多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞的非规则桥梁抗震性能研究          下载免费PDF全文

闫磊  李青宁  岳克锋  李鲁平  付亚男  蓝仕成  喻国根 《世界地震工程》2019,35(2):068-77

以一座典型山区非规则梁桥为研究对象,建立了该桥梁多维多点激励下的多自由度动力计算模型,研究了该桥梁在多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞等非线性因素时的抗震性能。研究结果表明:相比一维地震输入,多维地震可使结构的动力响应增加,桥墩底部弯矩需求增大;相比一致激励,多点激励可使得支座的位移需求增大,且地震波最后到达的桥墩上方支座位移最大;同时考虑多点激励和碰撞效应可使桥墩的弯矩需求增加;水平地震作用下,矮墩上部的支座容易滑动,且双向地震较单向地震更明显,三向地震输入较双向有所增强。因此,对山区非规则梁桥进行抗震设计时应有针对性地进行多维多点地震输入计算,找出结构的最大地震需求,以期指导设计。  相似文献   

A novel bidirectional pendulum tuned mass damper using variable homogeneous friction to achieve amplitude-independent control     

Emiliano Matta 《地震工程与结构动力学》2019,48(6):653-677

Passive tuned mass dampers (TMDs) are widely used in controlling structural vibrations. Although their principle is well established, the search for improved arrangements is still under way. This effort has recently produced an innovative paradigm of bidirectional pendulum TMD (BTMD) that, moving along a specially designed three-dimensional (3D) surface, can simultaneously control two in-plane orthogonal structural modes. In existing versions of BTMDs, energy dissipation is provided either by ordinary horizontal viscous dampers or by an original arrangement of vertical friction dampers. In this paper, a new paradigm is proposed, in which energy dissipation comes from the tangential friction arising along the pendulum surface out of an optimal spatially variable friction coefficient pattern. Within this paradigm, if the friction coefficient is taken proportional to the modulus of the pendulum surface gradient, the dissipation model results nonlinear homogeneous in the small-displacement domain, and the performance of the absorber, herein called the homogeneous tangential friction BTMD (HT-BTMD), results independent from the excitation level. The present work introduces this concept, derives the analytical model of the HT-BTMD, establishes a method for its optimal design, and numerically verifies its seismic effectiveness in comparison with viscously damped devices. The validity and feasibility of the concept are demonstrated through experimental tests on a small-scale lab prototype, which also show the efficacy of a stepwise approximation of the homogeneous friction pattern. The new device proves a competing alternative to existing BTMDs, and homogeneous tangential friction proves a promising new paradigm to provide pendular systems with amplitude-independent structural damping.  相似文献   

Self-centering friction spring dampers for seismic resilience     

Wei Wang  Cheng Fang  Yashuo Zhao  Richard Sause  Shuling Hu  James Ricles 《地震工程与结构动力学》2019,48(9):1045-1065

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不同堆载形式对群桩负摩阻力的影响     

马学宁  付江  王军  王旭 《岩土力学》2018,39(10):3531-3538

在既有桥墩桩基础周围土体堆载时,会引起土体的沉降和侧向变形,进而在桩身产生负摩阻力,对桩基变形及承载性能有很大影响。为研究围载和单侧边载作用下群桩中不同位置桩基的受力差异,以3×3群桩基础为研究对象,进行围载和单侧边载作用下的模型试验,分析了不同位置桩基轴力、侧摩阻力、中性点位置和基桩承载力安全系数等的变化规律及差异。研究结果表明：围载工况下,角桩的轴力、侧摩阻力最大,边桩次之,中心桩最小;中性点位置角桩最深,边桩略高,中心桩距桩顶最近。边载工况下,靠近边载侧和中间一排桩基轴力、侧摩阻力与围载时的变化规律类似,远离边载侧的一排桩基受边载影响较小,无负摩阻力;各桩基中性点位置变化规律类似于围载工况。与围载工况相比,边载时同一位置桩身轴力、负摩阻力均较小,中性点位置较高。与单侧边载工况相比,围载时各基桩承载力安全系数FS均较小且随荷载的增大衰减梯度较大。该研究成果为不同堆载形式下群桩基础的设计提供参考。  相似文献   

刚性桩复合地基中性面深度与桩土应力比计算     

姜文雨  刘一 《岩土力学》2018,39(12):4554-4560

刚性桩复合地基中性面深度及桩土应力比的简化计算主要基于桩侧摩阻力线性分布假设,当桩身较长时,桩端侧摩阻力的计算值会远大于实际值,致使中性面深度及桩土应力比的计算结果与实际差别较大,故有必要对线性分布模式予以修正。据此将桩侧摩阻力分布简化为分段线性模式,考虑负摩阻力作用及桩上、下刺入变形,根据褥垫层-桩-土变形协调关系推导了刚性桩复合地基中性面深度、桩顶面桩土应力比、中性面桩土应力比计算公式。最后通过模型试验与工程实例验证,计算值与实测值吻合较好。  相似文献   

