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考虑场地效应的多点地震动作用下边坡永久位移分析
1
作者 宋健 潘驭航 +3 位作者 陆朱汐 姬建 张飞 高玉峰 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期65-75,共11页
地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致,从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响。为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响,基于极限平衡条分法,通过对不同土... 地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致,从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响。为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响,基于极限平衡条分法,通过对不同土条赋予不同的水平和竖向地震动时程,推导出一种考虑场地效应的圆弧和任意形状滑面的多点地震作用下边坡永久位移分析方法。通过与有限差分软件FLAC的数值模拟结果进行对比,验证了该方法能够合理考虑地震动的场地效应。通过研究不同分布形式的多点地震动及竖向地震动对边坡永久位移的影响,结果表明:场地效应引起的水平地震动放大以及多点地震动不同分布模式会导致整个滑体平均地震惯性力作用位置发生改变,从而影响地震作用下滑动体沿滑面的永久变形量,竖向地震动对边坡地震位移影响较小。将方法应用于Lexington土石坝震后变形案例分析,计算得到的坝坡地震永久位移与实际震后观测值相吻合,证明了考虑场地效应的重要性及本文方法的合理性。 展开更多
关键词 地震边坡稳定性 场地效应 永久位移 极限平衡条分法 多点地震动
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典型交叉连接形式的承插式埋地管线地震响应分析
2
作者 侯本伟 刘嘉伟 +3 位作者 张亚波 韩俊艳 钟紫蓝 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期407-416,共10页
埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口... 埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口灰口铸铁管线(CIP)的接口张开量以及管土相对变位;然后分析了采用十字型、T型、L型和双T型交叉管件连接的管线地震响应特征,其中交叉管件与各分肢管线分别采用承插式和法兰式两种连接口,并比较了接口类型对各类交叉管件地震响应的影响规律。结果表明:对于地震波作用下不同接口类型的直线型管线,DIP柔性接口峰值张开量大于CIP刚性接口,CIP刚性接口管线轴力远大于DIP柔性接口管线。管线交叉处采用承插式接口时,双T型交叉管件连接的管线接口峰值张开量略小于十字型、T型连接。管线交叉处采用法兰接口时,与法兰口邻接的DIP柔性接口张开量较大、易发生拉伸破坏,与法兰口邻接的CIP刚性接口轴向压力较大、易发生受压破坏;在双T型交叉处,与法兰口邻接的承插接口响应显著大于十字型、T型连接。 展开更多
关键词 埋地管线 交叉管线 地震波动 承插式接口 法兰接口 接口变形
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饱和地基多排孔列近场主动隔振问题的半解析BEM并行优化算法分析
3
作者 时刚 张浩 郜新军 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期54-67,共14页
