非一致地震激励下大跨度桥梁随机振动时域显式法 被引量：16

1

作者 刘小璐 苏成 +1 位作者 李保木 梁雄 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期50-60,99,共12页

对于大跨度桥梁结构,地震激励的空间效应不应忽略。考虑到随机地震激励的非平稳特性,为提高计算效率,有必要在时域内直接开展非一致地震激励下大跨度桥梁的随机振动分析。基于相对运动法,推导非一致地震激励下结构动力响应的时域显式表... 对于大跨度桥梁结构,地震激励的空间效应不应忽略。考虑到随机地震激励的非平稳特性,为提高计算效率,有必要在时域内直接开展非一致地震激励下大跨度桥梁的随机振动分析。基于相对运动法,推导非一致地震激励下结构动力响应的时域显式表达式,提出可考虑非一致地震激励的时域显式直接法,可快速获取结构响应的统计矩;同时提出高效的时域显式随机模拟法,可进一步获取非一致地震激励下结构响应的平均峰值等更全面的统计信息,并可有效实现结构的动力可靠度分析。以某主跨1200m悬索桥为工程实例,开展顺桥向非一致地震激励下的随机振动分析,分别研究地震激励的行波效应、失相干效应和局部场地效应对桥梁关键响应标准差、平均峰值和结构抗震动力可靠度的影响。研究结果表明,对于该桥主梁跨中和主塔塔顶顺桥向位移,非一致地震激励下的响应标准差和平均峰值均小于一致地震激励下的结果;而对于该桥主塔塔底内力,非一致地震激励下的响应标准差和平均峰值有可能大于一致地震激励下的结果,其中弯矩和剪力的平均峰值增幅分别可达21.6%和19.5%;此外,地震激励的空间效应对该桥的体系失效概率也有较大影响。 展开更多

关键词 桥梁工程 随机地震响应 时域显式法 悬索桥 非一致地震激励

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非一致地震激励下列车—轨道—桥梁耦合振动及行车安全性研究 被引量：8

2

作者 雷虎军 李小珍 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期138-140,共3页

地震在影响桥梁结构本身安全性的同时，还会威胁其上列车的行车安全。对于高速铁路桥梁，除需满足桥梁抗震之外，还应确保地震时过桥车辆的行车安全性。理论研究和震害经验都表明，地震动具有空间变异性，包括行波效应、失相干效应、局... 地震在影响桥梁结构本身安全性的同时，还会威胁其上列车的行车安全。对于高速铁路桥梁，除需满足桥梁抗震之外，还应确保地震时过桥车辆的行车安全性。理论研究和震害经验都表明，地震动具有空间变异性，包括行波效应、失相干效应、局部场地效应和衰减效应。因此，针对高速铁路桥梁，开展非一致地震激励下的列车一轨道一桥梁耦合振动及桥上列车的行车安全性研究，主要研究内容和结论如下。 展开更多

关键词 高速铁路 非一致地震激励 空间变异性 行波效应 直接求解法 大质量法 大刚度法 相对运动法 列车—轨道—桥梁耦合 行车安全性

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大跨度桥梁地震响应分析中的非一致地震激励模型 被引量：12

3

作者 赵灿晖 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期236-240,共5页

基于二维相干函数建立了考虑二维相关影响的非一致激励功率谱模型 ,在此基础上采用随机过程理论推导了幅值、相位角与功率谱的关系 ,建立了非一致激励时程样本的数值模拟方法 ,由该法可生成地震响应时程分析所需的加速度时程样本。

关键词 大跨度桥梁 地震响应分析 非一致地震激励模型 功率谱模型 相干函数模型 时程样本 幅值 相位角

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非一致地震激励下飘浮体系斜拉桥易损性分析 被引量：12

4

作者 马凯 钟剑 +1 位作者 袁万城 党新志 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1744-1754,共11页

