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桩与土非线性耦合扭转振动特性分析

中国公路学报 2009年第5期22卷 41-47页

作者：尚守平任慧曾裕林余俊湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

在Novak边界层模型基础上,将桩周土分为非线性粘弹性内域和线弹性外域,采用随内域平均应变减小的等效剪切模量和增长的等效材料阻尼比近似考虑桩周土的非线性,并采用等效线性法对桩与土层耦合扭转振动进行了研究,得到了考虑桩-土动力相... 详细信息

在Novak边界层模型基础上,将桩周土分为非线性粘弹性内域和线弹性外域,采用随内域平均应变减小的等效剪切模量和增长的等效材料阻尼比近似考虑桩周土的非线性,并采用等效线性法对桩与土层耦合扭转振动进行了研究,得到了考虑桩-土动力相互作用的单桩桩顶扭转角及其扭转动力阻抗函数,然后通过算例对桩-土体系进行了扭转振动特性的参数分析。结果表明:桩顶激振扭转荷载的频率和幅值、外域土与桩的剪切波速比、内域土非线性范围以及桩长径比等因素对非线性土中单桩扭转动刚度和阻尼具有较大影响,所得结论为进一步研究桩-土-桥梁结构非线性动力相互作用机理提供了理论基础。

关键词：桥梁工程桩-土动力相互作用等效线性法耦合扭转振动动力阻抗函数非线性粘弹性

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跟踪微分器的等效线性分析及优化

浙江大学学报（工学版） 2018年第2期52卷 224-232页

作者：劳立明陈英龙赵玉刚周华浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 中国船舶重工集团第七0七研究所九江分部江西九江332007

为了解决跟踪微分器跟踪函数选取多样、参数调整困难的问题,研究跟踪微分器在平衡点附近的等效线性模型.提出平衡点附近非线性跟踪微分器的统一型式,用Lyapunov方法证明统一模型的稳定性.将统一模型在平衡点处线性化,得到不同非线性结... 详细信息

为了解决跟踪微分器跟踪函数选取多样、参数调整困难的问题,研究跟踪微分器在平衡点附近的等效线性模型.提出平衡点附近非线性跟踪微分器的统一型式,用Lyapunov方法证明统一模型的稳定性.将统一模型在平衡点处线性化,得到不同非线性结构对线性化参数的影响,仿真算例验证了线性化模型的等效性.基于等效线性模型的频率特性分析跟踪微分器的滤波性能及相位滞后,据此提出跟踪微分器的参数优化方法.提出前馈补偿的复合跟踪微分器,减小相位滞后并抑制前馈噪声.数值仿真结果验证了跟踪微分器参数优化方法的可行性,表明所提复合跟踪微分器具有最佳的跟踪误差与微分误差组合.

关键词：跟踪微分器等效线性法频率特性相位滞后前馈补偿

超高心墙堆石坝大型振动台模型试验及数值模拟

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水力发电学报 2011年第6期30卷 20-24页

作者：袁林娟刘小生汪小刚赵剑明洪桂标刘启旺陈宁中国水利水电科学研究院北京100044 中国农业大学北京100083 浙江省水利水电勘测设计院杭州310002

我国西南强震区兴建高坝抗震问题非常突出。振动台模型试验是研究土石坝动力反应和震害机理、验证动力计算方法的有效手段。论文以300m级的双江口超高心墙堆石坝为依托,介绍了大型振动台模型试验,并利用等效线性模型对模型坝进行了数值... 详细信息

我国西南强震区兴建高坝抗震问题非常突出。振动台模型试验是研究土石坝动力反应和震害机理、验证动力计算方法的有效手段。论文以300m级的双江口超高心墙堆石坝为依托,介绍了大型振动台模型试验,并利用等效线性模型对模型坝进行了数值计算。通过对试验值和计算值的比较,验证了等效线性模型能较好的模拟坝体的动力反应。两种方法均反映出坝体最危险位置在下游坝坡0.75～0.85H处,且空库比满库的地震反应明显偏大。但是,有限元难以准确模拟松散边坡的表面放大效应,可能导致计算结果偏小;且等效线性方法属于非线性粘弹性模型,不能反映先期振动和坝体破坏过程。

