地震-波浪联合作用下考虑冲刷效应的跨海斜拉桥振动台试验研究

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作者 李忠献 郑庆涛 +1 位作者 苏俊省 赵博 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期71-81,共11页

针对跨海桥梁服役期内可能遭受地震、波浪以及冲刷效应影响的问题,开展地震与波浪联合作用下考虑冲刷效应的跨海斜拉桥振动台试验,研究地震与波浪联合作用下冲刷效应对斜拉桥动力特性及关键截面动力响应(加速度、位移和应变)的影响规律... 针对跨海桥梁服役期内可能遭受地震、波浪以及冲刷效应影响的问题,开展地震与波浪联合作用下考虑冲刷效应的跨海斜拉桥振动台试验,研究地震与波浪联合作用下冲刷效应对斜拉桥动力特性及关键截面动力响应(加速度、位移和应变)的影响规律。研究表明:随着冲刷深度的增加,斜拉桥自振频率逐渐降低;冲刷深度的增加,降低了桥塔桩基础侧向约束,引起地震与波浪联合作用下桩顶动力响应明显增大,且增幅比其他位置更为显著;边墩墩顶加速度和相对位移均大于辅助墩墩顶,桥墩抗震设计时,应采用不同配筋率和不同的截面尺寸对边墩和辅助墩开展差异化设计;考虑冲刷效应明显增大了地震与波浪联合作用下塔底、边墩和辅助墩墩底等关键截面的应变,相较于无冲刷工况,大冲刷工况下塔底、边墩及辅助墩墩底应变分别增加39%、36%和42%,抗震设计时应高度重视。 展开更多

关键词 跨海斜拉桥 振动台试验 地震-波浪联合作用 冲刷效应 动力响应

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考虑桩-土相互作用的超大型单桩式海上风机结构地震响应

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作者 许成顺 李超越 +1 位作者 石世刚 孙毅龙 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1301-1311,共11页

为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震... 为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震联合作用,分析桩-土相互作用对超大型固定式单桩海上风机结构动力响应的影响。结果表明:针对超大型海上风机,桩-土相互作用效应使风机支撑结构的特征频率降低3%~6%;考虑桩-土相互作用的大兆瓦风机动力响应远大于泥面固定风机模型的动力响应;海上风机尺寸越大,桩-土相互作用引起的海上风机结构动力响应偏差越显著。 展开更多

关键词 桩-土相互作用 风-波浪-地震联合作用 单桩式海上风机 支撑结构 特征频率 动力响应

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随机风-浪联合传播相干性数值研究

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作者 韦承勋 张志豪 +2 位作者 余松泽 王文静 李盛辉 《船舶力学》 北大核心 2025年第8期1211-1225,共15页

随机风、浪环境要素存在较强相干性,该相干性影响随机风-浪联合传播过程中脉动风速与波浪的同步性和强度,进而影响海上结构受随机风-浪联合作用的准确计算。为此,基于随机波浪和脉动风场CFD数值模拟方法,建立随机风-浪联合传播数值水槽... 随机风、浪环境要素存在较强相干性,该相干性影响随机风-浪联合传播过程中脉动风速与波浪的同步性和强度,进而影响海上结构受随机风-浪联合作用的准确计算。为此,基于随机波浪和脉动风场CFD数值模拟方法,建立随机风-浪联合传播数值水槽,开展一系列脉动风和随机波浪联合传播的数值模拟计算,基于数值结果分析探究风速位置高度、波浪有效波高、波浪谱峰频率和基本风速等因素对风、浪之间相干效应的影响特性及影响规律。依据这些因素的影响特性,研究提出联合传播过程中随机风-浪相干值计算函数,并依据各类影响因素变化条件下的系列数值结果拟合确定相干函数表达式中的各项参数,建立描述随机风-浪联合传播相干性计算函数公式。 展开更多

关键词 脉动风 随机波浪 风-浪联合 数值水槽 风-浪相干性 相干函数

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风-浪联合作用下斜拉-悬索协作体系桥车-桥耦合振动仿真研究

