国家自然科学基金(51038009)
- 作品数：35 被引量：192H指数：9
- 相关作者：陶连金李积栋仇文革胡辉安军海更多>>
- 相关机构：北京工业大学西南交通大学中国地震局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程天文地球环境科学与工程更多>>
- 隧道地震响应模型试验箱体设计与合理性验证被引量：2
- 2016年
- 结构动力试验是探究结构地震响应机理的重要研究手段之一。目前在研究隧道工程结构地震响应机理的动力试验中所采用的模型箱主要有刚性模型箱、柔性模型箱以及层状剪切模型箱,但这三种模型箱因各自的结构特点都具有一定的缺陷和不足。为了达到更好的试验效果,文章提出一种新型试验模型箱——动静耦合模型箱,并通过振动台动力试验验证该模型箱的有效性。基于该模型箱提出了一种研究隧道工程结构地震响应的新方法——拟静力法。通过动力试验和拟静力法试验结果的对比,认为拟静力法试验可以一定程度替代动力试验,既拓宽了该模型箱的试验方式,同时也拓宽了隧道地震响应模型试验的研究方法。
- 仇文革段东亚李冰天胡辉代勇
- 关键词：隧道地震响应动力试验拟静力法
- 动静耦合剪切模型箱的设计分析及试验验证被引量：3
- 2017年
- 根据地层在地震中的响应特性,设计了一种动静耦合剪切模型试验装置。该装置是由侧板组件、阻尼组件和端面板组件组成的可剪切变形的空间结构体。目前在研究隧道工程结构地震响应机理的动力试验中所采用的模型箱主要有刚性模型箱、柔性模型箱以及层状剪切模型箱,但这3种模型箱因各自的结构特点都具有一定的缺陷和不足。为了能够更好地满足静力及动力边界效应,设计了该新型试验模型箱,并通过振动台动力试验验证该模型箱的有效性。基于该模型箱提出并验证了利用拟静力试验方法研究隧道的振动响应。通过拟静力试验和动力试验结果的对比,认为拟静力试验可以一定程度替代动力试验。
- 仇文革段东亚李冰天胡辉
- 关键词：隧道动力试验拟静力试验
- 密贴交叉隧道在强震作用下的三维动力响应分析被引量：17
- 2014年
- 文章以北京地铁7号线区间隧道为背景,利用FLAC3D有限差分软件建立密贴交叉隧道数值模型,并通过在模型基底输入水平方向振动的北京旅馆地震波,研究了密贴交叉隧道在强震作用下的地震响应特性。计算结果表明:在密贴交叉隧道中,上层隧道水平位移大于下层隧道,上/下层隧道顶板位置处的相对水平位移最大值均发生在中间交叉部,上层隧道底板和下层隧道顶板均是非交叉部的加速度反应最大;上层隧道较浅埋隧道的水平位移及应力出现不同程度的放大效应,而峰值加速度出现缩减现象;下层隧道较深埋隧道的水平位移出现放大效应,而加速度及应力出现不同程度的缩减现象。
- 李积栋陶连金吴秉林安军海郭飞
- 关键词：地震响应
- 地铁车站长距离密贴下穿既有隧道结构的地震响应被引量：5
- 2014年
- 为研究长距离密贴下穿地下空间结构的地震响应特征,以某新建地铁车站结构长距离密贴下穿既有隧道结构为对象,基于FLAC3D有限差分软件,建立三维数值计算模型。在输入日本阪神(Kobe)地震波的条件下,分析上部既有隧道结构在有无下穿地铁车站结构时的地震响应。计算结果表明:输入水平方向的地震波,有无地铁车站结构的隧道结构的位移-时程与加速度-时程曲线规律大致相同,均随深度的增加而减小,且变化趋势相似于施加的地震波。隧道顶板与底板的加速度反应时程曲线与基岩输入地震波的形态基本相近,隧道结构顶板的水平加速度峰值大于底板的水平加速度峰值。与单一隧道结构的位移-时程和加速度-时程曲线相比,密贴地铁车站结构对隧道结构的动力响应有减弱效果。下穿地铁车站对上部隧道结构的动力加速度响应有不同程度的减弱效应,且越靠近车站结构减弱幅度越大,下部车站结构的减震耗能现象存在于某一局部范围内。
- 陶连金闫冬梅李积栋郭飞周明科
- 关键词：地震响应地铁车站
- 爆破地震作用下建筑物振动响应研究被引量：9
- 2018年
- 以地铁隧道爆破工程为背景,通过现场试验结合数值分析技术研究28层框架剪力墙结构的总体动力响应。现场试验采用爆破振动监测结合自然激励测试,运用Ibrahim时域(ITD)方法对结构模态频率、模态阻尼比进行识别,为进一步分析其振动响应规律提供依据。将结构简化为质阻弹模型,以试验所识别的模态参数为依据,修正质阻弹模型的刚度矩阵和阻尼矩阵并建立动力微分方程,计算得到建筑物弯曲振动各阶模态参数。根据质阻弹模型的动力微分方程建立Simulink动力仿真模型。以爆破振动速度信号为激励,分析高层建筑在隧道爆破地震作用下总体振动响应规律。结果表明:1)在地铁隧道爆破震动作用下,高层建筑振动响应速度信号中的竖向振动最大、纵向振动次之、切向振动最小,较高楼层位的切向振动速度和纵向振动速度相差不大; 2)高层建筑振速峰值随楼层升高呈波动型变化的趋势与主振模态振型有关,即建筑物振动形态与主振模态振型关系较大,在测试中体现在振速峰值分布上; 3)将建筑物简化为质阻弹物理模型并写出其动力反应的数学模型,进而建立Simulink仿真模型进行仿真计算,可以有效预测爆破震动作用下建筑物的响应。
