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地震激励下列车-轨道-隧道-土体相互作用系统动力分析 被引量:1
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作者 徐磊 王炫钧 +1 位作者 余志武 李正 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2359-2369,共11页
为研究地震激励下列车-轨道-隧道-土体相互作用系统的动力学行为,建立三维列车-轨道-隧道-土体耦合时变动力学模型,以不同强度的地震波和轨道不平顺为系统激励源,通过实际地震动记录进行规格化处理纵向、横向和垂向地震动波,分析不同土... 为研究地震激励下列车-轨道-隧道-土体相互作用系统的动力学行为,建立三维列车-轨道-隧道-土体耦合时变动力学模型,以不同强度的地震波和轨道不平顺为系统激励源,通过实际地震动记录进行规格化处理纵向、横向和垂向地震动波,分析不同土质条件、地震强度下列车-轨道-隧道-土体系统动力响应特征。研究结果表明:地震作用可显著增大隧道内列车动力响应,在不同土质条件下,横向轮轨力的波动较无地震激励时显著增大,波动幅度平均增加92.23%,而垂向轮轨力的波动幅度平均增加7.14%,车体垂向、横向加速度分别增大89.50%和25.93%;在不同地震强度下,轮轨横向力与轮轨垂向力在地震强度为0.40g时达到最大,分别为46.760 1 kN与94.8637 kN,相较于地震强度0.35g时分别增大182.68%与5.35%,脱轨系数相较于地震强度0.35g时增幅达到168.28%;地震下土体振动呈放大效应,土体弹性模量较外部激励对放大系数的影响十分显著,其中,放大系数在土体弹性模量最大时为4.080 4;隧道的存在会隔断土体振动传播,隧道顶部土体加速度较隧道底部土体加速度降低约86%。 展开更多
关键词 列车-轨道-隧道-土体相互作用 地震作用 动力响应 放大系数 数值仿真
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桥桩-土-隧道体系动力相互作用的振动台试验研究
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作者 许洪春 张亚楠 +1 位作者 赵东旭 白晓晓 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1063-1073,共11页
为研究地震作用下桥桩-土-隧道体系的动力响应特性,依托某实际工程,设计出8个试验工况,选取3种不同地震波类型及地震强度,开展几何相似比为1/30的振动台模型试验,并从体系的固有频率和加速度响应等方面进行分析。通过对比分析各个工况,... 为研究地震作用下桥桩-土-隧道体系的动力响应特性,依托某实际工程,设计出8个试验工况,选取3种不同地震波类型及地震强度,开展几何相似比为1/30的振动台模型试验,并从体系的固有频率和加速度响应等方面进行分析。通过对比分析各个工况,结果表明:桥桩的存在会削弱周围土体以及侧穿隧道的加速度响应,而隧道的存在则会放大场地土以及附近桥桩的加速度响应;不同类型的地震波对桥桩-土-隧道体系动力响应的影响不同。试验结论可为类似工程的抗震设计提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 桥桩--隧道体系 动力相互作用 振动台试验 加速度响应
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平面SV波入射下地上建筑群-地铁隧道群动力相互作用研究 被引量:1
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作者 刘中宪 王建旭 金立国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期27-37,共11页
该研究采用一种高精度间接边界元方法(indirect boundary element method, IBEM),研究了平面SV波入射下地上建筑群-地铁隧道群的动力相互作用问题。研究表明:“建筑群-隧道群”系统存在显著的动力相互作用,其规律与入射波性质、建筑物... 该研究采用一种高精度间接边界元方法(indirect boundary element method, IBEM),研究了平面SV波入射下地上建筑群-地铁隧道群的动力相互作用问题。研究表明:“建筑群-隧道群”系统存在显著的动力相互作用,其规律与入射波性质、建筑物和隧道数量排布等因素密切相关。通过对比不同建筑物数量对隧道动力响应的影响,能够发现:低频波作用下,建筑物对下穿隧道的动力响应有放大作用,而高频波作用下则会削弱隧道的动力响应,最多可以降低37.5%左右。从频域分析中可以看出:隧道对地震波有较强的屏蔽作用,从而降低了其上建筑群的地震响应。建筑群的存在降低了各个单体建筑的动力响应,但在高频波作用时位于建筑群来波一侧的建筑会产生较大的动力响应。该研究成果可为城市建筑群-地铁隧道群的动力相互作用分析以及地上建筑和地铁隧道的抗震设计提供理论依据。 展开更多