利用Open Sees软件对一座主跨为420 m的斜拉桥建立有限元模型,分别进行了仅考虑失相干效应、考虑失相干效应和行波效应、考虑失相干效应和场地效应以及综合考虑失相干效应、行波效应和场地效应等4种非一致激励情况下的易损性分析.结合... 利用Open Sees软件对一座主跨为420 m的斜拉桥建立有限元模型,分别进行了仅考虑失相干效应、考虑失相干效应和行波效应、考虑失相干效应和场地效应以及综合考虑失相干效应、行波效应和场地效应等4种非一致激励情况下的易损性分析.结合联合概率地震需求模型(TPSDM)和蒙特卡罗抽样获得了基于构件的体系易损性曲线.考虑地震动空间效应的飘浮体系斜拉桥损伤概率明显高于一致激励且失相干效应和场地效应的影响较为显著.失相干效应越明显,斜拉桥体系遭受地震损伤的概率越大.场地效应的影响较为复杂,总体上表现为相邻场地类型差异越大,沿地震波传播方向场地类型由软变硬时,体系损伤概率增加.行波效应对飘浮体系斜拉桥地震损伤的影响较小,易损性分析时忽略行波效应的影响不会造成较大的误差.因此,对飘浮体系斜拉桥进行非一致激励下的地震易损性分析应考虑失相干效应和场地效应的影响,目前广泛采用的一致激励下的易损性分析高估了体系的抗震性能. 展开更多

关键词 飘浮体系斜拉桥 地震动空间效应 非一致地震激励 体系易损性

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非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性随机响应分析研究 被引量：4

5

作者 刘小璐 苏成 聂铭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期297-304,310,共9页

大跨度桥梁地震激励具有明显的非一致性和随机性,且在强震作用下大桥部分构件会进入弹塑性状态,然而目前尚缺乏非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性随机响应的有效计算方法。在大质量法的基础上推导了非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性动... 大跨度桥梁地震激励具有明显的非一致性和随机性,且在强震作用下大桥部分构件会进入弹塑性状态,然而目前尚缺乏非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性随机响应的有效计算方法。在大质量法的基础上推导了非一致地震激励下大跨度桥梁弹塑性动力响应的时域显式表达式,利用该表达式的降维列式优势,仅需针对结构弹塑性单元自由度进行迭代计算,进而对大跨度桥梁结构快速开展弹塑性时程分析;结合蒙特卡罗法,高效获取非一致地震激励下大跨度桥梁的弹塑性随机响应。以某主跨为1200 m的悬索桥为工程实例,采用纤维梁柱单元模拟大桥弹塑性构件,开展顺桥向非一致地震激励下的弹塑性时程分析以及弹塑性随机振动分析,验证了该方法的正确性和高效性。研究结果表明,该大桥非一致地震激励下的内力标准差和平均峰值比一致地震激励下的结果既可能偏大也可能偏小。 展开更多

关键词 大跨度桥梁 随机振动 非一致地震激励 弹塑性 降维迭代

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非一致激励下埋地管道地震响应数值模拟及其试验验证 被引量：1

6

作者 韩俊艳 王小强 +3 位作者 缪惠全 郭之科 钟紫蓝 杜修力 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期337-344,共8页

为了研究埋地管道在非一致激励下的地震响应,本文利用已开展的埋地管道非一致激励振动台试验,建立了能考虑埋地管道非一致地震激励和管-土非线性动力相互作用的三维有限元数值模型。该模型采用静-动力耦合分析方法,土体选用Davidenkov... 为了研究埋地管道在非一致激励下的地震响应,本文利用已开展的埋地管道非一致激励振动台试验,建立了能考虑埋地管道非一致地震激励和管-土非线性动力相互作用的三维有限元数值模型。该模型采用静-动力耦合分析方法,土体选用Davidenkov非线性本构模型,管-土相互作用采用摩擦接触以考虑管-土的滑移、分离现象,模型边界采用滚轴边界,模型底部地震动输入为振动台试验中主动箱底部加速度传感器测得的加速度时程。分析结果表明:数值模拟计算与振动台试验实测结果在加速度时程、加速度放大系数及沿管道轴向的应变峰值曲线等方面吻合较好,体现出了相似的规律,相互印证了数值模型和振动台试验结果的正确性。 展开更多

