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在工程场地地震动的研究中 ,一维场地地震反应计算是一种常用的方法 ,但在计算模型、土层参数和输入地震动等环节上均存在不同程度的不确定性。本文较系统地回顾与总结了有关场地地震反应分析不确定性研究的历史和现状 ,在此基础上重点研究了土参数不确定性对场地地震反应分析的影响。本项研究首先探讨了土层剪切波速、厚度、密度以及非线性特性等的不确定性问题 ,在详细讨论分析以往的统计结果和计算方法的基础上 ,给出了土参数不确定性模型的合理估计 ,建立了土参数随机分布模型。考虑到一次二阶矩方法的精度不高 ,而且一般只适用于小参数… 相似文献
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基于u-p有限元公式模拟饱和砂土中水和土颗粒完全耦合效应,建立液化侧向流场地群桩动力反应分析的三维数值模型。模型中,砂土采用多屈服面弹塑性本构模型模拟、黏土采用多屈服面运动塑性模型模拟,群桩在计算过程中保持线弹性状态;采用20节点的六面体单元和考虑孔压效应的20-8节点分别划分黏土层和饱和砂层;选用剪切梁边界处理计算域的人工边界,模拟地震过程中土层的剪切效应;应用瑞利阻尼考虑体系的阻尼效应。随后对比分析2×2群桩中各单桩的地震反应规律,结果表明,各单桩的弯矩、位移时程规律基本一致,峰值弯矩及峰值位移出现时刻滞后于输入加速度峰值时刻,上坡向桩的弯矩和位移峰值大于下坡向的桩的反应值。接着通过改变桩间距研究群桩效应,随着桩间距增加,群桩中各单桩的弯矩最大值均出现在土层分界处,且各单桩的弯矩、桩顶位移逐渐增大。最后给出液化侧向流场地群桩效应的基本原因,得出该类场地群桩抗震设计的基本认识。 相似文献
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基岩弹性刚度对土层地震反应的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
将基岩上均匀、各向同性土层的地震反应,简化为置于弹性支座上的一维剪切梁模型进行分析。将地震激励假定为白噪声谱,在随机边界激励下,主要探讨了土层与基岩2种介质间的波阻抗比、波速比、土层厚度和阻尼特性对土层地震反应的影响。计算结果表明,对于一定的土层厚度,在一定阻尼比条件下,土层和基岩的阻抗比小到一定程度时,可以将基岩假定为刚性约束,而误差可以控制在一定的范围内。 相似文献
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周克森 《地震工程与工程振动》1996,(4)
本文首先引入一个“二维”时间座标，并通过出因子δ－θ推广的动力显式差分方程，使得在任何情况下上层非线性地震反应均可获得稳定、收敛的计算结果。为了进一步底探讨基底及其界面的扰动影响，文中给出了三种不同的差分格式，结果虽基本一致，但仍以中心差分格式为宜。土的非线性本构关系，在多种可供采用的模型中，本文选取了工程上常用的“双曲骨架”模型，其优点在于：在积分过程中，只需调整两个相关因子，即可同时拟合土层的实测阻尼。最后，本文通过几个典型算例的分析表明，对于土层结构复杂且间有软弱（低速）层时，其地震反应与等效线性方法给出的相应结果相比，具有明显差异。 相似文献
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中硬场地对华北地区不同地震环境地震动反应谱的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《国际地震动态》2015,(9)
<正>以华北地区典型中硬工程场地为研究对象,运用一维等效线性方法进行土层地震反应分析计算,研究中硬场地对不同地震环境地震动反应谱的影响。采用地震危险性确定性分析方法得到的基岩反应谱作为输入地震动,收集华北地区中硬场地的钻孔资料、剪切波速及动三轴土样试验资料,并挑选典型的钻孔建立土层模型,进行大量的土层地震反应分析计算,从而得到多种地震环境下不同周期反应谱值的土层反应分 相似文献
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场地土层剪切波速测试不可避免会存在误差,误差达30%左右。目前,在对剪切波速误差对土层地震反应计算影响的研究中,设计波速误差或者设计土层模型的方式偏于理想化。为更接近现实情况,本文基于实测土层模型,用蒙特卡洛方法研究剪切波速误差对土层地震反应计算结果的影响。本文搜集并建立了均匀分布在山东地区的132个场地计算模型,涵盖了山东境内分布广泛的Ⅱ类场地和Ⅲ类场地。根据蒙特卡洛随机模拟原理,对每一场地计算模型,在实测剪切波速值30%的偏差范围内随机生成100组剪切波速值,分别进行土层地震反应计算,分析反应谱值、反应谱平台值和特征周期的变化。研究表明,30%以内的随机波速误差会导致某些周期处的反应谱的变化达30%以上,其对反应谱平台值最大的影响大多在10%~50%之间,对Ⅱ类场地特征周期的最大影响大多在0~50%之间,对Ⅲ类场地特征周期的最大影响大多在20%~90%之间。 相似文献
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根据平截面假定,考虑超高桥墩大位移变形产生的几何非线性影响,建立超高桥墩的振动控制微分方程,利用变步长的龙格-库塔法进行求解,结合B-R运动判定准则,对超高桥墩在地震作用下的动力失稳机理进行研究。理论分析表明,超高桥墩的动力失稳与桥墩的几何尺寸、质量分布、边界条件有密切关系;桥墩动力失稳时刻随地震波加速度峰值的增大而减小;失稳时刻与失稳加速度荷载有对应关系。算例结果表明:本文方法正确,利用本文理论能够准确计算超高桥墩的失稳时刻及失稳加速度,对超高桥墩动力失稳的理论分析及工程实践有重要指导意义。 相似文献
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Probability density evolution method for seismic liquefaction performance analysis of earth dam 
