检索结果-南通市图书馆

地震作用隧道正交下穿滑坡体衬砌结构的动力响应试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2022年第5期41卷 979-994页

作者：牌立芳吴红刚中国铁道科学研究院北京100081 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 中国中铁滑坡工程实验室甘肃兰州730000 西部环境岩土及场地修复技术工程实验室甘肃兰州730000

随着我国交通干线穿越复杂艰险山区,越来越多的隧道建造在西部高烈度区,常常面临隧道下穿滑坡问题,潜在地震引发坡体病害地段隧道变形问题成为该地区交通隧道运维面临的重大隐患之一。以正交型隧道下穿滑坡为典型案例,首次开展振动台试... 详细信息

随着我国交通干线穿越复杂艰险山区,越来越多的隧道建造在西部高烈度区,常常面临隧道下穿滑坡问题,潜在地震引发坡体病害地段隧道变形问题成为该地区交通隧道运维面临的重大隐患之一。以正交型隧道下穿滑坡为典型案例,首次开展振动台试验,测试得到不同概率水平地震作用特征图像、加速度、动土压力和动应变等多属性地震数据信息。通过模型变形特征、加速度、动土压力和动应变时域特性分析,揭示衬砌结构区域性空间动力响应特征。基于多属性地震数据综合分析,获得多属性数据之间时频变化关系及频谱定量化表征损伤水平的相关性。结果表明:(1)地震作用下,加速度、动土压力和动应变多属性数据敏感度存在较大差异,动土压力时程效应最敏感,动应变相比加速度时程存在明显的滞后效应。(2)限于隧道下穿滑坡空间位置关系和地震效应影响,衬砌破坏部位存在区域性差异,仰拱开裂成为薄弱区。(3)动土压力呈现2次间歇性跳跃,衬砌变形主要由动土压力的第一个波形控制,在其作用时间内,衬砌塑性变形完成,二次波峰引起隧道衬砌产生残余动土压力。(4)多属性数据信号频域内卓越频率主要集中在1~10 Hz,但各自的主导频率差异显著,低频段-高频段奇异的大小分界线为10 Hz,在15~20 Hz频率段结构物较为安全。(5)地震作用多属性数据响应变量之间均呈正相关关系,加速度与动土压力响应之间具有高度相关度,地震动加速度与动应变响应之间相关关系较弱,呈显著相关。研究成果可为高烈度地震区正交型隧道-滑坡的变形破坏模式预测及工程安全评价提供理论参考。

关键词：隧道工程正交型隧道-滑坡体系地震作用振动台试验多属性地震数据相关性小波变换

地震作用下立体交叉下穿隧道动力响应振动台试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2021年第1期40卷 88-100页

作者：牌立芳吴红刚中国铁道科学研究院北京100081 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 西部环境岩土及场地修复技术工程实验室甘肃兰州730000 中国中铁滑坡工程实验室甘肃兰州730000

随着国家路网的不断建设与规划,大量铁路隧道或公路隧道近接平行、交叉等工程现象不断涌现,受地形、地质条件以及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的工程问题越来越复杂。以立体交叉草莓沟1#隧道和盘道岭隧道为例,着重选取盘道岭隧道... 详细信息

