Dimensional analysis of the earthquake‐induced pounding between adjacent structures     

Elias Dimitrakopoulos  Nicos Makris  Andreas J. Kappos 《地震工程与结构动力学》2009,38(7):867-886

In this paper the dynamic response of two and three pounding oscillators subjected to pulse‐type excitations is revisited with dimensional analysis. Using Buckingham's Π‐theorem the number of variables that govern the response of the system is reduced by three. When the response is presented in the dimensionless Π‐terms remarkable order emerges. It is shown that regardless of the acceleration level and duration of the pulse all response spectra become self‐similar and follow a single master curve. This is true despite the realization of finite duration contacts with increasing durations as the excitation level increases. All physically realizable contacts (impacts, continuous contacts, and detachments) are captured via a linear complementarity approach. The study confirms the existence of three spectral regions. The response of the most flexible among the two oscillators amplifies in the low range of the frequency spectrum (flexible structures); whereas, the response of the most stiff among the two oscillators amplifies at the upper range of the frequency spectrum (stiff structures). Most importantly, the study shows that pounding structures such as colliding buildings or interacting bridge segments may be most vulnerable for excitations with frequencies very different from their natural eigenfrequencies. Finally, by applying the concept of intermediate asymptotics, the study unveils that the dimensionless response of two pounding oscillators follows a scaling law with respect to the mass ratio, or in mathematical terms, that the response exhibits an incomplete self‐similarity or self‐similarity of the second kind with respect to the mass ratio. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Decentralized ℋ︁∞ controller design for large‐scale civil structures     

Yang Wang  Jerome P. Lynch  Kincho H. Law 《地震工程与结构动力学》2009,38(3):377-401

Complexities inherent to large‐scale modern civil structures pose many challenges in the design of feedback structural control systems for dynamic response mitigation. With the emergence of low‐cost sensors and control devices creating technologies from which large‐scale structural control systems can deploy, a future control system may contain hundreds, or even thousands, of such devices. Key issues in such large‐scale structural control systems include reduced system reliability, increasing communication requirements, and longer latencies in the feedback loop. To effectively address these issues, decentralized control strategies provide promising solutions that allow control systems to operate at high nodal counts. This paper examines the feasibility of designing a decentralized controller that minimizes the ??_∞ norm of the closed‐loop system. ??_∞ control is a natural choice for decentralization because imposition of decentralized architectures is easy to achieve when posing the controller design using linear matrix inequalities. Decentralized control solutions are investigated for both continuous‐time and discrete‐time ??_∞ formulations. Numerical simulation results using a 3‐story and a 20‐story structure illustrate the feasibility of the different decentralized control strategies. The results also demonstrate that when realistic semi‐active control devices are used in combination with the decentralized ??_∞ control solution, better performance can be gained over the passive control cases. It is shown that decentralized control strategies may provide equivalent or better control performance, given that their centralized counterparts could suffer from longer sampling periods due to communication and computation constraints. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

埋地钢塑复合缠绕管管土共同作用数值分析     

郑冰  郭晓东  曾祥勇 《岩土力学》2009,30(Z2):547-549

随着中国污水处理事业的不断发展,钢塑复合缠绕管作为传统水泥排水管的替代产品,具有综合造价低、施工方便、环保效益好、耐久性高等诸多优点,近年来在国内各大城市的污水管网建设中得到了较快地推广。但是作为一种新型结构,这种管道应用的时间尚不长,其管土共同作用机理尚需要人们进行深入研究。本文采用有限元方法对钢塑复合缠绕管的管土共同作用机理进行数值分析,从理论上得出了埋地钢塑复合缠绕管受力后的强度变形特征,可供相关的工程实践参考  相似文献   

直流电阻率法的深部结构分辨——三维模型的二维反演     

游秀珍  吴小平  王威  余勇  鲁晶津 《煤田地质与勘探》2010,38(2):50

利用三维有限差分方法进行深部三维结构的电阻率三维数值模拟,对计算得到的单极-单极和对称四极装置视电阻率剖面进行电阻率二维反演研究。结果显示:单极-单极装置在横向上只要三维异常体中心的水平间距不小于两者中心埋深之和,就可以基本将2个三维结构分辨出来;相同情况下,对称四极装置在横向上的分辨效果优于单极-单极装置;单极-单极装置在垂向上的分辨要优于对称四极装置。   相似文献   

隧道含水构造直流电阻率法超前探测研究   总被引：6，自引：0，他引：6  

刘斌  李术才  李树忱  钟世航 《岩土力学》2009,30(10):3093-3101

含导水构造和岩溶裂隙水的探查是亟需研究和解决的关键问题。直流电阻率法以其对低阻体反映敏感、分辨率高等优点被引入到隧道掌子面前方含水构造的预报工作中。首先,推导出了无限全空间中球体含水构造直流电法超前探测的解析解公式,并在利用有限元数值方法进行正演分析的基础上,借助“比较法”将含隧道腔体的三维空间中超前探测视电阻率数据转换为无限全空间中的数据,并探讨了由MN电极附近电阻率不均匀所造成的干扰以及识别和去除这种干扰的方法。然后,设计了基于全空间球体含水构造超前探测解析公式的阻尼最小二乘反演方法,对隧道中多组球体含水构造模型进行了较为成功的反演。另外,探讨了其他形状的有限体积的含水构造超前探测异常规律,提出了“等效球体”的概念,亦在全空间球体含水构造超前探测解析公式的基础上设计了快速反演方法。最后,利用物理模型试验验证了有限元数值正演方法和阻尼最小二乘反演技术的可行性和有效性,为实际工程中含水构造的直流电法超前预报奠定了基础。  相似文献   