人工振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一,多排孔列隔振是振动污染治理的一种方式。针对饱和地基中多排孔列近场主动隔振问题,基于饱和土半解析边界元法(BEM),分别建立了动力机器基础的环境振动影响和多排孔列近场隔振的边界... 人工振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一,多排孔列隔振是振动污染治理的一种方式。针对饱和地基中多排孔列近场主动隔振问题,基于饱和土半解析边界元法(BEM),分别建立了动力机器基础的环境振动影响和多排孔列近场隔振的边界元方程。为提高BEM计算效率,构建了饱和土半解析BEM的SPMD(单程序多数据)并行算法,同时利用孔列间在空间上的对应关系提出了边界元影响系数矩阵快速生成的优化算法。在此基础上,深入研究了多排孔列的近场主动隔振效果,分析了布孔方式、几何参数和多排孔距振源距离对其隔振效果的影响。结果表明:饱和土半解析BEM的SPMD并行算法结合影响系数矩阵生成的优化算法可显著提升多排孔列隔振问题的计算效率。多排孔列的布孔方式对隔振效果基本无影响;增加排孔孔数和孔径、降低孔间净距均能取得更好的隔振效果,而多排孔的排数和排间距对隔振效果影响相对不大;随着多排孔距振源距离增加,多排孔隔振效果先提高后趋于稳定。在实际工程设计时,建议多排孔排数宜为两排,排孔孔径取0.15λR(λR为Rayleigh波波长)、孔深取λR、孔间净距取0.1λR,单排孔数宜根据所需屏蔽区域的面积合理确定。 展开更多
关键词 饱和地基 动力机器基础 地面振动 多排孔 SPMD 隔振效果
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考虑地震需求统计不确定性的地铁车站结构地震易损性分析
4
作者 崔春义 许民泽 +3 位作者 许成顺 赵经彤 刘海龙 孟坤 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期453-462,共10页
为避免非完备地震需求样本集所导致的地铁车站结构地震易损性分析认知不确定性,提出了一种可考虑地震需求统计不确定性的地铁车站结构地震易损性分析方法。首先,基于Bootstrap法将有限地震需求样本问题转换为大样本问题;其次,结合最大... 为避免非完备地震需求样本集所导致的地铁车站结构地震易损性分析认知不确定性,提出了一种可考虑地震需求统计不确定性的地铁车站结构地震易损性分析方法。首先,基于Bootstrap法将有限地震需求样本问题转换为大样本问题;其次,结合最大熵原理和Copula理论构建统计不确定性变量的联合概率分布模型;在此基础上,进一步量化由地震需求统计不确定性所导致的地震易损性水平变异性,并求解得出均值地震易损性曲线以及对应一定置信度的包络地震易损性曲线;最后,以大开地铁车站为具体对象,系统分析了地震需求统计不确定性的影响规律。研究表明:在有限地震需求样本条件下地铁车站结构地震易损性水平具有显著的变异性,且该变异性会随着地震动强度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势;均值与包络易损性曲线可有效考虑基于有限地震需求样本的地铁车站结构地震易损性不确定性程度,且具有良好可信度。所提出的相关分析方法和结论可为地铁车站结构抗震性能和地震风险评估提供参考和指导作用。 展开更多
关键词 地铁车站结构 地震易损性 认知不确定性 BOOTSTRAP法 最大熵原理
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群桩加固可液化地基的地震响应特性研究
5
作者 林宇亮 李澳华 +3 位作者 邢浩 李丽华 宋宣儒 杨果林 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期123-137,共15页
可液化场地高速铁路路基通常采用群桩加固地基+加筋路堤的结构形式,而地基液化往往是导致路基结构丧失服役性能的主要因素,揭示可液化场地群桩加固地基的地震响应特性是保障高速铁路路基安全运行的重要内容。本文以某可液化场地高速铁... 可液化场地高速铁路路基通常采用群桩加固地基+加筋路堤的结构形式,而地基液化往往是导致路基结构丧失服役性能的主要因素,揭示可液化场地群桩加固地基的地震响应特性是保障高速铁路路基安全运行的重要内容。本文以某可液化场地高速铁路群桩加固地基+加筋路堤为研究对象,通过振动台试验和三维数值仿真手段实现不同强度的地震动激励工况模拟,得到可液化地基超孔隙水压力和桩身应变;将振动台试验结果与数值模拟结果进行对比和验证,研究地震动激励下群桩加固可液化地基的孔隙水压力、超孔压比、桩身内力的变化规律,分析地震动强度对群桩加固地基地震响应的影响,得到不同地震动持时下群桩加固地基的液化区域发展规律。研究结果表明:在不同强度的地震激励下,孔隙水压力和超孔压比响应随输入地震动加速度峰值增加而增加,但增幅随地震动加速度峰值减小;孔隙水压力和超孔压比沿地基深度增大呈现出减小的趋势,地基土液化区深度逐渐加大;地基液化主要发生在地震动激励强烈的时段;当地震结束时,大部分地基土体单元从液化状态转变为非液化状态;在高强度地震动激励下,加固桩的桩身弯矩变化显著,但桩身内力分布合理,其值在允许范围内,桩身不会遭到破坏。可将群桩加固地基方案应用于可液化场地。 展开更多