随着国家路网的不断建设与规划,大量铁路隧道或公路隧道近接平行、交叉等工程现象不断涌现,受地形、地质条件以及线路走向等因素的限制,隧道近接交叉的工程问题越来越复杂。以立体交叉草莓沟1#隧道和盘道岭隧道为例,着重选取盘道岭隧道(下穿隧道)为研究对象进行振动台试验,重点分析受上跨隧道影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶、仰拱断面的加速度和应变动力响应特征。在此基础上,以该场区沿线地震动峰值加速度0.15 g加载工况为依据,对环向最大地震应变规律进行分析,根据有效频率加速度计的范围和输入的功率谱振幅,利用SPECTE反应谱分析程序,对交叉中心拱顶和仰拱位置的加速度反应谱的分布规律进行对比分析和研究。试验结果表明:(1)受立体交叉隧道空间位置影响,超小净间距小角度立体交叉下穿隧道拱顶加速度时程和频谱较仰拱整体响应大,受振有效持续时间较长,空间分布表现为拱顶幅值反响突出的特点。(2)拱顶峰值加速度响应具有叠加效应,其加速度峰值比率表现为明显的非线性、非平稳性增大的特点,地震烈度越高,应变响应越大,拱顶破坏模式表现为交叉段–河侧–山侧的传递演化形式。(3)随着输入地震波增强,隧道仰拱动应变和加速度峰值比率增长变化表现出局部变化性质。(4)隧道围岩对地震波的高频段存在滤波作用,对隧道结构影响较大卓越主频段集中在1~10和11~20 Hz两个低频段,主频段卓越频率的取值为5,12.5 Hz。(5)不同地震烈度时,各特征点处应变峰值大小依次为:拱顶>仰拱>河侧拱腰>山侧拱腰,加速度响应的卓越频率与速度、位移响应三者之间受基频和阻尼影响,从而产生时间和空间等的差异变化,宜鼓励设计过程中提高该隧道的阻尼结构性能,阻尼比建议值取为20%。研究结果可为立体交叉隧道的抗震设计提供一定的理论指导。

关键词：隧道工程立体交叉隧道振动台试验加速度响应应变响应

基于能量分析滑坡–隧道减震优化地震破坏特性试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2023年第4期42卷 879-895页

作者：马至刚朱宝龙吴红刚牌立芳韦洪冯康孙浩周垣西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621000 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025

为探讨地震作用下隧道横穿滑坡区隧道结构的损伤变形特性,通过采用减震层来改善隧道结构的抗震性能,首次开展隧道下穿主滑面减震优化设计振动台对比试验。根据隧道结构加速度动态响应规律,提出一种基于希尔伯特–黄变换(HHT)和边际谱的... 详细信息

为探讨地震作用下隧道横穿滑坡区隧道结构的损伤变形特性,通过采用减震层来改善隧道结构的抗震性能,首次开展隧道下穿主滑面减震优化设计振动台对比试验。根据隧道结构加速度动态响应规律,提出一种基于希尔伯特–黄变换(HHT)和边际谱的能量识别方法来讨论隧道结构的地震损伤变形特性,并通过峰值傅里叶谱振幅(PFSA)对该方法的有效性进行验证。研究结果表明:(1)地震希尔伯特谱和边际谱能量的变化可以用来识别隧道结构的整体和局部变形,隧道结构的希尔伯特谱峰值区间的地震波频率为15~17Hz,而边际谱峰值区间的地震波频率为10~30 Hz。(2)减震层在低强度地震作用下减震效果明显,但随地震强度增大,减震层作用效果下降,且减震层对希尔伯特谱峰值空间分布态势影响较大,而对时间和频率的影响较小。(3)隧道结构首先在拱顶区域发生渐进累积损伤破坏,随地震强度增大,损伤部位向拱脚和仰拱区域发展,表现出区域性损伤破坏的空间耦合变形连续效应。(4)高频分量(>30 Hz)的地震希尔伯特能量主要引起隧道结构的局部损伤,低频分量(10~30 Hz)的边际谱能量放大了地表边坡的地震响应。(5)与希尔伯特能谱相比,边际谱代表各本征模态函数中一定的希尔伯特谱,具有丰富的频率分量和较高的识别度,可以清楚地反映隧道结构的能量传递和局部地震损伤特征。研究成果可为地震高烈度区隧道–滑坡的变形破坏模式预测及隧道抗减震技术设计提供理论参考。

关键词：边坡工程隧道–滑坡工程振动台试验减震优化希尔伯特–黄变换边际谱

拉林铁路变坡面倾角崩塌落石对桥梁结构破坏作用的模拟分析与试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2020年第8期39卷 1622-1633页

