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一种土与结构相互作用的无嵌入摩擦单元及其应用
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作者 李同录 王海涛 +5 位作者 袁思凡 李颖喆 孙兴来 沈伟 付昱凯 李萍 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期245-254,共10页
为了解决Goodman单元法向嵌入的缺陷,提出了一种无嵌入摩擦单元,将该单元加入到由土和结构共同作用的有限元模型中,实现了编程计算。以岩土体作为实体弹塑性单元,以斜坡或基坑边坡的支护桩作为梁单元,将土和梁接触处的Goodman 4节点8自... 为了解决Goodman单元法向嵌入的缺陷,提出了一种无嵌入摩擦单元,将该单元加入到由土和结构共同作用的有限元模型中,实现了编程计算。以岩土体作为实体弹塑性单元,以斜坡或基坑边坡的支护桩作为梁单元,将土和梁接触处的Goodman 4节点8自由度的无厚度单元概化为4节点6自由度的无嵌入摩擦单元,即将Goodman单元在受压时,两个相邻的法相自由度合二为一,切向自由度仍为两个,该单元相当于切向可以滑动,法向不嵌入也不分离,由此定义了一种无嵌入摩擦单元。通过构造无嵌入摩擦单元刚度矩阵和组配总刚度矩阵建立了相应的有限元算法,编制了计算程序。算例分析表明,当Goodman单元法向刚度足够大时,其计算结果与无嵌入摩擦单元计算结果基本一致,无嵌入摩擦单元计算结果是Goodman单元法向刚度不断增大的极限解。无嵌入摩擦单元在算法上避免了法向刚度取值不确定引起的嵌入问题,为土与结构相互作用提供了一种严谨的解决方案。 展开更多
关键词 Goodman接触单元 无嵌入接触 有限元 土-结构相互作用
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考虑SSI效应的吹填岛礁场地风机地震响应研究
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作者 蒲武川 田永强 朱泽奇 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第4期754-764,共11页
吹填珊瑚岛礁是我国南海疆域的重要陆地屏障,风机作为岛礁场地的供电设施,确保其地震安全性具有十分重要的意义。珊瑚砂的力学性质与一般陆相沉积物有明显区别,珊瑚砂土与风机结构的相互作用是影响风机结构地震响应的潜在因素之一,但目... 吹填珊瑚岛礁是我国南海疆域的重要陆地屏障,风机作为岛礁场地的供电设施,确保其地震安全性具有十分重要的意义。珊瑚砂的力学性质与一般陆相沉积物有明显区别,珊瑚砂土与风机结构的相互作用是影响风机结构地震响应的潜在因素之一,但目前还缺乏相关研究。本文采用Matasovic本构模型开发珊瑚砂的动力非线性本构,建立局部成层的三维吹填岛礁场地和NREL 5MW风机的非线性地震反应分析模型,设计刚性基础风机模型和考虑土—结构相互作用(Soil-Structure-Interaction,SSI)的风机-基础-地基整体模型,按持续时间和卓越频率选取四条代表性地震动,基于有限元模型对比分析不同地震动作用下风机的动力响应。计算分析表明:包含显著高频分量的地震动引起的吹填岛礁自由场的加速度响应更为显著,短持时的近断层地震动水平加速度放大系数平均为3.8,长持时的远断层地震动的平均放大系数为1.7;珊瑚岛礁和风机基础之间的SSI效应会增大风机的动力响应,在设防地震作用下,考虑SSI效应的塔筒位移最大增加0.24倍,应力增大0.87倍,剪力增大1.54倍,弯矩增大0.45倍,轴力增大0.23倍。吹填岛礁场地的风机地震响应分析应考虑SSI效应,以实现更可靠的抗震性能评估。 展开更多
关键词 珊瑚砂 吹填岛礁 风机 土—结构相互作用 场地地震效应
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基坑开挖对邻近既有道路影响的两阶段分析法
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作者 张坤勇 李俊吉 +2 位作者 张弛 李福东 朱诚 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期271-281,共11页
针对城市基坑开挖过程中邻近道路沉降开裂问题,基于Winkler理论,将研究对象从一维结构扩展到二维结构.首先,建立道路在基坑开挖引起沉降场下的计算模型,推导出道路挠曲变形控制方程;其次,采用两阶段分析方法,考虑基坑开挖深度、宽长比... 针对城市基坑开挖过程中邻近道路沉降开裂问题,基于Winkler理论,将研究对象从一维结构扩展到二维结构.首先,建立道路在基坑开挖引起沉降场下的计算模型,推导出道路挠曲变形控制方程;其次,采用两阶段分析方法,考虑基坑开挖深度、宽长比、支护刚度以及坑底以上软土层厚度等因素,给出基坑开挖引起沉降场修正公式和地表最大沉降预测方法;接着,将沉降场代入道路挠曲变形控制方程,通过有限差分法求解四阶非线性偏微分方程;最后,通过工程实例对上述关于基坑开挖条件下道路计算分析模型进行验证.现场监测数据与理论解、数值模拟结果比较发现:道路沉降的误差分别为15.0%和8.3%,均在合理范围内,确定本文所提出的基坑开挖条件下道路计算分析模型的可靠性. 展开更多