关键词 结构--结构相互作用 地铁隧道 地上建筑群 间接边界元法(IBEM) 频谱特性
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分层土-隧道相互作用体系地震响应分析
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作者 张存 郑文 +1 位作者 罗凯凯 路沙沙 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期602-613,共12页
为研究地震作用下非均质场地各个土层放大效应以及分层土-隧道的地震响应,以大连某实际工程为背景,基于地震作用下隧道结构动力响应的理论,采用收敛约束法,通过ABAQUS构建分层土-隧道三维有限元模型,并结合振动台试验,验证模拟的准确性... 为研究地震作用下非均质场地各个土层放大效应以及分层土-隧道的地震响应,以大连某实际工程为背景,基于地震作用下隧道结构动力响应的理论,采用收敛约束法,通过ABAQUS构建分层土-隧道三维有限元模型,并结合振动台试验,验证模拟的准确性;将自由场与有隧道场地进行对比,并结合加速度和傅里叶曲线对模拟数据进行分析。结果表明:(1)土体性质和激励大小对地震波的传递有影响,随着场地由浅到深逐渐增加,峰值加速度逐渐放大,不同分层介质的主要频率和频谱形状发生明显变化;(2)隧道会放大远场的加速度响应,略微降低近场的动力响应;(3)软弱夹层的存在对地震动的放大作用也有明显影响,不同分层介质的不同特性导致土层刚度不同,从而影响地震作用下层状土-隧道的动力相互作用。 展开更多
关键词 放大效应 分层土 收敛约束法 -隧道结构相互作用 数值模拟
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隧道喷层与围岩相互作用的能量特性研究 被引量:1
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作者 郑余朝 朱斌忠 +3 位作者 劳志伟 廖保林 仇文革 章慧健 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期180-192,共13页
探明喷层-围岩相互作用的能量机理,对弥补以强度设计为主的支护设计理论不足、发展基于能量原理的隧道设计方法至关重要。基于应力释放的数值方法系统研究隧道喷层-围岩相互作用的能量机理,定义喷层整体失效时的弹性应变能为其极限应变... 探明喷层-围岩相互作用的能量机理,对弥补以强度设计为主的支护设计理论不足、发展基于能量原理的隧道设计方法至关重要。基于应力释放的数值方法系统研究隧道喷层-围岩相互作用的能量机理,定义喷层整体失效时的弹性应变能为其极限应变能,其可用于评价喷层承载能力;开展模型试验,通过分析逐级加载作用下喷层支护力学行为与能量演化,验证隧道喷层-围岩相互作用的能量机理与喷层极限应变能的存在;基于数值试验,开展喷层极限应变能影响因素研究,发现喷层极限应变能随地层侧压力系数、围岩等级和喷层厚度增加而增加,并建立多因素极限应变能标准化拟合函数公式。进一步给出基于能量原理的喷层极限状态验算公式,应用该公式验算模型试验原型隧道喷层设计厚度范围,与隧道喷层厚度设计值接近,该验算公式考虑喷层与围岩基于能量的力与位移的相互作用关系,可为高储能围岩中隧道喷层设计提供参考。 展开更多
关键词 隧道工程 能量理论 模型试验 喷层-围岩相互作用 极限应变能
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考虑渗流影响的深埋隧道围岩-衬砌相互作用研究 被引量:14
6
作者 张治国 程志翔 +2 位作者 汪嘉程 吴钟腾 赵其华 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第S01期108-121,共14页