关键词 可液化场地 群桩 地基 振动台试验 数值模拟 液化区分布
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不同厚度液化土层大直径变截面六桩基础振动台模型试验研究
6
作者 冯忠居 李元鹏 +4 位作者 王伟 张聪 李宗海 赵瑞欣 王思琦 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期595-603,共9页
为研究不同厚度液化土层大直径变截面六桩基础动力响应特性,依托厦门第二东通道翔安大桥实体工程,通过室内振动台模型试验,选取地震动强度分别为0.15g、0.25g、0.35g、0.45g的5010波,开展液化土层厚度分别为30、40、50 cm时饱和砂土孔... 为研究不同厚度液化土层大直径变截面六桩基础动力响应特性,依托厦门第二东通道翔安大桥实体工程,通过室内振动台模型试验,选取地震动强度分别为0.15g、0.25g、0.35g、0.45g的5010波,开展液化土层厚度分别为30、40、50 cm时饱和砂土孔压比、大直径变截面六桩基础的桩身加速度、桩身弯矩、桩顶水平位移的动力特性研究。结果表明:不同饱和砂土层厚度下,大直径变截面六桩基础的桩身加速度及弯矩在变截面和土层分界面处发生突变;同一土层厚度下,随着地震动强度从0.15g增大到0.45g,饱和砂土孔压比、六桩基础的桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩均增大;0.15g地震动强度下,随着饱和砂土层厚度增大,饱和砂土孔压比稳定值减小,但六桩基础的桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩峰值均逐渐增大且增幅变大。建议在液化场地大直径变截面桩基础设计时,应特别考虑大直径变截面六桩基础在不同液化土层厚度下的动力响应差异,并注重变截面和土层分界面的抗弯性能,以保证六桩基础的抗震性能。 展开更多
关键词 桩基 大直径变截面六桩 振动台试验 动力响应 饱和砂土
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高铁路基振动压实机-土耦合系统动力学分析
7
作者 叶阳升 尧俊凯 +2 位作者 蔡德钩 魏文彬 王柯 《工程力学》 北大核心 2025年第1期241-248,共8页
压路机连续压实系统根据振动压实过程中振动轮响应评价压实质量,并根据土体压实质量反馈调节压路机工作参数。基于集中参数模型引入塑性弹簧,将压实过程分为弹性、弹塑性、分离三阶段;分别建立三阶段动力学控制方程,依据轮-土相对位移... 压路机连续压实系统根据振动压实过程中振动轮响应评价压实质量,并根据土体压实质量反馈调节压路机工作参数。基于集中参数模型引入塑性弹簧,将压实过程分为弹性、弹塑性、分离三阶段;分别建立三阶段动力学控制方程,依据轮-土相对位移与作用力确定各阶段切换条件;采用现场实测数据验证模型可靠性;揭示激振力特性(激振力幅值、激振频率)和土体参数的振动响应规律。结果表明:激振力幅值不变时,振动轮振幅和分离周期随激振频率的增大而减小。激振频率不变时,振动轮振幅和分离周期随着激振频率的增大而增大。当激振力幅值与激振频率不变,振动轮振幅随着土体动剪切模量的提升而降低,土体动剪切模量较小时,土体以塑性变形为主。土体动剪切模量较大时,土体以弹性变形为主,振幅缓慢下降,直至趋于平缓。 展开更多
关键词 高铁路基 路基压实 振动压实 机土耦合 动力学系统
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基于有限状态机实现Davidenkov本构模型的研究
8
作者 董正方 李浩杰 +1 位作者 王永锋 金德印 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期351-360,共10页