作者：王翔牌立芳吴红刚北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 中国铁道科学研究院北京100081 西部环境岩土与场地修复技术工程实验室甘肃兰州730000 中国中铁滑坡工程实验室甘肃兰州730000

崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡... 详细信息

崩塌落石其性质结构复杂、作用因素多样,仍存在众多难题尚未解决,特别是铁路桥梁工程受崩塌落石冲击后的动力响应是当下尚未解决的关键难题之一。本文以拉林铁路某段桥梁工程典型工点为例,运用Rocfall仿真计算,着重就同一结构面不同坡面倾角岩体崩塌落石运动过程对桥梁结构破坏作用产生的平动速度、弹跳高度、总动能等进行动态变化分析,基于上述分析,结合模型试验加速度响应测试,利用SPECTR计算程序对其加速度、速度和位移动力反应谱特性进行分析评价。研究结果:(1)危岩落石运动方式主要与坡面倾角的大小有关,坡面倾角较大,落石从坡面以滚落运动为主;坡面倾角较小,落石从坡面以滑落运动为主。(2)危岩落石受到动摩擦力作用、恢复系数的影响,在每次撞击混凝土桥面的过程中速度都会呈非线性减小。(3)岩体崩塌落石对结构物撞击产生较大的短时加速度脉冲效应,当结构物基频相同时,落石从坡面运动的空间变化是引起振动特性响应差异显著的主要因素。(4)速度响应时程曲线近似呈"余弦"型,总体上表现出随着时间增加呈现非线性增减变化,且大角度坡面倾角其速度响应峰值略大于小角度坡面倾角,落石对结构物的撞击时间效应与坡面倾角相关,坡面倾角越大,触发时间效应越明显,受振有效持续时间越久。(5)阻尼比取值介于10%~20%时,反应谱曲线衰减幅度最为显著,介于30%~40%时,加速度反应谱曲线表现明显分异,设计宜鼓励增大桥梁的柔性抗冲击性能。上述研究成果,对于新建川藏铁路山区桥梁基础施工具有工程指导意义。

关键词：工程地质铁路桥梁工程崩塌落石 Rocfall 物理模型试验 SPECTR 时程分析反应谱特性

地震作用下多锚点桩加固土质边坡的抗震优化对比振动台试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2021年第4期40卷 751-765页

作者：牌立芳吴红刚马惠民中国铁道科学研究院北京100081 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 中国中铁滑坡工程实验室甘肃兰州730000 西部环境岩土及场地修复技术工程实验室甘肃兰州730000 中铁科学研究院有限公司四川成都610000

为了研究地震作用下多锚点桩加固边坡的加速度和动土压力响应的分布特征和空间变化规律,探讨多锚点桩优化抗震性能,利用大型振动台试验,通过多锚点桩边坡模型稳定性、加速度和动土压力时域特性初步分析得到沿桩身高程不同位置的区域性... 详细信息

