 +3 位作者 黄晨乾 白笑笑 赵凯 陈国兴 《振动与冲击》 北大核心 2025年第19期306-314,共9页
单桩基础作为海上风机常用基础通常具有较大的直径,开展大直径单桩基础周围海床液化研究具有重要的理论意义和工程应用价值。考虑饱和砂土动力流固耦合效应,将剪切-体积应变增量模型与Biot动力固结方程相结合,建立地震动作用下砂质海床... 单桩基础作为海上风机常用基础通常具有较大的直径,开展大直径单桩基础周围海床液化研究具有重要的理论意义和工程应用价值。考虑饱和砂土动力流固耦合效应,将剪切-体积应变增量模型与Biot动力固结方程相结合,建立地震动作用下砂质海床-风机单桩基础相互作用的有效应力分析方法。在FLAC3D计算平台上实现了该有效应力分析方法的二次开发,通过动力离心模型试验的模拟,验证了该方法的可靠性。以南通某海上风电场典型钻孔为场地条件,对砂质海床中海上风机结构体系的地震响应进行了分析,研究了大直径单桩基础周围海床的液化机理以及桩径对风机单桩动力响应的影响。结果表明:强震作用下海床发生残余液化导致了单桩基础周围土体的大变形和单桩基础的倾斜,桩径的增大对周围海床液化范围影响较小,却加剧了单桩基础的倾斜;相较于桩体结构的破坏,海上风机大直径单桩基础更容易受海床液化影响产生失稳破坏。 展开更多
关键词 海上风机 单桩基础 地震反应 有效应力方法 土-结构相互作用
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考虑螺栓滑移效应的输电塔-线体系六维地震响应分析
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作者 邵帅 卜祥航 +5 位作者 张佩玉 李布辉 付兴 邵千秋 范松海 朱宇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期168-179,共12页
地震动具有六维分量,为了准确获得输电塔地震响应,应该考虑地震动的六维分量。此外,由于角钢铁塔螺栓节点会发生滑移,刚性节点假设下的塔-线体系地震响应与实际情况不符。因此,为了更加准确地研究塔-线体系地震响应,对考虑螺栓滑移效应... 地震动具有六维分量,为了准确获得输电塔地震响应,应该考虑地震动的六维分量。此外,由于角钢铁塔螺栓节点会发生滑移,刚性节点假设下的塔-线体系地震响应与实际情况不符。因此,为了更加准确地研究塔-线体系地震响应,对考虑螺栓滑移效应的塔-线体系六维地震响应展开研究。首先,通过曲面拟合法从SMART-1台阵记录的平动地震数据中提取了转动分量,然后根据输电塔节点在循环荷载作用下的滞回曲线,确定了描述节点力学性能的骨架曲线。使用插入弹簧单元模拟角钢节点处的螺栓滑移,并据节点骨架曲线确定弹簧单元的实常数,建立了考虑螺栓滑移效应的塔-线体系有限元模型。研究了考虑螺栓滑移效应的塔-线体系多维地震响应,并分析了土质参数和地震入射角度变化的影响。结果表明:考虑螺栓滑移效应和六维地震动后,塔-线体系地震响应变化剧烈,且最大应力杆件位置也发生变化;为了获得更加准确的塔-线体系地震响应,螺栓滑移效应和转动分量的影响不应被忽略;螺栓滑移效应对塔-线体系六维地震响应的影响,在土质条件较好时较大,随地震入射角变化而变化,实际模拟计算中,应明确结构所处场地土质条件及地震入射角度。 展开更多
关键词 输电塔-线体系 螺栓滑移 转动分量 土与结构相互作用 地震响应 有限元分析
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喷水推进泵空化诱导压力脉动特性的试验研究
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作者 龚波 张正川 +4 位作者 尹俊连 冯超 李宁 许锐 王德忠 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期148-156,共9页
为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构... 为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构;叶顶低压区随着空化区域增大而增大;在泄漏流夹带下空化云不断翻滚,增加了空化云的不稳定性;空化云尺度随空化条件加剧而增大。大尺度空化云会导致强烈的压力脉动。空化区边缘的空泡破碎会带来压力冲击成份。压力脉动主频是叶频,次主频是二倍叶频。主频和次主频幅值在片状空化时小幅增长,在云状空化时大幅增大。垂直空化涡发展会导致叶片前缘附近压力面压力和局部压差下降,这是泵性能断裂的重要原因。 展开更多
关键词 喷水推进混流泵 空化流动结构 高速摄像 叶顶泄漏涡 云状空化 压力脉动 时域分析 频谱特征