关键词 数值模拟 有限元方法 埋地管道 管-土相互作用 土体非线本构 非一致地震激励 多点激励振动台试验 地震响应

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纵向非一致激励下非均匀场地中埋地管道的振动台试验研究 被引量：6

7

作者 韩俊艳 郭之科 +3 位作者 李满君 李立云 侯本伟 杜修力 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1147-1156,共10页

埋地管道的地震响应主要受管道沿线地震动空间分布特性及场地非均匀性的影响。为研究非均匀场地中埋地管道在纵向非一致激励下的抗震性能,开展了均匀和非均匀场地中埋地管道的多点非一致激励振动台模型试验。分析了均匀和非均匀场地中... 埋地管道的地震响应主要受管道沿线地震动空间分布特性及场地非均匀性的影响。为研究非均匀场地中埋地管道在纵向非一致激励下的抗震性能,开展了均匀和非均匀场地中埋地管道的多点非一致激励振动台模型试验。分析了均匀和非均匀场地中埋地管道在不同地震强度作用下的应变响应,研究了纵向非均匀场地对埋地管道地震反应的影响。试验结果表明,在纵向一致激励作用下,非均匀场地中埋地管道轴向方向上的最大峰值应变出现在场地变化的过渡区,且其高于均匀场地下的峰值应变。在纵向非一致激励作用下,在较低加载等级下,管道峰值应变的大小与均匀场地下相比有所减小,但在较高加载等级下,峰值应变却急剧增加。与纵向一致激励作用不同,在纵向非一致激励和非均匀场地的共同作用下,最大峰值应变可能出现在场地变化的过渡区或土体介质较软的场地中。研究结果为进一步研究非均匀场地对埋地管道地震响应的影响提供了依据。 展开更多

关键词 埋地管道 多点激励振动台试验 非均匀场地 纵向非一致地震激励

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车-轨-桥耦合系统中的非一致地震输入方法研究 被引量：7

8

作者 雷虎军 李小珍 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期769-777,共9页

为分析地震输入方法对列车-轨道-桥梁系统地震响应的影响,考虑路基和桥梁地震力边界条件,分别采用直接求解法、相对运动法、大质量法和大刚度法输入非一致地震激励,建立不同地震输入方法下的列车—轨道—桥梁动力分析模型,以跨度(48+5&#... 为分析地震输入方法对列车-轨道-桥梁系统地震响应的影响,考虑路基和桥梁地震力边界条件,分别采用直接求解法、相对运动法、大质量法和大刚度法输入非一致地震激励,建立不同地震输入方法下的列车—轨道—桥梁动力分析模型,以跨度(48+5×80+48)m的刚构-连续组合梁桥为例,对比不同地震输入方法下车桥系统的地震响应。结果表明:大刚度法与直接求解法求得的车桥地震响应完全相同;大质量法求得的脱轨系数和轮重减载率相比直接求解法偏大,最大偏差达44.0%和26.4%;相对运动法求得的脱轨系数、轮重减载率和桥梁位移相比直接求解法偏小,最大偏差分别为32.5%,12.8%和51.9%。由于大刚度法只需输入地震动位移时程,相比直接求解法计算更为简便,因此,在列车-轨道-桥梁耦合系统中大刚度法是输入非一致地震激励的最优方法。 展开更多

关键词 非一致地震激励 耦合振动 直接求解法 相对运动法 大质量法 大刚度法

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横向非一致激励下非均匀场地中埋地管道的振动台试验研究 被引量：1

9

作者 韩俊艳 郭之科 +3 位作者 李立云 侯本伟 高云昊 杜修力 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2020-2028,I0009,I0010,共11页