山岭地区深埋隧道经常处于高水压工况,渗流对于隧道围岩及衬砌结构安全有较大影响。基于Mohr-Coulomb准则,推导在渗流力作用下围岩和衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,得到围岩塑性区半径、围岩应力、位移以及衬砌径向变形等与支护反力... 山岭地区深埋隧道经常处于高水压工况,渗流对于隧道围岩及衬砌结构安全有较大影响。基于Mohr-Coulomb准则,推导在渗流力作用下围岩和衬砌结构相互作用的弹塑性解析解,得到围岩塑性区半径、围岩应力、位移以及衬砌径向变形等与支护反力间的解析关系。进一步地,引入围岩收敛曲线(GRC)和支护特性曲线(SCC),分析隧道围岩和衬砌的非线性力学特性,采用收敛约束法求得洞周径向位移。依托牛和岭隧道深埋段工程,验证本文基于Mohr-Coulomb准则的理论解析方法的准确性,并针对富水山区隧道支护反力、塑性半径和洞周径向位移关系进行参数分析。研究结果表明:1)增加支护反力可以有效地限制塑性区的发展和洞周的径向位移,初始阶段限制效果明显,后续增加支护反力的效果逐渐减小;2)围岩塑性半径和洞周径向位移随渗流水压力的增大呈非线性增长;3)塑性区半径不变,低渗透性衬砌可以减小所需的支护反力以及洞周的径向位移。 展开更多
关键词 富水山区隧道 深埋隧道 围岩-衬砌相互作用 MOHR-COULOMB准则 渗流力 弹塑性解析解
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隧道-土-隧道轴向动力相互作用的一个解析解 被引量:2
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作者 梁建文 孙红阳 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第2期48-62,共15页
本文采用波函数展开法给出弹性半空间中隧道-土-隧道轴向动力相互作用的一个解析解,并通过对地表位移残差的收敛性分析对解析解的精度进行了验证。研究了隧道埋深、隧道质量、隧道间距、波入射频率和入射角度等参数对隧道轴向动力响应... 本文采用波函数展开法给出弹性半空间中隧道-土-隧道轴向动力相互作用的一个解析解,并通过对地表位移残差的收敛性分析对解析解的精度进行了验证。研究了隧道埋深、隧道质量、隧道间距、波入射频率和入射角度等参数对隧道轴向动力响应的影响。研究表明,隧道埋深越小,隧道动力响应越大;隧道质量越大,隧道动力响应越大;隧道间距越小,隧道动力响应越大,但隧道间距的影响并不是单调变化,与波入射频率密切相关,两个隧道情况动力响应幅值可达单隧道情况的2.7倍。当隧道间距较小时,地下隧道的抗震设计需要考虑隧道之间的影响。 展开更多
关键词 地下隧道 -隧道动力相互作用 动力响应 隧道间距 波函数展开法
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Rayleigh波入射下建筑群-隧道群相互作用特性研究 被引量:2
8
作者 刘中宪 王建旭 +1 位作者 金立国 陈苏 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1153-1164,共12页
采用一种高精度间接边界元方法(IBEM),研究了Rayleigh波入射下地上建筑群-地铁隧道群的动力响应。研究发现:地上建筑群与邻近地铁隧道群之间存在显著的相互作用,系统响应规律与入射波的频率、建筑物的数量与高度、隧道数量和位置等因素... 采用一种高精度间接边界元方法(IBEM),研究了Rayleigh波入射下地上建筑群-地铁隧道群的动力响应。研究发现:地上建筑群与邻近地铁隧道群之间存在显著的相互作用,系统响应规律与入射波的频率、建筑物的数量与高度、隧道数量和位置等因素密切相关。参数分析表明:考虑不同因素影响后,地面运动幅值最大可放大约25%。当入射波频率较低时,地上建筑群结构顶部位移幅值会较单一建筑顶部位移幅值显著降低,这尤其体现在位于建筑群中部的建筑响应中,最大可降低约88%;当入射波频率较大时,这一现象变得不再明显。高频入射波作用下,地上建筑群与地铁隧道群的相互作用会使隧道衬砌产生较大环向应力,其峰值可较单一地上建筑的情况放大约60%。 展开更多
关键词 -结构相互作用 RAYLEIGH波 间接边界元法 建筑群 衬砌隧道
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地下列车移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解 被引量:19
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作者 刘卫丰 刘维宁 +1 位作者 Gupta S Degrande G 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期81-84,共4页