为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理,提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法;通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序... 为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理,提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法;通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序;随后对Davidenkov本构模型滞回曲线进行修正,提出两种滞回曲线构造形式:指向失效点型和指向修正点型。改进的Davidenkov本构模型纠正了“n倍法”模型在失效后,剪应变反向达到上限,而剪应变未进入失效状态的缺点,使得改进的Davidenkov本构模型在模拟土动应力-应变关系时更加合理,尤其是指向失效点模型在多次加卸载作用下,对土体剪切刚度的模拟情况更为精确;为验证基于FSM编制的本构程序具有可维护性强、二次开发简单等特点,依据FSM结合数表驱动的方法编制了Davidenkov及其修正的本构模型程序,以验证该方法的有效性与正确性。 展开更多
关键词 岩土动力学 非线性本构模型 有限状态机 Davidenkov本构模型 二次开发
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黑龙江省土动力学参数变异性研究
9
作者 齐文浩 李林芳 +1 位作者 陈方晓 张苋凯 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第2期145-154,共10页
土动力学参数是土层地震反应计算的必备参数。针对当前黑龙江省土动力学特性理论研究的不足,基于黑龙江省286组不同埋深的粉质黏土、黏土和砂土的动剪切模量比和阻尼比数据,反推得到每组土动力学参数的特征参数,并统计给出特征参数随土... 土动力学参数是土层地震反应计算的必备参数。针对当前黑龙江省土动力学特性理论研究的不足,基于黑龙江省286组不同埋深的粉质黏土、黏土和砂土的动剪切模量比和阻尼比数据,反推得到每组土动力学参数的特征参数,并统计给出特征参数随土体埋深变化的拟合公式。通过该公式,推算了不同埋深下不同土类的动剪切模量比和阻尼比数据,并验证了拟合公式的合理性。利用数据较为丰富的土类,建立了6个土层地震反应模型,输入黑龙江省的典型地震动,分别计算了拟合公式的a_(1)、a_(2)、E(λ_(max))、E(M)等拟合参数。通过放缩拟合参数研究了特征参数变异性对地表峰值加速度、地表反应谱特征周期和平台值的影响。结果表明,随着a_(1)和E(λ_(max))的增加,阻尼比增大,导致场地放大系数F_(PGA)减小,特征周期T g增大。a_(2)和E(M)的增加则会导致阻尼比减小,进而导致F_(PGA)增大,T g减小。平台值β离散性较大,在某一范围内波动,并无确定的增减趋势。变异性对F_(PGA)的影响最大,T g次之,对β的影响最小。土层地震反应对a_(1)变异最敏感。随着输入地震动强度的增加,误差增大。本研究为黑龙江省土动力学参数研究做出了必要补充。 展开更多
关键词 土动力学参数 变异性 土层地震反应 黑龙江省 地震动参数
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北川沈家包斜坡场地地震效应研究
10
作者 李孝波 王天虎 +3 位作者 王怀强 柳耀阔 席书衡 赵扬 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期241-250,共10页
基于北川沈家包斜坡场地地脉动数据,采用水平与垂直谱比(horizontal-to-vertical spectral ratio,HVSR)法,探究了斜坡场地地震效应特征。结果表明:①沈家包斜坡场地HVSR曲线以双峰型或多峰型为主,土层峰值频率集中于1.39~3.90 Hz,与峰... 基于北川沈家包斜坡场地地脉动数据,采用水平与垂直谱比(horizontal-to-vertical spectral ratio,HVSR)法,探究了斜坡场地地震效应特征。结果表明:①沈家包斜坡场地HVSR曲线以双峰型或多峰型为主,土层峰值频率集中于1.39~3.90 Hz,与峰值频率对应的放大系数位于1.89~3.80,展现出了较为明显的局部地形放大效应;②沈家包斜坡坡顶、坡腰处地脉动的优势方向较易判别,分别为30°~80°和110°~160°,当某一区域内多个测点峰值频率趋于一致时,其方向性分布也较为集中,揭示出地层结构对场地土层方向性特征的控制作用;③沈家包斜坡节理产状优势方向为60°~80°,与斜坡坡顶地脉动优势方向(30°~80°)吻合较好,但与斜坡走向(110°)呈锐角相交,对比王家岩滑坡场地地震效应特征,沈家包斜坡前缘抗滑桩的布设是阻挡斜坡失稳滑动的重要因素。研究结果为探究斜坡场地地震效应和斜坡灾害的防治提供了参考。 展开更多
