国家自然科学基金(41372271)
- 作品数：19 被引量：51H指数：5
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- 考虑地震动特性的饱和砂土震陷计算方法被引量：1
- 2018年
- 为探究地震动特性对砂土震陷的影响,提出合理的震陷评价方法,本文利用开源有限元平台Open Sees对饱和砂土自由场地震陷进行数值模拟,研究了地震动维度和方向角对砂土震陷的影响,以震陷比为评价指标,分析了水平单向荷载简化二维荷载的合理性,并对震陷和震陷比与地震动强度参数进行相关性研究,提出了考虑地震动特性的饱和砂土震陷计算方法。结果表明:饱和砂土在地震动水平双向荷载作用下的孔压和震陷均大于单向加载结果,但小于两个单向荷载分别施加产生的结果之和,也小于任一单向加载下结果的2倍;地震动方向对震陷比影响显著,且不同地震动得到的最大震陷比对应的方向角存在差异,表明采用某一确定方向的一维荷载简化分析二维荷载的方法并不合理;震陷量与地震动强度参数Sa(0.6 s)和VSI相关性较好,以VSI为参数提出的预估公式可快速计算震陷量;砂土相对密度越大,计算结果越准确。
- 高广运谢伟王禹
- 关键词：地震动特性相对密度OPENSEES
- 地震荷载特征及其对砂土震陷影响试验研究被引量：5
- 2014年
- 介绍美国最新一代动循环单剪系统的组成及其特点,分析原始真实地震荷载的输入方法,并对真实地震荷载的输入有效性进行验证。以美国Filter净砂为对象,选择冲击型与振动型地震波作为试验输入荷载,考虑砂土相对密度、上覆荷载,设计不同试验工况研究地震荷载特征及其对砂土震陷的影响,共计试验组数202组。试验结果表明:在同一砂土相对密度和上覆荷载条件下,振幅相同的振动型地震波引起的砂土震陷比冲击型地震波引起的砂土震陷大;砂土震陷主要由最大地震荷载峰值之前的各个较大峰值的地震波引起,其中最大峰值对应的地震波引起的砂土竖向应变最大;对于最大峰值之后的地震波,其峰值应达到该地震波最大峰值的80%左右才对砂土变形具有较明显的贡献作用;冲击型地震波最大峰值之后的各地震波对砂土变形影响不明显;对于振动型地震波,其最大峰值之前及最大峰值之后一定范围内的地震波作用共同决定着砂土变形的大小。
- 陈青生熊浩高广运
- 砂土震陷室内试验研究综述
- 2016年
- 室内试验是研究砂土震陷的重要方法,综述了国内外砂土震陷室内试验研究现状和进展,介绍了砂土震陷试验原理,分类简述了试验仪器的适用范围和特点,对各种试验方法的优缺点和适用性进行了比较和评述。分析了室内试验的内在因素(砂土特性)和外在因素(荷载特性)对砂土震陷的影响。最后指出场地震陷预测、荷载多维性、荷载方向性、砂土组成特性等方面研究存在的不足,为以后的研究提供参考。
- 高广运聂春晓顾晓强
- 近断层滑冲效应脉冲地震动对场地液化的影响被引量：4
- 2018年
- 利用开源有限元平台OpenSees,建立一个20 m长的土柱模拟自由场地的地震响应.通过分析近断层滑冲效应脉冲地震动作用下场地产生的变形、应力,结合其地震动持时,衡量滑冲效应脉冲地震动对场地液化的影响.研究表明,滑冲效应脉冲地震动由于其独特的脉冲特性,较无脉冲地震动使土柱产生更大的孔隙水压力比、循环应力比,相应的等效循环周数值也较大,这三方面共同增大了场地发生液化的可能性.滑冲效应脉冲地震动产生的高孔压持续时间较短,使液化后的变形量较小.
