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基于极限分析上限定理,考虑堆石料内摩擦角较大以及抗剪强度具有非线性的特性,提出一个用于求解土石坝极限抗震能力的有限元计算方法。该方法通过功能平衡条件、位移协调条件、边界条件、屈服条件以及所求极限荷载,形成标准的二阶锥规划数学模型,并用内点法进行优化迭代求解,得到土石坝坡极限抗震能力的上限值。运用该方法对一个典型面板堆石坝进行抗震极限分析。结果表明:按规范设计的土石坝具有较强的抗震能力,且竖向地震力对大坝的极限抗震能力存在一定影响;此外上限有限元法具有较高的计算精度及工程实用价值。 相似文献
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现行碾压土石坝设计规范（DL/T5395-2007）明确规定只适用于低于200 m土石坝,随着设计施工技术的发展对于超过200 m的高土石坝坝坡设计安全标准问题亟待解决。相对安全率理论把可靠指标和安全系数置于同一平台进行关联和映射。现行碾压土石坝设计规范规定的低于200 m的土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2。基于风险控制原则提出200~250 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.45,250~300 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.7,相应的地震工况高土石坝坝坡稳定安全系数1.35和1.4,高土石坝工程实例地震工况下坝坡稳定安全系数均满足所提安全系数标准值。 相似文献
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现行碾压土石坝设计规范（DL/T5395-2007）明确规定只适用于低于200 m土石坝,随着设计施工技术的发展对于超过200 m的高土石坝坝坡设计安全标准问题亟待解决。相对安全率理论把可靠指标和安全系数置于同一平台进行关联和映射。现行碾压土石坝设计规范规定的低于200 m的土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2。基于风险控制原则提出200~250 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.45,250~300 m高土石坝坝坡允许可靠指标取4.7,相应的地震工况高土石坝坝坡稳定安全系数1.35和1.4,高土石坝工程实例地震工况下坝坡稳定安全系数均满足所提安全系数标准值。 相似文献
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《国际地震动态》2019,(11)
正重大岩土工程在建设和运行中存在着若干不确定因素,进而导致重大岩土工程风险的存在。由于风险评估能够为重大岩土工程建设的科学决策提供重要依据,因而受到学术界和工程界的广泛关注,是当前岩土工程领域研究的重点课题。半个世纪以来,岩土工程界在该领域开展了一系列的研究工作,取得了一些有价值的研究成果。应该强调,重大岩土工程风险评估作为科学问题提出并服务于工程建设决策的研究起步较晚,同时重大岩土工程风险评估也是一个涉及多学科的复杂问题,开展这一领域的研究具有很大的挑战。本文主要研究重大岩土工程风险评估基础理论,在工程风险的基本概念、风险评估框架、风险因素分析与风险评估方法、可接受风险标准等方面开展一系列基础理论研究,取得如下主要成果:(1)重大岩土工程风险的基本概念研究。系统梳理和总结了风险定义的演变过程,从哲学层面上总结分析了风险的概念,认为风险定义具有本体地位,把风险定义为,对人类有价值的事物产生不确定性后果的状态。在论述实在论和建构论风险观的基础上,提出风险理论连续统一体的概念。根据本文的风险定义,在分析重大岩土工程不确定性的来源及其分类的基础上,把重大岩土工程风险定义为工程失事对人员生命、经济、环境与社会以及工程自身等造成潜在的损失及其可能性。(2)重大岩土工程风险评估基本框架研究。