关键词 沈家包斜坡 地脉动 水平与垂直谱比(HVSR)法 峰值频率 方向性特征
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单层非饱和不可压缩多孔介质一维瞬态响应精确解
11
作者 杨相如 陈雪梅 赵云 《地震工程学报》 北大核心 2025年第3期522-528,共7页
针对现有研究尚未给出不可压缩非饱和多孔介质瞬态响应的精确解问题,根据Zienkiewicz等提出的非饱和多孔介质波动方程,假定三相均不可压缩,并考虑各相材料间的惯性、黏滞和机械耦合作用,获得一维情况下的单层非饱和多孔介质瞬态响应问... 针对现有研究尚未给出不可压缩非饱和多孔介质瞬态响应的精确解问题,根据Zienkiewicz等提出的非饱和多孔介质波动方程,假定三相均不可压缩,并考虑各相材料间的惯性、黏滞和机械耦合作用,获得一维情况下的单层非饱和多孔介质瞬态响应问题的精确解。以液相流体相对位移为自变量,首先推导出无量纲形式的控制方程,给出无阻尼系统的特征值和特征函数,再根据常数变异法和特征函数的正交性,将原问题转化为一组二阶常微分方程中的初值问题,并用状态空间法求解,进而获得原问题位移和应力的精确解答。通过与已有解析和数值结果对比,验证该解答的正确性。算例分析表明,在不可压缩非饱和多孔介质中,只有一种压缩波;在固定位移边界处,可产生与入射波相位相反的压缩波,且响应幅值随着饱和度的增加呈现减小趋势。 展开更多
关键词 非饱和多孔介质 不可压缩 瞬态响应 精确解
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负泊松比锚索静动力学特性试验研究
12
作者 杨朝帅 洪开荣 +3 位作者 胡杰 王华 陶志刚 何满潮 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期301-308,共8页
为了研究负泊松比(negative Poisson's ratio,NPR)锚索在静力拉伸和落锤冲击荷载作用下的力学特性,采用自主研发的NPR锚索拉力实验系统和NPR锚索落锤冲击实验系统对NPR锚索进行静力拉伸试验以及动力冲击实验。从锚索的支护力、锚索... 为了研究负泊松比(negative Poisson's ratio,NPR)锚索在静力拉伸和落锤冲击荷载作用下的力学特性,采用自主研发的NPR锚索拉力实验系统和NPR锚索落锤冲击实验系统对NPR锚索进行静力拉伸试验以及动力冲击实验。从锚索的支护力、锚索伸长量以及膨胀量等方面验证了其抵抗和吸收围岩缓慢变形、瞬时冲击能量的性能。其次,建立了NPR锚索三维数值模型,并根据室内试验结果标定了相关数值参数。开展了NPR锚索静力拉伸数值试验以及落锤冲击数值试验,数值试验结果与室内试验结果一致性较好,验证了数值模型的可靠性。该NPR锚索三维数值模型可作为NPR锚索的改进和升级换代的辅助分析工具。 展开更多
关键词 NPR锚索 吸能锚索 静力拉伸试验 落锤冲击试验 数值分析
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不同初始剪应力下饱和珊瑚砂的液化特性
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作者 秦悠 杜歆宇 +2 位作者 马维嘉 吴琪 陈国兴 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期197-204,209,共9页
