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黄土山区冲沟地形桥梁下部结构安全风险评价

安全与环境工程 2022年第1期29卷 26-32页

作者：王磊郭震山杨国俊中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 山西省交通科技研发有限公司桥梁工程防灾减灾山西省重点实验室山西太原030006 兰州理工大学防震减灾研究所甘肃兰州730050

为评判黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险水平,首先基于山西省吕梁山区4条高速公路上的174座桥梁下部结构的实地调查结果进行安全风险识别,建立黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险多层次评价指标体系;然后采用层次分析-模糊... 详细信息

为评判黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险水平,首先基于山西省吕梁山区4条高速公路上的174座桥梁下部结构的实地调查结果进行安全风险识别,建立黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险多层次评价指标体系;然后采用层次分析-模糊综合评判(AHP-FCE)方法估计黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险概率和风险损失,即基于层次分析法确定各评价指标权重,应用模糊综合评价法进行多层次综合评判,并基于风险概率和风险损失估计值,通过建立黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险评价矩阵,得到其整体安全风险水平,并提出相应的安全风险水平接受准则;最后使用该评价方法对黄土山区冲沟地形某大桥下部结构的整体安全风险水平进行了评价。结果表明:该评价方法适用于黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险评判,有助于防范与化解黄土山区冲沟地形桥梁下部结构的安全风险,减少由此产生的损失。

关键词：黄土山区冲沟地形桥梁下部结构安全风险评价

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缆索支承桥梁模态阻尼特性及理论分析

同济大学学报（自然科学版） 2005年第1期33卷 1-5页

作者：郭震山陈艾荣同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

在广泛收集国内大跨缆索支承桥梁的模态阻尼实测资料的基础上 ,通过对收集到的实测资料进行统计分析 ,研究了两种缆索支承桥梁 :斜拉桥和悬索桥的模态阻尼特性 .在现有的基于能量耗散的模态阻尼计算方法的基础上发展了一种缆索支承桥梁... 详细信息

在广泛收集国内大跨缆索支承桥梁的模态阻尼实测资料的基础上 ,通过对收集到的实测资料进行统计分析 ,研究了两种缆索支承桥梁 :斜拉桥和悬索桥的模态阻尼特性 .在现有的基于能量耗散的模态阻尼计算方法的基础上发展了一种缆索支承桥梁模态阻尼计算方法 ;利用模态阻尼实测数据得到了结合梁斜拉桥、混凝土斜拉桥和钢悬索桥子结构的损失系数 ,然后利用这一方法计算了南浦大桥、武汉长江二桥和虎门大桥的模态阻尼 .

关键词：缆索支承桥梁模态阻尼理论分析损失系数能量损耗

平行分离双幅桥气动导数识别的混合强迫振动试验法

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振动工程学报 2017年第2期30卷 304-311页

作者：周奇朱乐东周成郭震山汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063 同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092 广东省高等学校结构与风洞重点实验室(汕头大学) 广东汕头515063 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 上海市城市建设设计研究总院上海200125

自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV... 详细信息

自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV法识别出的气动导数,以及基于MFV法和FreeV法的二维颤振分析结果与节段模型测试结果。研究结果表明:无论是上游桥还是下游桥,MFV法识别的气动导数均离散性较小,随折算风速的变化规律明确;而FreeV法识别的气动导数离散性较大,随折算风速的变化规律较差,尤其是受气动干扰效应影响较大的下游桥;基于MFV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果较为接近,而基于FreeV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果的偏差较大,尤其是下游桥,偏差更为显著;相比于FreeV法,MFV法能更为准确地模拟平行分离双幅桥的气动干扰效应,其颤振预测结果更准确。

关键词：平行分离双幅桥气动导数混合强迫振动试验法自由振动试验法颤振临界风速

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增湿条件下黄土陡坡变形特性及稳定性分析

地下空间与工程学报 2018年第S1期14卷 445-450,485页

作者：郭震山山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室太原030006

降雨入渗诱发的黄土边坡病害屡见报道,黄土遇水软化以及近坡表非饱和区基质吸力降低是边坡失稳的主要原因。本文采用有限差分数值计算软件,通过软件内置语言编制相关计算程序,考虑降雨过程中非饱和区基质吸力、非饱和渗透系数以及土体... 详细信息