针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解... 针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解把地下列车运行引起的动力响应问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内的移动外荷载的问题上,传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动外荷载主要考虑为频域内轨道不平顺情况下的轮轨接触力。利用此动力响应解对北京地铁1号线东单站至建国门站区间的动力响应进行了计算,计算结果表明此方法具有良好的适用性。 展开更多
关键词 地下列车 移动荷载 动力响应解 隧道-自由场相互作用系统
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饱和土-隧道动力相互作用对地震动土作用和孔隙动水压力的影响 被引量:1
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作者 朱俊 梁建文 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期66-74,共9页
本文利用间接边界元方法,研究了饱和土-隧道动力相互作用对隧道地震动土作用和孔隙动水压力的影响,考虑了不同隧道质量和埋深,以及地震波斜入射情况。饱和场地根据Biot理论模拟为两相介质,通过将饱和两相介质模型所得隧道地震动土作用... 本文利用间接边界元方法,研究了饱和土-隧道动力相互作用对隧道地震动土作用和孔隙动水压力的影响,考虑了不同隧道质量和埋深,以及地震波斜入射情况。饱和场地根据Biot理论模拟为两相介质,通过将饱和两相介质模型所得隧道地震动土作用与单相介质模型结果进行比较,分析了饱和土骨架和孔隙水动力耦合作用的影响。结果表明,饱和土-隧道动力相互作用对地震动土作用有明显放大效应,本文算例中,隧道水平地震动土作用较自由场结果最大放大1. 7倍,竖向地震动土作用较自由场结果最大放大1. 6倍;饱和土骨架和孔隙水的动力耦合作用对隧道地震动土作用大小也有显著影响,本文算例中,单相介质模型所得地震动土作用较饱和两相模型的最大差别可达210%。 展开更多
关键词 饱和两相介质 间接边界元方法 -隧道动力相互作用 土骨架-孔隙水耦合 地震动土作用 孔隙动水压
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基于静力推覆试验的山岭隧道衬砌-地层相互作用机制研究 被引量:2
11
作者 卢钦武 关振长 +2 位作者 林林 吴淑婧 宋德杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2318-2326,共9页
随着我国交通强国建设向西部丘陵重山地区推进,地震作用下山岭隧道衬砌与地层的相互作用机制愈发受到关注。以常规二车道公路隧道(V级围岩段)为原型,开展山岭隧道静力推覆模型试验,重点分析地层位移、地层应变、围岩压力随推覆距离的变... 随着我国交通强国建设向西部丘陵重山地区推进,地震作用下山岭隧道衬砌与地层的相互作用机制愈发受到关注。以常规二车道公路隧道(V级围岩段)为原型,开展山岭隧道静力推覆模型试验,重点分析地层位移、地层应变、围岩压力随推覆距离的变化规律,探讨了衬砌-地层相互作用机制。试验结果表明:衬砌-地层相互作用可分为挤密、倾覆、裹挟3个阶段。倾覆阶段地层以起拱线为支点环向绕流,裹挟阶段地层带动衬砌发生整体位移。起拱附近线地层以径向挤压为主,形成挤压变形区,拱肩附近地层则以环向挤压为主,形成滑移变形区。左右两侧围岩压力的响应规律恰好相反,即右侧挤压区的围岩压力较左侧大,而右侧滑移区的围岩压力较左侧小。研究成果可为基于反应位移法的山岭隧道抗震计算提供试验依据与技术支撑。 展开更多
关键词 山岭隧道 衬砌-地层相互作用机制 静力推覆模型试验 数字图像相关 围岩压力
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考虑桩-土动力相互作用的渡槽结构水平地震响应分析 被引量:15
12
作者 李正农 张盼盼 +2 位作者 朱旭鹏 周振纲 卢剑 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期137-143,共7页