因海洋环境特殊,珊瑚砂在斜坡等地质条件下受地震或波浪作用时应力复杂。为探究初始静剪应力水平对饱和珊瑚砂液化特性的影响,利用循环三轴仪对不同相对密度D_(r)的珊瑚砂开展系列循环三轴试验。试验结果表明,饱和珊瑚砂的轴向应变ε_(a... 因海洋环境特殊,珊瑚砂在斜坡等地质条件下受地震或波浪作用时应力复杂。为探究初始静剪应力水平对饱和珊瑚砂液化特性的影响,利用循环三轴仪对不同相对密度D_(r)的珊瑚砂开展系列循环三轴试验。试验结果表明,饱和珊瑚砂的轴向应变ε_(a)主要表现为循环流动变形和塑性累积变形2种模式。初始剪应力抑制超静孔压u_(e)的发展,而ε_(a)=2.5%对应的超静孔压u_(e2.5%)对循环应力比CSR不敏感,建立了基于固结比K_(c)和D_(r)的饱和珊瑚砂u_(e2.5%)的经验公式。提出了考虑K_(c)影响的应力参数CSR/K_(c)^(1.5),发现在相同D_(r)下,CSR/K_(c)^(1.5)与达到ε_(a)=2.5%所需循环次数呈负幂函数关系。此外,建立了适用于不同初始剪应力下超静孔压比随循环比增长的应力孔压模型。本文研究结果不仅对初始静剪应力对饱和珊瑚砂液化特性的影响有了进一步的认识,同时对海洋基础工程建设具有一定的指导价值。 展开更多
关键词 饱和珊瑚砂 初始剪应力 固结比 相对密度 动三轴试验 超静孔压 轴向应变 抗液化强度
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基于小波变换和拟动力法的边坡地震稳定性评价方法
14
作者 钱法桥 邓亚虹 +3 位作者 慕焕东 杨楠 刘凡 王梦晨 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期88-96,109,共10页
结合简化Bishop法,推导了地震作用下边坡的稳定性计算公式,包括拟静力法(pseudo-static method,简称PSM)、经典拟动力法(pseudo-dynamic method,简称PDM)和修正拟动力法(modified pseudo-dynamic method,简称MPDM)。其中,修正拟动力法... 结合简化Bishop法,推导了地震作用下边坡的稳定性计算公式,包括拟静力法(pseudo-static method,简称PSM)、经典拟动力法(pseudo-dynamic method,简称PDM)和修正拟动力法(modified pseudo-dynamic method,简称MPDM)。其中,修正拟动力法将土体视为Kelvin-Voigt材料,考虑了土体的黏弹特性和放大特性。在此基础上,对修正拟动力法进行了推广,使剪应力在坡顶、坡面处均为0,符合边坡应力特征。然后,基于Morlet小波分析,以El centro波为研究对象获得了地震波的频谱分布特征。通过提取峰值加速度PGA时刻的卓越频率,提出了一种考虑地震动时频特征的边坡地震稳定性评价方法。最后,将各方法与实例进行了验证。结果表明:拟动力法所需参数较少且意义明确,能够快速、准确地评价边坡地震稳定性,与时程分析方法结果接近。该研究成果可为边坡地震危险性评价、地震滑坡灾害范围分析预测、抗震应急抢险提供理论依据。 展开更多
关键词 拟动力 修正拟动力 小波变化 地震 滑坡 稳定性
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基于TRM法的移动荷载作用下层状非饱和土地基动力响应研究
15
作者 马强 黄业禹 +1 位作者 周凤玺 曹小林 《工程力学》 北大核心 2025年第2期153-163,共11页
根据非饱和多孔介质理论,建立了二维层状非饱和土地基的计算模型,研究了移动荷载作用下层状非饱和土体的动力响应问题。通过Fourier变换和Helmholtz矢量分解原理,采用传递、反射矩阵(TRM)法,结合边界及层间连续条件推导获得了二维层状... 根据非饱和多孔介质理论,建立了二维层状非饱和土地基的计算模型,研究了移动荷载作用下层状非饱和土体的动力响应问题。通过Fourier变换和Helmholtz矢量分解原理,采用传递、反射矩阵(TRM)法,结合边界及层间连续条件推导获得了二维层状非饱和土地基在频域中的动力响应解答,并利用Fourier逆变换得到了层状非饱和土体中位移、应力和孔隙压力的数值解。通过数值算例分析讨论了均质土、软夹层和硬夹层三种层状地基中荷载移动速度、土层剪切模量、饱和度和荷载频率对其动力响应的影响规律。研究结果表明:层状非饱和土地基中当荷载移动速度接近非饱和土地基中Rayleigh波速时会引起土体产生共振,地表竖向位移迅速增大到峰值;层状非饱和土地基中土层的排列次序对地表位移影响显著,与均质土地基相比,硬夹层地基的地表竖向位移大,而软夹层地基的地表竖向位移小;饱和度对层状非饱和土地基动力响应影响显著;随着荷载频率的增大,三种层状地基的位移沿水平距离方向呈现出明显波动性。 展开更多
关键词 层状地基 非饱和土 移动荷载 动力响应 传递、反射矩阵法