关键词：振动台模型试验心墙堆石坝等效线性法加速度放大倍数

双江口心墙堆石坝三维动力分析及模型试验验证

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水力发电学报 2012年第5期31卷 198-202页

作者：袁林娟刘小生汪小刚戴晨杨正权杨玉生刘启旺中国农业大学北京100083 中国水利水电科学研究院北京100044 中国水利水电对外公司北京100011

介绍世界上最高的心墙堆石坝——双江口大坝的振动台模型试验,并利用等效线性方法对模型坝进行三维动力有限元分析,得到坝体加速度放大倍数沿坝高、坝轴线和顺河向的分布规律,并验证了利用等效线性方法进行堆石坝的动力分析是基本可行... 详细信息

介绍世界上最高的心墙堆石坝——双江口大坝的振动台模型试验,并利用等效线性方法对模型坝进行三维动力有限元分析,得到坝体加速度放大倍数沿坝高、坝轴线和顺河向的分布规律,并验证了利用等效线性方法进行堆石坝的动力分析是基本可行的。但是有限元难以准确模拟下游松散边坡的表面放大效应,可能导致计算结果偏小,且地震动输入较大时,等效线性方法计算结果误差较大。根据原型坝的数值分析可知,原型坝加速度反应的总体规律计算值与试验值大致相同,利用模型试验相似率推算的原型坝自振频率也与计算值相差不大。说明利用振动台模型试验研究高堆石坝的动力特性和动力反应有重要参考价值。

关键词：水工结构三维动力分析振动台模型试验心墙堆石坝等效线性法

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非线性土中单桩竖向动力特性分析

工程力学 2008年第11期25卷 111-115页

作者：尚守平任慧曾裕林余俊湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

在Novak边界层模型基础上,将桩周土分为非线性粘弹性内域和线性粘弹性外域,采用随内域平均应变减小的剪切模量和增长的材料迟滞阻尼比近似考虑内域的非线性粘弹性,采用等效线性方法对端承桩与三维土层的竖向耦合振动进行了研究,得到了... 详细信息

在Novak边界层模型基础上,将桩周土分为非线性粘弹性内域和线性粘弹性外域,采用随内域平均应变减小的剪切模量和增长的材料迟滞阻尼比近似考虑内域的非线性粘弹性,采用等效线性方法对端承桩与三维土层的竖向耦合振动进行了研究,得到了非线性土中单桩竖向动力阻抗函数。对动力特性进行算例分析,讨论了内域土非线性、桩长细比、桩-土刚度关系和密度比、材料阻尼、激振荷载幅值等因素对非线性土中单桩竖向动刚度和阻尼的影响,对进一步研究桩-土-结构动力相互作用机理具有理论价值和实践意义。

关键词：桩-土动力相互作用竖向耦合振动等效线性法非线性粘弹性动力阻抗函数

级配砂石地基条件下核安全级廊道结构地震响应分析

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地震工程与工程振动 2020年第1期40卷 22-29页

作者：王桂萱郭朝禹尹训强滕浩钧史超大连大学土木工程技术研究与开发中心辽宁大连116622 深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518057

级配砂石处理核安全级廊道结构的软弱地基有良好的发展前景,发展级配砂石地基条件下的廊道地震响应分析模型是评价其抗震安全性的关键问题。以某核电厂废液输送机排放廊道为研究对象,通过引入等价线性法描述近场级配砂石地基的非线性特... 详细信息

级配砂石处理核安全级廊道结构的软弱地基有良好的发展前景,发展级配砂石地基条件下的廊道地震响应分析模型是评价其抗震安全性的关键问题。以某核电厂废液输送机排放廊道为研究对象,通过引入等价线性法描述近场级配砂石地基的非线性特征,在分析模型底部施加黏性边界模拟半无限空间,在截断边界的两侧施加黏性边界考虑波动的逸散效果,通过无厚度Goodman单元模拟廊道结构与周围地基的摩擦效应,并利用基于有限元法的自由场响应分析实现地震动输入,从而建立了级配砂石地基条件核安全级廊道结构地震响应分析计算模型。最后,通过开展级配砂石与回填素混凝土两种地基处理条件的廊道地震响应对比分析,该模型表现出良好的规律性及工程应用效果。研究成果可为在建项目、后续核电项目此类问题的地基处理提供借鉴与参考。