为研究非均匀场地中大直径埋地管道在横向非一致激励下的地震反应,开展了埋地管道的多台阵振动台模型试验,分析了在不同地震动强度作用下埋地管道的加速度、应变响应规律。研究结果表明:均匀场地和非均匀场地中管道在横向一致、非一致... 为研究非均匀场地中大直径埋地管道在横向非一致激励下的地震反应,开展了埋地管道的多台阵振动台模型试验,分析了在不同地震动强度作用下埋地管道的加速度、应变响应规律。研究结果表明:均匀场地和非均匀场地中管道在横向一致、非一致激励下的加速度反应基本上服从于周围土体的加速度反应,管道主要产生了纵向弯曲变形;在横向一致激励较高加载等级下,场地变化过渡区的管道峰值应变相对较大,相比于均匀场地,非均匀场地中最大峰值弯曲拉应变高30%左右,在非一致激励作用下,非均匀场地中管道最大峰值弯曲拉应变反而低30%左右;在横向非一致激励较高加载等级下,均匀土中管道的应变响应比一致激励作用下增大两倍左右,非均匀土中管道的应变响应变化不明显。试验结果可为穿越非均匀场地大直径埋地管道的抗震设计提供参考。 展开更多

关键词 非一致地震激励 非均匀场地 埋地管道 多台阵振动台试验 地震响应

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非一致激励下地下管线振动台试验研究 被引量：13

10

作者 闫孔明 张建经 +2 位作者 王志佳 廖蔚茗 吴祚菊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2621-2628,2638,共9页

用于输水、输气及输油等长大地下管线在地震中易发生破坏,且对灾后紧急救援、能源输送等救灾和重建工作影响极大。对于诱发地下长大管线破坏的因素而言,非一致场地波动是最重要的因素之一,如今这一问题已引发众多研究,但受试验设备限制... 用于输水、输气及输油等长大地下管线在地震中易发生破坏,且对灾后紧急救援、能源输送等救灾和重建工作影响极大。对于诱发地下长大管线破坏的因素而言,非一致场地波动是最重要的因素之一,如今这一问题已引发众多研究,但受试验设备限制,少有研究者开展非一致激励下管线响应的试验研究。针对长大地下管线受地震波的影响效应,利用独立控制的双台面大型振动台试验设备研究了三维非一致地震激励作用下地下管线的响应,探讨了管线的加速度、应变以及位移等参数的变化规律。试验结果表明:深埋地下管线的存在对管线周围土体和地表的地震响应影响程度不同;在一致和非一致地震激励下,管线的弯曲应变峰值区别较大;规范设计时弱化甚至忽略管线弯曲应变,这种做法难以解释管线弯折破坏。 展开更多

关键词 非一致地震激励 振动台试验 地下管线

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桥梁结构缩尺模型模拟地震振动台试验研究进展 被引量：10

11

作者 李勇 闫维明 +2 位作者 刘晶波 王巾杰 周大兴 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2013年第5期1-10,共10页

桥梁结构型式多样、跨数及支承多、延伸长,故对其在地震动作用下动力响应的研究多为理论分析与数值模拟,少量的试验研究也由于设备的限制以单个振动台的一致地震动输入试验居多,且试验模型多为整体结构小比例缩尺模型和局部结构或构件... 桥梁结构型式多样、跨数及支承多、延伸长,故对其在地震动作用下动力响应的研究多为理论分析与数值模拟,少量的试验研究也由于设备的限制以单个振动台的一致地震动输入试验居多,且试验模型多为整体结构小比例缩尺模型和局部结构或构件缩尺模型,主要研究桥墩抗震性能、土-基础-结构动力相互作用、水-桥墩动力相互作用以及特殊桥梁的抗震性能等。随着国内外模拟地震振动台台阵技术的进步,已开展了一些桥梁整体结构大比例缩尺模型一致和非一致地震动输入下动力响应规律的振动台台阵试验研究。本文对国内外关于桥梁结构缩尺模型的振动台试验研究进展进行了总结与归纳,可为今后开展桥梁结构抗震性能的振动台试验研究提供参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 振动台试验 土-基础-结构相互作用 水-桥墩相互作用 非一致地震激励

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场地相关的非平稳相干函数及其工程应用 被引量：2

12

作者 林奇祥 彭刚 +3 位作者 张齐 陈灯红 陈忠 许维忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期144-152,共9页

