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考虑土体参数不确定性的供水管道地震响应分析

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哈尔滨工业大学学报 2023年第2期55卷 45-53页

作者：李锦强钟紫蓝史跃波韩俊艳侯本伟城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124

埋地管道周围土体性质沿管道纵向存在不确定性,直接影响到埋地管道的地震响应规律和抗震性能。为此,基于设计反应谱合成不同抗震设防烈度下的人工地震动,采用简化弹性地基梁模型,分析地震行波作用下的管道接口动力响应。考虑因安装环境... 详细信息

埋地管道周围土体性质沿管道纵向存在不确定性,直接影响到埋地管道的地震响应规律和抗震性能。为此,基于设计反应谱合成不同抗震设防烈度下的人工地震动,采用简化弹性地基梁模型,分析地震行波作用下的管道接口动力响应。考虑因安装环境差异、管道老化等因素引起的球墨铸铁管道接口强度的折减,分析土体重度、内摩擦角、黏聚力和土弹簧屈服位移4个不确定性参数对埋地球墨铸铁供水管道地震响应的影响规律,并对不同地震烈度、不同薄弱接口抗拉强度折减系数土参数不确定性规律进行总结归纳。算例分析表明:与确定性参数模型计算结果相比,4个不确定性参数对接口峰值动力响应的影响程度依次为黏聚力、内摩擦角、土体重度、土弹簧屈服位移,同时考虑4个不确定性参数的模型对结果影响最大,最大接口张开量的变异系数可高达9.54%;考虑土体参数不确定性的均值与确定性工况基本一致,最不利值为确定性工况的1.09~1.31倍;管道局部接口抗拉强度的折减对管道接口位移的响应影响显著。基于计算结果给出了不同地震动强度下接口薄弱系数与接口最大张开量的预测公式。

关键词：球墨铸铁供水管道土体参数不确定性蒙特卡洛抽样薄弱接口地震响应分析

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天然气管道系统地震响应分析

天然气工业 2005年第7期25卷 99-101,i023-i024页

作者：谭平东南大学振动中心

天然气、液化石油气管线系统遭到地震破坏,会引发严重的火灾、泄露、爆炸、污染等次生事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡,因而确保这些管系的抗震安全是极其重要的。为此,对一段天然气管道系统的地震激发的动态响应进行了分析。采用有... 详细信息

天然气、液化石油气管线系统遭到地震破坏,会引发严重的火灾、泄露、爆炸、污染等次生事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡,因而确保这些管系的抗震安全是极其重要的。为此,对一段天然气管道系统的地震激发的动态响应进行了分析。采用有限元建模方法,考虑了管系的复杂支撑、吊架、管系设备、弯头的影响,计算出了三维EIcentro地震激发的管系模态,管系位移、转角响应幅值,以及地震激发的管系模态响应系数。从计算结果看出,地震对管系的动态特性有着重要影响,在管道设计时应该对此加以考虑,并提出了提高管系抗震的措施。

关键词：管道系统地震响应分析天然气地震激发液化石油气地震破坏管线系统人员伤亡经济损失抗震安全动态响应建模方法响应系数计算结果动态特性管系有限元角响应地震对模态

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沉管隧道地震响应分析的并行计算

岩石力学与工程学报 2005年第15期24卷 2723-2727页

作者：郭毅之金先龙丁峻宏曹文宏上海交通大学高性能计算中心上海200030 上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海200070

采用全三维非线性建模方法建立了沉管隧道总体有限元模型,模型规模上节点总数超过100万,单元总数超过120万。由于系统的非线性,以及地震激励是一种时间历程,沉管隧道地震响应数值模拟的实质是一个超大规模非线性系统的瞬态响应计算问题... 详细信息

采用全三维非线性建模方法建立了沉管隧道总体有限元模型,模型规模上节点总数超过100万,单元总数超过120万。由于系统的非线性,以及地震激励是一种时间历程,沉管隧道地震响应数值模拟的实质是一个超大规模非线性系统的瞬态响应计算问题,因此导致目前在地震安全性评价领域普遍采用的串行算法、串行软件和普通的计算机无法胜任此工作。根据所用超级计算机的体系结构特点,采用并行区域分解算法,通过对沉管隧道总体模型合理分区来进行地震响应分析。地震波载荷选用调幅后的唐山地震波,应用通用的非线性动力分析有限元程序LS-DYNA进行求解,计算结果可为隧道的抗震设计提供有力依据。

关键词：隧道工程并行区域分解算法沉管隧道地震响应分析

预应力钢筋混凝土风力发电塔架的地震响应分析

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天津大学学报 2011年第2期44卷 126-133页

作者：毕继红任洪鹏尹元彪天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 新纪元综合咨询公司东京1250061