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考虑SSI和土层变化地震动下输电塔-线体系地震易损性分析
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作者 徐震 刘凯悦 +4 位作者 张涛 张航 李大卫 刘士远 田利 《地震工程学报》 北大核心 2025年第6期1281-1291,共11页
传统输电线路抗震研究中,输电塔底部通常设置为固定约束,鲜少考虑土-结构相互作用(SSI)和沿土层深度变化地震动对输电塔-线体系的影响,导致无法准确评估其抗震性能。基于此,建立未考虑SSI、考虑SSI而忽略空间变化地震动、综合考虑SSI和... 传统输电线路抗震研究中,输电塔底部通常设置为固定约束,鲜少考虑土-结构相互作用(SSI)和沿土层深度变化地震动对输电塔-线体系的影响,导致无法准确评估其抗震性能。基于此,建立未考虑SSI、考虑SSI而忽略空间变化地震动、综合考虑SSI和沿土层深度变化地震动的输电塔-线体系有限元模型,采用增量动力分析(IDA)方法建立不同性能状态下的概率地震需求模型,随后开展输电塔-线体系易损性分析,以明确SSI和土层深度变化地震动对输电塔-线体系抗震性能的影响规律。结果表明:SSI显著增大了输电塔-线体系的地震响应,而忽略地震动的沿土层深度的空间变化效应会高估结构抗震性能,考虑土层深度变化地震动下,塔底桩体长度与抗震性能呈反比,文章强调了在输电塔-线体系抗震设计与分析中考虑SSI和土层深度变化地震动的必要性。 展开更多
关键词 输电塔-线体系 土-结构相互作用 土层深度变化地震动 易损性分析
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振动特征值分析在大型游乐设施传动系统故障预警中的应用研究
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作者 赵召 宋伟科 王华杰 《机电工程》 北大核心 2025年第10期1864-1876,共13页
针对大型游乐设施的传动系统故障易引发高空坠落及滞留等重大安全问题,提出了一种基于振动特征值分析的游乐设施传动系统故障预警方法。首先,以飞行塔类游乐设施典型传动结构(电机-联轴器-减速机-卷筒-钢丝绳-负载系统)为研究对象,搭建... 针对大型游乐设施的传动系统故障易引发高空坠落及滞留等重大安全问题,提出了一种基于振动特征值分析的游乐设施传动系统故障预警方法。首先,以飞行塔类游乐设施典型传动结构(电机-联轴器-减速机-卷筒-钢丝绳-负载系统)为研究对象,搭建了实验装置,选取传动系统中电机、减速机等关键节点部署了加速度传感器,采集了其原始振动加速度数据;然后,分别预制了联轴器内部传动柱销磨损、支撑轴承润滑不当与轴承座连接松动故障,分析了其振动加速度数据的特征值,综合时域分析(方差、裕度、脉冲、波形指标)与频域分析(均方频率、频率中心、频率标准差、峭度频率),构建了包含八类时频域特征值的故障特征集;最后,利用时域与频域特征值分析方法对不同典型故障与对应特征值的映射关系进行了研究,对典型故障进行了预警分析。研究结果表明:大型游乐设施传动系统的典型故障对应不同特征值的大小变化较为明显,联轴器类磨损故障可根据时域的方差特征值的升高情况及不同频域特征值的变化进行识别,轴承润滑故障表现为频域振动信号中的频率标准差较正常工况增幅达20%~40%,而峭度频率指标较正常工况降幅达30%,轴承座螺栓松动可根据方差特征值的升高情况进行判断。因此,基于振动特征值分析的预警方法可有效识别传动系统早期故障,该方法能够显著提升大型游乐设施传动系统的故障实时预警能力,为大型游乐设施的安全运行监测提供有力保障。 展开更多
关键词 机械传动机构 传动结构(电机-联轴器-减速机-卷筒-钢丝绳-负载系统) 机械振动 振动特征值 时域分析与频域分析 联轴器类磨损故障 轴承润滑故障
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近海单桩式风机地震响应分区耦合分析方法
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作者 徐小凤 陈少林 孙杰 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期96-105,共10页