以Housner流-固耦合模型和Penzien桩-土相互作用模型为基础,建立一种同时考虑流-固耦合与桩-土相互作用的渡槽结构简化计算模型,并给出其计算参数。该计算模型分为等价体系和自由场体系,并采用自由场输入。推导同时考虑弯曲变形和剪切... 以Housner流-固耦合模型和Penzien桩-土相互作用模型为基础,建立一种同时考虑流-固耦合与桩-土相互作用的渡槽结构简化计算模型,并给出其计算参数。该计算模型分为等价体系和自由场体系,并采用自由场输入。推导同时考虑弯曲变形和剪切变形时的群桩刚度矩阵,采用分别计算各子结构阻尼的方式来考虑整个结构的阻尼,并采用等效线性化原理来考虑土体的非线性。以某渡槽为例,采用该模型对其进行分析,并与刚性基础模型对比。计算结果表明,两种情况下的自振特性和水平地震响应均有较大差别,在渡槽抗震研究与设计中不能忽略桩-土相互作用。同时采用该计算模型对拟动力试验模型进行分析,并与试验结果比较,二者基本一致,说明计算模型的有效性。 展开更多
关键词 渡槽 -固耦合 -相互作用 等价体系 自由场
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水平地震下土-桩-结构相互作用简化分析方法 被引量:24
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作者 肖晓春 迟世春 林皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期561-564,共4页
基于Penzien提出的集中质量法 ,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串 ,以弹簧和阻尼器模拟周围土体 ,建立土 -桩 -结构动力相互作用的分析模型 ,给出相互作用参数的确定方法 ,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性 ,通过等价线性迭代... 基于Penzien提出的集中质量法 ,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串 ,以弹簧和阻尼器模拟周围土体 ,建立土 -桩 -结构动力相互作用的分析模型 ,给出相互作用参数的确定方法 ,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性 ,通过等价线性迭代逼近土体的非线性动态响应 .运用此模型对某 180m混凝土烟囱按桩基础和刚性基础两种方案进行自振特性和地震时程反应对比分析 ,得到两种基础形式结构的位移、剪力、弯矩的分布形式基本一致 ,但考虑桩 -土 -上部结构相互作用的桩基础使结构体系的周期延长 ,变形增大 ,剪力和弯矩相应减小 .桩 -土 -上部结构相互作用增加了结构的柔性 。 展开更多
关键词 水平地震 --结构相互作用 等价体系 自由场 阻尼 地震响应 时程分析 桩基础
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下穿隧道–土–地表邻近框架结构相互作用体系地震响应初步分析 被引量:21
14
作者 王国波 于艳丽 何卫 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期334-338,共5页
在中国城市轨道交通快速发展的推动下,隧道等地下结构近距离下穿地表建筑物的案例越来越多。对于相互穿越工程,较多的关注在于隧道等地下结构动态施工对地表建筑物安全的影响,而忽视了隧道建成后对被穿越的地表临近建筑物抗震性能的影... 在中国城市轨道交通快速发展的推动下,隧道等地下结构近距离下穿地表建筑物的案例越来越多。对于相互穿越工程,较多的关注在于隧道等地下结构动态施工对地表建筑物安全的影响,而忽视了隧道建成后对被穿越的地表临近建筑物抗震性能的影响。拟结合某实际工程,建立盾构隧道–土体–地表邻近框架结构相互作用体系二维数值计算模型,对比分析隧道与邻近框架结构相互之间地震响应影响规律。计算分析表明:①隧道的存在使隧道两侧土体表面出现一个地震响应放大区;②下穿隧道对地表框架结构的地震响应有部分影响,但影响程度有限;③地表结构的存在对隧道结构地震响应的影响较小,可忽略不计。研究成果可为地下结构的规划以及地表结构与地下结构的抗震设计提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 穿越工程 隧道-土体-框架结构相互作用体系 地震响应
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考虑超前支护作用效应的围岩-支护相互作用机制研究 被引量:16
15
作者 王志龙 王明年 +1 位作者 严志伟 刘大刚 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第10期1748-1755,共8页