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近断层地震动对阶梯式顺层岩质路堑边坡震裂损伤的作用机制
16
作者 信春雷 李文惠 +2 位作者 冯文凯 杨飞 廖军 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期352-364,共13页
中国西南部特殊的地形条件导致公路交通建设中不可避免地形成大量路堑边坡,地震作用下公路路堑边坡的稳定性问题俨然成为公路工程稳定性研究中的重点科学问题。通过大型振动台试验分析阶梯式顺层岩质路堑边坡的加速度响应,研究边坡各平... 中国西南部特殊的地形条件导致公路交通建设中不可避免地形成大量路堑边坡,地震作用下公路路堑边坡的稳定性问题俨然成为公路工程稳定性研究中的重点科学问题。通过大型振动台试验分析阶梯式顺层岩质路堑边坡的加速度响应,研究边坡各平台的地震动响应规律。提出加速度放大系数比表征不同坡表形式的动力响应差异,结合Snell定律分析地震波在边坡中的传播规律。结果表明:边坡加速度放大系数随激振幅值增加而表现出高程放大效应,当激振幅值超过0.6g时,因震裂损伤累积,坡体滤波效应增强,加速度放大系数随高程增长趋于平缓。均匀阶梯宽度的边坡抗震性能较好,阶梯阴角处易产生应力集中,应作为重点防护区域。试验中监测的加速度数据分析结果与高速摄像机记录的模型损伤结果相吻合。根据边坡的震裂累积破坏过程,可将破坏现象分为浅层蠕滑(0.1g~0.4g)、局部拉裂(0.4g~0.6g)、加速变形(0.6g~0.8g)和整体失稳(0.8g~1.0g)四个发展阶段,变形破坏模式总体表现为滑移-拉裂式。研究结果为复杂坡面与地质结构的震裂破坏机制及抗震设防提供了理论基础和技术支持,为山区阶梯式岩质路堑边坡的防灾减灾措施提供参考。 展开更多
关键词 边坡工程 阶梯式岩质边坡 振动台试验 Snell定律 震裂损伤模式
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基于Newmark法的土钉支护边坡震后位移三维上限分析
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作者 余家骥 黄旭东 +3 位作者 陈志宇 王玲 阮波 潘秋景 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期161-171,共11页
基于极限分析上限理论,结合边坡三维旋转破坏机制和Newmark位移法,利用水平地震加速度时程曲线表征地震效应,对地震作用下土钉支护边坡三维稳定性及永久位移开展研究。通过与振动台试验对比,发现本文方法预测的土钉支护边坡破坏面和位... 基于极限分析上限理论,结合边坡三维旋转破坏机制和Newmark位移法,利用水平地震加速度时程曲线表征地震效应,对地震作用下土钉支护边坡三维稳定性及永久位移开展研究。通过与振动台试验对比,发现本文方法预测的土钉支护边坡破坏面和位移与试验结果大致吻合,验证了所提方法的可靠性。提出一个表征边坡中土钉强度及三维分布特征的无量纲系数Mt,探究3组Mt下边坡宽高比、c/γH、边坡倾角和土内摩擦角对临界地震加速度的影响规律,计算不同边坡倾角、土内摩擦角及Mt的位移系数设计图表,并通过对2种水平地震加速度时程曲线二次积分得到了地震积分位移表。研究结果表明:无量纲系数Mt越大,土钉支护边坡的临界地震加速度越大,地震诱发边坡位移越小,且随着土钉的长度和强度的提高,相应临界地震加速度增长率逐渐降低;边坡倾角增大会导致位移系数先增大后减小,且Mt越大时位移系数取峰值时对应的边坡倾角越大。基于边坡参数,结合临界地震加速度、位移系数和地震积分位移的设计图表,可直接估计边坡的地震永久位移值。研究结果可对土钉支护边坡工程的震后位移预测以及土钉参数取值提供参考。 展开更多
关键词 土钉支护边坡 地震稳定 Newmark位移 三维稳定性 极限分析上限法
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细粒含量对石墨尾矿液化特性的影响
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作者 赵浩男 孙静 +2 位作者 周婷 陈浩 王润泽 《地震工程学报》 北大核心 2025年第1期133-142,共10页