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下载免费PDF全文 To investigate the seismic liquefaction performance of earth dams under earthquake loading, we present a new methodology for evaluating the seismic response of earth dams based on a performance‐based approach and a stochastic vibration method. This study assesses an earthfill dam located in a high‐intensity seismic region of eastern China. The seismic design levels and corresponding performance indexes are selected according to performance‐based criteria and dam seismic codes. Then, nonlinear constitutive models are used to derive an array of deterministic seismic responses of the earth dam by dynamic time series analysis based on a finite element model. Based on these responses, the stochastic seismic responses and dynamic reliability of the earth dam are obtained using the probability density evolution method. Finally, the seismic performance of the earth dam is assessed by the performance‐based and reliability criteria. Our results demonstrate the accuracy of the seismic response analysis of earth dams using the random vibration method. This new method of dynamic performance analysis of earth dams demonstrates that performance‐based criteria and reliability evaluation can provide more objective indices for decision‐making rather than using deterministic seismic acceleration time series as is the current normal practice. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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利用Davidenkov模型对宁波深厚软土地区土动力试验数据进行拟合分析,确定相关拟合参数,结果表明该模型能较好地描述软土的动剪切模量和动阻尼比随动剪应变的变化规律。然后,基于等价线性化方法以及ANSYS软件的APDL语言进行简单的二次开发,编写Davidenkov模型计算程序,并利用经典的SHAKE软件进行验证,结果表明该程序计算结果很好,能解决目前商业软件中缺乏合适的土体非线性动力本构模型的不足。最后,利用开发的模型计算分析宁波深厚软土的地震响应规律,并与规范推荐的简化计算公式进行比较分析,结果表明规范推荐的公式得到的土体响应偏大,对于地下结构的抗震设计偏于保守。研究成果对确定深厚软土地区土体动力特性及其地震响应研究提供了合理的计算方法。 相似文献
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Under seismic excitation, liquefied clean medium to dense cohesionless soils may regain a high level of shear resistance at large shear strain excursions. This pattern of response, known as a form of cyclic mobility, has been documented by a large body of laboratory sample tests and centrifuge experiments. A plasticity-based constitutive model is developed with emphasis on simulating the cyclic mobility response mechanism and associated pattern of shear strain accumulation. This constitutive model is incorporated into a two-phase (solid–fluid), fully coupled finite element code. Calibration of the constitutive model is described, based on a unique set of laboratory triaxial tests (monotonic and cyclic) and dynamic centrifuge experiments. In this experimental series, Nevada sand at a relative density of about 40% is employed. The calibration effort focused on reproducing the salient characteristics of dynamic site response as dictated by the cyclic mobility mechanism. Finally, using the calibrated model, a numerical simulation is conducted to highlight the effect of excitation frequency content on post-liquefaction ground deformations. 相似文献