大巴山前陆带东段神农架地区构造变形研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

李建华  张岳桥  施炜  李海龙  董树文 《地质力学学报》2009,15(2):162-177

神农架地区位于大巴山前陆弧形构造带东段, 以阳日断裂为界, 可分为北带基底拆离带和南带神农架隆起, 北带以E -W走向的基底拆离和盖层滑脱为特征, 古生界盖层褶皱紧闭; 南带神农架隆起周缘的盖层变形特征各异, 北缘变形较弱, 东缘变形很强, 其西、南周缘发育特征的裙边状褶皱构造, 南缘裙边褶皱以枢纽大角度倾伏为典型特征。古构造应力场反演结果显示, 该区主要受控于近S -N向主压应力作用; 受到神农架、黄陵两个隆起相向对挤作用, 神农架隆起东缘主压应力方向为NW -SE向, 两个不同方向的应力场可能均与早燕山期大巴山强烈的陆内造山作用有关。综合分析和对比结果显示, 大巴山前陆构造带东段的构造演化历史经历了印支雏形期和早燕山定型期两个构造演化阶段, 神农架基底隆起对大巴山前陆弧型构造带的形成起到了限制作用, 神农架地区的构造变形研究对于探讨大巴山前陆弧形带的形成和演化具有重要的指导意义。   相似文献   

欠发达农区传统制造业集群的网络演化分析——以河南省虞城县南庄村钢卷尺产业集群为例   总被引：17，自引：5，他引：12  

李二玲  李小建 《地理研究》2009,28(3):738-750

本文以河南省虞城县南庄村钢卷尺产业集群为例,基于企业问卷调查数据,运用社会网络分析法,通过对比企业在初创阶段的衍生网络与现阶段的情感网络、咨询网络和合作网络,探讨了欠发达农区传统制造业集群中网络的形成和演化过程。研究发现相对于偏重技术联系的发达地区高技术集群来说,欠发达农区传统制造业集群网络的形成和演化更具有内生性和自组织规律。在集群成长和网络演进的过程中,集群网络中的核心关系受农村社区聚落环境的影响,并随农区企业规模、地位和能力的改变而演变。依此集群网络的形成和演化经历4个阶段,即家族或泛家族网络阶段、内部分工生产网络阶段、本地创新网络阶段和全球供应链网络阶段,各类型网络在集群发展的不同阶段起着不同的作用。  相似文献   

沧东凹陷始新统孔店组二段深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造^*          下载免费PDF全文

鄢继华  焦玉玺  陈世悦  邓远  蒲秀刚 《古地理学报》2017,19(1):89-98

湖相深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造主要发育在泥岩和泥晶碳酸盐岩为主的地层中,大部分因为发育规模小(镜下尺度),在岩心观察中很容易被忽略掉。本文以沧东凹陷G108-8井孔店组二段(孔二段)细粒沉积岩为研究对象,通过密集的镜下观察和精细岩心描述,识别出同沉积微断裂、液化岩脉、微褶皱变形、微重荷变形和杂乱变形等多种类型的软沉积物变形构造。研究区深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造总体表现为规模小、垂向无明显重力流砂体伴生、原地成因、沉积纹层发育等特点。从应力调节方式的角度考虑,可以将软沉积物变形构造的形成机制划分为上覆应力卸载、侧向应力挤压和层内应力释放等3种类型,不同的形成机制分别是对不同沉积环境变化的响应。通过湖相深水细粒沉积岩软沉积物变形构造的研究,可以恢复古沉积环境变化、预测重力流方位,对深水细粒沉积岩的油气勘探也具有一定的指导意义。  相似文献   

水箱-管道系统溶质运移实验研究及其岩溶水文地质意义     

赵小二  常勇  彭伏  吴吉春 《吉林大学学报(地球科学版)》2017,47(4)

为了研究岩溶管道中溶潭对溶质运移的影响,在实验室内构建水箱-管道系统,在不同管道结构和水流条件下进行定量示踪实验并得到相应的穿透曲线(BTCs);采用Qtracer2软件分析溶质运移参数,采用滞后系数R分析实验结果与一维经典对流弥散方程解析解之间的差别。实验结果显示:随着水箱数量的增加,示踪剂(NaCl)峰值质量浓度逐渐降低,弥散系数和弥散度逐渐增加,穿透曲线拖尾逐渐增长,表明水箱的瞬态存储使溶质运移滞后;与不对称水箱相比,对称水箱BTC拖尾较长;峰现时间随着不对称水箱数量的增多明显滞后;出口流量增加时,弥散度减小,BTC拖尾变短。一维经典对流弥散方程解析解仅对单管道最大流量条件下的BTC拟合较好,对流量较小的单管道和水箱-管道系统的BTC拟合较差,需研究适用的模型解释其拖尾现象。  相似文献   

半潜式超大型浮式结构水动力系数研究          下载免费PDF全文

李青美  吴林键  王元战  李怡 《海洋工程》2017,35(1):1-11

以半潜式超大型浮式结构在动力响应分析中的各水动力系数为研究对象,经理论推导得到D’Alembert动力学方程中的移动式海上基地(MOB)单模块运动的结构质量、结构附加质量、静恢复力系数的简易计算公式。以MOB的"三模块模型"为例,研究其在6级海况浪向角为0°~90°条件下,各模块的附加质量系数及静恢复力系数的历时规律,以实例MOB中的第1个模块为代表展示了计算结果,并统计其最大值与文献资料中的结果进行对比。结果表明:运用本理论公式计算的结果与文献中所得结果相似,可验证本理论公式的正确性、可行性与合理性,为求解半潜式超大型浮式结构模块动力响应位移及转角提供简便的方法。  相似文献