降雨入渗诱发的黄土边坡病害屡见报道,黄土遇水软化以及近坡表非饱和区基质吸力降低是边坡失稳的主要原因。本文采用有限差分数值计算软件,通过软件内置语言编制相关计算程序,考虑降雨过程中非饱和区基质吸力、非饱和渗透系数以及土体强度参数的变化情况,并采用自定义非饱和土强度折减法对降雨过程中黄土陡坡稳定性进行评价。研究结果表明:降雨入渗对非饱和黄土陡坡的稳定性影响很大,随降雨历时增加,湿润锋线不断向坡体内部推进,非饱和区基质吸力减小,边坡安全系数降低;边坡最大水平位移出现在坡脚处,潜在滑动面呈现出浅层滑动趋势。

关键词：黄土陡坡降雨增湿非饱和渗流稳定性

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经验非线性涡激力模型参数识别

振动与冲击 2011年第3期30卷 115-118,144页

作者：周涛朱乐东郭震山同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁工程系上海200092 桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

利用涡激共振竖向位移响应,基于广义谐波函数KBM法并引入缓变参数的概念,对Scanlan经验非线性模型进行处理,识别其中的气动参数,并得到Scanlan非线性涡激力。对识别得到的Scanlan非线性涡激力,分别通过:用Newmarkβ反求响应与实测响应... 详细信息

利用涡激共振竖向位移响应,基于广义谐波函数KBM法并引入缓变参数的概念,对Scanlan经验非线性模型进行处理,识别其中的气动参数,并得到Scanlan非线性涡激力。对识别得到的Scanlan非线性涡激力,分别通过:用Newmarkβ反求响应与实测响应进行比较;与从天平同步测得的合力中提取出实测的涡激力进行比较,对识别精度做出评价。试验是在同济大学TJ-1号风洞均匀流场中进行的,以象山港大桥初始设计阶段节段模型为例,用激光位移计采集模型的位移响应,并用一维梁式应变测力天平同步采集模型所受的力。

关键词：涡激共振经验非线性模型涡激力参数识别精度评价

风致静力扭角对桥梁颤振性能影响的节段模型试验研究

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振动与冲击 2011年第5期30卷 23-26,31页

作者：朱乐东朱青郭震山同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁工程系上海200092 桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

自由振动试验识别得到的气动参数已包含了一定的、但与实桥不严格相似的风致静力扭角的影响。为了在颤振分析中能精确考虑风致静力扭角的影响,首先必须消除节段模型试验中风致静力扭角对气动导数识别结果的影响。通过在试验过程中使节... 详细信息

自由振动试验识别得到的气动参数已包含了一定的、但与实桥不严格相似的风致静力扭角的影响。为了在颤振分析中能精确考虑风致静力扭角的影响,首先必须消除节段模型试验中风致静力扭角对气动导数识别结果的影响。通过在试验过程中使节段模型作受控反向旋转可以消除平均风附加攻角,然后以象山港大桥为背景,将消除平均风附加攻角后的试验结果与常规试验结果相比较,对风致静力扭角对节段模型系统的阻尼比、气动导数和临界风速的影响进行了初步讨论。研究结果表明:风致静力扭角对模型扭转阻尼比和与扭转有关的气动导数有明显的影响。象山港大桥节段模型在+3°攻角发生颤振时风致静力扭角约为0.32°,攻角修正以后节段模型颤振临界风速识别结果提高了7%。

关键词：风致静力扭角阻尼比颤振临界风速气动导数

考虑非饱和渗流与增湿膨胀下的膨胀土隧道稳定性分析

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岩土力学 2017年第11期38卷 3271-3277页

作者：郑俊杰郭震山崔岚张军华中科技大学岩土与地下工程研究所湖北武汉430074 山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030006

降雨入渗条件下,膨胀土的非饱和渗流与膨胀效应会降低隧道稳定性,研究两者对围岩变形与结构受力的影响非常必要。基于有限差分软件FLAC^(3D),根据其内置的渗流与温度场模块分别模拟降雨条件下的非饱和渗流过程与膨胀土增湿膨胀过程。通... 详细信息

降雨入渗条件下,膨胀土的非饱和渗流与膨胀效应会降低隧道稳定性,研究两者对围岩变形与结构受力的影响非常必要。基于有限差分软件FLAC^(3D),根据其内置的渗流与温度场模块分别模拟降雨条件下的非饱和渗流过程与膨胀土增湿膨胀过程。通过编制相关FISH语言程序,考虑了膨胀土隧道非饱和渗流过程中基质吸力变化、土体软化和膨胀效应的影响。以某浅埋膨胀土隧道为工程背景,分析了降雨入渗时间、渗透与膨胀系数对膨胀土隧道围岩变形及支护结构受力的影响。结果表明:膨胀土隧道在降雨入渗过程中,围岩水平应力增大明显,而垂直应力变化不大;支护结构逐渐由竖向挤压变形转变为水平挤压变形;土体渗透和膨胀系数对支护结构受力影响很大,当渗透和膨胀系数增加到一定值后,衬砌弯矩显著增大,隧道安全性和稳定性大幅降低。