关键词 基坑开挖 WINKLER地基梁 土与结构相互作用 路面沉降
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狗牙根根系生长动态特征及其对土壤孔隙演变的影响
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作者 张靖 冉义国 +3 位作者 马东豪 陈琳 吴英博 黄平 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期54-68,共15页
狗牙根(Cynodon dactylon)是生态绿化、固土护坡、植被重建和水土保持的常用草本植物,其发达的根系网络和独特的生长特性对于土壤孔隙的形成和空间重组具有重要影响。然而,目前相关研究多聚焦于其根系对土壤团聚体形成和稳定的作用,根... 狗牙根(Cynodon dactylon)是生态绿化、固土护坡、植被重建和水土保持的常用草本植物,其发达的根系网络和独特的生长特性对于土壤孔隙的形成和空间重组具有重要影响。然而,目前相关研究多聚焦于其根系对土壤团聚体形成和稳定的作用,根系生长过程对土壤孔隙的动态影响尚不清楚。本研究采用盆栽试验,选取狗牙根为模式植物,西南山地丘陵区典型紫色土和黄壤为培养基质,设置紫色土单种(G)、紫色土空白(CK)、黄壤单种(YG)和黄壤空白(YCK)4种不同处理。利用微根窗技术连续采集不同处理下的土壤剖面图像,通过优化的根系提取算法和图像处理技术量化不同时期的狗牙根根系性状和土壤孔隙结构参数,结合统计分析,探究狗牙根根系生长动态及其对土壤孔隙结构演变的影响。结果表明:(1)狗牙根在紫色土和黄壤中均呈生长状态,其根系生长速率在不同土壤类型间表现为:紫色土>黄壤,紫色土狗牙根的根长、根表面积和根体积分别是黄壤培养条件下的近3倍;(2)与未种植植物的CK和YCK相比,狗牙根的生长显著降低了紫色土和黄壤的孔隙数目、孔隙度和孔隙分形维数,并且根系对土壤孔隙的降低作用随根系生长不断增强;(3)冗余分析表明,根系累计解释了40.60%的土壤孔隙结构变异,根长、根表面积和根体积是降低土壤孔隙结构参数的关键根系性状。综上所述,通过优化的微根窗技术实现了植物根系和土壤孔隙的定点连续观测,发现狗牙根在生长期间显著降低了孔隙数目等参数,这为根–孔交互作用的原位、无损、动态研究提供了方法学支撑,也为生态脆弱区植被恢复和水土保持提供了理论依据。 展开更多
关键词 根系性状 土壤孔隙结构 微根窗技术 根–孔交互作用
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浅埋爆炸成坑对竖井结构动力响应影响的离心模型试验研究
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作者 赵凤奎 管龙华 +3 位作者 张德志 卢强 朱斌 汪玉冰 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期636-644,共9页
为研究发生在竖井结构近区浅埋爆炸成坑效应,依托浙江大学ZJU-400土工离心机开展了3组竖井结构受侧向浅埋爆炸作用离心模型试验,通过对砂土抛掷成坑过程、结构内壁加速度和外壁应变响应分析,得出以下主要结论:相比自由场中爆炸,发生在... 为研究发生在竖井结构近区浅埋爆炸成坑效应,依托浙江大学ZJU-400土工离心机开展了3组竖井结构受侧向浅埋爆炸作用离心模型试验,通过对砂土抛掷成坑过程、结构内壁加速度和外壁应变响应分析,得出以下主要结论:相比自由场中爆炸,发生在竖井结构近区的浅埋爆炸,若最大瞬态爆腔未与结构发生接触,结构物的存在将对爆腔膨胀产生约束作用并造成弹坑体积发生缩减;若瞬态爆腔膨胀至竖井边壁,由于爆轰气体与竖井间的碰撞挤压作用,表观弹坑将呈现出不对称性且弹坑体积也将得到增大;随着爆源至结构距离的增加或爆源埋深的减小,结构对弹坑形成的影响逐渐减弱。爆炸成坑对结构动态响应影响显著,相比埋深较大的结构部分,接近或暴露于弹坑范围内的结构部分在受到爆炸冲击时振动响应更为强烈,同时也易产生更大的变形损伤。本研究可为竖井结构的抗爆设计提供依据,也可为后续此类结构在爆炸荷载冲击下的相关性能指标和毁伤效应研究提供参考。 展开更多
关键词 竖井结构 爆炸成坑 土与结构相互作用 离心模型试验
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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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土-结构相互作用体系实模态近似解耦及地震响应分析