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作者 祝兵 员帅伟 +1 位作者 王浩宇 殷瑞涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期23-31,共9页

为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建... 为保证海洋环境下斜拉-悬索协作体系桥列车运行的安全性和舒适度,对该类桥梁进行风-浪联合作用下的车-桥耦合振动仿真研究。以某公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,采用多体系统动力学软件SIMPACK建立列车动力学模型,利用重叠网格技术,模拟车-桥耦合系统在不同风速和车速下的气动荷载,采用FLOW-3D软件计算桥梁下部复合基础的规则波浪荷载,建立风-浪联合作用下的车-桥耦合振动模型,分析波高、风速和车速对车-桥耦合系统动力响应的影响规律。结果表明:在风-浪-车-桥耦合系统中,列车各动力学指标均随波高增大而增大,桥梁跨中横向位移随波高增大而显著增大,而跨中竖向位移几乎不受影响;列车各动力学指标均随风速提高而显著增大,桥梁跨中竖向位移随风速提高而减小;列车各动力学指标均随车速增大而增大,桥梁跨中横向位移和横向加速度不随车速改变而显著变化,桥梁竖向位移和竖向加速度随车速提高而显著增大。 展开更多

关键词 斜拉-悬索协作体系桥 公路铁路两用桥 跨海桥梁 风-浪联合作用 车-桥耦合振动 重叠网格技术 气动荷载 有限元法

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考虑相干性海洋结构风-浪联合作用力一种计算方法

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作者 韦承勋 李盛辉 +1 位作者 张志豪 余松泽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期126-133,共8页

随机风、浪环境要素之间存在较强相干性,该相干性影响风、浪联合传播过程中脉动风速与波浪形态,进而影响海洋结构风-浪联合作用力及结构响应。为准确计算结构随机风-浪联合作用力,基于已建立的描述随机风、浪联合传播相干性的风-浪相干... 随机风、浪环境要素之间存在较强相干性,该相干性影响风、浪联合传播过程中脉动风速与波浪形态,进而影响海洋结构风-浪联合作用力及结构响应。为准确计算结构随机风-浪联合作用力,基于已建立的描述随机风、浪联合传播相干性的风-浪相干函数,计算获取海洋结构来流脉动风速与入射随机波面之间互相关谱,建立包括风速自谱、风速互谱、波浪谱及风-浪互谱在内的结构随机风-浪联合功率谱矩阵。基于联合谱矩阵的Cholesky分解矩阵,利用谐波合成方法生成风、浪相互作用下的结构来流脉动风速时程,进而结合结构水上部分风阻系数生成结构脉动风作用力时程;基于联合谱矩阵的Cholesky分解矩阵,通过谐波合成计算式中引入结构随机波浪作用水动力传递函数的方式,生成风、浪相互作用下的结构随机波浪作用力时程。联立生成的随机风、浪作用力时程即可建立结构随机风-浪联合作用力同步时程。以直立圆柱风-浪联合作用力计算为例,开展了以上算法的算例应用分析。 展开更多

关键词 脉动风速 随机波浪 风-浪相干函数 海洋结构 风-浪联合作用力

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随机风-浪联合传播数值模拟及分析 被引量：1

6

作者 邓年春 张志豪 +2 位作者 韦承勋 余松泽 王文静 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第21期9141-9151,共11页