隧道支护结构参数的合理性设计是隧道建设安全经济性的重要保证,而围岩-支护相互作用机制是隧道支护结构设计的核心问题。基于开挖面空间效应的等效力学模型,引入超前支护对开挖面空间效应的影响,建立超前支护、隧道支护-围岩耦合作用模... 隧道支护结构参数的合理性设计是隧道建设安全经济性的重要保证,而围岩-支护相互作用机制是隧道支护结构设计的核心问题。基于开挖面空间效应的等效力学模型,引入超前支护对开挖面空间效应的影响,建立超前支护、隧道支护-围岩耦合作用模型,得到支护结构与围岩动态相互作用的全过程解析。通过计算实例分析,主要得到如下结论:1)从控制隧道围岩变形角度分析,超前支护、隧道支护均可有效控制隧道围岩变形,说明控制隧道围岩变形不仅要重视隧道支护结构的作用,同时也要考虑超前支护结构的作用;2)当隧道围岩变形量控制到一定程度时,可通过同时调节超前支护参数和隧道支护参数来达到预期的变形控制效果。 展开更多
关键词 隧道工程 超前支护 隧道支护 围岩-支护相互作用 空间效应
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考虑土-结构动力相互作用的冷却塔地震响应分析 被引量:9
16
作者 陶磊 张俊发 陈厚群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期80-89,共10页
大型高耸钢筋混凝土冷却塔属于典型的风敏感型结构,近年来在地震、飞机撞击、爆破等极端外部作用下动力响应研究也得到了工程界的广泛关注。土-结构动力相互作用效应(Soil Structure Interaction,SSI)对于大坝、桥梁等类型工程结... 大型高耸钢筋混凝土冷却塔属于典型的风敏感型结构,近年来在地震、飞机撞击、爆破等极端外部作用下动力响应研究也得到了工程界的广泛关注。土-结构动力相互作用效应(Soil Structure Interaction,SSI)对于大坝、桥梁等类型工程结构地震响应的影响研究成果较为丰富,而对冷却塔结构体系的影响程度方面很少涉及。依据弹性波动理论结合有限单元法,建立和推导了考虑土-结构动力相互作用的三维黏弹性人工边界模型和公式,并通过半空间自由场模型验证该地震动输入方法的准确性。以国内实际工程项目——某火电厂大型冷却塔为研究背景,以通用有限元程序 AN-SYS 为平台,分别建立了冷却塔刚性地基模型、无质量地基模型和黏弹性人工边界模型,开展模态分析及弹性时程分析,研究不同计算模型相应的动力特性及内力变化,探讨了土-结构动力相互作用的影响规律。研究结果表明:考虑刚性地基,冷却塔结构体系自振频率分布十分密集,绝大多数振型为环向谐波和子午向谐波组合的局部振型;考虑弹性地基后,结构的自振频率略有降低,整体振型较早出现。通过时程分析可知,采用黏弹性人工边界模型,考虑无限地基辐射阻尼效应,与刚性地基模型相比,塔筒的绝对加速度最大值降低43.4%,塔筒沿子午向弯矩轴力幅值降低约50%,而环向内力却均显著提高,X 支柱内力幅值降低约20%-50%.因此,在进行冷却塔地震响应分析时,土-结构动力相互作用的影响不可忽视。 展开更多
关键词 冷却塔结构 地震响应分析 -结构动力相互作用 黏弹性人工边界 自由场分析 地震动输入
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土-结构相互作用分析中几类地震输入方式的比较 被引量:10
17
作者 赵密 王利涛 +2 位作者 高志懂 杜修力 黄景琦 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2017年第3期589-598,共10页
地震作用下土-结构动力相互作用的整体有限元分析需要在人工边界处输入地震动。目前可能采用的地震输入方法包括黏弹性边界自由场输入方法、自由场应力方法、自由场位移方法以及侧边界自由方法。由于采用近似人工边界条件或者未完全考... 地震作用下土-结构动力相互作用的整体有限元分析需要在人工边界处输入地震动。目前可能采用的地震输入方法包括黏弹性边界自由场输入方法、自由场应力方法、自由场位移方法以及侧边界自由方法。由于采用近似人工边界条件或者未完全考虑地震自由场,上述地震输入方法均为近似方法。本文以大开地铁车站二维有限元分析为例,根据规范建议的边界位置,研究了上述地震输入方法的精度,研究成果可为土-结构相互作用分析的合理地震输入提供一定参考。 展开更多
关键词 -结构动力相互作用 地震输入 黏弹性边界 自由场 有限元分析
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平面波输入下海水-海床-结构动力相互作用分析 被引量:8
18
作者 陈少林 孙杰 柯小飞 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期578-590,共13页