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作者 王昌盛 林建好 +1 位作者 杨艳 徐家云 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期184-190,共7页
针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换... 针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换将体系响应用系列标准振子的位移和速度的线性组合来表示。通过算例分析可知,采用实模态近似解耦法求得的结构地震响应与精确复模态法求得的结果吻合较好,其精度高于强迫解耦法。尤其在分析土-结构相互作用体系上部结构动力响应时,其优势更为凸出。所提的实模态近似解耦法精度较高、避免了复数域内运算且工程意义便于理解,可推广应用到其他具有非经典阻尼特性的结构体系中。 展开更多
关键词 土-结构相互作用 非经典阻尼 实模态近似解耦法 地震响应
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基于类龙骨仿生结构的风力机塔架设计及力学性能研究
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作者 唐宏铭 闫阳天 +2 位作者 岳敏楠 缪维跑 李春 《动力工程学报》 北大核心 2025年第4期528-536,共9页
为改进海上风力机在风浪载荷下的动力学响应特性,提出了新型类龙骨仿生内肋塔架。通过考虑湍流风、波浪载荷和非线性土-构耦合作用的有限元方法模拟塔架动态响应和屈曲特性。结果表明:在风浪载荷作用下,相较于传统塔架,仿生塔架塔顶位... 为改进海上风力机在风浪载荷下的动力学响应特性,提出了新型类龙骨仿生内肋塔架。通过考虑湍流风、波浪载荷和非线性土-构耦合作用的有限元方法模拟塔架动态响应和屈曲特性。结果表明:在风浪载荷作用下,相较于传统塔架,仿生塔架塔顶位移较小,可有效抑制风浪载荷的影响,且应力分布更加合理,高刚度内肋结构可保证塔架的稳定性,但一定程度上会导致局部应力增加;相较于传统塔架,仿生塔架屈曲模态位移相对较小,表明仿生塔架可有效提升塔架的抗失稳能力。 展开更多
关键词 风力机 仿生结构 动力学响应 土-构耦合 屈曲
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考虑SSI的输电塔线体系抗边坡变形能力研究
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作者 李成 陈树平 +3 位作者 王彦海 牛晓雷 吴峰 周冬阳 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第2期216-221,共6页
为探究边坡变形对输电线路的安全威胁,以某输电塔线体系为研究对象,建立考虑土-结构相互作用(SSI)效应的塔线体系整体有限元模型,并基于现场实测数据验证了数值分析模型的合理性。在此基础上,考虑边坡变形区域与铁塔空间位置关系以及边... 为探究边坡变形对输电线路的安全威胁,以某输电塔线体系为研究对象,建立考虑土-结构相互作用(SSI)效应的塔线体系整体有限元模型,并基于现场实测数据验证了数值分析模型的合理性。在此基础上,考虑边坡变形区域与铁塔空间位置关系以及边坡变形角度的影响,探究塔线体系受力特性对边坡变形的响应规律。结果表明:当铁塔分别位于边坡变形体以外上方、下方和边坡变形体内部时,上部塔线体系的失效方式和抗变形能力有显著差异;且随着边坡变形角度的增大,与水平边坡变形相比,塔线体系抗变形能力会下降25%~50%;当铁塔位于边坡变形体以外下方时,塔线体系抗变形能力下降最严重,下降幅度在33%~50%之间。 展开更多
关键词 塔线体系 土-结构相互作用(SSI) 边坡变形 受力特性
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既有上部结构向下增建地下结构抗震性能研究
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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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基于NES的地下粮仓减振理论模型及动力响应分析
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作者 杨恒 马建军 +2 位作者 王超圣 候超 崔力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期151-159,共9页