海洋风、浪往往同时传播,同步传播过程中风、浪之间具有显著的相互耦合作用。针对海洋脉动风和随机波浪同步传播的数值仿真需求,基于程序开发平台MATLAB和计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台Fluent,提出了一种... 海洋风、浪往往同时传播,同步传播过程中风、浪之间具有显著的相互耦合作用。针对海洋脉动风和随机波浪同步传播的数值仿真需求,基于程序开发平台MATLAB和计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台Fluent,提出了一种随机风场和随机波浪联合传播数值模拟方法,基于该数值方法构建了随机风-浪联合传播数值水槽,并对该数值水槽单独随机风、单独随机波浪以及随机风-浪联合传播的数值模拟效果进行了试算和验证分析。结果显示该水槽数值模拟脉动风速与对应理论计算风速相吻合,水槽数值模拟随机波浪与对应理论计算随机波浪相吻合,水槽风-浪联合数值模拟显示了风、浪之间显著耦合作用效应。建立的随机风-浪联合数值水槽在随机风和随机波浪同步传播的数值仿真上具备可靠性及可应用性。研究内容为海上风、浪环境要素耦合效应研究及海洋工程结构风-浪联合作用相关研究提供了平台基础。 展开更多

关键词 脉动风 随机波浪 风-浪联合 数值水槽 耦合作用

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风和地震作用下高层建筑土-结构作用比较 被引量：2

7

作者 洪小健 顾明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期440-445,共6页

根据考虑上部结构荷载相关性的近似频域方法,详细分析了各类参数(如上部结构刚度、结构阻尼、土体刚度、土体阻尼等)对土-结构相互作用效应的影响.此外,探究了在风荷载和地震作用下,土-结构作用效应对上部结构响应影响的异同.数值算例... 根据考虑上部结构荷载相关性的近似频域方法,详细分析了各类参数(如上部结构刚度、结构阻尼、土体刚度、土体阻尼等)对土-结构相互作用效应的影响.此外,探究了在风荷载和地震作用下,土-结构作用效应对上部结构响应影响的异同.数值算例给出了带有群桩基础的实际高层结构的风、地震作用下的土-结构作用响应的比较.比较结果说明,风、地震作用下高层建筑土-结构作用效应对上部结构响应的影响规律可能是不一致的,而这主要与风、地震作用于土体结构耦合系统的位置以及风、地震作用的卓越频率有关. 展开更多

关键词 土-结构作用 高层建筑 风作用 地震作用

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风-冰联合作用下风电塔高强螺栓疲劳可靠度分析 被引量：2

8

作者 谭冬梅 金超 +1 位作者 瞿伟廉 赵紫毅 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2019年第2期92-100,共9页

针对风力机塔筒法兰联结螺栓结构特殊、受力复杂、易于失效等特点,对风-冰联合作用下高强螺栓节点的疲劳可靠度进行了研究。首先通过谐波叠加法生成风速时程,按照概化冰力函数求出作用于风电塔上的冰力时程;然后应用ANSYS建立风电塔模型... 针对风力机塔筒法兰联结螺栓结构特殊、受力复杂、易于失效等特点,对风-冰联合作用下高强螺栓节点的疲劳可靠度进行了研究。首先通过谐波叠加法生成风速时程,按照概化冰力函数求出作用于风电塔上的冰力时程;然后应用ANSYS建立风电塔模型,施加生成的风荷载及动冰荷载,得到法兰中心处的应力时程曲线;基于Schmidt-Neuper理论及有限元方法分别对法兰联结螺栓结构进行计算,得到法兰受载与螺栓应力之间的关系;通过MATLAB多项式拟合得到外荷载作用下螺栓的应力时程曲线;最后基于累积损伤理论,计算螺栓在不同荷载工况下的疲劳可靠度,并讨论预紧力、螺栓位置、冰速对其疲劳可靠度的影响。结果表明:考虑冰载后螺栓的疲劳可靠度均有所下降,冰载对螺栓疲劳可靠度的影响不容忽视;预紧力的大小对风载作用下的螺栓疲劳可靠度影响较大,对冰载作用下的螺栓疲劳可靠度影响不大;螺栓所在位置对各荷载工况下的螺栓疲劳可靠度均存在较大影响,且对冰载作用下的螺栓疲劳可靠度影响最为明显;法兰所受外荷载大于使螺栓节点分开所需的荷载时,会增加螺栓的应力幅值,从而降低其疲劳可靠度;冰载作用下影响螺栓疲劳可靠度的主要因素为冰激作用导致的塔架共振。 展开更多