为了研究地震作用下多锚点桩加固边坡的加速度和动土压力响应的分布特征和空间变化规律,探讨多锚点桩优化抗震性能,利用大型振动台试验,通过多锚点桩边坡模型稳定性、加速度和动土压力时域特性初步分析得到沿桩身高程不同位置的区域性空间分布特征;基于上述分析运用傅里叶变化和统计学概率散点矩阵运算获得定量化表征多锚点桩加固边坡损伤水平的相关性;进而利用SPECTR计算取得多锚点桩边坡模型优化与否地震动变形破坏位移值Sd的区域性差异。结果表明:(1)在不同地震强度作用下,边坡模型表现出区域性损伤破坏的空间耦合变形连续效应,加速度和动土压力幅值空间分布表现出桩身结构物未优化侧幅值反响突出的特点。(2)加速度沿高程存在加速度滞后的差异主要是主震后的传播阶段造成的,桩身在同一震区发生前的各组地震动土压力和加速度响应之间的相关度极弱,前震的地震动特性亦并非各级地震动序列的简单重复叠加。(3)用聚苯乙烯泡沫(EPS板)作为减震层、消能弹簧作为改善锚头自协调装置优化的多锚点桩对地震作用下坡体变形起到缓冲和消能的作用,其优化效果与减震层的位置相关。(4)在低强和中强度地震作用下,锚头消能弹簧装置的可伸缩变形改善了多锚点桩身沿高程的变形协调性,可改善桩身的地震波传播特性。(5)高强度地震作用下,桩身滑面处对地震的敏感性强,EPS发生塑性变形,增大了优化侧相对位移值,易造成多锚点桩在滑面位置发生"鼓胀"破坏或者剪切破坏,容易成为多锚点桩的抗震薄弱环节。这些结果有助于为多锚点桩的优化抗震设计提供理论依据。

关键词：边坡工程振动台试验土–桩系统地震反应加速度响应动土压力响应损伤评价

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

土质边坡微型桩组合结构大型振动台试验研究

岩土力学 2019年第10期40卷 3844-3854页

作者：吴红刚武志信谢显龙牌立芳中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司滑坡工程实验室甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司西部环境岩土及场地修复技术工程实验室甘肃兰州730070 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 西南交通大学地球科学与工程学院四川成都611756

我国是一个地震多发国家。微型桩组合结构作为一种新型柔性支护结构,研究其在地震作用下对土质边坡的支护作用成为了一个意义重大的问题。为此,通过大型振动台试验,以混合加载的方式,研究了微型桩组合结构在加固土质边坡中的动力学特性... 详细信息

我国是一个地震多发国家。微型桩组合结构作为一种新型柔性支护结构,研究其在地震作用下对土质边坡的支护作用成为了一个意义重大的问题。为此,通过大型振动台试验,以混合加载的方式,研究了微型桩组合结构在加固土质边坡中的动力学特性。试验结果表明:微型桩组合结构在地震作用下对土质边坡的加固达到了理想的结果;加载时随着El波加速度峰值的不断增大,前、后排微型桩桩身加速度峰值及桩身动土压力随之不断增大;随着输入的El-Centro波动峰值加速度的增大,测点动土压力响应效应也越显著;微型桩滑面上、下1/3位置、悬臂端顶部及锚固段底部处,动土压力及加速度常常达到最大值,在实际工程设计及应用中应重点关注这些位置。该研究结果可以为同类地区治理类似滑坡提供抗震设计支撑。

关键词：土质边坡大型振动台试验微型桩地震作用地震动土压力地震加速度峰值

山区机场高填方边坡组合支护结构体系的协同工作性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

山区机场高填方边坡组合支护结构体系的协同工作性能研究

作者：牌立芳兰州交通大学

学位级别：硕士

中国是一个高边坡病害极为频繁的国家。特别是机场、铁路、公路等山区工程项目建设中挖山填沟,因填方坡体变形造成边坡失稳日趋严重。铁路、公路作为传统运营项目,其建设中的高边坡病害治理已开展了大量专项研究,而机场填方因特殊地质... 详细信息

