中文名 | 土體大變形對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響及其對(duì)策研究 | 項(xiàng)目類別 | 青年科學(xué)基金項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 李亮 | 依托單位 | 北京工業(yè)大學(xué) |
地震引起的土體大變形對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗震安全性的影響是地下結(jié)構(gòu)抗震問(wèn)題研究中的關(guān)鍵課題之一。本項(xiàng)目擬通過(guò)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬方法對(duì)地下結(jié)構(gòu)周圍土體發(fā)生大變形時(shí)對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗震安全性的影響進(jìn)行研究,揭示地震作用下地下結(jié)構(gòu)在土體發(fā)生大變形時(shí)的破壞機(jī)理,研究其變形規(guī)律與內(nèi)力分布的特點(diǎn),并提出預(yù)防土體大變形的對(duì)策與技術(shù)措施,以減少對(duì)地下結(jié)構(gòu)的破壞。該項(xiàng)目的研究對(duì)于含有可液化土層和軟弱土層地區(qū)的地下結(jié) 2100433B
批準(zhǔn)號(hào) |
50508002 |
項(xiàng)目名稱 |
土體大變形對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響及其對(duì)策研究 |
項(xiàng)目類別 |
青年科學(xué)基金項(xiàng)目 |
申請(qǐng)代碼 |
E0810 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 |
李亮 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
北京工業(yè)大學(xué) |
研究期限 |
2006-01-01 至 2008-12-31 |
支持經(jīng)費(fèi) |
30(萬(wàn)元) |
影響土體凍脹的因素:土體類別,土體含水量,土體密度等因素。
3 土的變形和地基沉降計(jì)算 (重點(diǎn)內(nèi)容) 根據(jù)建筑地基土層的分布、厚度、物理力學(xué)性質(zhì)和上部結(jié)合的荷載,計(jì)算地基的變形值 基本內(nèi)容: 這是本課程的 重點(diǎn) 。在學(xué)習(xí)土的壓縮性指標(biāo)確定方法的基礎(chǔ)上,掌握地基...
剪切波的大小,主要是由巖性決定的,不是由土的厚度
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以大開地鐵車站為工程背景,采用數(shù)值模擬方法,以中柱層間位移角為評(píng)價(jià)指標(biāo),在彈性土體與彈性結(jié)構(gòu)接觸、彈塑性土體與彈性結(jié)構(gòu)接觸、彈塑性土體與彈塑性結(jié)構(gòu)接觸三種工況下分別計(jì)算接觸面為綁定、接觸面摩擦系數(shù)為0.2和0.4時(shí)的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)-土體的相對(duì)模量對(duì)接觸特性的影響。提取峰值加速度時(shí)刻、峰值位移時(shí)刻和峰值速度時(shí)刻中結(jié)構(gòu)變形程度最大的時(shí)刻,將接觸面為摩擦設(shè)置時(shí)的中柱層間位移角與綁定連接條件下的層間位移角數(shù)值進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:當(dāng)材料力學(xué)特性不同時(shí),接觸特性對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響程度也不同。改變結(jié)構(gòu)的埋深,研究不同圍巖約束能力下接觸特性對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響,結(jié)果表明淺埋時(shí)接觸特性對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)影響程度較大,深埋時(shí)影響程度較小,且對(duì)于淺埋結(jié)構(gòu),峰值加速度時(shí)刻為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)最大時(shí)刻,對(duì)于深埋結(jié)構(gòu),峰值位移時(shí)刻為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)最大時(shí)刻。
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地下室側(cè)面土體對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響——以某一大跨度體育場(chǎng)工程實(shí)例為依托,建立不同地基土約束的帶地下室大跨度結(jié)構(gòu)模型,采用振型分解反應(yīng)譜法對(duì)不同結(jié)構(gòu)模型和不同地基土約束的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入詳細(xì)的分析和比較,獲得了不同計(jì)算模型結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力分布...
