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地震作用下大型储液罐的安全问题日益引起重视。基于ANSYS软件建立储罐液体耦合有限元模型,考虑罐底非线性接触效应,以El-Centro南北向和竖直向记录地震波为输入,研究水平激励以及水平和竖向同时激励两种工况下储罐的动力响应。研究结果表明,两种工况下靠近罐底1.2m处均发生了"象足"变形,竖向激励下水平相对位移增加了14%。竖向激励使得罐壁环向应力和轴向压应力均有不同程度的增加。竖向地震激励对液面的竖向晃动影响较小。储液罐底板在地震作用下发生了竖向提离和永久滑移,竖向激励时增长幅度均在10%左右。同时罐体基底剪力在竖向地震作用下也有所增大。储罐抗震设计时应考虑竖向地震分量的影响,研究结论可为立式储罐的抗震设计提供一定的参考和依据。 相似文献
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地震作用下立式储液罐罐壁“象足”变形仿真分析 总被引：1，自引：0，他引：1
基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动和罐底提离立式储液罐有限元模型,分别进行了水平地震和竖向地震作用下罐壁“象足”变形分析。分析表明:立式储液罐罐壁“象足”变形主要是由罐壁纵向压应力超过临界应力而产生的局部屈曲破坏,并非强度破坏。因罐底提离导致的罐底与基础反复撞击加大了作用在罐壁上的应力,使罐壁底部“象足”变形不断发展,最终导致罐壁撕裂。在完全相同地震加速度作用下,水平地震作用比竖向地震作用罐壁更早更容易进入屈曲状态,产生“象足”变形。 相似文献
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地震作用下立式储液罐罐壁"象足"变形仿真分析 总被引：2，自引：0，他引：2
基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动和罐底提离立式储液罐有限元模型,分别进行了水平地震和竖向地震作用下罐壁"象足"变形分析.分析表明:立式储液罐罐壁"象足"变形主要是由罐壁纵向压应力超过临界应力而产生的局部屈曲破坏,并非强度破坏.因罐底提离导致的罐底与基础反复撞击加大了作用在罐壁上的应力,使罐壁底部"象足"变形不断发展,最终导致罐壁撕裂.在完全相同地震加速度作用下,水平地震作用比竖向地震作用罐壁更早更容易进入屈曲状态,产生"象足"变形. 相似文献
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本文分两部分:1.联合应用有限元和边界积分法对带顶盖的圆柱形储液罐进行自振分析,并用反应谱方法求地震反应。研究了顶盖、静水压力等因素对各阶环向振型频率的影响和罐体自身质量、液面以上罐体刚度对包含有cosθ的振型的频率和地震内力的影响,建议了一个计算拱顶罐动力反应的简化模型。2.在此基础上,用有限元-级数展开法对水平地震作用下的储液罐的稳定性作了探讨,讨论了环向内力和平错内力对储液罐稳定性的影响以及液面附近罐壁失稳的现象,对目前规范中有关储液罐稳定验算方法作了评价。两部分的计算结果与试验结果作了比较。 相似文献
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《国际地震动态》2016,(3)
钢筋混凝土水池在供水系统中承担着净水、储水的重要功能,是典型的储液结构。裂缝的出现会加速钢筋锈蚀、降低结构耐久性,且结构设计中裂缝宽度限值很大程度上决定了配筋量。水池在地震作用下易出现裂缝,裂缝可能导致储液渗漏,造成水池服务功能下降甚至丧失,并在一定程度上影响整个系统的功能。震后储液结构的裂缝开展情况及由此导致储液渗漏程度是评判水池地震破坏等级的主要标准。目前,已有研究成果表明,混凝土裂缝在与水接触条件下会发生自愈使原有裂缝宽度减小,水池由于储水为裂缝的自愈提供了必要条件。因此,应考虑承载力、耐久性、服务功能、经济性、裂缝自愈性能及震后维修加固可行性等因素综合确定水池结构设计和地震破坏等级划分标准中的裂缝限值。储液结构在地震作用下存在液固耦合效应且液体会发生晃动,储液的存在改变了结构的动力特性和地震响应。水池结构除受到结构本身惯性力和静水压力外,其底部和侧壁还承受液体在垂直壁面方向上产生的动水压力。水池在抗震设计中需考虑液面晃动和动水压力的影响。现阶段,对钢筋混凝土水池裂缝自愈性能、渗漏特性及水池在地震作用下的液固耦合动力特性和地震响应的研究尚不完善。本文通过钢筋混凝土水池壁板弯曲裂缝和贯通裂缝自愈、渗漏试验研究混凝土裂缝的自愈性能及渗漏特性,采用大型有限元软件ADINA进行圆形水池地震响应分析,研究液固耦合系统的动力特性、储液晃动、动水压力及破坏特征等。论文主要完成了如下工作:(1)设计并完成了钢筋混凝土水池壁板弯曲裂缝和贯通裂缝的自愈及渗漏试验。进行了材料性能试验;对静水环境中弯曲微裂缝、流动水环境中贯通裂缝的自愈性能进行了测试,给出了弯曲微裂缝在静水环境中短期内的自愈合宽度,证实了贯通裂缝在流动水环境中仍会发生自愈合;在裂缝上施加实际水头作用测试了弯曲裂缝和贯通裂缝的渗漏特性,研究了弯曲裂缝宽度、受压区高度及作用水头对液体渗漏的影响,分析了贯通裂缝水的渗漏率与累计时间和水头高度之间的关系。通过试验得到裂缝特性与自愈及渗漏之间的关系,为水池结构设计和地震破坏等级划分提供参考。(2)对地面式圆形水池进行了液固耦合动力特性分析,液固耦合系统包括刚体模态、储液晃动模态和液固耦联振动模态3种形式。研究了储水高度、水池半径、液体表面重力波对液固耦合系统动力特性的影响。此外,对比了圆形水池储液晃动频率的理论和有限元计算结果,验证了模型的可靠性,且推导得到圆形水池储液晃动基本周期计算公式。(3)分析了单向水平地震作用下不同水池半径、不同储水高度圆形水池的液面最大晃动波高,拟合得到了圆形水池单向地震作用下的液面最大晃动波高计算公式。公式可用于储液结构地震作用下的最大晃动波高估计和储液结构最大晃动波高设计。结合储液结构长周期抗震设计反应谱和阻尼比修正系数,提出了储水水池液面最大晃动波高计算方法。(4)研究了单向水平地震作用下,不同水池半径、不同储水高度圆形水池池壁、底板环向和径向位置的动水压力数值及分布情况,并与理论计算结果进行了对比;分析了地震动峰值加速度、储水高度、水池半径对动水压力的影响;确定了对流压力与脉冲压力的叠加方法;拟合得到对流压力、脉冲压力及动水压力计算公式;结合底板环向动水压力分布,综合给出单向水平地震作用下圆形水池动水压力标准值,与较复杂的理论计算方法和仅考虑脉冲压力的规范法相比,计算更简便且与实际相符。此外,还分析了液面和池底动水压力的时程变化。(5)进行了双向水平地震动作用下圆形水池的地震响应分析,提取了液面最大晃动波高和动水压力计算结果;基于单向水平地震动作用下的响应结果,通过合理的组合方式给出了双向水平地震动作用下的液面最大晃动波高和动水压力计算公式,建立了双向水平地震作用下储水水池液面最大晃动波高和动水压力计算方法;并对双向水平地震作用下圆形水池地震破坏特征和易损性进行了分析。 相似文献