地下粮仓具有充分利用地下空间和抵抗外部干扰能力强等优点。为研究地下粮仓结构与土场相互作用的动力学特征,以装配式地下粮仓结构中钢桩为研究对象,利用非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)理论,将地下粮仓周围简化为非线性Wink... 地下粮仓具有充分利用地下空间和抵抗外部干扰能力强等优点。为研究地下粮仓结构与土场相互作用的动力学特征,以装配式地下粮仓结构中钢桩为研究对象,利用非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)理论,将地下粮仓周围简化为非线性Winkler地基,钢桩简化为简支的Euler-Bernoulli梁。利用Hamilton原理,建立梁-土系统的运动方程;引入地基反力系数,描述土体的非线性刚度;利用增量谐波平衡法,求得运动方程的半解析解,并与数值解对比验证。与不考虑NES效应的结果对比,分析阻尼、质量比和地基反力系数等参数对结构在简谐激励下动力响应的影响,分析不同参数条件下土场对结构振动响应的抑制效果。研究表明:选取合理的阻尼、质量比和地基反力系数等参数时,弹性土体能在宽频带范围内减小结构稳态振动能量,显著降低结构共振能量峰和响应幅值;在经分析所得到的最优参数条件下,振动能量衰减率达99.39%。研究成果进一步阐释了土-结构相互作用效应的减振吸能作用,并为基于NES理论的地下粮仓减振设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 地下粮仓 土-结构相互作用 非线性能量阱(NES) 改进Winkler模型 减振设计
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第18届世界地震工程大会岩土地震工程领域进展综述
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作者 马星宇 王兰民 《世界地震工程》 北大核心 2025年第1期26-48,共23页
通过参会交流和对口头报告论文的研读,对第18届世界地震工程大会岩土地震工程与场地响应领域的研究与实践进展进行了综述。内容包括大会大师报告、特邀报告相关进展和分会口头报告相关进展两个方面,涉及专题:强震动记录排序,地震危险性... 通过参会交流和对口头报告论文的研读,对第18届世界地震工程大会岩土地震工程与场地响应领域的研究与实践进展进行了综述。内容包括大会大师报告、特邀报告相关进展和分会口头报告相关进展两个方面,涉及专题:强震动记录排序,地震危险性评估,区域尺度的地震滑坡评价及应用;隧道与地下基础设施的抗震设计、风险评估与管理;液化场地的地下结构;岩土隔震;面向结构保护和基于抗震超材料的创新地基相互作用概念;浅基础抗震设计中的挑战;面向建筑物和桥梁的土-结构相互作用模型与韧性应用;地震输入、场地效应和土-结构相互作用的历史发展与对其易损性曲线的影响;抗液化结构;场地响应谱分析的实践、知识和技术的现状与讨论;采用土工合成材料的岩土地震工程;土体非线性对建筑环境的影响-观测与预测等。以期与读者全方位分享本届盛会该领域的主要进展。 展开更多
关键词 第18届世界地震工程大会 岩土地震工程 场地响应 液化 土结相互作用 土工合成材料 土体非线性 地震滑坡 基于性能的抗震设计
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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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考虑地震动非相干性的时域土-结相互作用分析
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作者 崔华杰 陈少林 孙晓颖 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期372-384,共13页
目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法,其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法,首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进... 目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法,其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法,首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进,使其可稳定高效地模拟大规模非相干地震动场;然后以非相干地震动场作为输入,采用PASSI方法进行土-结相互作用分析。采用上述时域方法,以CAP1400核电结构模型为例,分析了地震动非相干性对其反应的影响。算例结果表明:(1)本文提出的条件模拟改进方法可以用于大规模非相干地震动场的模拟,模拟结果可以反映所采用的相干模型特性;(2)地震动非相干性加大了核电结构位移反应峰值,在控制点地震动主要频段范围,地震动非相干性略微增加了低频加速度反应谱值,减小了中高频反应谱值。 展开更多