- 董文悝高广运宋健薛帅
- 关键词：场地液化大变形
- 渗透系数对砂土液化震陷影响的数值研究被引量：6
- 2017年
- 饱和砂土在地震荷载的作用下往往会产生液化变形,包括竖向震陷和侧向扩展。砂土由于液化的作用,其渗透系数会发生改变,而目前描述砂土液化变形的本构模型均采用常量渗透系数,这是造成自由场地的震陷数值模拟结果低于试验观测值的重要原因之一。利用开源有限元平台Open Sees对饱和砂土的自由场地震陷进行模拟分析,对比离心机模型试验,分析了渗透系数对饱和砂土液化震陷的影响。为进一步提高数值模拟的准确性,采用了适合于动力分析及液化模拟的边界面模型。与固定渗透系数模型相比,最终提出的变渗透系数模型允许液化状态的渗透系数升高为初始值的数倍,该模型模拟结果较好,可以作为从渗透模型角度提高数值模拟精度的近似考虑。通过一系列的模拟和分析发现,采用合理的变渗透系数模型,可在一定程度上提高砂土自由场地地震液化震陷的数值模拟精度。
- 王禹高广运顾晓强宋健
- 关键词：离心机试验OPENSEES
- 多向地震荷载作用下砂土场地震陷分析被引量：1
- 2017年
- 砂土震陷的计算是岩土地震工程的重要问题之一,现有的以经验公式为主的砂土震陷计算方法简化了地震的多维特性。为解决这一问题,本文采用Abaqus有限元软件对地震作用下的砂土场地进行震陷分析,分别模拟砂土场地在单向、水平双向和三向地震荷载作用下的震陷发展规律,并对各方向最大加速度峰值时刻的震陷值和最终震陷进行了对比分析。研究发现震陷的发展经过迅速增长、平稳增加和缓慢发展三个阶段,水平双向地震动引起的震陷值大于水平单向,但小于两个方向荷载单独作用下的和,因此不能简单地采用两个单向荷载作用下震陷叠加等效双向荷载作用下震陷。三向地震荷载引起的震陷远大于水平双向荷载产生的震陷值,竖向地震荷载对场地震陷增大贡献明显。
- 高广运聂春晓石超宋健
- 关键词：数值模拟峰值加速度震陷分析
- 考虑近断层方向性效应及土层非线性影响的场地概率危险性分析
- 2014年
- 针对一典型砂土场地基于等效线性分析方法,研究了土层对输入近断层地震动脉冲特性的影响。选取两组近断层脉冲和非脉冲地震动对地表加速度反应谱放大系数进行了对比研究。结果表明:基岩非脉冲地震动经过土层的高频滤波作用传至地表后有转换成脉冲地震动的可能;基岩脉冲地震动经土层传播至地表后仍具有脉冲特性,部分含有潜在第二脉冲的地震动由于共振作用会产生附加脉冲。与非脉冲地震动相比,脉冲地震动会引起土层较强的非线性响应,导致加速度反应谱放大系数随基岩加速度值的增大衰减较快;而对于长周期加速度反应谱(3 s),脉冲地震动引起的放大系数在基岩加速度大于0.1 g时远大于非脉冲地震动引起的放大系数。最后通过回归分析得到场地放大系数方程,建立了一种考虑近断层脉冲特性及土层非线性相互影响的场地概率地震危险性分析方法。
- 宋健高广运
- 关键词：近断层地震动脉冲特性概率地震危险性分析
- 动荷载作用下采空区地表变形研究综述
- 采空区在动载作用下会发生严重的地表变形,引起土体塌陷、建筑物失稳、地下管线破坏等灾害性事故。采空区在动荷载下的变形研究是合理开发和利用采空区的重要保证,本文综述当前采空区在动力荷载影响下的地表变形的国内外研究现状,重点介...
- 高广运聂春晓周同和
- 关键词：采空区
- 文献传递
- 地震波类型对砂土震陷影响的数值模拟分析被引量：3
- 2015年
- 地震波是一种随机的、不规则作用的动荷载脉冲,可分为振动型和冲击型。不同类型的地震波会对砂土液化和变形等产生重要影响,而传统的砂土震陷计算方法往往忽视这种因素,只考虑最大加速度幅值。通过编写UMAT子程序,在非线性有限元软件ABAQUS中开发亚塑性砂土边界面模型,对不同地震波类型下不同相对密度的砂土进行动单剪试验模拟,得到一系列砂土剪应变及竖向应变的时程曲线,并与室内试验结果进行对比分析。研究表明:在同一工况下,同类型的地震波引起的砂土竖向应变相近,不同类型引起的竖向应变差异明显;振动型地震波比冲击型引起的竖向应变更大。
- 张海丘高广运王禹
- 准饱和土中圆柱形衬砌的瞬态动力响应分析被引量：8
- 2015年
- 内源瞬态荷载作用下圆柱形孔洞的动力响应解答是土动力学的经典问题之一。已有研究大都假设孔洞周围土体为理想弹性介质或完全饱和多孔介质。然而,实际工程中不存在完全弹性和完全饱和土体。分别视衬砌结构和周围土体为弹性材料和准饱和多孔介质(饱和度Sr≥95%),根据牛顿第二定律、达西定律和Biot波动理论推导出准饱和土体的控制方程。根据边界条件导出衬砌和土体的位移、应力和孔隙压力的Laplace变换空间的解答。利用反Laplace变换数值计算方法,将解答转换为时域解。分析了饱和度对衬砌位移、应力和孔压的影响,结果表明,当95%≤Sr≤99%时,饱和度对径向位移和切向应力的影响较小;99%≤Sr≤100%时,饱和度对径向位移和切向应力的影响较大;但饱和度对孔隙压力的影响远大于对径向位移和切向应力的影响。得出位移、应力和孔压沿径向的衰减规律,当95%≤Sr≤99%时,饱和度对径向位移和切向应力沿径向衰减影响较小,99%≤Sr≤100%时,饱和度对径向位移和切向应力沿径向衰减影响较大,但饱和度对孔压沿径向的衰减影响远大于对径向位移和切向应力沿径向的衰减。
- 王滢高广运
- 关键词：准饱和土拉普拉斯变换反变换