在讨论和分析重大岩土工程风险研究现状和背景基础上,构建了风险科学与岩土工程相结合的理论框架和学科体系,目的是将风险科学理论和方法与岩土工程相结合,解决重大岩土工程风险评估的内容与框架问题。本文把重大岩土工程风险评估划分为明确背景、风险识别、风险估计与风险评价4个阶段,并给出了工程风险评估的基本流程。根据风险评估基本流程,提出了重大岩土工程风险评估研究内容,具体包括风险评估内涵、风险因素分析框架、风险评价标准和风险评估方法研究等4个方面内容。论文认为,重大岩土工程风险评估是风险科学在岩土工程中应用的初级阶段,基于风险的重大岩土工程设计理论则是风险科学在岩土工程中应用的高级阶段和发展方向,认为重大岩土工程应由基于性能设计向基于风险设计理念转变。(3)重大岩土工程风险因素分析和风险评估方法研究。建立了重大岩土工程风险因素分析框架,主要包括外部的危险性因素和工程内部的易损性因素以及工程失事影响区域承灾体的脆弱性因素。结合风险评估必须回答的3个问题,本文系统地论述了重大岩土工程风险识别方法、风险概率估计方法和工程失事的损失估计方法、风险估计方法以及减轻风险的评价方法。其中,岩土工程风险概率估计采用可靠度法和易损性估计方法,并给出了多种失效失稳破坏模式下的风险概率估计方法;损失估计方法主要讨论了损失估计的基本模型、生命损失估计、经济损失估计、社会与环境影响估计方法。根据我国的基本国情,探索建立重大岩土工程风险估计货币化方法。(4)重大岩土工程可接受风险标准的初步研究。论文首先阐明可接受风险概念及其标准。在问卷调查的基础上,参考国内外已有的研究成果,提出了我国重大岩土工程生命、经济、社会与环境可接受风险标准的建议值。岩土工程个人生命可接受风险标准的建议值为:个人可容忍风险标准为10–5/年,可接受风险标准为10–6/年,可忽略风险标准为10–8/年;绘制了重大岩土工程社会生命可接受风险的FN曲线(生命损失数量累积概率曲线),并建议了曲线的相关参数;绘制了重大岩土工程经济可接受风险标准的FD曲线(经济损失金额累积概率曲线),并给出曲线的相关参数的建议值;根据生活质量指数(LQI)和生命统计价值(VSL)模型计算了减轻生命风险的公共决策成本标准;提出了社会稳定与环境可接受风险的等级标准。这项工作可为重大岩土工程风险评价提供标准,为减轻工程风险决策提供了重要依据。(5)开展高土石坝地震风险评估示例研究。本文通过搜集、整理和分析国内外学者公开发表的高土石坝震害实例的研究文献,对高土石坝地震危险性、地震破坏形式和地震易损性进行了分析。按照本文提出的重大岩土工程风险评估流程、方法和风险可接受标准,对某高土石坝地震风险进行了评估。论文对该高土石坝地震风险进行了背景分析、风险识别、风险概率估计、工程自身破坏损失估计。估计了地震溃坝情况下,溃坝下游区域的灾害损失。选取坝坡失稳和永久变形两种破坏模式开展高土石坝地震风险概率估计。对于坝坡失稳破坏模式,采取相对可靠度法的安全率估算失效概率;对于坝体永久变形破坏模式,采用坝顶相对沉陷地震易损性分析方法,绘制出了不同地震动加速度的工程地震易损性概率曲线。该高土石坝地震破坏直接经济损失根据易损性指标进行评估。假设该高土石坝出现地震溃坝,对工程下游影响区域的生命损失、经济损失、社会与环境影响进行了粗略的估计。根据本文提出重大岩土工程可接受风险评价标准,给出了某高土石坝地震风险评价的结论。 相似文献
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对土石坝振动台模型试验理论和技术进行系统阐述,提出基于原型和模型坝料静、动力特性试验的模型相似设计方法和不同强度地震动递进输入(白噪声微振-设计地震-校核地震-破坏试验)的振动试验方法。基于1g大型振动台和ng超重力离心机振动台设备性能现状,结合高土石坝的结构特点和动力试验相似模拟要求,对土石坝振动台模型试验的优势及局限进行深入讨论。结合已有的工程实践,对土石坝振动台模型试验在工程中的应用进行总结,并以某实际高面板堆石坝为例研究面板坝生命周期内经历多次地震情况下结构动力特性的演化规律。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2021,41(4)