关键词 海上风电塔 风-冰联合作用 高强螺栓 疲劳可靠度

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水下爆炸-波浪联合作用下悬浮隧道响应分析 被引量：7

9

作者 罗刚 郭正儒 +2 位作者 张玉龙 任毅 潘少康 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期256-264,288,共10页

为了研究水下爆炸-波浪联合作用下悬浮隧道(SFT)结构的动力响应,运用三阶Stokes波浪方程和Morison方程计算波浪力,基于D’Alembert原理建立运动微分方程,通过Galerkin法和Runge-Kutta法对其进行求解,并对所建立的荷载模型和联合模型进... 为了研究水下爆炸-波浪联合作用下悬浮隧道(SFT)结构的动力响应,运用三阶Stokes波浪方程和Morison方程计算波浪力,基于D’Alembert原理建立运动微分方程,通过Galerkin法和Runge-Kutta法对其进行求解,并对所建立的荷载模型和联合模型进行验证,最后对不同荷载形式、波浪参数、爆炸参数等影响因素进行对比分析。结果表明:水下爆炸-波浪联合作用对悬浮隧道系统的动力响应影响显著,基于数值计算结果,随着波高和惯性力系数C_(M)的增大,管体跨中最大位移呈增长趋势,随着周期、埋置深度和拖拽力系数C_(D)增大,管体跨中最大位移呈衰减趋势。其次,比例距离与管体跨中最大位移呈幂指数关系变化,比例距离越大结构跨中位移越小。再者,爆炸冲击波压力峰值P_(m)还受到Cole公式中相似系数K_(0)、α影响,通过对相似系数K_(0)、α研究发现:相似系数K_(0)对系统位移响应影响较小,α对系统位移响应影响显著,随着α增大,系统响应趋于稳定。 展开更多

关键词 悬浮隧道(SFT) 水下爆炸-波浪联合作用 响应分析 波浪参数 爆炸参数

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输电塔-线体系罕遇地震-风共同作用下的多灾害响应研究 被引量：2

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作者 王文明 王冠惠 +2 位作者 盛寒柯 高雅慧 吕晓 《世界地震工程》 北大核心 2023年第3期165-173,共9页

输电线路一般位于空旷地带,遭遇地震作用时,一般同时承受风荷载,有必要对其地震-风耦合作用下的多灾害响应进行研究。采用ABAQUS分析软件,建立某输电塔-线体系有限元模型。基于Kaimal功率谱密度函数,采用谐波叠加法进行风场模拟,生成输... 输电线路一般位于空旷地带,遭遇地震作用时,一般同时承受风荷载,有必要对其地震-风耦合作用下的多灾害响应进行研究。采用ABAQUS分析软件,建立某输电塔-线体系有限元模型。基于Kaimal功率谱密度函数,采用谐波叠加法进行风场模拟,生成输电塔-先体系各加载点风荷载动力时程,用以计算输电塔结构风振响应。选取三组三维地震波,分别对输电塔-线体系进行罕遇地震作用、罕遇地震-风耦合作用下的响应分析,研究风速、耦合作用时间及风向对结构动力响应的影响。研究结果表明:风荷载对输电塔-线体系罕遇地震作用下响应的影响不容忽视,其风荷载影响系数随风速的增大呈增大趋势。风荷载与地震作用耦合时间影响多灾害峰值响应,当单独作用的极值响应(正负号相同)接近于同一时刻发生时,输电塔极值响应可明显增大。风向对输电塔-线体系多灾害响应影响显著,不同风向的风荷载可能增大也可能减小输电塔在罕遇地震作用下峰值响应。 展开更多

关键词 输电塔-线体系 地震作用 风荷载 多灾害 数值模拟

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局部冲刷下砂土中桩-盘复合基础H-T联合承载特性

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作者 邹新军 陈顺 +2 位作者 涂欣瑶 梁楚雄 杨紫健 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期495-505,共11页