随着风力发电机向海上风力发电和单机大容量的趋势发展,预应力钢筋混凝土塔架将有更广阔的前景.为此,以功率2 MW的大型风力发电塔架为例,参考日本土木学会的风力发电塔架结构设计指南,提出了一种预应力钢筋混凝土塔架的设计方案,建立了... 详细信息

随着风力发电机向海上风力发电和单机大容量的趋势发展,预应力钢筋混凝土塔架将有更广阔的前景.为此,以功率2 MW的大型风力发电塔架为例,参考日本土木学会的风力发电塔架结构设计指南,提出了一种预应力钢筋混凝土塔架的设计方案,建立了结构计算模型,对其动力性能进行了研究,并做了地震响应分析.采用EL Centro实测地震波,对预应力钢筋混凝土塔架结构的有限元模型进行了仿真计算,并将时程分析结果与按设计指南提出的地震反应谱方法得出的设计值进行了比较分析;讨论了安全检查用工作洞口的设置对塔架结构抗震性能的影响;研究了不同的地震波入射角时塔架结构的地震响应,对该结构的抗震性能进行了详细的分析.结果表明,所提出的预应力钢筋混凝土结构形式不仅可以避免由叶轮脉动激励的共振响应,且具有较好的抗震性能,工作洞口的设置并不影响其抗震性能.研究结果将为预应力钢筋混凝土塔架的设计提供重要的理论依据.

关键词：风力发电预应力钢筋混凝土塔架有限元分析地震响应分析

海水-海床-桥梁系统地震响应分析分区并行方法研究

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中国科学：技术科学 2022年第10期52卷 1495-1508页

作者：孙杰陈少林王波陈宝魁王东升南京航空航天大学土木与机场工程系南京211106 南昌大学建筑工程学院南昌330031 河北工业大学土木与交通学院天津300401

我国沿海地区有多座已建或在建的跨海大桥,由于其位于环太平洋地震带上,地震较为频发,如何保障这些跨海大桥的地震安全十分重要.然而,跨海大桥地震反应分析涉及海水-海床-桥梁的相互作用,问题十分复杂,目前仍缺乏高效的分析方法.本文将... 详细信息

我国沿海地区有多座已建或在建的跨海大桥,由于其位于环太平洋地震带上,地震较为频发,如何保障这些跨海大桥的地震安全十分重要.然而,跨海大桥地震反应分析涉及海水-海床-桥梁的相互作用,问题十分复杂,目前仍缺乏高效的分析方法.本文将地震作用下海水-海床-桥梁系统的反应分析问题看作是地震波经基岩、海床、海水入射到跨海桥梁的散射分析问题,发展了一套地震作用下海水-海床-桥梁系统反应分析的高效方法,并编制了相关分析程序.首先,采用传递矩阵方法得到地震波入射时海水-海床-基岩水平成层场地的自由场,结合人工边界条件,实现地震波散射分析的输入;其次,将海水、饱和海床、基岩采用广义饱和多孔介质模型统一进行描述,将海域场地中海水、饱和海床、基岩间的耦合分析统一在广义饱和多孔介质模型计算框架下,并通过集中质量显式有限元方法实现,可避免不同介质及方程之间的相互耦合,实现海域场地的高效有限元分析;然后,将海域场地-桥梁系统进行分区,海域场地和桥梁分别建模,并选择适合各自特点的分析方法和计算时间步距,实现海域场地-桥梁相互作用的分区并行分析.最后,以港珠澳大桥青州航道桥为例,根据港珠澳大桥青州航道桥地震设防标准、所处海域条件,采用调幅后的3条实际地震动记录作为输入,分析了青州航道桥的地震响应特征.

关键词：港珠澳大桥地震响应分析海域流-固耦合统一分析框架土-结相互作用分区计算方法海水-海床-桥梁相互作用

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不同连接构造的预制拼装桥墩地震响应分析

哈尔滨工业大学学报 2022年第9期54卷 55-64页

作者：胡志坚闫明辉周知王洁金武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 黄河勘测规划设计研究院有限公司郑州450003

为了研究预制拼装桥墩的连接构造能否形成可靠的传力机制及其抗震性能,基于一组预制拼装桥墩拟静力试验,采用ABAQUS软件建立了试验桥墩的有限元模型并结合试验结果验证其有效性。在此基础上,分析现浇、波纹管浆锚连接和榫头+波纹管连接... 详细信息

为了研究预制拼装桥墩的连接构造能否形成可靠的传力机制及其抗震性能,基于一组预制拼装桥墩拟静力试验,采用ABAQUS软件建立了试验桥墩的有限元模型并结合试验结果验证其有效性。在此基础上,分析现浇、波纹管浆锚连接和榫头+波纹管连接的预制拼装桥墩的地震动力响应。之后,进一步研究轴压比和配筋率对新型带榫头构造的预制拼装桥墩地震动力响应的影响规律。结果表明:在结构形式和地震作用均相同的条件下预制拼装桥墩和现浇桥墩的动力响应结果基本一致。有榫头构造较平面接缝的预制拼装桥墩的位移响应、残余位移、塑性损伤程度更小,榫头构造提高了预制拼装桥墩的抗震性能。通过参数分析发现,轴压比越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越大,剪力响应和地震耗能更大;纵筋配筋率越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越小,剪力响应越大,但在1%~2%之间,对地震耗能的影响不显著。