中国是一个高边坡病害极为频繁的国家。特别是机场、铁路、公路等山区工程项目建设中挖山填沟,因填方坡体变形造成边坡失稳日趋严重。铁路、公路作为传统运营项目,其建设中的高边坡病害治理已开展了大量专项研究,而机场填方因特殊地质结构的复杂性和地域性缘故,先前对其失稳变形触发因素缺乏科学认识,一味增强支挡措施致使结构失效、损失严重。中国民航高填方机场建设在全世界范围内具有典型性和代表性,因传统多种支挡结构联合使用设计缺乏针对性,各结构的受力变形状况未明确,引起不合理受力和结构大变形,进而影响边坡稳定性,尤其是多种支挡结构联合使用的变形协调匹配性问题,已成为必须面对且又亟待解决的技术难题。为满足支线机场建设需求,提升我国民用机场行业技术水平,促进“民航强国”战略的实现。本文以攀枝花机场为工程实例,根据现场调查及监测数据分析,揭示了由于攀枝花机场大型滑坡作用因素的多样性和变形机理的复杂性,现有设计模式存在刚度不匹配影响组合结构的协同工作,并提出设置垫层优化方法。运用BIM技术对组合支护结构进行模型设计优化,达成三维可视化分析,再运用力学理论为基础的物理模型试验数据分析、有限元计算等多元化研究手段,对高填方边坡治理锚索-抗滑桩-加筋土挡墙组合支护结构的协同变形工作机能展开深化研究,并取得以下研究成果。(1)通过攀枝花机场地质勘探资料整理,以攀枝花机场重大高填方工程体典型桩、锚和加筋土复合防治结构为原型,根据现场调查及监测数据分析,揭示了由于攀枝花机场大型滑坡作用因素的多样性和变形机理的复杂性,现有设计高填方边坡锚索-抗滑桩-加筋土挡墙组合支护结构存在刚度不匹配造成的协同变形影响,并提出设置垫层优化方法。(2)将勘察数据等场地基本岩土工程参数和信息概化整合进BIM模型,运用BIM技术对组合支护结构进行模型设计优化,不仅实现地质勘查最可能的接近现场实际,确保地层参数的科学性和准确性,而且有效解决了二维层面很难周全考虑各构件之间的协调,达成了复杂条件下空间碰撞检测的效果。(3)根据现阶段攀枝花机场12滑坡变形后排抗滑桩上覆填筑体沉降变形不协同的难题,结合有限元软件分析得出刚度差异造成的影响,在上述BIM优化模型的基础上,通过新增垫层角度分析了抗滑桩与桩顶上部填土因刚度不匹配差异,在不同垫层厚度、锚索竖向间距变化、桩间土换填等多种不同工况下,整个组合支护体系的分布发育规律以及变形破坏过程,得出如下结论:(1)在现有设计模式下,桩-锚组合结构控制坡体整体稳定性问题,筋材控制加筋土内部稳定性问题。随着填方填筑高度的增加,加筋土部分表现外部稳定性问题,非加筋土表现为沉降问题,后排桩的存在加剧了坡体的外部变形可能性,刚度不匹配问题成为焦点。(2)基于攀枝花机场锚索-抗滑桩-加筋土挡墙组合支护体系工作性能深化研究,总结归纳出刚性垫层比柔性垫层作用效果更加显著;锚索竖向间距对体系的影响主要体现在前排抗滑桩的性能发挥上,设计宜采用前排桩锚索小间距,后排桩锚索大间距的原则;桩间土换填对体系的影响主要体现在前排抗滑桩的性能发挥上,设计宜鼓励桩间土换填,强化后排桩剪力设计。(4)以攀枝花机场12西北-东南连接线高填方滑坡3-3断面为依托,以后排桩顶部增设垫层作为优化设计研究对象,通过物理模型试验研究垫层作用对控制组合支护体系填方边坡抗滑桩顶位移及坡体位移的协同变形影响,得出如下结论:(1)抗滑桩与填土刚度不匹配,山侧坡体位移大于河侧,导致填土内部存在变形不协调。增设垫层后,填土内部自后排桩顶向坡面延伸的不协调塑性变形发展得到控制,且对控制抗滑桩内力及坡体稳定性的作用效果也很显著。(2)垫层对组合支护体系的影响主要体现在抗滑桩的性能发挥。垫层作用下,抗滑桩的内力和变形得到重新分布,使得前排桩的受力得到改善。相比无垫层情况,前排桩弯矩M由明显大于后排桩,转换为弯矩值相当。前排桩剪力Q由略大于后排桩,转换为明显小于后排桩。同时,前排桩顶最大水平位移值f减小一半以上,而后排桩顶位移f下降幅度相对较小。(3)随着填土填筑高度的增加,边坡稳定性取决于桩顶以上加筋土挡墙的外部稳定性,其控制性危险滑动面将在桩顶以上的填土内部产生,基本不受垫层的影响。垫层作用下坡体沉降位移表现为垫层侧小于无垫层侧、山侧大于河侧,随边坡级数增加,位移量逐渐减小。桩顶x向水平位移随回填级数增加,桩顶土体被挤密固结,压实度增加,挤压桩顶变形;而垫层增设缓解了后排桩前土体的挤密作用,桩顶位移减小。