海上风机基础工作时既承受复杂组合荷载作用,也受波流冲刷影响。单桩-摩擦盘复合基础同时结合了单桩与重力式基础的特点,摩擦盘还可起防冲板作用。为探讨砂土地基中H-T联合作用时局部冲刷对这种复合基础承载特性的影响,首先基于室内水... 海上风机基础工作时既承受复杂组合荷载作用,也受波流冲刷影响。单桩-摩擦盘复合基础同时结合了单桩与重力式基础的特点,摩擦盘还可起防冲板作用。为探讨砂土地基中H-T联合作用时局部冲刷对这种复合基础承载特性的影响,首先基于室内水槽试验装置,完成了一系列模型载荷试验;获得了冲刷前后桩-盘复合基础的荷载-位移曲线,经无量纲化处理与曲线拟合,获得H-T联合受荷桩-盘复合基础的承载包络线及其简化计算公式。然后,采用有限元细化分析了主要冲刷参数(冲刷深度、冲刷宽度、冲刷角度)及加载点高度对复合基础承载特性的影响,结果表明:冲刷坑的存在使复合基础的横向及扭转抗力明显降低,削弱程度分别可达25%及45%;进一步分析表明,桩身弯矩值随加载点高度的增加而显著增大,随预加扭矩的增加呈下降趋势;局部冲刷会明显削弱复合基础的承载力,同时H-T联合作用时相应的承载力包络线向内发生不同程度的收缩;其中,冲刷深度的影响最大,对横向抗力与扭转抗力的削弱程度分别可达约35%及60%,冲刷角度次之,冲刷宽度的影响最小;此外,不同加载路径下桩-盘复合基础承载力包络线呈现一定程度的差异。 展开更多

关键词 海上风电基础 单桩-摩擦盘复合基础 局部冲刷 H-T联合作用 承载力包络线

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风—车—人群联合作用下浔江特大桥振动性能与舒适性评价 被引量：2

12

作者 禹争华 刘虹池 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1425-1432,共8页

大跨钢箱梁斜拉桥具有频率低、阻尼小的特征,在风、车辆、人群等动力荷载作用下极易发生大幅振动,具有人行交通功能主梁的振动性能与舒适性评价是桥梁运营期普遍关注的问题。以在建的平容高速浔江特大桥(主跨636 m的大跨钢箱混合梁斜拉... 大跨钢箱梁斜拉桥具有频率低、阻尼小的特征,在风、车辆、人群等动力荷载作用下极易发生大幅振动,具有人行交通功能主梁的振动性能与舒适性评价是桥梁运营期普遍关注的问题。以在建的平容高速浔江特大桥(主跨636 m的大跨钢箱混合梁斜拉桥)为工程背景,通过桥梁动力响应时域理论分析,研究桥梁在风、车流、人群荷载联合作用下的振动性能、评价桥梁的振动舒适度,提出基于调谐质量阻尼器的舒适度提升措施。研究结果表明:1)在人群密度为1.5人/m^(2)的人流荷载、4级道路服务水平等级交通流车辆荷载和5 m/s风速范围内脉动风荷载联合作用下,桥梁竖向加速度峰值小于1.0 m/s^(2),横向加速度峰值小于0.2 m/s^(2),满足EN03设计指南的CL2(中等)舒适度标准。当风速超过5 m/s时,风、车流、人群联合作用下的桥梁振动加速度峰值不满足中等舒适度标准。2)人致振动响应以2 Hz附近的竖弯模态为主,车致振动响应以低阶和高阶竖弯模态为主,风致振动响应以低阶竖弯、扭转和侧弯模态为主,根据风、车流、人群联合作用下的桥梁振动特征,提出采用调谐质量阻尼器提升第1阶竖弯模态和第1阶扭转模态阻尼比的减振措施,减振后桥梁在15 m/s风、车流、人群联合作用下,桥梁振动舒适性满足CL2标准。研究成果可为类似桥梁的振动舒适性评价和减振设计提供参考。 展开更多