为了评估大区域供水管网的综合抗震能力,分析了城市供水管网脆弱性的影响因素,并基于行业年鉴等数据资源建立了中国大陆区域供水管网综合抗震能力分析数据库。利用突变理论和模糊综合评价模型,建立了区域供水管网抗震能力评估指标体系,提出了区域综合抗震能力评估方法,结合720个城市供水管网管材、场地类别、城市类别、抗震设防等数据和评估影响指标,计算了每个城市基础抗震能力、供水管网自身抗震能力和综合抗震能力指数。建立了区域基础抗震能力分级和供水管网综合抗震能力分类标准,对中国大陆城市供水管网进行了分级和分类。利用ArcGIS计算并绘制了区域基础抗震能力分级图和供水管网综合抗震能力分类图。 相似文献
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《世界地震工程》2017,(4)
基于地震工程模拟平台Open SEES,研究了型钢混凝土(SRC)框架的数值建模方法。根据试验结果对比了3种不同非线性梁柱单元模型的计算效果,确定了最优单元模型。基于Open SEES平台和增量动力分析(IDA)方法研究了型钢混凝土框架结构的地震易损性。设计了3个具有不同柱梁抗弯承载力之比的结构,对其进行IDA分析,获得了各模型的抗震能力曲线。根据结构抗震能力曲线,求解了结构的地震易损性曲线,得到了结构在地震作用下各性态点的超越概率。对场地地震危险性进行分析,获得了场地地震危险性概率模型。基于结构地震易损性曲线及场地地震危险性概率模型,计算了结构各性态点的年平均超越概率。结果表明:柱梁抗弯承载力之比对计算结果的影响显著,随着柱梁抗弯承载力之比的增大,结构在特定地震动作用下倒塌的概率呈减小趋势。 相似文献
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基于MVFOSM有限元可靠度方法的结构整体概率抗震能力分析 总被引：4，自引：2，他引：2
结构整体概率抗震能力分析既属于结构体系抗力统计分析研究内容,也属于地震易损性分析研究范畴,多采用数值模拟方法.作为一种不确定性传递的近似解析分析工具,平均值一次二阶矩方法(MVFOSM)广泛地应用于结构构件抗力的统计分析,但是很难应用于结构整体抗力的统计分析,主要困难在于结构反应是基本随机变量的隐式函数,梯度信息很难得到.将结构体系抗力的统计分析和地震易损性分析结合起来,通过基于MVFOSM的有限元可靠度方法,以新一代的地震工程模拟仿真软件OpenSees为计算平台,以最大层间位移角作为结构整体抗震能力参数,对钢筋混凝土框架结构的整体概率抗震能力进行分析,并用Monte Carlo模拟法结果进行验证,从而建立了钢筋混凝土框架结构的整体概率抗震能力模型.算例分析表明,MVFOSM有限元可靠度方法的精度和效率都很高,只需要进行一次有限元分析即可较为准确地获得结构整体概率抗震能力的前二阶矩信息. 相似文献
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高层钢结构地震失效模式控制的失效路径修正法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文主要研究高层钢框架结构的地震失效模式及其控制方法。首先,给出了高层钢结构的地震失效模式的分析方法;其次,提出了根据结构的失效路径来加强构件对高层钢结构的地震失效模式进行控制的方法;然后,提出了结构整体抗震能力的分析方法以及分别相应于设计能力和屈服能力的能力储备分析方法;最后,通过对一座15层的钢框架结构进行典型地震动下的极限时程分析和极限pushover分析,得到高层钢框架结构的失效模式和整体抗震能力以及相应于最弱失效模式的能力储备,并验证了本文中地震失效模式控制方法的有效性。本文的研究表明,高层钢结构的地震失效模式控制可以采用结构失效路径修正(薄弱构件加强)来实现。 相似文献