关键词：预制拼装桥墩连接构造有限元模拟地震响应分析参数分析

变压器及套管隔震体系振动台试验及地震响应分析

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振动与冲击 2012年第21期31卷 22-29页

作者：曹枚根周福霖谭平中国电力科学研究院北京100055 广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室广州510405

国内外震害分析表明,变压器及套管的抗震能力薄弱,地震中破坏型式多样。提高变压器及套管抗震能力的关键是降低加速度响应。隔震技术具有隔震机理明确、减震效果明显的特点,得到了广泛地应用。首先,提出了变压器适用的隔震层设计方案。... 详细信息

国内外震害分析表明,变压器及套管的抗震能力薄弱,地震中破坏型式多样。提高变压器及套管抗震能力的关键是降低加速度响应。隔震技术具有隔震机理明确、减震效果明显的特点,得到了广泛地应用。首先,提出了变压器适用的隔震层设计方案。通过组合隔震支座的研制与力学性能试验研究,得到了相关力学性能参数,所研制的隔震支座具有力学性能稳定、滞回耗能能力强等特点。其次,设计了一台真型变压器及套管试验模型,开展了不同地震输入下,变压器隔震前后的振动台抗震试验,分析了变压器及套管的动力特性及地震响应。试验分析表明,隔震后变压器的自振频率有较大降低,除Taft输入下隔震效果不理想外,其它地震输入时变压器加速度等地震响应均有较明显的降低。最后,采用ANSYS建立试验变压器的数值模型,开展了两种隔震方案的变压器地震响应数值分析,分析与试验结论基本一致。上述研究对今后开展变压器隔震设计与应用具有重要的参考意义。

关键词：变压器及套管隔震技术振动台试验地震响应分析

基于全时程迭代的黏滞阻尼器减震结构地震响应分析方法研究

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振动与冲击 2020年第6期39卷 89-97页

作者：贾传果苟英旗李建广周越李英民杨溥重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

准确地估算附加等效阻尼系数对于黏滞阻尼器减震结构的设计具有实用意义。该论文从线性化基本理论出发,通过阻尼器-结构耦合关系分析,提出一种基于全过程迭代和耗能相等的等效阻尼系数计算方法。计算方法物理意义明确,同时考虑了黏滞阻... 详细信息

准确地估算附加等效阻尼系数对于黏滞阻尼器减震结构的设计具有实用意义。该论文从线性化基本理论出发,通过阻尼器-结构耦合关系分析,提出一种基于全过程迭代和耗能相等的等效阻尼系数计算方法。计算方法物理意义明确,同时考虑了黏滞阻尼器自身参数和结构动力响应对等效阻尼系数的影响,且迭代过程具有收敛速度快、计算精度高等优点。该论文通过对多个算例的地震响应分析,并与精细化方法进行对比验证了该计算方法的可靠性。

关键词：黏滞阻尼器等效阻尼系数全时程迭代地震响应分析

基于ANSYS平台的高速列车-轨道-桥梁时变系统地震响应分析

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振动与冲击 2013年第21期32卷 58-64页

作者：刘常亮尹训强林皋李建波胡志强大连理工大学海岸与近海国家重点实验室抗震分室辽宁大连116024

以ANSYS为平台,引入虚拟节点建立轮-轨耦合时变单元,并结合UPFs开发特点在通用有限元软件中形成了,适用于地震响应分析的高速列车-轨道-桥梁时变系统模型。所提出的方法中,通过设置质点-弹簧-阻尼器模拟轨道与桥梁的相互作用,以刚体动... 详细信息

以ANSYS为平台,引入虚拟节点建立轮-轨耦合时变单元,并结合UPFs开发特点在通用有限元软件中形成了,适用于地震响应分析的高速列车-轨道-桥梁时变系统模型。所提出的方法中,通过设置质点-弹簧-阻尼器模拟轨道与桥梁的相互作用,以刚体动力学方法模拟其余列车子系统,并利用有限元法模拟轨道-桥梁耦合子系统,进而基于几何相容条件和相互作用力平衡模拟了列车-轨道-桥梁时变系统的动态耦合关系,以地震加速度时程作为该系统的输入激励,通过大质量法施加于轨道-桥梁子系统中。最后,通过数值算例及实际工程应用验证了该时变系统的可靠性和良好的适用性,同时可以看出,结合通用有限元软件丰富的结构单元模型及非线性分析能力,该时变系统模型具有解决大型复杂的实际工程问题的潜力。

关键词：高速列车时变系统地震响应分析 ANSYS UPFs