尾矿坝是一种高势能危险源,在地震作用下易发生液化致使坝体失稳溃坝,影响尾矿坝的使用安全。采用动三轴试验方法,以黑龙江省鸡西市石墨尾矿为对象,研究三种循环应力比(CSR)下细粒含量(F_(c))对石墨尾矿液化特性的影响规律;应用Ishibash... 尾矿坝是一种高势能危险源,在地震作用下易发生液化致使坝体失稳溃坝,影响尾矿坝的使用安全。采用动三轴试验方法,以黑龙江省鸡西市石墨尾矿为对象,研究三种循环应力比(CSR)下细粒含量(F_(c))对石墨尾矿液化特性的影响规律;应用Ishibashi孔压模型对孔压增长过程进行模拟;同时研究固结比、围压以及饱和度对石墨尾矿液化特性的影响规律。研究结果表明,随细粒含量的增加,石墨尾矿的抵抗变形能力提高,孔压增长速率减慢,抗液化能力增强;随着CSR的增大,石墨尾矿的抵抗变形能力降低,孔压增长速率加快,抗液化能力减弱;Ishibashi孔压模型可以很好地模拟石墨尾矿液化过程中孔压的发展,对于不同细粒含量下的石墨尾矿非常适用。结果还表明,随着固结比及围压的增加,石墨尾矿的液化将逐渐被抑制,使其抗液化能力增强;随着饱和度的增加,可促进石墨尾矿的液化,使其抗液化能力减弱;CSR越小,各种因素对液化特性的影响效果越明显。研究结果可为石墨尾矿坝的液化研究提供科学合理的理论依据。 展开更多
关键词 动三轴试验 石墨尾矿 细粒含量 液化特性 孔压模型
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自适应最小二乘支持向量机加速度积分新方法
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作者 孙劲文 夏峰 +3 位作者 齐文浩 陈赛斌 吴亚强 景立平 《防灾科技学院学报》 2025年第1期18-30,共13页
为了研究出可以在振动台实验中用于计算土体位移及土中结构位移的方法,采用振动台实验进行分析研究。在实验当中同时布置加速度传感器和拉线位移计,实验地基土为上软下硬的分层土,群桩基础包含9根长1.35 m、直径0.1 m的基桩,上部结构为... 为了研究出可以在振动台实验中用于计算土体位移及土中结构位移的方法,采用振动台实验进行分析研究。在实验当中同时布置加速度传感器和拉线位移计,实验地基土为上软下硬的分层土,群桩基础包含9根长1.35 m、直径0.1 m的基桩,上部结构为核岛模型。通过加速度传感器和拉线位移计的实验数据分析自适应最小二乘支持向量机加速度积分方法。将该方法的计算结果与已有的高通滤波加速度积分方法的计算结果作比较。在分析计算结果时引入了相对均方误差和相对峰值误差的概念来消除振动台输入地震动幅值大小对计算结果误差分析的影响。通过对新方法的计算结果与已有的高通滤波加速度积分方法的计算结果进行误差分析与比较,证明了新方法的可行性与可靠性。 展开更多
关键词 振动台 自适应 支持向量机 积分位移 误差分析
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线性加速度显式积分格式的海岸两相介质场地地震反应分析
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作者 陈学良 张波 李铁飞 《烟台大学学报(自然科学与工程版)》 2025年第2期125-133,共9页
为了建立覆水海岸两相介质地震反应分析的全显式有限元法,以饱和两相介质土力学模型为基础,对近场波动问题的时域显式数值算法进行研究。首先,采用伽辽金加权余量法对一维压缩波波动的动力方程实现空间离散;然后,分别应用中心差分和Newm... 为了建立覆水海岸两相介质地震反应分析的全显式有限元法,以饱和两相介质土力学模型为基础,对近场波动问题的时域显式数值算法进行研究。首先,采用伽辽金加权余量法对一维压缩波波动的动力方程实现空间离散;然后,分别应用中心差分和Newmark线性加速度法求解位移和速度,而加速度是由速度积分法求得,进而得到该动力方程自起步的时域逐步积分公式;最后,引入透射人工边界,得到饱和两相介质近场波动问题求解的全显式时域有限元法。基于时域递推公式的积分逼近算子矩阵,研究了该算法的稳定性条件。将该算法的数值解与相应的解析解进行比较,验证了算法的正确性和有效性。最后,将此方法应用于覆水海岸两相介质场地土层的地震反应分析中,研究了海水对其地震响应的影响。该方法具有计算量小、效率高、精度高的优势,可为结构动力方程和波动方程的求解提供借鉴。 展开更多
关键词 饱和两相介质 土力学模型 显式有限元 透射人工边界 线性加速度法
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