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为了提高铁路房屋的抗震能力,分析地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能,提出基于荷载—变形关系联合评估的地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应评估模型。构建地震动竖向分量的力学响应评估模型,识别铁路房屋的地震屈服响应参数,采用荷载—变形关系和极限荷载结合的方法进行铁路房屋的地震屈服响应应力评估,分析地震动竖向分量对铁路房屋的响应。建立动量平衡方程和弯矩平衡方程,构建铁路房屋的地震响应的三阶段荷载—变形模式,实现地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能评估模型的优化设计。测试结果表明,采用该模型能有效分析地震动竖向分量对铁路房屋的地震响应性能影响,Simulink仿真结果和有限元模拟结果的准确性较高,力学参数辨识性能优越,计算结果准确可靠。 相似文献
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淄博市及其邻近地区活断层地震危险性评价 总被引：1，自引：1，他引：0
本文是山东省防震减灾“十五”重点项目(SD10503)—淄博市活断层探测与地震危险性评价项目的一个子课题和山东省自然科学基金青年基金(Q97E1142)——郯庐断裂带强震孕育动力学模型及其数值模拟研究部分研究成果的总结.在分析研究地震地质、地球物理、断层综合地球物理探测、探槽开挖、断层活动性鉴定等技术手段获得的反映区域地震构造环境、深部构造背景、活动断裂长期滑动习性的定性和定量资料、历史与现代地震活动性和地球动力学资料的基础上,甄别出具有发生破坏性地震的活断层段.同时利用定性、定量和综合判定方法,评价了淄博市及其邻近地区主要断层的地震危险性.本项研究成果为淄博市城区地震小区划、震害预测和断层危害性评价提供了基础依据. 相似文献
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油田企业贮油(液)罐抗震能力评价方法 总被引：3，自引：3，他引：0
油田设施抗震能力评价方法和实践是目前各多地震国家地震工程学术界和工程界广泛关注的课题。本文以贮油(液)罐为研究对象,以其抗震设计方法为依据,开发出其抗震能力评价方法,并用胜利油田立式贮油(液)罐为例,实践了这一方法。 相似文献
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土石坝振动台模型试验颗粒流数值模拟分析 总被引：2，自引：0，他引：2
目前一般采用振动台试验、离心振动台试验和有限元动力分析来获得土石坝在设计地震荷载作用下的形态和抗震性能。本文结合孔宪京等的土石坝振动台试验结果开展了颗粒流细观数值模拟研究,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,形象而直观地表现出坝体在动力荷载作用下的破坏特征。数值模拟规律与振动台试验规律基本一致。同时还分析了坝体颗粒粘结强度和地震峰值加速度变化对坝体破坏特征的影响。数值结果表明,当颗粒间粘结强度较低时,表现为坝体表面颗粒的滑动破坏,粘结强度稍大时,会出现局部的小块颗粒团整体滑动破坏;随着峰值加速度的增大,坝顶沉降量在增大,坝体破坏特征不变。 相似文献
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本文介绍了国内外关于应力降研究及应用的一些进展。对应力降定义及计算方法进行简要介绍,对地震应力降整体特征、应力降与地震大小、应力降与构造环境、应力降与序列类型等之间的关系进行简要综述,重点讨论了应力降在震后趋势判定中的可能应用,并对应力降计算结果的不确定性进行了初步讨论。应力降表征地震错动导致的位错面上的应力变化,其定义为地震前后初始应力σ_0与终止应力σ_1之差。地震应力降数值大多为零点几兆帕至数十兆帕,以10MPa以下的居多。应力降与震级、震源深度、构造环境、震源机制、序列类型等之间的关系复杂,对此,也存在诸多不同的认识。消除震级影响之后,地震序列应力降随时间持续升高的现象,对后续强余震有一定的时间指示意义。值得注意的是,诸多因素均会影响应力降的计算结果,数值实验结果显示,拐角频率、零频极限的综合误差对应力降计算结果影响显著,二者不确定性造成的应力降计算误差几乎完全覆盖余震应力降随时间的变化。 相似文献