关键词：山区机场高填方边坡桩-锚-加筋土组合结构协同变形垫层

微型桩加固土质边坡的加速度响应及其频谱特性研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铁道学报 2020年第3期42卷 129-138页

作者：武志信吴红刚赖天文牌立芳王飞兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730030 中国中铁滑坡工程实验室甘肃兰州730030 西部环境岩土及场地修复技术工程实验室甘肃兰州730030

通过大型振动台试验,对微型桩及桩间土的加速度峰值分布规律进行了分析,并利用小波包分析具有的频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El-centro波进行了分解,从而对其频谱特性进行了研究。试验结果表明:(1)由于加速度沿高... 详细信息

通过大型振动台试验,对微型桩及桩间土的加速度峰值分布规律进行了分析,并利用小波包分析具有的频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El-centro波进行了分解,从而对其频谱特性进行了研究。试验结果表明:(1)由于加速度沿高程放大效应的影响,微型桩及桩间土的加速度峰值往往在桩顶处达到最大值;(2)影响微型桩和桩间土加速度的主要频段为低频地震波即第一频带(0.10~6.26 Hz)及第二频带(6.26~12.51 Hz);(3)高频地震波作用下,滑体底部位置处桩间土的响应情况较微型桩来说更加强烈,而在桩底位置处后排微型桩的加速度响应更为强烈。在实际工程设计与施工中,应避免微型桩与第一频带及第二频带下的地震波发生共振,对加速度响应比较强烈的位置应重点关注。研究结果可以为同类地区治理类似滑坡提供抗震设计支撑。

关键词：土质边坡大型振动台试验小波包加速度峰值加速度频谱特性

微型桩加固土质边坡的动土压力响应及其频谱特性研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土力学 2019年第10期40卷 3909-3919页

作者：武志信吴红刚赖天文李玉瑞牌立芳兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司滑坡工程实验室甘肃兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司西部环境岩土及场地修复技术工程实验室甘肃兰州730070

通过大型振动台试验,对滑面附近位置处的动土压力峰值分布规律进行了分析。由于地震信号具有持时短、非平稳性等特点,为分析其在不同频带的动力响应情况,利用小波包分析频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El波进行了分解... 详细信息

通过大型振动台试验,对滑面附近位置处的动土压力峰值分布规律进行了分析。由于地震信号具有持时短、非平稳性等特点,为分析其在不同频带的动力响应情况,利用小波包分析频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El波进行了分解,从而对其频谱特性进行了研究。试验结果表明:滑面附近位置处动土压力常常最大,且动土压力在沿桩身高度25 cm及45 cm处均出现了突变,在实际工程中应重点关注这两个位置;对微型桩动土压力影响较大的频段主要为第一频带(0.1~6.26Hz)和第二频带(6.26~12.51Hz),在工程应用中应避免这两个频带的地震波与微型桩发生共振;沿桩身高度25 cm处,后排微型桩山侧及河侧的动土压力值均要大于前排微型桩山侧及河侧的动土压力值;而在沿桩身高度45 cm处,前排微型桩山侧及河侧的动土压力值均要大于后排微型桩山侧及河侧的动土压力值。

关键词：土质边坡大型振动台试验小波包压力峰值动土压力频谱特性