汶川地震中宝珠寺重力坝地震响应的三维有限元模拟   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

徐艳杰  牟海磊  张楚汉  刘炳麟  凌宏业 《地球物理学报》2012,55(1):293-303

汶川地震中宝珠寺水电站遭受的地震烈度为8°(相当于水平峰值加速度0.2 g),远超过大坝的设计地震水平(0.1 g),震后大坝未见明显震损.为解释大坝在地震中的抗震现象,构建了坝址区三维模型.考虑坝体横缝非线性以及三个方向地震作用的不同组合方式,对汶川地震中大坝的动力响应进行有限元模拟.在此基础上,针对震后提高的抗震设防标准,进一步选取典型坝段,采用二维弹塑性方法对大坝进行抗震复核并分析可能的破坏模式.模拟结果表明:横河向地震分量起主导作用而顺河向地震作用相对较弱是宝珠寺重力坝在汶川地震中免于发生损坏的主要原因.坝顶混凝土发生挤压破碎缘于永久横缝在地震中高频渐开渐合行为引起的剧烈碰撞.宝珠寺重力坝对设计地震0.27 g的强震可以保持整体的安全性,对校核地震0.32 g的强震整体安全性降低,水库正常运行及抵抗余震的能力将受到影响.  相似文献   

中国大陆现今地应力场黏弹性球壳数值模拟综合研究   总被引：8，自引：5，他引：3       下载免费PDF全文

范桃园  龙长兴  杨振宇  陈群策  吴中海  邵兆刚  仝亚博 《地球物理学报》2012,55(4):1249-1260

中国大陆现今实测地应力场的状态与板块构造环境、活动断裂带分布、地形地貌以及地壳结构呈现一定相关性. 在中国大陆西缘,印度洋板块与欧亚板块陆发生陆碰撞,在中国大陆东缘,菲律宾海板块、太平洋板块俯冲到欧亚板块之下. 中国大陆内部被大型活动断裂带分割为多个块体,各个块体的地壳结构和厚度呈不均匀分布,地形地貌起伏具有很大的差异. 笔者以中国大陆块体模型为基础,把板块构造作用和重力势作为主要影响地应力状态的两个主要要素,在现今活动构造、GPS和实测地应力等成果的约束下,利用线性黏弹体球壳有限元模拟分析了中国大陆现今地应力场的分布特征和控制因素. 结果表明: (1)构造应力场总体上呈现出西部挤压,东部拉张的特征,印度板块与欧亚板块的持续碰撞形成了青藏高原及其周缘的挤压性质的构造应力场,而东部菲律宾板块与太平洋板块的俯冲形成了黄海、东海和环渤海区域的拉张性质的构造应力场,中间为拉张环境和挤压环境的过渡,最大主应力的方向受到板块构造环境和活动构造分布的控制;(2)重力的影响主要体现在地形梯度大和地壳厚度结构变化大的地壳浅部区域,在藏南、滇西北局部地区的地壳浅部由于受到重力势控制,呈现为张性应力场,在塔里木地区由于重力势引起的应力场与构造应力场同为挤压性质,因此该区的挤压强度得以增加;(3)中国大陆浅部地应力场的状态主要受到区域板块构造环境、块体边界活动构造带的展布和地形的控制,总体上以南北构造带为界,西部以较强的压性构造环境为主,东部为较弱的压性构造环境,藏南和滇西北局部地区存在有张性构造环境;构造应力对地应力的贡献比重随着深度增加而增加;(4)采用黏弹性模型的构造应力场模拟结果比完全弹性模型的模拟结果能够更好地与实测地应力场相吻合,利用完全弹性模型分析由地震等诱发的地应力瞬时变化是有效的;(5)青藏高原东南缘最大主应力方向发生了较大的偏转,其主要控制因素有:印度板块持续的碰撞、中下地壳对上地壳拖曳以及印度板块通过实皆断裂对欧亚板块的剪切拉伸作用. 中国大陆现今地应力场是整个地壳岩石黏弹特性长期演化和断裂活动的结果,是地应力场动态演化过程中在现今时间点上的状态,受到板块构造环境、大陆内部活动断裂分布、地形地貌和地壳结构等因素不同程度的控制,模拟结果为中国大陆地应力场提供了一个定量的参考模型.  相似文献   

Deformation mechanism of the eastera Tibetan plateau: Insights from numerical models   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

YAO Qi  XU Xi-Wei  XING Hui-Lin  ZHANG Wei  GAO Xiang 《地球物理学报》2012,55(3)

青藏高原东缘的地壳结构是两种主流青藏高原隆升模式争辩的焦点之一.中下地壳流曾经被认为是高原东缘隆升的主要构造驱动力,但是中上地壳之间低阻低速层的发现及其与2008 Ms8.0汶川地震良好的对应关系表明,高原东缘具有向东刚性挤出的可能性.然而大部分关于龙门山断裂的数值模拟仍建立在下地壳流的基础上,仅将低阻低速层作为断裂的延续或是弱化地壳物性参数的软弱层,而非能够控制块体滑动的“解耦层”,也没有考虑到刚性块体变形中的断裂相互作用.本文建立了包含相互平行的龙门山断裂与龙日坝断裂的刚性上地壳模型,用极薄的低阻低速层作为块体滑动的解耦带,采用速率相关的非线性摩擦接触有限元方法,基于R最小策略控制时间步长,计算了在仅有侧向挤压力作用下,低阻低速层对青藏高原东缘的刚性块体变形和断裂活动的作用.计算结果显示,低阻低速层控制了刚性块体的垂直变形和水平变形分布特征.在侧向挤压力的持续作用下,在低阻低速层控制下的巴颜喀拉块体能够快速隆升,而缺乏低阻低速层的四川盆地隆升速度和隆升量均极小,隆升差异集中在龙门山断裂附近,使其发生应力积累乃至破裂.龙日坝断裂被两侧的刚性次级块体挟持着一起向南东方向运动,但该断裂的走滑运动分解了绝大部分施加在块体边界上的走滑量,使得相邻的龙门山次级块体的走滑分量遽然减少,也使得龙门山断裂表现出以逆冲为主,兼有少量走滑的运动性质.本文所得的这些计算结果显示了在缺乏中下地壳流,仅在低阻低速层解耦下刚性块体隆升过程及相关断裂活动,提供了青藏高原东缘刚性块体挤出的可行性,为青藏高原东缘隆升机制的研究讨论提供了重要依据.  相似文献   