关键词：降雨入渗非饱和渗流膨胀土隧道数值模拟

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曲线风障对桥面风环境影响的数值模拟

武汉理工大学学报 2010年第10期32卷 38-44页

作者：周奇朱乐东郭震山同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁工程系上海200092 桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

以象山港大桥风障性能研究为背景,采用二维RNG k-ε湍流模型对不同透风率不同风攻角下曲线风障的减风效果进行了数值模拟。通过数值模拟表明:RNG k-ε湍流模型能成功地模拟设置了曲线风障的桥梁断面非定常绕流问题;桥梁风障减风效果与... 详细信息

以象山港大桥风障性能研究为背景,采用二维RNG k-ε湍流模型对不同透风率不同风攻角下曲线风障的减风效果进行了数值模拟。通过数值模拟表明:RNG k-ε湍流模型能成功地模拟设置了曲线风障的桥梁断面非定常绕流问题;桥梁风障减风效果与透风率大小、来流风攻角以及风障高度有密切关系。此外分析车道中心线处风剖面和风速折减系数变化曲线知道:风障减风效果大小随着风攻角由负变为正成线性下降趋势并且下游车道受风攻角的影响更为显著;但是风障减风效果并非随着透风率的增大呈线性变化趋势,而是在某一透风率范围内,风障减风效果趋于稳定,通过这一现象可以确定最优风障透风率大小。

关键词：曲线风障透风率三分力系数风剖面风速折减系数

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降雨入渗对浅埋膨胀土隧道稳定性影响分析

降雨入渗对浅埋膨胀土隧道稳定性影响分析

作者：郭震山华中科技大学

学位级别：硕士

降雨入渗使得浅埋膨胀土隧道围岩产生显著的增湿膨胀效应,围岩应力水平的增加将导致支护结构受力及变形增大,危及工程安全。因此开展膨胀土隧道在降雨入渗条件下的稳定性研究具有重要的工程应用价值。本文以某浅埋膨胀土隧道为工程依托... 详细信息

降雨入渗使得浅埋膨胀土隧道围岩产生显著的增湿膨胀效应,围岩应力水平的增加将导致支护结构受力及变形增大,危及工程安全。因此开展膨胀土隧道在降雨入渗条件下的稳定性研究具有重要的工程应用价值。本文以某浅埋膨胀土隧道为工程依托,通过室内试验、理论分析以及数值模拟相结合的方法进行一系列相关研究。主要研究内容和成果如下:(1)开展膨胀土室内试验,获取膨胀土的基本物理力学参数和膨胀潜势;根据直剪试验结果,建立膨胀土强度参数随含水率变化的经验公式;采用滤纸法测得膨胀土在吸湿过程中基质吸力随含水率的变化规律,对试验数据按V-G模型进行曲线拟合并确定拟合参数。(2)基于“湿度应力场理论”,提出一种结合FLAC3D软件中的渗流模块和热传导模块模拟膨胀土增湿膨胀效应的数值分析方法。根据渗流和热传导微分方程的相似性,确定温度场与渗流场中相关参数的转换关系,并通过编制相关FISH语言程序,实现对降雨入渗条件下的非饱和渗流和增湿膨胀过程的模拟。(3)采用上述数值分析思路,针对依托浅埋膨胀土隧道实际工程,对其在降雨入渗过程中围岩变形及支护结构受力特性进行分析研究,并对渗透系数、膨胀系数及降雨强度对支护结构受力的影响进行参数分析。结果表明:降雨入渗过程中,围岩水平应力增大明显,而垂直应力变化不大;支护结构逐渐由竖向挤压变形转变为水平向挤压变形;土体渗透系数、膨胀系数以及降雨强度对支护结构受力影响较大,在裂隙较为发育或膨胀性较强的膨胀土地区的隧道施工中,应提前做好隧道的防排水措施,严格控制雨水渗入量。

关键词：膨胀土隧道降雨入渗非饱和渗流增湿膨胀数值模拟