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基于物理震源模型的跨断层隧道地震响应分析方法
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作者 罗超 曹晓雨 +3 位作者 高阳 徐飞 徐旸 王昊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期293-304,共12页
在跨断层隧道的抗震设计和地震响应分析中,目前存在断层错动与地震动耦合加载物理机制不明确和计算理论不完善的问题。基于物理震源模型和简化波动输入法,提出了一种跨断层隧道地震响应分析框架,可在跨断层隧道地震响应分析中实现断层... 在跨断层隧道的抗震设计和地震响应分析中,目前存在断层错动与地震动耦合加载物理机制不明确和计算理论不完善的问题。基于物理震源模型和简化波动输入法,提出了一种跨断层隧道地震响应分析框架,可在跨断层隧道地震响应分析中实现断层错动和地震动的耦合加载。通过自由场和土-隧道结构相互作用体系两组算例,对该方法和同震变形场法进行了对比,验证了该方法的正确性和先进性。结果表明:在自由场模型的地震响应分析中,该方法计算的加速度响应结果精度显著优于同震变形场法,两种方法的位移响应结果误差均较小;对于土-隧道相互作用模型的地震响应分析,该方法与同震变形场法在隧道衬砌的加速度、位移、等效应力的计算结果分别最大相差19.20%、3.04%、4.48%,隧道衬砌的位移呈现了显著的跨断层分布特性。该方法可以实现模拟断层错动和地震动对隧道结构的共同作用,计算精度较现有方法更高,可用于跨断层工程结构的地震响应分析。 展开更多
关键词 隧道工程 跨断层隧道 物理震源模型 简化波动输入法 断层错动
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隧道纵向地震反应分析的反应位移法对比 被引量:14
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作者 刘晶波 王东洋 +1 位作者 谭辉 宝鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期104-111,132,共9页
针对地下隧道结构纵向地震反应问题,《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)采用了纵向反应位移法,在一定程度上考虑了地震动作用下土体与地下结构的相互作用。而纵向整体式反应位移法,是一种可用于非一致地震动输入时隧道等... 针对地下隧道结构纵向地震反应问题,《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014)采用了纵向反应位移法,在一定程度上考虑了地震动作用下土体与地下结构的相互作用。而纵向整体式反应位移法,是一种可用于非一致地震动输入时隧道等长线型地下结构抗震分析的实用方法。以北京某地铁区间盾构隧道结构为研究对象,采用规范方法和纵向整体式反应位移法完成了出平面剪切波斜入射下隧道结构纵向地震反应计算,并与动力时程法的计算结果进行对比。结果表明,规范方法计算模型中离散的地基弹簧无法反映地基土体之间的相互作用、可能导致内力(主要是剪力)计算出现较大的误差;假定沿隧道纵向土层位移分布为正弦波式的规范方法由于正弦波型与实际情况不符,导致内力计算结果与动力时程结果相差过大;而以自由场位移时程作为等效地震作用的规范方法计算得到的最大弯矩具有良好的计算精度,但最大剪力与动力时程方法相差较大,同时这一方法需完成所有时间步的静力计算才能获得结构最不利地震反应,影响了计算效率。而纵向整体式反应位移法可以有效模拟地震作用下地基土对结构的约束作用、简便的判断结构最不利地震反应时刻,具有良好的计算精度、较高的计算效率,能够反映地震波作用下非一致地震动输入对隧道纵向地震反应的影响。 展开更多
关键词 隧道结构 纵向地震反应 反应位移法 整体式反应位移法 非一致地震动输入
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大跨度结构多点地震反应计算方法的比较 被引量:17
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作者 罗超 楼梦麟 桂国庆 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期8-15,共8页
分析比较了直接求解法、位移输入法、相对运动法和大质量法4种不同多点地震动输入下大跨度结构地震反应的计算方法.以一实际工程为例进行了算例计算和结果比较,数值结果表明,直接求解法、位移输入法和相对运动法3种方法的计算精度较高,... 分析比较了直接求解法、位移输入法、相对运动法和大质量法4种不同多点地震动输入下大跨度结构地震反应的计算方法.以一实际工程为例进行了算例计算和结果比较,数值结果表明,直接求解法、位移输入法和相对运动法3种方法的计算精度较高,建议采用.大质量法计算结构加速度反应精度较高,但是位移和内力反应会出现严重的失真现象.位移失真原因主要是由程序中数值积分引起的,且大质量法并不能保证计算中的地震位移输入和实际的位移激励一致. 展开更多
关键词 多点地震激励 直接求解法 位移输入法 相对运动法 大质量法 地震反应
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求解二维弹性半空间散射问题的波函数组合法 被引量:4
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作者 姚虞 刘天云 张建民 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期109-113,共5页