关键词 钢箱混合梁 斜拉桥 风-车-人群联合作用 舒适性评价 调谐质量阻尼器

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导管架式海上风电结构地震-强风-波浪 多灾耦合响应分析

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作者 艾凡微 杨丽丽 +1 位作者 焦晨阳 白久林 《地震研究》 2026年第1期158-167,共10页

以导管架式海上风电结构为研究对象,在OpenSees中建立考虑机舱-转子组件、桩-土相互作用以及支撑屈曲等影响因素的精细化分析模型。将筛选的地震动、模拟的风荷载和浪荷载施加在模型上,并与单独施加地震动时的结构响应进行对比,分析地震... 以导管架式海上风电结构为研究对象,在OpenSees中建立考虑机舱-转子组件、桩-土相互作用以及支撑屈曲等影响因素的精细化分析模型。将筛选的地震动、模拟的风荷载和浪荷载施加在模型上,并与单独施加地震动时的结构响应进行对比,分析地震-强风-波浪多灾害耦合作用下导管架式海上风电结构的动力响应特性。结果表明:①不同频率地震动激励导致的导管架式风电结构响应存在明显的差异,低频成分丰富的地震动作用下结构动力响应幅值最大。②地震-强风-波浪耦合作用时,罕遇地震动会显著增大结构的塔顶位移响应,但地震动引起的结构振动能量在气动阻尼和水动阻尼的作用下会很快被耗散。③有地震动作用时,结构的前后向全高加速度最大值均出现在风电结构塔身距上部1/3处,与结构的高阶振型类似。 展开更多

关键词 导管架基础 海上风电结构 OpenSees 地震-强风-波浪耦合 动力响应

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基于多源输入的近沿海地区典型双塔斜拉桥震-风联合作用下的风险分析

14

作者 徐艳 陈敏伟 《东南大学学报(自然科学版)》 2025年第5期1301-1310,共10页

针对我国东南沿海地区桥梁面临地震与强风联合作用的风险,提出了一种基于多源输入的大跨度斜拉桥风险评估方法。首先,通过对比多种Copula函数并采用AIC和BIC信息准则进行评估,选用Joe Copula函数建立了能够有效捕捉极端事件并发特性的震... 针对我国东南沿海地区桥梁面临地震与强风联合作用的风险,提出了一种基于多源输入的大跨度斜拉桥风险评估方法。首先,通过对比多种Copula函数并采用AIC和BIC信息准则进行评估,选用Joe Copula函数建立了能够有效捕捉极端事件并发特性的震-风联合危险性模型;然后,采用SAP2000软件进行震-风联合作用下的易损性分析;最后,结合灾害危险性与构件易损性,计算桥梁发生破坏的年超越概率。以某主跨300 m双塔斜拉桥为例的计算结果表明,在震-风联合作用下,支座更易达到滑移状态,导致其峰值变形被显著放大,尤其是当PGA小于0.2g时,强风作用可使得支座峰值变形增加106%。震-风联合作用下斜拉桥支座各破坏状态的失效风险较地震单独作用时显著提升,最大增幅为289%。因此,近沿海地区斜拉桥支座的抗灾设计需充分考虑震-风联合作用。 展开更多

关键词 沿海地区 震-风联合作用 斜拉桥 易损性 风险

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动水压力作用对深水桥墩地震响应的影响 被引量：83

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作者 黄信 李忠献 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期65-73,共9页