海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海... 海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海水-饱和海床-风机耦合作用高效分区分析方法,实现了综合考虑土-结构相互作用效应和流固耦合效应的近海单桩式风机三维地震响应分析,并分析了海水深度、海床波速和地震波入射角度对近海单桩式风机地震响应的影响。分析结果表明,海水深度和海床剪切波速的变化,一方面会改变自由场,另一方面会改变海域场地-风机体系的自振特性,从而影响风机结构的地震反应。当海水增加到某深度时,体系自振频率与地震波输入频率接近时,风机的地震响应会急剧增大;海床剪切波速对塔底弯矩的影响要比对位移的影响大;当入射角度增大时,塔顶水平向位移和加速度以及塔底弯矩均有不同程度的减小,塔顶竖向位移和加速度均有不同程度的增大。本文没有考虑海床和风机的非线性,考虑非线性时的影响规律需进一步研究。 展开更多
关键词 近海单桩式风机 地震响应分析 土-结构相互作用 流固耦合
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基于阻抗分析法的双馈风电场并网系统的次同步振荡分析
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作者 王鑫 程启明 +1 位作者 陈炯 周伟成 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期133-144,共12页
双馈风力发电机(DFIG)以其优异的性能和经济效益,已成为主流机型。然而,为了提高输电效率而采用的串联电容补偿技术可能因电网参数的共振而引发次同步振荡(SSO),威胁到电力系统的稳定性和风电机组的安全运行。为了解决这个问题,首先对... 双馈风力发电机(DFIG)以其优异的性能和经济效益,已成为主流机型。然而,为了提高输电效率而采用的串联电容补偿技术可能因电网参数的共振而引发次同步振荡(SSO),威胁到电力系统的稳定性和风电机组的安全运行。为了解决这个问题,首先对双馈风电场的SSO特性进行了深入分析,并将中国河北沽源典型的风电场等效为远、近两个风电场,从而建立考虑DFIG变换器控制环节和PLL精度在内的等效阻抗模型;然后采用阻抗分析法从频域角度分析了风速、线路串补度、风电场容量及DFIG风机变流器的PI控制参数对系统稳定性的影响,并得出风电场SSO稳定性与RSC电流内环的PI比例系数、串补度成反比,与风速、远近风电场容量比成正比;最后,在MATLAB/Simulink软件上采用时域的仿真分析法进一步验证了阻抗分析法分析结果的正确性和准确性。研究结论对理解风力发电系统动态特性和设计有效的SSO抑制策略具有重要意义。在SSO特性分析基础上,提出的线性自抗扰控制(LADRC)的SSO抑制策略能够有效地抑制SSO。 展开更多
关键词 双馈风力发电场 次同步控制相互作用 阻抗分析法 并网系统 时域仿真法 PI控制 线性自抗扰控制
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水平瞬态荷载作用下桩土动力相互作用研究
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作者 余云燕 冯一帆 王立安 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期187-196,共10页
为研究桩基在桩-土界面连续条件下,桩顶受撞击等水平瞬态荷载作用时桩基位移响应、桩-土界面动力响应和桩周土的应力分布规律,根据Biot理论和Novak平面应变假定,采用Euler梁建立桩-饱和土耦合振动的平面应变简化模型,利用Laplace变换和... 为研究桩基在桩-土界面连续条件下,桩顶受撞击等水平瞬态荷载作用时桩基位移响应、桩-土界面动力响应和桩周土的应力分布规律,根据Biot理论和Novak平面应变假定,采用Euler梁建立桩-饱和土耦合振动的平面应变简化模型,利用Laplace变换和势函数分解求解系统动力控制方程.针对桩-土系统在水平三角形冲击荷载作用下的振动状态,着重对桩基位移响应、桩-土界面和桩周土的动力响应开展时域分析.研究发现:桩-土系统的位移场响应滞后于应力场响应;桩土模量比越小,桩-土界面有效径向应力、切应力及孔压响应越显著;土体渗透系数减小引起桩-土界面孔压增大,导致有效径向应力减小,桩-土界面处切应力几乎不受渗透系数变化的影响;渗透系数较大时,桩周土孔压分布较分散,最大有效径向应力出现在桩-土界面附近;渗透系数较小时,桩周土孔压分布较为集中,最大有效径向应力则出现在桩-土界面较远处. 展开更多
关键词 桩-土动力相互作用 饱和土 Novak平面应变假定 三角形冲击荷载 时域分析
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基于数据流模型的航线网络结构可视分析方法
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作者 贺怀清 宋淼 刘浩翰 《现代电子技术》 北大核心 2024年第19期27-32,共6页