依据蒙特卡洛方法和连续小波变换得到非平稳相干函数,采用四阶傅里叶级数拟合非平稳相干函数,分析场地条件和站点间距对参数的影响,验证模型有效性,并合成多点地震动。以一输电塔线体系为研究对象,对比分析了一致与非一致地震激励作用... 依据蒙特卡洛方法和连续小波变换得到非平稳相干函数,采用四阶傅里叶级数拟合非平稳相干函数,分析场地条件和站点间距对参数的影响,验证模型有效性,并合成多点地震动。以一输电塔线体系为研究对象,对比分析了一致与非一致地震激励作用下输电塔最大层间位移角,研究结果表明:①建立的傅里叶非平稳相干函数模型,能够较好地模拟相干函数非平稳特性及场地变化,且拟合精度较高;②场地条件影响傅里叶非平稳相干函数模型的五个参数,站点间距影响傅里叶非平稳相干函数模型的三个参数,应考虑场地条件和站点间距的影响;③与一致地震激励作用输电塔最大层间位移角超出限值的极限峰值加速度相比,非一致地震激励作用下的极限峰值加速度较小,表明输电塔较早发生破坏,输电塔线体系地震响应分析应考虑非一致地震激励的影响。 展开更多

关键词 非平稳 相干函数 场地 输电塔线体系 层间位移角 非一致地震激励

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超长沉管隧道抗震设计及其关键性问题分析 被引量：21

13

作者 禹海涛 袁勇 +1 位作者 徐国平 陈越 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期94-98,共5页

在分析国内外沉管隧道抗震性能研究的基础上,以港珠澳大桥沉管隧道为背景,阐述了超长沉管隧道抗震设计与分析中迫切需要解决的4个关键性问题,即沉管隧道土体与结构相互作用的动力计算方法、非一致地震激励下超长沉管隧道地震响应分析方... 在分析国内外沉管隧道抗震性能研究的基础上,以港珠澳大桥沉管隧道为背景,阐述了超长沉管隧道抗震设计与分析中迫切需要解决的4个关键性问题,即沉管隧道土体与结构相互作用的动力计算方法、非一致地震激励下超长沉管隧道地震响应分析方法、沉管隧道减震控制技术以及沉管隧道振动台试验模拟技术,并指出了沉管隧道工程抗震研究的几个方向. 展开更多

关键词 沉管隧道 非一致地震激励 抗震设计 振动台试验

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振动台试验双向层状剪切型连续体模型箱设计及测试 被引量：1

14

作者 代建波 胡成涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期164-171,共8页

为研究非一致地震激励下土箱边界对埋地油气管道振动台试验的影响,该文章在国内外研制振动台用模型箱的基础上,设计了适用于该试验用的双向层状剪切型连续体模型箱,该模型箱是由层叠式框架箱体、滚动滑移机构、限位滑移机构以及伸缩机... 为研究非一致地震激励下土箱边界对埋地油气管道振动台试验的影响,该文章在国内外研制振动台用模型箱的基础上,设计了适用于该试验用的双向层状剪切型连续体模型箱,该模型箱是由层叠式框架箱体、滚动滑移机构、限位滑移机构以及伸缩机构等组成的三维结构体系。运用有限元分析软件ABAQUS对设计的模型箱进行振型分析,并利用振动台试验结果与数值模拟结果对照,探究在一致、非一致地震激励下模型箱的适用性及稳定性。分析结果表明:设计模型箱的自振频率与箱-土的自振频率相差较大,即模型箱对模型箱内土体的自振特性影响较小;同一深度处不同测点的土体加速度时程曲线吻合程度较高,即模型箱的边界效应较小;不同高度处的土体位移时程曲线波动幅度较大,即模型箱的层间剪切变形能力效果较好;同一高度处箱体两端的位移时程曲线表现出明显差异性,即箱体两端的错动变形效果理想。故该文所设计的双向层状剪切型连续体模型箱能够实现剪切变形效果和降低模型箱边界效应的影响,该模型箱的研制为今后研究埋地管道的地震响应问题提供坚实保障。 展开更多

关键词 非一致地震激励 双向层状剪切型连续体模型箱 有限元分析 振动台试验 边界效应

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