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Influence of the quality factor on simulated seismic waves: A case study of the 1994 Northridge earthquake 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 In numerical simulations of ground motion, the constant quality factor Q of a viscoelastic medium can be determined using the time-domain constitutive approximation method of the generalized standard linear solid (GSLS) model. This study introduces a numerical seismic wavefield simulation method which combines the spectral element method with the constant-Q model. The method is used to simulate the seismic wavefield of the 1994 Northridge earthquake. The optimal attenuation coefficient for the simulated seismic waves in this study area is determined empirically based on a quantitative analysis of the deviation curve. Further, the effect of the quality factor on the simulated wavefield are analyzed according to the site characteristics of each seismic station. The quality factor shows a variable effect on the different frequency components of the simulated wavefield. The effect of the quality factor also varies with the characteristic parameters of each seismic station site, such as site velocity structure, fault distance, and azimuth angle. 相似文献
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地下结构抗震理论分析与试验研究的发展展望 总被引：5，自引：0，他引：5
目前我国在地下结构抗震分析与破坏灾变机理研究中尚存在诸多问题需要解决,在分析总结我国地下结构抗震理论与试验研究的基础上,重点阐述了需要进一步深入研究的六个关键问题:地下结构振动模型试验研究技术,土体非线性动力本构模型,高轴压的地下结构承重构件地震破坏机理,非一致波动输入及非一致波动输入下地下结构的地震反应,饱和砂土液化大变形理论及本构模型,大型三维非线性土-结构动力相互作用分析模型。这些问题的研究和解决对于完善地下结构抗震理论分析方法与试验研究技术,获得大型地下结构在地震作用下的反应规律与破坏灾变机理具有重要的科学意义和工程应用价值。 相似文献
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为研究土-结构接触面参数对地下综合管廊地震动力响应特征的影响,建立动力有限元数值模型,模型边界采用激励侧固定边界、远离激励侧黏性边界、其余侧自由场边界的优化组合动力边界,土体本构采用HSS模型,接触面采用改进Goodman单元,动力荷载考虑三种情况(Rayleigh波的作用、底部激励了美国加利福尼亚Upland地震波以及前两者的共同作用),分别研究不同地震动输入、接触面折减系数的改变对综合管廊内力及加速度的影响。研究结果表明:在相同的折减系数条件下,与静力作用相比,动力作用下的结构内力明显增大,综合管廊设计时应考虑地震荷载作用下内力增大的情况;随着界面折减系数的增加,正弯矩极值减小,负弯矩极值增大,加速度峰值增大;在相同接触面折减系数条件下,底部地震波输入产生的结构内力极值显著高于仅有Rayleigh波输入的情况;考虑Rayleigh波和地震波共同作用条件下,引起的管廊结构内力极值与仅考虑底部地震波输入时的结构内力极值差异不大。研究成果可供地下综合管廊结构地震响应精细化数值模拟及抗震设计参考。 相似文献
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Zhi-Fan Xia Guan-Lin Ye Jian-Hua Wang Bin Ye Feng Zhang 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2010
It is known that a series of aftershocks might follow a mainshock, which may cause further damages on civil engineering structures. So it is necessary to investigate the dynamic response of structures undergone several shocks. This study presents a numerical analysis of repeated shake-consolidation process for an earth embankment founded on liquefiable foundation soils. Analysis is carried out using an effective stress-based, fully coupled, finite element method. The behaviors of the foundation soils are described by means of a cyclic mobility constitutive model which was developed at the bases of modified Cam-clay model by introducing concepts such as stress-induced anisotropy, over-consolidation, and structure. Results show that the cyclic mobility constitutive model can reflect the dynamic response of liquefiable soils. Special emphasis is given to analyze the result of excess pore water pressures, stress path, acceleration, and deformations during the two seismic excitation and consolidation process. 相似文献