针对航线网络结构多维属性关联分析问题,提出一种基于数据流模型的多视图协同网络结构可视分析方法。引入数据流模型,增强多维数据分析时的交互和多视图协同效果;构建基于数据流模型的航线网络结构可视分析系统用于方法验证。该方法对... 针对航线网络结构多维属性关联分析问题,提出一种基于数据流模型的多视图协同网络结构可视分析方法。引入数据流模型,增强多维数据分析时的交互和多视图协同效果;构建基于数据流模型的航线网络结构可视分析系统用于方法验证。该方法对比和实验结果表明,利用航线网络数据流实时交互和多视图协同分析网络结构数据,完成聚类、相关性、异常值分析任务,能更好地分析数据之间的关联关系,有助于理解航线网络的结构和特征。最后,通过以上方法分析网络结构特点与不足,提出航线网络优化建议,能更好地帮助用户完成可视分析任务,探索数据分布特征、发现多维数据之间的关联关系。 展开更多
关键词 数据流模型 航线网络 可视分析 多视图协同 实时交互 网络结构
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考虑流固耦合效应的核电储液结构晃动特性与隔震特性研究
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作者 赵杰 王建山 黄杰华 《世界地震工程》 北大核心 2024年第4期87-97,共11页
泳池式反应堆是一种核能供热堆厂房结构,其中的堆水池是关键部位。在地震发生时,堆水池内的液体会与结构发生流固耦合效应,威胁到堆水池的完整性,因此需要进行抗震分析和隔震保护。首先,以某反应堆的堆水池为研究对象,在地面地震动水平... 泳池式反应堆是一种核能供热堆厂房结构,其中的堆水池是关键部位。在地震发生时,堆水池内的液体会与结构发生流固耦合效应,威胁到堆水池的完整性,因此需要进行抗震分析和隔震保护。首先,以某反应堆的堆水池为研究对象,在地面地震动水平双向输入条件下,对比分析了非隔震结构和隔震结构的动力响应;其次,使用位移、加速度、主应力、晃动波高和基底剪力指标分析隔震层对储液结构抗震性能的提升程度。研究结果表明:设置隔震层对加速度、位移、应力和基底剪力都有明显降幅,隔震效果明显,起到了良好的隔震效果;而对于晃动波高来说,隔震尚不能有效控制晃动波高,反而有一定的放大作用。研究成果可为核电储液结构的隔震设计提供参考。 展开更多
关键词 堆水池 流固耦合 隔震层 时程分析 地震响应
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考虑不同桩-土相互作用模型的海上升压站抗震性能分析 被引量:2
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作者 廖望 焦钰祺 +3 位作者 姜娟 陈立 王李吉 乔东生 《船海工程》 北大核心 2024年第2期108-114,共7页
由于海上升压站上部平台设有许多大质量专业设备,使其呈现“头重脚轻”的特征,直接借鉴传统海洋平台的设计方法难以准确评价海上升压站结构的承载能力与变形能力,其中桩-土相互作用对于地震作用下的结构动力响应分析的影响尤为显著。以... 由于海上升压站上部平台设有许多大质量专业设备,使其呈现“头重脚轻”的特征,直接借鉴传统海洋平台的设计方法难以准确评价海上升压站结构的承载能力与变形能力,其中桩-土相互作用对于地震作用下的结构动力响应分析的影响尤为显著。以国内某位于地震高烈度区的海上升压站为对象,分别基于等效线性桩长法、API规范p-y曲线法、修正p-y曲线法建立3种不同考虑桩-土相互作用的计算模型,对比中震作用下结构的抗震性能。结果表明,基于3种模型校核该海上升压站结构均符合抗震设防要求;海上升压站结构受竖向地震作用影响较明显;在砂土层占比较高的地基条件下,使用修正p-y曲线方法可以更合理地模拟桩-土相互作用。 展开更多
关键词 海上升压站 桩-土相互作用 抗震性能 有限元分析 反应谱分析 非线性时程分析
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考虑砂土孔压影响的场地土层地震反应时域分析方法 被引量:1
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作者 马睿 李小军 +1 位作者 荣棉水 董青 《地震研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期609-618,共10页