多排抗滑桩治理工程的有限元设计计算与优化   总被引：2，自引：0，他引：2  

唐晓松  郑颖人  邱文平 《地震学刊》2011,(5):548-554

在现行计算方法中,通常采用不平衡推力法等传统方法设计抗滑桩。尽管国内外岩土工程技术人员通过研究使传统算法取得了较大的进展,但仍有许多不完善的地方,特别对于多排抗滑桩治理工程的设计计算,传统方法更难胜任,而采用有限元强度折减法则能解决这些问题。通过文中工程实例的设计计算可以看出,由于有限元强度折减法可以充分考虑桩—土之间的共同作用,可以得到推力与抗力的分布形式;可以分析不同桩长和桩位对治理工程稳定性的影响,并进行治理方案的优化设计;可以得到作用在埋入式抗滑桩上的推力与抗力,因此能较好地进行抗滑桩治理工程的设计计算。  相似文献   

滑动最小二乘法求解地震波波动方程   总被引：5，自引：4，他引：1       下载免费PDF全文

贾晓峰  胡天跃 《地球物理学进展》2005,20(4):920-924

本文首次将固体力学领域中的滑动最小二乘拟合法用于求解地震波波动方程.与有限差分法相比,该方法所采用的拟合思想使得解在全空间域更加连续,同时仍然保持高精度的特性;与有限元法相比,该方法绕过变分原理,经过算法的有限差分化之后,其所需的计算量及数据存储量均可大大降低.薄膜震动的数值算例表明了该方法的上述特点.最后,通过对几个模型的合成地震模拟试验,进一步证明了滑动最小二乘法用于波动方程数值模拟的可行性.  相似文献   

青藏铁路冻土路基温度场随机有限元分析   总被引：17，自引：7，他引：10  

祁长青  吴青柏  施斌  徐洪钟 《工程地质学报》2005,13(3):330-335

从一阶Taylor展开式入手,结合冻土温度场计算有限元法,推导了冻土路基温度场随机有限元方程及有关计算公式,并对青藏铁路北麓河试验段冻土路基温度场进行了随机有限元分析,结果表明温度标准差与温度场的分布趋势大致相同,在垂直方向上,最大值都出现在路基上部,向下逐渐减小,但两者分布范围略有不同,路基内部标准差的分布范围明显较大,在一定深度处达到均化。  相似文献   

邓肯-张E-B模型参数对软土路堤沉降计算结果的影响   总被引：11，自引：2，他引：9  

牛建东  徐林荣 《工程地质学报》2005,13(4):563-572

有限单元法是计算路堤沉降常见的数值计算方法,其土体模型参数的准确性是计算结果可靠性高的保证。邓肯-张E-B模型是岩土工程分析计算中常用的一种非线性弹性模型。本文针对模型参数敏感性进行大量非线性有限元计算,得到了各参数与路堤沉降和侧向位移之间的关系,确定了该模型中影响软基路堤沉降和侧向变形的主要参数。  相似文献   

液氮杜瓦瓶热力与漏热分析     

赵连远  许骏 《天文研究与技术》2008,5(3)

杜瓦瓶是天文观测中重要的终端设备部件.本文主要采用有限元方法对液氮杜瓦瓶进行热力分析,以确定液氮杜瓦瓶优化设计中注意的问题,并通过对液氮杜瓦瓶各种传热途径的分析,计算出液氮杜瓦瓶的漏热.  相似文献   

A finite element cable model and its applications based on the cubic spline curve     

方子帆  贺青松  向兵飞  肖化攀  何孔德  杜义贤 《中国海洋工程》2013,27(5):683-692

For accurate prediction of the deformation of cable in the towed system, a new finite element model is presented that provides a representation of both the bending and torsional effects. In this paper, the cubic spline interpolation function is applied as the trial solution. By using a weighted residual approach, the discretized motion equations for the new finite element model are developed. The model is calculated with the computation program complier by Matlab. Several numerical examples are presented to illustrate the numerical schemes. The results of numerical simulation are stable and valid, and consistent with the mechanical properties of the cable. The model can be applied to kinematics analysis and the design of ocean cable, such as mooring lines, towing, and ROV umbilical cables.  相似文献   

直驱式波浪发电系统研究          下载免费PDF全文

余海涛  刘春元  费腾  施学庆  胡敏强 《海洋开发与管理》2013,30(Z1):43-46

文章对两种结构的直驱式波浪发电系统进行了研究。利用有限元计算方法,设计并制作了两种类型的圆筒型永磁直线发电机,并在波浪水池中进行了实验。得到单浮子系统适合用于近海岸,安装方便,成本小;双浮子系统的有效工作时间不受潮位的影响,效率以及可靠性高,稳定性好。  相似文献