关键词 相干模型 非相干地震动模拟 CHOLESKY分解 土-结相互作用 核电结构
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地铁激励下筏板基础建筑振动响应实测与预测模型研究
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作者 刘天正 陈嘉梁 +3 位作者 邹超 陈俊杰 李栩铭 郑博凯 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第4期252-258,共7页
城市轨道交通发展过程中面临着与日俱增的环境振动问题。针对筏板基础建筑的振动影响和预测问题,通过现场实测,探究土体-筏板基础-建筑结构整体系统的振动传播特性。在此基础上,通过将筏板基础模型简化为通过弹簧和阻尼连接的基础-土系... 城市轨道交通发展过程中面临着与日俱增的环境振动问题。针对筏板基础建筑的振动影响和预测问题,通过现场实测,探究土体-筏板基础-建筑结构整体系统的振动传播特性。在此基础上,通过将筏板基础模型简化为通过弹簧和阻尼连接的基础-土系统考虑土与筏板基础的相互作用,将建筑筏板基础和上部结构考虑为筏板整体质量和上部建筑所有承重结构的等效质量的比值考虑建筑-筏板基础相互作用,将建筑结构简化为考虑轴向振动波的传播模型,以实测地面振动作为输入,构建建筑振动预测模型。结果表明,预测的建筑结构响应与现场实测建筑振动在频域内具有较高的吻合度,所建立的预测模型能够快速地预测地铁列车运行时筏板基础建筑的振动响应。 展开更多
关键词 振动与波 地铁振动 土与结构相互作用 现场测量 振动预测 耦合损失
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隧道-土-桥桩相互作用体系振动台试验与数值模拟研究 被引量:3
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作者 路沙沙 赵东旭 +2 位作者 白举科 刘少栋 尹航 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期168-181,共14页
以大连实际工程为背景,通过振动台试验研究了双隧道-砂土-桥桩系统在地震作用下的动力相互作用(SSSI),得到结构、场地的动力响应规律,并与ABAQUS数值模拟结果进行对比。数值模型引入Kelvin本构模型子程序,利用等效线性方法处理砂土在计... 以大连实际工程为背景,通过振动台试验研究了双隧道-砂土-桥桩系统在地震作用下的动力相互作用(SSSI),得到结构、场地的动力响应规律,并与ABAQUS数值模拟结果进行对比。数值模型引入Kelvin本构模型子程序,利用等效线性方法处理砂土在计算过程中的非线性问题。将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟的可靠性。在此基础上设计了8种工况,通过对比分析研究了体系内各结构之间的相互作用规律。结果表明,隧道会放大桥桩、临近隧道的峰值加速度,而桥桩却会对侧穿隧道的峰值加速度起到减弱作用;隧道与桥桩的存在均会增大彼此的截面剪力与弯矩,其中受影响的区域主要集中在隧道上下拱,桥桩的桩底与桩-土交界面。 展开更多
关键词 结构-土-结构相互作用 振动台试验 数值模拟 动力响应 放大系数
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斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析 被引量:1
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作者 韩庆华 王月 +2 位作者 芦燕 李亚明 薛原 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期255-264,共10页
为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应... 为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。 展开更多
关键词 单层球面网壳结构 土-结构相互作用 斜入射P波 斜入射SV波 黏弹性人工边界
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考虑土−结构相互作用的地下室层对高层建筑地震反应影响研究 被引量:1