基于动态骨架曲线土体动力本构模型,应用适用于非规则荷载作用下的砂土孔压增长公式,推导出一个适用于砂土场地的动力应力-应变关系式,并提出了一种考虑砂土孔压影响的场地土层地震反应时域分析方法。基于Matlab平台编写了场地土层地震... 基于动态骨架曲线土体动力本构模型,应用适用于非规则荷载作用下的砂土孔压增长公式,推导出一个适用于砂土场地的动力应力-应变关系式,并提出了一种考虑砂土孔压影响的场地土层地震反应时域分析方法。基于Matlab平台编写了场地土层地震反应计算程序。利用美国加纳山谷岩土台阵的观测数据,对所提出的地震反应时域分析方法进行验证。结果表明:该方法可以较好地模拟含饱和砂土的场地地震反应分析中孔压变化对场地地震动的影响,并得到了与实际观测记录拟合较为良好的孔压曲线,证明了方法的实用性及计算结果的合理性。 展开更多
关键词 地震动 砂土场地 孔压 时域分析方法
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土体强度折减对海上升压站结构抗震设计的影响 被引量:1
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作者 廖望 焦钰祺 +2 位作者 姜娟 陈立 乔东生 《船海工程》 北大核心 2024年第3期78-83,共6页
通过有限元非线性时程分析,对比API规范法与考虑土体强度折减作用后某海上升压站桩基及上部平台结构的水平向应力与变形等主要设计指标,结果表明,考虑土体强度折减后,土体对于桩基的水平向约束力减弱,单桩的变形与受力均出现大幅增加,... 通过有限元非线性时程分析,对比API规范法与考虑土体强度折减作用后某海上升压站桩基及上部平台结构的水平向应力与变形等主要设计指标,结果表明,考虑土体强度折减后,土体对于桩基的水平向约束力减弱,单桩的变形与受力均出现大幅增加,且上部结构的整体水平运动特征更为显著,使用API规范计算上部平台结构的应力结果偏保守,建议在海上升压站的桩基础设计时根据场地土的特性选取土体强度折减模型并着重校核桩基础的关键设计指标。 展开更多
关键词 海上升压站 桩-土相互作用 强度折减 抗震设计 有限元分析 非线性时程分析
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沿海氯盐环境下地铁车站结构地震响应规律
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作者 钟紫蓝 郭佳希 +3 位作者 张卜 崔臻 赵密 杜修力 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期69-78,共10页
地铁车站结构抗震分析中,通常只对完好结构进行地震响应规律分析,然而,沿海城市地铁车站结构埋置于地下,易遭受氯离子侵蚀,导致材料性能退化。为此,针对沿海氯盐环境下不同锈蚀程度的地铁车站结构,建立相应的非线性土-结构相互作用有限... 地铁车站结构抗震分析中,通常只对完好结构进行地震响应规律分析,然而,沿海城市地铁车站结构埋置于地下,易遭受氯离子侵蚀,导致材料性能退化。为此,针对沿海氯盐环境下不同锈蚀程度的地铁车站结构,建立相应的非线性土-结构相互作用有限元模型。采用整体式静力推覆分析,研究氯离子侵蚀对土-结构柔度比的影响,并基于非线性时程分析,研究氯离子侵蚀下地铁车站结构的地震响应规律。数值模拟结果表明:相对完好状态,10%和20%锈蚀率的车站结构土-结构柔度比分别下降6%和18%,然而,由于地下结构受到周围土体的约束,在相同地震作用下,底层中柱的最大层间位移角没有显著变化;底层中柱作为抗震薄弱环节,钢筋锈蚀造成中柱变形能力及承载能力的下降,导致地铁车站结构的安全系数下降10%和20%左右;锈蚀后结构中柱最大层间位移角增幅与场地响应有关,低频成分丰富的地震作用下,土体将产生大的剪切变形,使得中柱纤维截面中钢筋承担更多的剪力,此时钢筋锈蚀将对中柱层间位移角产生较大影响。 展开更多
关键词 氯盐侵蚀 钢筋锈蚀 非线性时程分析 地铁车站 土-结构相互作用
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温变形变结构时域有限积分建模方法研究
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作者 俞文明 李逸之 +3 位作者 李伟 梁加南 禄晓飞 崔铁军 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期66-71,共6页
提出并实现了一种温变形变结构的时域有限积分(TDFIT)建模方法,通过快速三维插值技术同时解决了非同类热力电网格和参数曲面的形变映射问题,在确保仿真精度的前提下,实现了任意热分布和较小形变量的热力电联合仿真,适用电大、任意非均... 提出并实现了一种温变形变结构的时域有限积分(TDFIT)建模方法,通过快速三维插值技术同时解决了非同类热力电网格和参数曲面的形变映射问题,在确保仿真精度的前提下,实现了任意热分布和较小形变量的热力电联合仿真,适用电大、任意非均匀温变和形变材料的仿真建模。设计了蜕化模型、分层收敛等案例验证了方法的必要性、有效性和正确性。为高温高压下天线罩、飞行器的电磁散射和辐射特性建模提供了热力电一体化建模方法和实用仿真工具。 展开更多