考慮震源-傳播徑路-場(chǎng)地的全過(guò)程抗震是隨著對(duì)活動(dòng)斷層的認(rèn)識(shí)而發(fā)展起來(lái)的研究理念,依據(jù)活動(dòng)斷層開展工程抗震研究更具有合理性和確切性。大部分城市所處的堆積盆地本身即由活動(dòng)構(gòu)造所形成,因此,城市地下結(jié)構(gòu)通常受到其地下或周邊潛在地震的直接威脅。目前,國(guó)家組織的關(guān)于城市地區(qū)的活動(dòng)斷層探測(cè)與精確定位研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展,本課題擬將基于活動(dòng)斷層的地震動(dòng)場(chǎng)模擬與地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析作為一個(gè)整體開展研究。首先研究建立包括典型中強(qiáng)度地震的發(fā)震斷層在內(nèi)的廣域模型中耦合包括地下結(jié)構(gòu)在內(nèi)的詳細(xì)土-結(jié)分析模型的綜合地震分析模型,并建立基于斷層的長(zhǎng)周期地震動(dòng)理論計(jì)算方法與短周期統(tǒng)計(jì)學(xué)格林函數(shù)法的復(fù)合寬頻帶地震動(dòng)模擬方法,在此基礎(chǔ)上,開展基于活動(dòng)斷層產(chǎn)生的地震動(dòng)場(chǎng)計(jì)算,研究分析地下結(jié)構(gòu)在三維地震動(dòng)場(chǎng)中的時(shí)-空地震反應(yīng)過(guò)程,把握地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特征與規(guī)律。通過(guò)研究把基于斷層的城市地下工程抗震研究推進(jìn)一步。
本項(xiàng)目將基于活動(dòng)斷層的地震動(dòng)場(chǎng)模擬與地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析作為一個(gè)整體開展研究。按照研究計(jì)劃,開展了具有典型活動(dòng)斷層、典型場(chǎng)地和典型地下結(jié)構(gòu)的綜合地震評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建方法研究,提出了地震動(dòng)場(chǎng)計(jì)算廣域模型與結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析詳細(xì)模型的耦合模型構(gòu)建方法;研究改良了建立基于活動(dòng)斷層的三維地震動(dòng)的復(fù)合計(jì)算方法,可以評(píng)價(jià)活動(dòng)斷層破裂過(guò)程、地震波傳播過(guò)程和場(chǎng)地效應(yīng);建立了在對(duì)工程有意義的頻帶范圍內(nèi)將三維地震動(dòng)場(chǎng)輸入地下結(jié)構(gòu)分析模型的方法;開展了三維地震動(dòng)場(chǎng)作用下地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)和行為分析;開展了典型地下結(jié)構(gòu)在不同震源和場(chǎng)地條件下的地震反應(yīng)結(jié)果比較。 實(shí)現(xiàn)了預(yù)期研究目標(biāo),取得了預(yù)期研究成果,主要研究進(jìn)展如下:提出了考慮震源-傳播徑路-場(chǎng)地的全過(guò)程的地震反應(yīng)分析方法體系,包括基于活動(dòng)斷層進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的理論與方法以及基于活動(dòng)斷層進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的綜合模型與構(gòu)建方法。研究提出了基于三維地震動(dòng)場(chǎng)下的地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特征和規(guī)律。深入研究了兩個(gè)關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題,(1)地下結(jié)構(gòu)抗震分析時(shí)地震輸入不明確的問(wèn)題;(2)地下結(jié)構(gòu)在三維地震場(chǎng)作用(地震)時(shí)反應(yīng)行為過(guò)程不明確的問(wèn)題。 依據(jù)活動(dòng)斷層開展工程抗震研究更具有合理性和確切性,通過(guò)本項(xiàng)目的研究,提出了考慮震源-傳播徑路-場(chǎng)地全過(guò)程的地震反應(yīng)分析思路與理論方法,將地下工程抗震研究和應(yīng)用推進(jìn)了一步。 2100433B
真三軸試驗(yàn)揭示,土體側(cè)膨脹有顯著的各向異性,面板堆石壩有限元計(jì)算誤差主要由于沒(méi)有考慮這一點(diǎn)。本構(gòu)模型依據(jù)了大主應(yīng)力方向加荷的試驗(yàn),而面板所受水荷載從小主應(yīng)力方向施加,側(cè)膨脹性差異大,對(duì)面板應(yīng)力影響十分敏感。本項(xiàng)目擬深入研究土體側(cè)膨脹各向異性的規(guī)律,提出相應(yīng)的本構(gòu)模型。必將使土石壩應(yīng)力變形分析水平上的一個(gè)新臺(tái)階。 2100433B