- 王林台高文学张发财曹晓立
- 关键词：爆破震动隧道爆破模态分析SIMULINK仿真
- 地震作用下层状土中地铁车站变形规律研究被引量：8
- 2013年
- 采用FLAC有限差分软件,通过简化模型和土层,在输入唐山地震-北京旅馆测点南北向地震动时程情况下,研究了层状土中地铁车站变形规律;同时,将变形计算结果输入到地下结构的SAP模型,计算了结构的内力。以北京地铁16号线某车站为例,进行了地震响应数值模拟分析,研究表明:均匀土层中结构侧墙变形大于双层(上软下硬)土中侧墙变形;且不同土层中结构侧墙变形曲线斜率明显不同;存在软硬土层交界面时,结构侧墙位移随交界面深度呈线性增加;软硬土层交界面位于结构底板以下,即当车站结构处于同一种地层时,结构侧墙位移随着距离软硬交界面距离的增加而减小。
- 潘东旭陶连金刘璐张波王文沛
- 关键词：地铁车站数值模拟地震响应层状土
- 大体积浅埋Y型柱地铁车站振动台试验研究被引量：11
- 2015年
- 文章以北京地铁6号线2期新华大街Y型柱地铁车站为工程背景,通过车站模型振动台试验,研究了不同地震动作用下大体积浅埋Y型柱地铁车站结构的地震响应特性。研究结果表明:(1)相同强度地震波作用下,Y型柱顶部峰值加速度大于底部加速度,且两者差值随着输入地震波强度的增加而增大;(2)同一埋深条件下,Y型柱应变大于边墙的应变,柱应变反应最值出现在下柱中间位置,柱分叉点应变值也较大;边墙最大应变出现在顶部,最小应变出现在中部;(3)同一地震波下,随着埋深的增加位移幅值减小,即模型上部的位移大于下部位移,这种不一致的相对位移变化可能增加结构的内力,对结构造成破坏。
- 吴秉林陶连金李积栋李书龙
- 关键词：地铁车站地震响应振动台
- 一种深埋隧道地震响应计算方法被引量：2
- 2013年
- 本文通过考虑松动圈围岩强度降低、松动破裂形成的垫层效应以及地震波的绕流效应,提出使用松动圈折减系数R来计算隧道的地震响应。在衬砌结构随地层运动内力理论解基础上,以S波为例,推导了考虑松动圈减震作用的计算方法。运用有限差分软件FLAC3D中的动力模块对隧道松动圈减震问题进行了数值模拟,并与衬砌结构随地层运动内力理论解及建议的松动圈折减系数法进行对比。结果表明,在充分考虑松动圈存在的情况下,使用松动圈折减系数法计算出来的结果与数值模拟结果较为吻合(最大弯矩误差值为8.28%,最大剪力误差值为10.68%),较衬砌随地层运动理论解法更为精确(最大弯矩误差值为62.13%,最大剪力误差值为50.49%)。该方法计算思路和概念清晰,计算公式简洁明了,计算量较小,便于实际应用。
- 胡辉仇文革
- 关键词：松动圈减震深埋隧道地震响应计算方法
- 衬砌纵向开裂隧道地震响应振动台的试验研究被引量：4
- 2021年
- 为了研究高速铁路双线隧道衬砌纵向裂缝对结构抗震安全性的影响,针对《铁路隧道设计规范》(TB10003-2016)Ⅳ级围岩开展大型振动台模型试验,试验采用改进的静动耦合剪切模型箱,考虑隧道埋深、衬砌开裂位置和开裂形式3个影响因素,分析隧道衬砌的地震动应变和结构内力响应规律.试验结果表明:在地震剪切波作用下,浅埋隧道和深埋隧道衬砌结构的破坏形式分别为受拉破坏和受压破坏,破坏位置均首先出现在拱腰,对应的无裂缝衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.8g和0.9g;拱顶和边墙处裂缝对隧道衬砌结构抗震安全性影响较小,而拱腰处裂缝影响显著;浅埋和深埋条件下,拱腰处有裂缝的衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.5g和0.6g;纵向裂缝的开裂形式不同,衬砌破坏时对应的峰值加速度基本相同;在深埋条件下,相比于正截面裂缝,拱腰处斜截面裂缝导致衬砌结构破坏后变形速度加剧.
- 李冰天仇文革戚幸鑫邓旨珩胡辉
- 关键词：隧道衬砌结构地震响应振动台试验
- 长大隧道穿越断层带减震结构数值解析研究被引量：9
- 2013年
- 近年发生的大地震中,隧道在断层破碎带的破坏现象严重,衬砌结构抗减震设计问题尤为突出。为了缓和断层位移对隧道的损伤,提出由平滑层、吸收层、接头、去摩擦层等4个单元构成的减震设计建议。通过解析使用高压缩性混凝土(水灰比为W/C=50%)、发泡苯乙烯(EPS)作为吸收层的地震响应结果,得出以下结论:采用发泡苯乙烯(EPS)作为吸收层,其初始刚度小,减震效果明显,但在列车荷载作用下有可能产生过大的变形;采用高压缩性混凝土作为吸收层具有充分屈服后吸收断层位移的变形特性和抑制列车荷载产生过大变形的初始刚度。通过改变高压缩性混凝土的球壳种类、充填率和砂浆配比等来改变其刚性。但W/C不应过高,造成多壳砂浆的单轴抗压强度不能承受列车的荷载,有可能造成隧道的损伤。本文使用W/C=50%时对断层位移小于1.0 m时缓和效果较好。
- 仇文革胡辉赵斌
- 关键词：断层减震结构深埋隧道地震响应