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针对地面抗爆工程建设中桩基设计问题,采用动三轴试验、动力有限元方法等手段,开展了爆炸作用下地基土的动力特性及桩基抗爆承载力研究,结果表明桩基竖向极限抗爆承载力为其竖向极限静承载力2倍以上,高于按照现行桩基规范得到的1.25 ～1.5倍范围值,表明将常规抗震设计的办法直接用于抗爆炸冲击荷载的桩基设计时偏保守. 相似文献
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近地空中爆炸作用下钢框架结构冲击响应 总被引：2，自引：0，他引：2
采用多物质欧拉与拉格朗日耦合算法,对框架结构和混凝土地面采用Lagrange单元、空气和炸药采用多物质ALE单元,建立流固耦合有限元模型,对一个五层的钢框架结构在近地爆炸作用下冲击压力波的传播过程、结构冲击响应和变形以及破坏过程进行了数值模拟.数值模拟分析结果表明,拉格朗日-欧拉耦合算法较好地模拟了爆炸冲击波在介质中的传播和作用在结构上的爆炸荷载效应.在爆炸近区,空气爆炸冲击波的衰减速率快;爆炸产生强烈的冲击波首先使钢框架结构正面的柱和梁柱节点区产生很大的塑性变形,钢框架柱在发生爆炸的瞬间失去承载能力,最终导致建筑物整体倒塌.考虑结构变形和流体荷载间的相互影响可以较真实地模拟结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌过程,为研究结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌提供了有效手段. 相似文献
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立式储液罐橡胶基底隔震模型实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
针对立式储液罐地震响应问题,引伸土木结构控制思想,建立了立式储液罐橡胶基底隔震体系的试验模型,进行了地震动试验,试验结果表明,隔震体系对减轻短周期的地震影响是有效的,但对长周期的地震影响是无效的。 相似文献
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为监测埋地长输管道在冲击荷载作用下的动力响应,制作土箱-管道缩尺模型,将标定好的压电陶瓷传感器粘贴在管道上进行冲击试验。根据压电陶瓷传感器输出的加速度值,得到埋地管道在冲击荷载作用下的动力响应规律,并分析管道壁厚、管径、埋深、冲击高度等参数对管道动力响应的影响。利用有限元分析软件ABAQUS对该过程进行非线性有限元模拟,将有限元分析结果与试验结果进行对比,二者吻合程度较好。结果表明:在冲击荷载作用下,冲击高度增加,管道振动加速度峰值增大;相同工况下,大管径和薄壁管道振动加速度峰值较大,管道覆土越深,管道振动加速度峰值越小;压电陶瓷能够有效监测埋地管道的动力响应,为管道工程抗震设计和安全性评估提供参考依据。 相似文献
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George C. Manos 《地震工程与结构动力学》1991,20(12):1099-1114
This paper details the damage sustained by a number of wine tanks during the San Juan, Argentina, 1977 earthquake. The available ground motion information is used to compare the actual tank performance with that predicted. Two of the tanks examined were located quite near the two accelerographs that recorded the ground motion in the city of San Juan for the main shock. An empirical attenuation formula which describes the intensity of the shaking was derived for this earthquake and used in a quantitative evaluation of the performance of a number of other tanks. By correlating and comparing the observed performance of the anchors and what was predicted we see the predictions are upheld by the actual damage. When the anchoring system failed during the earthquake the tanks were rendered effectively unanchored. Consequently, the state of stress that results from their base uplift was then examined in conjunction with the tank wall stability approach proposed by the author, and seen to give results consistent with the observed tank wall performance. 相似文献
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Praveen K. Malhotra 《地震工程与结构动力学》1995,24(12):1591-1607
An approximate method is presented for the analysis of earthquake induced uplifting in base plates of unanchored liquid-storage tanks that are supported directly on flexible soil foundations. The method takes due account of the non-linearities arising from the continuous variation of base contact area, membrane action and plastic yielding in the base plate. First, an ‘exact’ solution is presented for a uniformly loaded flexibly supported prismatic beam, uplifted by a concentrated force applied at one end. A series of such beams are later used in an approximate model of the base plate. The method is highly efficient and