关键词 瞬态仿真 时域有限积分技术 温度形变结构 热力电一体化
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考虑水-结构-土相互作用的桥墩自振频率半解析解
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作者 傅大宝 卢哲超 +4 位作者 蔡辉腾 李芳 徐嘉隽 郭阳 金星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期240-249,共10页
建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解,并通过实测数据进行验证。以单个桥墩为研究对象,将“桥墩-承台-桩基”结构体系简化为Bernoulli-Euler梁,采用附加质量模型模拟水-结构相互作用,采用弹性Winkler地基模型模拟桩-... 建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解,并通过实测数据进行验证。以单个桥墩为研究对象,将“桥墩-承台-桩基”结构体系简化为Bernoulli-Euler梁,采用附加质量模型模拟水-结构相互作用,采用弹性Winkler地基模型模拟桩-土相互作用,建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构振动控制方程。使用分离变量法得到结构振型函数,根据边界条件建立矩阵方程,通过求解方程的特征值得到结构自振频率。以福州浦上大桥E11桥墩为例,将海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)核心地震计安装在承台处,采集桥墩的振动响应并提取结构自振频率。同步安装陆地地震仪验证OBS水下监测的有效性,通过对比半解析解、有限元解和实测值验证桥墩结构半解析解的合理性。在此基础上,分析土-结构相互作用、水-结构相互作用对结构自振频率的影响。结果表明,OBS能够满足桥墩自振频率水下测试的环境要求;建立的考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解合理;土-结构、水-结构相互作用会降低结构的一阶自振频率,其中土-结构相互作用的影响比水-结构相互作用更显著。 展开更多
关键词 桥墩 自振频率 水-结构-土相互作用 海底地震仪(OBS) 有限元分析
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近直下型断层的地铁车站结构地震响应
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作者 刘英 庄海洋 +1 位作者 张季 周珍伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期843-852,共10页
目前在近断层场地中地下地铁车站抗震性能水平认识方面相对匮乏,鉴于此,提出了一种考虑发震断层-地下结构全过程地震响应的IBE-FEM联合求解分析方法。首先,基于运动学有限断层模型,采用间接边界元方法(IBE)求解直下型走滑断层错动作用... 目前在近断层场地中地下地铁车站抗震性能水平认识方面相对匮乏,鉴于此,提出了一种考虑发震断层-地下结构全过程地震响应的IBE-FEM联合求解分析方法。首先,基于运动学有限断层模型,采用间接边界元方法(IBE)求解直下型走滑断层错动作用下上覆软土沉积层场地内的地震波场,并验证了有限元法(FEM)间接求解地震波场的可行性;在此基础上,通过建立土-地下连续墙-主体结构非线性静-动力耦合的二维整体时域有限元模型,初步探究了断层-软土场地耦合效应对地铁车站抗震性能的影响规律。结果表明:在近断层区域,地铁车站结构震害具有典型的断层上盘效应和震害集中效应,更容易进入塑性变形发展阶段;在远断层区域,由于断层-场地效应耦合作用,断层下盘场地内地震波场衰减较缓,其内车站结构整体震害略大于断层上盘。本文研究方法为近断层场地条件下地下结构地震响应分析开辟新思路,也可为相关场地区域内的地下结构抗震设计提供技术参考。 展开更多
关键词 间接边界元-有限元法 全过程地震反应分析 土-地下结构动力相互作用 走滑断层 场地效应
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