地震激励下水与桥墩的相互作用会对桥墩产生动水压力,本文研究动水压力作用对深水桥墩地震响应的影响,对提高深水桥墩长大桥梁的抗震安全性尤为重要。分别采用Morison方程和辐射波浪理论,建立了动水压力计算方法,分析了动水压力作用对... 地震激励下水与桥墩的相互作用会对桥墩产生动水压力,本文研究动水压力作用对深水桥墩地震响应的影响,对提高深水桥墩长大桥梁的抗震安全性尤为重要。分别采用Morison方程和辐射波浪理论,建立了动水压力计算方法,分析了动水压力作用对桥墩地震响应的影响,并比较了两种方法计算的动水压力对桥墩地震响应影响的差异;分析了考虑土-结构相互作用时以及双向地震作用下动水压力作用对桩基桥墩地震响应的影响。研究表明:动水压力作用不仅会改变桥墩的动力特性,而且会增大桥墩的地震响应,其影响随相对水深的增大而增强;当桥墩迎水面宽度较大时,采用Morison方程计算的动水压力对桥墩地震响应的影响明显大于采用辐射波浪理论计算动水压力的影响;考虑土-结构相互作用会降低动水压力对桥墩地震响应的影响,但其影响仍不容忽视;考虑双向地震作用会加剧动水压力对桥墩地震响应的影响。由此得出结论,在深水桥墩长大桥梁的抗震分析中,需考虑动水压力作用对桥墩地震响应的影响。 展开更多

关键词 深水桥墩 地震响应 动水压力 Morison方程 辐射波浪理论 土-结构相互作用 双向地震作用

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近海风电筒型基础风机结构地震动力响应分析 被引量：5

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作者 戚蓝 刘国威 王海军 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期116-118,122,共4页

为研究近海风电筒型基础风机结构的地震动力响应,基于ABAQUS软件的UMAT平台嵌入了能够反映土体非线性与滞后性的等效线性动本构模型,考虑土—结构相互作用(soil-structure inter-action,SSI),针对国内某近海风力发电系统构建"桨叶... 为研究近海风电筒型基础风机结构的地震动力响应,基于ABAQUS软件的UMAT平台嵌入了能够反映土体非线性与滞后性的等效线性动本构模型,考虑土—结构相互作用(soil-structure inter-action,SSI),针对国内某近海风力发电系统构建"桨叶—塔架—筒型基础—土体"的有限元—无限元耦合分析模型,在静力分析的基础上采用时域分析法对其进行动力响应分析。研究表明,SSI效应会降低结构的自振频率;在地震动作用下,该风机高塔结构水平向加速度响应在塔架2/3高度附近处最大,竖向加速度响应则沿塔架高程一直增大,且其放大效应强于水平向。 展开更多

关键词 地震响应 筒型基础海上风电 等效线性本构模型 土-结构相互作用 无限元

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地震作用下水库坝体与水体相互作用数值模拟

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作者 许栋 梁心雅 +2 位作者 许航维 李健增 及春宁 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期28-36,共9页

地震作用下水库坝体受迫振动,推动坝后水体波动,造成水体动压作用于坝体,形成坝-水耦合作用,影响坝体安全。为了评估坝体振动引起的水面波动及坝体所受动水荷载作用,建立坝体动边界条件下的不可压水体运动数学模型,模拟了地震波作用下... 地震作用下水库坝体受迫振动,推动坝后水体波动,造成水体动压作用于坝体,形成坝-水耦合作用,影响坝体安全。为了评估坝体振动引起的水面波动及坝体所受动水荷载作用,建立坝体动边界条件下的不可压水体运动数学模型,模拟了地震波作用下的坝后水体波动和动力荷载。结果表明,在忽略坝体自身弹性变形的条件下,地震作用下坝体激发的水体表面波动、波高和波能随地震波振幅增大呈线性增长;波高随水深呈非线性增长;坝体所受动水压力主要来自附加质量力和静水压力,地震作用下库区地面的水平运动对涌浪波高和坝体动水压力影响较弱。 展开更多

关键词 地震 水库 坝-水相互作用 波浪 数值模拟

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单桩式海上风力机整体化地震反应 被引量：4

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作者 席仁强 杜修力 +2 位作者 王丕光 许成顺 许坤 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期757-766,共10页