关键词：安全级廊道级配砂石地基等效线性法接触分析地震响应

考虑地震作用下核安全级廊道地基处理方案的对比研究

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地震工程与工程振动 2019年第4期39卷 105-114页

作者：尹训强滕浩钧王桂萱大连大学土木工程技术研究与开发中心

如何合理有效地处理核安全级廊道下的软土地基对于提高其抗震安全性具有重要的工程实用价值。以国内某核电厂的废液输送机排放廊道实际工程为背景,给出了不同地基处理方案的数值计算模型以及评价分析流程。首先,针对该廊道实际工程条件... 详细信息

如何合理有效地处理核安全级廊道下的软土地基对于提高其抗震安全性具有重要的工程实用价值。以国内某核电厂的废液输送机排放廊道实际工程为背景,给出了不同地基处理方案的数值计算模型以及评价分析流程。首先,针对该廊道实际工程条件,提出素混凝土、级配砂石以及桩基三种预处理方案;进而,建立了核安全级廊道结构的动力相互作用模型来考虑抗震适宜性的影响,其中,通过引入等价性法描述近场软土及级配砂石地基的非线性特征,施加能量传递边界模拟半无限空间辐射阻尼效应,采用无厚度Goodman单元模拟廊道结构与周围地基的摩擦效应。最后,通过综合考量三种地基处理方案的抗震适宜性及经济性,给出本工程的最佳设计方案。该研究成果可为后续核电项目中的此类问题提供借鉴与参考,并对级配砂石材料在软土地基处理中的应用提供理论基础。

关键词：安全级廊道软土地基处理等效线性法接触分析地震响应

移动列车作用下大直径顶管群和路基的动力变形和应力

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长江科学院院报 2020年第11期37卷 96-101页

作者：朱庆华张峰邵勇何勇秦忠国江苏省水利勘测设计研究院有限公司江苏扬州215000 河海大学力学与材料学院南京211100 江苏省水利厅南京211000

大直径顶管下穿重要铁路干线时,路基的承载力和动力特性必将发生改变,铁路部门要求列车运行时顶管上方竖向动位移与顶管施工前相比变化量≤5 mm。对列车驶过顶管群上方铁路的过程进行了数值模拟,给出路基瞬时竖向位移和顶管附加动应力... 详细信息

大直径顶管下穿重要铁路干线时,路基的承载力和动力特性必将发生改变,铁路部门要求列车运行时顶管上方竖向动位移与顶管施工前相比变化量≤5 mm。对列车驶过顶管群上方铁路的过程进行了数值模拟,给出路基瞬时竖向位移和顶管附加动应力等结果。采用三维有限元Newmark动力时程分析法和seed等效线性法模拟路基的振动软化,按照实际工程考虑6根直径4.7 m的顶管群下穿京沪铁路,计算列车速度分别为100,200 km/h。计算结果表明,在管道埋深12 m时,路基最大竖向动位移增加1.3 mm,顶管受到的附加拉(压)动应力为0.14 MPa左右,顶管群对铁路运行的影响在容许范围内。

关键词：铁路地基振动顶管群等效线性法有限元法时程分析

屈曲约束支撑混凝土框架结构地震反应折减系数研究

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土木工程学报 2016年第S1期49卷 101-106页

作者：沈榕吴京谢钦东南大学江苏南京210037

提出了一种运用静力推覆和FEMA440等效线性法求解结构体系地震反应折减系数的直接方法,运用此方法分析了按同一剪重比设计的3层、6层、9层的屈曲约束支撑混凝土框架地震反应折减系数,并用时程分析对结果加以验证。结果表明:运用此方法求... 详细信息

提出了一种运用静力推覆和FEMA440等效线性法求解结构体系地震反应折减系数的直接方法,运用此方法分析了按同一剪重比设计的3层、6层、9层的屈曲约束支撑混凝土框架地震反应折减系数,并用时程分析对结果加以验证。结果表明:运用此方法求解R值能够避免了繁琐的试算过程,具有足够的精度和保证率,屈曲约束支撑混凝土框架R值相比普通混凝土框架有明显提高。

关键词：地震反应折减系数等效线性法屈曲约束支撑混凝土框架 Pushover分析