陡倾层状斜向岩层视向溃屈机制力学分析——以陕西山阳滑坡为例   总被引：2，自引：1，他引：1  

王佳运  石小亚 《地质力学学报》2018,24(4):482-489

以陕西山阳滑坡为例,分析了陡倾层状斜向岩层岩质滑坡的视向滑动特征、滑移-溃屈破坏模式与机制。基于梁板理论、层状板裂结构岩体弯曲-溃屈破坏的力学模型在考虑自重、地下水静水压力作用及斜倾层状山体视向滑动侧向摩阻力作用的影响下,采用岩体结构力学分析的方法建立了相应的力学模型;经过力学分析,推导出基于斜坡自重、地下水静水压力与侧向摩阻力作用下的陡倾层状斜向岩层斜坡溃屈段长度条件方程。为验证条件方程的正确性,以山阳滑坡为例进行了验算,最后得出与实际调查较一致的结果,为防御陡倾层状斜向岩层斜坡产生视向溃屈破坏提供依据。   相似文献   

石灰岩高速滚动摩擦特性     

罗刚  梅雪峰  师陆冰  胡卸文  金涛  王文健  马洪生 《岩土力学》2018,39(2):474-482

滑面的摩擦特性是高速岩质滑坡动力学研究的关键问题之一。以典型脆性灰岩为研究对象,借助滚动磨损试验设备,开展不同压力和转速条件下干燥和湿润灰岩的滚动摩擦试验,研究岩石动态摩擦特性（摩擦系数和磨损率）。试验结果表明,干燥和湿润岩石的滚动摩擦系数分别与摩擦速率呈负相关和正相关,与法向压力关系不明显。对于干燥灰岩,滚动试件（滑体）和静止试件（滑床）的磨损率与摩擦速率分别呈正相关和负相关。对于湿润灰岩,磨损率与摩擦速率呈正相关。基于Hertz弹性接触理论,推导出摩擦斑处的最大压应力和拉应力,进而提出相应条件下脆性灰岩的摩擦碎裂机制。结论可为灰岩高速滑坡防灾减灾提供设计参数。  相似文献   

Calculation and analysis of negative skin of monopile applied for offshore wind turbine     

Lu Ma 《Marine Georesources & Geotechnology》2017,35(2):275-280

Monopiles are considered to be as a kind of viable foundation types for offshore wind turbines. The effect of negative skin friction on pile foundation is always an important problem. There are very important theoretical and practical significance to study the distribution law of negative skin friction and the calculation method. Based on the special stratum, the stress and strain of the monopile and soil are simplified, and the improved Kezdi’s double-broken-line model is adopted. The analytical solution of negative skin friction of monopile is deduced according to the degree of skin friction. An engineering case was analyzed by the method, and the calculated results agree well with the measured data. The calculation method proposed can accurately describe the range of the monopile skin frictional distribution and the position of the neutral point, and it is simple and convenient to calculate, that is also a feasible method for calculating the negative skin friction of monopile of offshore wind turbines in practical engineering.  相似文献   

应力扰动对地震周期和地震矩影响的数值模拟          下载免费PDF全文

翁辉辉  黄金水 《地震学报》2015,37(1):65-79

利用二维有限元数值模型,结合断层滑移弱化摩擦准则对断层滑动规律以及应力扰动对其影响进行了研究．数值计算结果表明,在均匀应力分布情况下, 平面断层滑动显示出典型的特征地震规律,断层面上的应力扰动对断层滑动规律产生影响,压应力增加明显延迟地震的发生时间,并增加地震释放的能量．应力扰动发生在地震破裂临界区时的影响比在震前滑移区时的影响显著．当发生在地震滑移区时,若应力扰动足够大,则压应力增大会造成地震发生时部分动力断层被暂时锁住,使得地震释放的能量变小,但可增加后续地震的能量; 而压应力减小则可导致地震规律产生更加复杂的变化,会即时触发地震．如果应力扰动发生在一个地震周期的早期,则触发的地震较小,但可导致随后的地震提前发生; 如果应力扰动发生在一个地震周期的后期,则会触发大地震．当应力扰动位于震前滑移区或破裂临界区时,小的扰动也可能产生类似的效果．应力扰动产生越晚,这种影响也越明显．应力扰动发生在破裂临界区的影响最明显．应力扰动的影响一般主要集中在应力发生扰动后的1—2个地震周期内．后续地震基本恢复无应力扰动时的特征地震规律．   相似文献   

微型抗滑桩单桩设计计算模型及算法研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王金梅  张迎宾  赵兴权 《岩土力学》2015,36(8):2395-2401

考虑微型桩与周围岩土体间摩擦力的作用,提出了一种新的微型抗滑桩单桩设计计算模型,并给出了具体算法。由微型桩加固滑坡体的变形特点,分析微型桩与岩土体之间的相互作用机制,将微型桩与周围岩土体的摩擦作用引入其受力分析中;根据微型桩上各部分受力特点的不同,将微型桩分成上部摩擦受拉段、中部滑坡推力作用段和下部锚固段3段进行分析,推导了微型桩总的变形控制方程及各分段的变形控制方程;采用初参数法对控制方程进行求解,得到了微型抗滑桩上的内力分布及变形规律。计算结果表明,在滑坡推力作用下,微型桩的变形主要发生在滑面附近及以上桩段,滑面附近桩段将产生较大的内力和弯曲变形,受拉段弯曲变形较小,近似水平移动;桩与岩土体间的摩擦力是微型桩与周围岩土体相互作用的重要组成部分,摩擦力的作用能显著减小微型桩的弯曲变形,有效控制滑坡体的位移。  相似文献