提出了一种新的波函数组合法,将体波与面波特征函数组合求解不规则河谷地形在不同波型以不同角度入射的非一致位移输入问题。新方法严格满足不规则河谷散射表面自由条件,克服了目前波函数函数展开法不能完备表达二维不规则地形散射问题... 提出了一种新的波函数组合法,将体波与面波特征函数组合求解不规则河谷地形在不同波型以不同角度入射的非一致位移输入问题。新方法严格满足不规则河谷散射表面自由条件,克服了目前波函数函数展开法不能完备表达二维不规则地形散射问题的缺点。数值算例表明波函数组合方法具有精确、稳定、计算量小的特点,可以应用于结构—地基动力相互作用的非一致输入问题。 展开更多
关键词 不规则河谷地形 波函数组合法 散射 非一致 位移输入
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1种满足控制计划要求的凸轮型面设计方法 被引量:2
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作者 王曦 《航空发动机》 2013年第1期1-5,78,共6页
针对液压机械控制装置要求按给定的稳态控制计划设计杠杆、凸轮、弹簧等结构性能参数的问题,采用了考虑离心飞重块工作在燃油中的浮力效应和液体离心力效应对离心飞重换算轴向离心力的修正方法,精确地计算了转速摆动活门的转速-弹簧位... 针对液压机械控制装置要求按给定的稳态控制计划设计杠杆、凸轮、弹簧等结构性能参数的问题,采用了考虑离心飞重块工作在燃油中的浮力效应和液体离心力效应对离心飞重换算轴向离心力的修正方法,精确地计算了转速摆动活门的转速-弹簧位移关系的输入输出特性;利用转速给定装置凸轮杠杆机构的叠加特性解决了油门杆角度和发动机进口温度同时变化时相关的控制计划反映在指令弹簧上的位移计算问题;同时从刚架的运动特性规律中抽象出几何不变性,提出了1种按控制计划的不同要求对转速指令凸轮、慢车温度修正凸轮和大车温度修正凸轮进行设计的方法。设计的凸轮按其内在的输入输出特性关系通过各模块之间的信息传递关系以液压机械的控制方式实现了发动机所要求的复杂转速控制计划,对这一设计方法进行了对比验证,可满足设计要求,具有通用性。 展开更多
关键词 凸轮设计方法 控制计划 离心飞重 几何不变性 弹簧位移输入输出特性
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基于易损性方法的高铁连续梁桥地震动最不利输入方向分析 被引量:5
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作者 沈惠军 王浩 +2 位作者 郑文智 梁瑞军 沙奔 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期926-932,共7页
为确定高铁连续梁桥的地震动最不利输入方向,基于OpenSees软件建立了某典型三跨高铁连续梁桥的非线性动力分析模型,以相对位移延性比为桥墩的损伤指标,分析了中墩和边墩在不同截面方向处各破坏状态的相对位移延性比界限值.然后,建立了... 为确定高铁连续梁桥的地震动最不利输入方向,基于OpenSees软件建立了某典型三跨高铁连续梁桥的非线性动力分析模型,以相对位移延性比为桥墩的损伤指标,分析了中墩和边墩在不同截面方向处各破坏状态的相对位移延性比界限值.然后,建立了不同地震动输入方向下固定中墩和边墩在不同截面方向处的易损性曲线.最后,以易损性函数中位值为指标,确定了各地震动输入方向对应的最不利截面方向,并通过对比不同地震动输入方向在其最不利截面方向处的易损性函数中位值来确定地震动最不利输入方向.结果表明,同一地震动输入方向下各桥墩最不利截面方向的差值均在20°以内;边墩所有破坏状态最不利地震动输入方向与其相应的最不利截面方向均为90°,固定中墩各破坏状态对应的最不利地震动输入方向不一致.地震动输入方向在0°~50°范围内,固定中墩发生破坏的概率更大;地震动输入方向在60°~90°范围内,边墩发生破坏的概率更大. 展开更多
关键词 高铁桥梁 易损性分析方法 地震动输入方向 破坏状态 相对位移延性比
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非一致地震激励的改进位移输入法:误差分析与应用
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作者 李宁 陈浩 李忠献 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期85-92,共8页
非一致激励其破坏性效应复杂,大跨结构地震反应计算时应合理考虑其影响。该研究针对位移输入法(displacement input method,DIM)计算大跨结构非一致地震响应时存在的误差和来源展开研究。采用Rayleigh阻尼假定,分析了某长跨桥梁结构的... 非一致激励其破坏性效应复杂,大跨结构地震反应计算时应合理考虑其影响。该研究针对位移输入法(displacement input method,DIM)计算大跨结构非一致地震响应时存在的误差和来源展开研究。采用Rayleigh阻尼假定,分析了某长跨桥梁结构的地震反应及误差,指出了DIM对不同地震动效应的适用性和误差产生的原因。而后讨论了差动激励的常用算法和模拟理论的差异,最后提出了改进的位移输入法(improved displacement input method,IDIM),并进行了验证。结果表明:DIM用于求解大跨结构的非一致地震响应时存在不可忽略的误差,其大小与输入的地震动特性和刚度比例阻尼系数β相关,且随着β的增大而增大。DIM误差来源于忽略了C_(ts)△X_(s)阻尼项(与地震动增量速度和β相关);通过2种IDIM与已有方法对比可知,DIM对于脉冲地震动作用和β较大的情形(较长自振周期)不再适用;所提出的IDIM对于多点激励结构反应计算精度好、算法易用且可靠。最后建议了通用的非一致地震激励结构反应分析流程,考虑了近断层效应、残余位移等并最小化了大刚度、大质量法的舍入误差,研究成果可推广用于大型结构非一致激励的动力响应计算。 展开更多
关键词 非一致激励 位移输入法(dim) 多维多点 误差分析 Rayleigh阻尼
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