为了探讨风-波浪-地震共同作用下单桩式海上风机(OWTs)的动力行为,以National Renewable Energy Laboratory(NREL)5 MW风力发电机为研究对象,将风、地震作为独立事件,根据风-波浪统计关系确定波浪谱参数.改进FAST软件以模拟土-结相互作... 为了探讨风-波浪-地震共同作用下单桩式海上风机(OWTs)的动力行为,以National Renewable Energy Laboratory(NREL)5 MW风力发电机为研究对象,将风、地震作为独立事件,根据风-波浪统计关系确定波浪谱参数.改进FAST软件以模拟土-结相互作用,考虑停机、运行和应急停机3种工况,采用气动-伺服-水动-弹性耦合方法分析海上风机地震响应.算例表明,工作状态显著影响海上风机支撑结构的运动和内力,规律与地震强弱有关;地震动显著影响叶片挥舞振动速度;在风-波浪-地震的共同作用下,海上风机支撑结构危险截面剪力和弯矩峰值超过极端风-波浪作用效应. 展开更多

关键词 单桩式海上风机 风-波浪-地震共同作用 风-波浪统计关系 土-结相互作用 地震响应

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软场地土拓宽桥梁地震响应分析 被引量：2

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作者 任伟 盖轶婷 黄亚男 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第4期502-507,517,共7页

针对软土地区拓宽桥梁抗震研究的不足,以珠三角地区某一不等跨连续梁桥为工程背景,在考虑桩—土联合作用效应的前提下,引入纤维模型弹塑性梁单元,利用有限元程序Midas/Civil对旧桥模型、两种场地土条件下的拓宽桥梁模型进行了弹塑性地... 针对软土地区拓宽桥梁抗震研究的不足,以珠三角地区某一不等跨连续梁桥为工程背景,在考虑桩—土联合作用效应的前提下,引入纤维模型弹塑性梁单元,利用有限元程序Midas/Civil对旧桥模型、两种场地土条件下的拓宽桥梁模型进行了弹塑性地震响应分析.研究了不同地震波输入方向结构关键位置的位移响应,结构塑性铰的出现时间、位置和破坏模式.研究表明:软土场地拓宽模型的地震响应位移极值最大,约为砂土场地拓宽桥梁位移极值的1.15倍;在分级纵、横向地震荷载下,软土拓宽模型桥墩最早出现塑性铰,更容易发生破坏,且破坏时间更早.通过对比原桥模型和拓宽模型表明,结构拓宽不利于抗震,建议今后对拓宽桥梁提高抗震验算要求. 展开更多

关键词 桥梁工程 软土地区 桩-土联合作用 纤维模型弹塑性梁单元 地震响应

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海上浮式风机的一体化建模及其整体可靠性 被引量：3

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作者 陈建兵 宋玉鹏 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期191-202,共12页

基于整体可靠性的结构设计方法是保障海上浮式风机结构安全性与经济性,使得浮式风机能够适用于大规模深远海风能开发的关键。本文首先简要评述了浮式风机结构建模与可靠性分析的主要方法。为了分析风-浪联合作用下浮式风机结构的整体可... 基于整体可靠性的结构设计方法是保障海上浮式风机结构安全性与经济性,使得浮式风机能够适用于大规模深远海风能开发的关键。本文首先简要评述了浮式风机结构建模与可靠性分析的主要方法。为了分析风-浪联合作用下浮式风机结构的整体可靠性,介绍了结合多体动力学理论与有限元方法的浮式风机结构一体化耦合动力学分析模型。同时基于我国南海某场址长期风-浪再分析数据,并采用Copula方法建立风-浪多参数非线性相关的联合概率分布模型,从而合理考虑风-浪联合作用。在此基础上,引入概率密度演化理论,实现浮式风机结构的整体可靠性高效分析。针对海上风机结构国际设计规范中定义的极端风剪不利工况,采用上述方法进行了额定风速和极端风剪条件下海上单柱式浮式风机结构的整体可靠度分析。 展开更多

关键词 浮式风机 一体化建模 风-浪联合作用 整体可靠度 概率密度演化理论

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