海洋工程结构的地震反应分析是保证海洋工程结构地震安全的重要环节.由于其所处的复杂环境,该问题涉及到流固耦合和土-结相互作用.本文基于海水、饱和海床、基岩流固耦合统一计算框架,采用Davidenkov模型和修正的Masing准则考虑饱和海... 海洋工程结构的地震反应分析是保证海洋工程结构地震安全的重要环节.由于其所处的复杂环境,该问题涉及到流固耦合和土-结相互作用.本文基于海水、饱和海床、基岩流固耦合统一计算框架,采用Davidenkov模型和修正的Masing准则考虑饱和海床的非线性,在脉冲SV波垂直入射下,进行了海域场地和海洋工程结构的动力响应分析.首先,对比分析了线性自由场和非线性自由场输入情形的海域场地非线性反应,结果表明线性自由场输入时反应不合理,自由场分析和场地分析应该采用相一致的本构模型.然后,对比分析了海床分别为线性和非线性情形时,海域场地以及海水-海床-结构体系的反应特征.与线性海床情形相比,非线性对海床反应的影响主要由如下两方面因素控制:一方面,非线性导致饱和海床模量减小,饱和海床与基岩间的波阻抗比减小,由基岩到饱和海床间的反射系数和透射系数增加,导致反应增大;另一方面,非线性导致阻尼加大,使海床反应减小.对于本文算例而言,阻尼对非线性海床结果的影响占主导作用. 展开更多
关键词 海水-海床-结构相互作用 土体非线性 自由场分析 饱和多孔介质 人工边界
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土–结构动力相互作用分析打桩引起相邻隧道振动 被引量:26
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作者 李怡闻 周健 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期60-65,共6页
某集装箱码头打桩施工紧邻拟建的大直径越江隧道,桩身长度达到50 m,隧道直径约18 m。为了分析打桩对该隧道可能产生的振动影响,采用有限元模拟打桩引起的隧道振动。该问题的本质是桩–土–隧道三者组成的体系在冲击荷载下的整体动力响... 某集装箱码头打桩施工紧邻拟建的大直径越江隧道,桩身长度达到50 m,隧道直径约18 m。为了分析打桩对该隧道可能产生的振动影响,采用有限元模拟打桩引起的隧道振动。该问题的本质是桩–土–隧道三者组成的体系在冲击荷载下的整体动力响应。桩与土、土与隧道之间的力学关系是这类问题的重点和难点。这种力学关系实质上是动荷载作用下的动力接触关系。利用ANSYS的瞬态分析和接触单元,通过对动力参数和接触参数进行合理设置,在验证了某工程实例的基础上,对该问题进行了有效的数值模拟,从而分析出隧道在打桩冲击荷载下的振动规律,为确定打桩间距、打桩深度以及打桩能量等重要参数提供参考。 展开更多
关键词 --隧道动力相互作用 动力接触 有限元分析
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竖向和水平向地震动耦合作用下海底沉管隧道失稳机理
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作者 王秋哲 荀郑 +2 位作者 白笑笑 赵凯 陈国兴 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期584-592,共9页
在深厚软弱海床中修建跨海隧道并确保其地震安全是一项重大的工程挑战。竖向(P波)和水平向(SV波)地震动耦合作用导致海床土体产生复杂的流固耦合效应,即土体受到正应力差和剪应力的三维耦合剪切作用,瞬态超孔隙水压力呈振荡与累积两种... 在深厚软弱海床中修建跨海隧道并确保其地震安全是一项重大的工程挑战。竖向(P波)和水平向(SV波)地震动耦合作用导致海床土体产生复杂的流固耦合效应,即土体受到正应力差和剪应力的三维耦合剪切作用,瞬态超孔隙水压力呈振荡与累积两种增长模式且引起土体循环软化。基于扩展Masing法则构造了粘弹塑性应力应变滞回曲线,基于Biot动力固结方程以及对剪应力和正应力差耦合剪切引起的不可逆性体应变的数学描述,建立了饱和砂土有效应力本构模型;基于FLAC3D平台对该本构模型进行了二次开发,对室内单元试验数值模拟结果表明,建立的有效应力本构模型能够反映饱和砂土的孔压增长规律和液化过程。以渤海实际钻孔为场地条件,建立了沉管隧道-砂质海床相互作用模型,对竖向-水平向地震动耦合作用下沉管隧道的动力稳定性进行了数值模拟,揭示了双向地震动作用下沉管隧道-海床体系的动力相互作用机理及海床的渐进液化规律,明确了沉管隧道失稳的控制性因素为抗浮力的减小和上浮力的增大。上述研究成果可为海底沉管隧道的抗震设计提供参考依据。 展开更多
关键词 砂质海床 沉管隧道 有效应力方法 地震反应 -结构相互作用
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