believed to be accurate for the level of uplifts encountered in practice. The results are presented for a range of foundation stiffness, representing loose sandy soils to rigid concrete mat. It is shown that, for the same overturning base moment, the flexibly supported tanks, in comparison with the rigidly supported tanks, experience significantly smaller axial compressive stress, but larger base uplift, foundation penetration, plastic rotation at plate boundary and hoop compressive stress in the tank wall. 相似文献
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The Influence of Earth Temperature on the Dynamic Characteristics of Frozen Soil and the Parameters of Ground Motion on Sites of Permafrost 总被引：1，自引：0，他引：1
Wang Lanmin 《中国地震研究》2004,18(1):1-12
Earth temperature is one of the most important factors influencing the mechanical properties of frozen soil. Based on the field investigation of the characteristics of ground deformation and ground failure caused by the Ms8.1 earthquake in the west of the Kuniun Mountain Pass,China, the influence of temperature on the dynamic constitutive relationship, dynamic elastic modulus, damping ratio and dynamic strength of frozen soil was quantitatively studied by means of the dynamic triaxial test. Moreover, the characteristics of ground motion on a permafrost site under different temperatures were analyzed for the four profiles of permafrost along the Qinghai-Xizang (Tibet) Railway using the time histories of ground motionacceleration with 3 exceedance probabilities of the Kunlun Mountains area. The influences of temperature on the seismic displacement, velocity, acceleration and response spectrum on permafrost ground were studied quantitatively. A scientific basis was presented for earthquake disaster mitigation for engineering foundations, highways and underground engineering in permafrost areas. 相似文献
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本文在考虑动态力源扰动的情况下，对岩石损伤对地震波辐射的影响及其震源表示进行了理论推导，证明了当有动态力源存在时，Ben-Zion和Ampuero于2009年给出的结果只是岩石非弹性响应对震源及相应地震波场的贡献，而非其全部.在此基础上，应用相关结果对岩石损伤破坏对地下核爆炸震源成分的影响进行了分析，给出了地下核爆炸情况下补偿线性偶极子源和构造应力释放与岩石损伤破坏之间的关系.结果表明，地下核爆炸补偿线性偶极子源主要来自于地表反射拉伸波和空腔回弹冲击波等造成的爆心上方锥形区域中的岩石破坏，而构造应力释放则主要来自于整个岩石破坏区内的构造应力松弛. 相似文献
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Small (1/24- to 1/8-size) nuclear containment structures were subjected to ground shaking from buried explosions and to oscillating forces. The apparent natural frequency or resonant frequency of rocking varies inversely with amplitude of the shaking. The present paper describes an explicit finite difference model of soil-structure interaction induced by explosive loading. The results indicate that non-linear rocking response is primarily a result of debonding-rebonding and compaction of soil at the soil-structure interface. Measurements of dynamic interface stress and post-test inspection of the interface region tend to confirm these findings. 相似文献
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在分析１９６６年—１９８５年间太原盆地发生的１４起震群序列资料的基础上。叙述了这些震群分布区的新构造特征、空间分布特征、震群活动区特征、震群迁移特征、震群的震源深度、震群所反映的现代局部应力场等。 相似文献
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