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作者 马建勋 MOHAMMED El Hoseny +2 位作者 庞盼望 李文枭 闫洪祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2808-2822,共15页
当前建筑抗震设计中往往忽略了地下室层及土−结构相互作用(soil-structure interaction,简称SSI)效应的影响,研究旨在通过振动台试验和数值模拟,研究考虑SSI效应时不同地下室层数的高层建筑在不同地震作用下的地震反应。首先选择相似系... 当前建筑抗震设计中往往忽略了地下室层及土−结构相互作用(soil-structure interaction,简称SSI)效应的影响,研究旨在通过振动台试验和数值模拟,研究考虑SSI效应时不同地下室层数的高层建筑在不同地震作用下的地震反应。首先选择相似系数λ(λ=1:50)进行缩尺模型的振动台试验,以模拟真实建筑的地震反应。为了模拟复杂的结构系统,利用PLAXIS 3D对有无SSI效应的缩尺模型和真实模型分别进行了数值模拟。试验和数值模拟的结果取得了很好的精确度并具有良好的一致性,同时也验证了所选相似系数λ=1:50足以反映不同地震作用下建筑的真实情况。通过对试验和数值模拟的结果进行分析,发现SSI效应和地下室对高层建筑的地震反应的影响显著。虽然目前大多数规范都认为SSI效应会减小建筑的剪力,增加相对侧向位移,但研究发现,在某些情况下SSI效应会增加建筑的剪力和相对侧向位移。 展开更多
关键词 地下室层 土−结构相互作用 小型振动台试验 地震反应
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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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遮荫对盐胁迫下油葵生长和光合生理的影响 被引量:4
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作者 任羽飞 封晓辉 +4 位作者 李静 郭凯 李伟柳 吴玉洁 刘小京 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期687-700,共14页
盐碱地光伏系统下作物生长受到盐分和遮荫的双重影响,研究双重逆境下作物的生理响应对该系统内作物种植有重要指导意义。本研究以油葵(Helianthus annuus L.)为试验材料,采用盆栽试验,设3个盐分水平(在初始含盐量的基础上外加NaCl含量0 ... 盐碱地光伏系统下作物生长受到盐分和遮荫的双重影响,研究双重逆境下作物的生理响应对该系统内作物种植有重要指导意义。本研究以油葵(Helianthus annuus L.)为试验材料,采用盆栽试验,设3个盐分水平(在初始含盐量的基础上外加NaCl含量0 g·kg^(−1)、3 g·kg^(−1)和5 g·kg^(−1))和4个遮荫水平(0%、30%、60%和90%),探究遮荫对盐胁迫下油葵生长、光合特性、叶片解剖结构、生物量积累和分配及籽粒产量等的影响,为盐碱地光伏系统下开展作物种植提供理论依据。结果表明,不同盐分水平下,与不遮荫(遮荫水平0%)处理相比,遮荫会破坏油葵叶片光合反应中心,降低光能转换效率,减小叶片厚度和栅栏组织层,减少光合产物积累,进而抑制茎粗和花盘的生长,影响光合产物分配方向,最终降低籽粒产量;但适度遮荫下油葵会通过增加株高、增大叶面积、提高核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco酶)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC酶)活性等方式提高叶片的光捕获能力,促进光合作用进行。不同遮荫水平下,与无盐分处理相比,轻(3 g·kg^(−1)NaCl)、重(5 g·kg^(−1)NaCl)度盐胁迫均会降低油葵的光合效率,抑制株高、茎粗、花盘和叶片的生长,减少光合产物的积累,最终降低籽粒产量,且不同盐胁迫浓度下油葵生长和光合生理特性在不同遮荫水平的变化规律不一致。其中,30%遮荫水平能显著提高轻度盐胁迫下油葵叶片的Rubisco酶和PEPC酶活性,减小叶片厚度,增大栅栏组织层,提高水分利用效率,进而提高油葵光合效率,促进油葵生长。研究表明弱光环境下油葵会通过改变自身形态、光合酶活性、光合产物分配等方式来应对环境胁迫,且遮荫能在一定程度上缓解盐胁迫对油葵造成的负面影响。其中,30%遮荫水平对缓解轻度盐胁迫引起的油葵光合能力降低和生长抑制的效果较好。 展开更多
关键词 油葵 遮荫及盐分互作 盐碱地 光合特性 叶片解剖结构 生物量 籽粒产量
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