摘要：2022年9月5日四川省泸定县发生6.8级地震,在磨西台地上某框架结构的震害调查中,发现其东区和西区的框架结构出现不同程度的震害,且差异明显。其中,东、西区框架的首层柱上端均发生了“强梁弱柱”型破坏,西区框架中等及以上破坏等级的比例达到81%,而东区框架仅为13%,呈现出与台地边缘的强关联性。为分析东、西区框架结构震害差异的原因,采用FK-SEM方法分析了磨西台地的地震放大效应。计算结果表明,距离台地边缘越近,地震放大系数越大。其中,水平和竖向的地震放大系数在西区建筑场地分别为2.30和2.25,而在东区建筑场地则分别为2.01和1.99。在此基础上,采用磨西台站的地震动记录,对东、西区框架结构进行了震害模拟,分析了其破坏原因。研究结果表明:磨西台地边缘的地震影响系数的实际放大系数超过了《抗规》规定,存在不利地段影响和近场地震效应叠加的情况,仅按《抗规》不利地段进行考虑,多层框架结构难以实现“大震不倒”的设防目标;竖向地震作用是框架柱下端破坏的直接原因,主要破坏形态为偏拉、偏压破坏,水平地震作用导致其二次破坏;“仿雀替”构造对结构整体变形能力不利,是框架结构“强梁弱柱”型破坏的主要原因。根据震害调查和分析结果,建议在9度近断层设防地区,靠近台地边缘的多层框架结构,设计前宜对建筑场地进行分析,并考虑竖向地震的影响;在有民族特色的建筑设计中,应将“仿雀替”等装饰物与框架脱离,设计为非结构构件,以减少其对框架结构抗震性能的不利影响。

摘要：基于区域缩减思想,集整基于精确动力刚度矩阵的频率波数域(FK)半解析方法和有限元(FE)数值方法各自优势(FK精确高效模拟一维波速结构地震波传播;FEM具有丰富单元和本构类型,可精细模拟工程结构地震反应),提出了一种从震源到工程结构全过程地震反应模拟的FK-FE混合方法。并将FK代码作为插件二次开发到大型商业有限元软件ABAQUS中,实现了ABAQUS平台下从震源到工程结构的全过程宽频地震反应物理模拟。验证了FK-FE混合方法正确性,进而将其应用于位错点源作用下美国SAC机构设计的9层Benchmark抗弯钢框架结构全过程0 Hz~15 Hz宽频地震反应模拟,重点探讨了地壳层波速结构和近地表场地条件对框架结构地震反应的影响。研究表明:地壳层速度结构和场地类别对该结构的地震反应均有显著影响,地壳层速度结构3(较硬)相比速度结构1(较软),结构最大位移和层间位移角分别减小了22.7%和62.0%;Ⅱ类场地相较于Ⅳ类场地,结构最大位移和层间位移角分别减小了22.3%和44.7%。

摘要：针对设计地震动的变异性,提出了地下隧道抗震安全性分析的蒙特卡罗方法。1建立地下隧道非线性地震响应分析模型。采用粘弹性边界方法和地震动输入等效节点力方法模拟半无限场地的地震激励,结合通用有限元软件ANSYS,建立地下隧道地震响应分析模型,模型采用等效线性化方法模拟土体非线性,采用瑞利阻尼和材料阻尼相结合方法模拟土体阻尼,分别考虑衬砌中混凝土和钢筋的非线性,并考虑衬砌和土体之间的接触问题。2确定设计地震动,然后利用模拟产生目标谱符合某一设计地震动时变功率谱的非平稳地震动模拟方法,产生若干条与设计地震动具有同一统计特征的非平稳地震动。3进行样本地震动激励下的地下隧道非线性地震响应分析,求得地下隧道地震响应的变异性。该研究为地下隧道抗震安全性分析提供了一种简单实用的方法,对地下隧道抗震设计有一定的参考价值。

摘要：提出一种用于求解层状半空间中斜坡动力响应的间接边界元方法,研究坡体几何参数和弹性模量对岩质斜坡场地地震效应的影响规律。本方法通过在边界上施加斜线和水平线虚拟均布荷载来模拟斜坡地形产生的散射波场,避免了传统边界元方法中的奇异性问题,具有计算精度高、求解速度快的显著优点。文中对该方法的正确性和模型的收敛性进行验证与讨论,进而开展相应的数值计算分析。研究结果表明:(1)地震作用下岩质斜坡动力响应具有显著的高程放大效应,随着相对高程的增加,斜坡坡面加速度峰值(PGA)放大系数呈非线性增大,且水平向大于竖直向,算例中软质岩和硬质岩对应的最大水平加速度分别是其竖向的1.51和1.14倍;(2)坡体几何参数和弹性模量对岩质坡顶斜坡动力响应均有重要影响,随着坡角和坡高的增加,PGA放大系数表现为增大趋势,而随着弹性模量的增加,PGA放大系数表现为衰减趋势;(3)经比较发现,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)给出的放大系数未考虑岩性的影响,同时也在一定程度上低估了地形效应;(4)根据不同输入地震波的分析结果,提出斜坡坡顶动力响应规律随几何参数和弹性模量变化的经验公式,方便了结果的定量描述;(5)通过分析斜坡坡顶的傅里叶谱特征(峰值、形状和卓越频率),得到了斜坡动力响应随几何参数和弹性模量变化的频谱规律,进而引入谱比曲线定量评估了不同坡角、坡高和弹性模量对应的斜坡坡顶地震动谱放大效应。

摘要：整体强制反应位移法采用土-结构相互作用模型,将地震作用下的土层位移以强制位移的方式施加到整个土层上,从而计算结构在地震作用下的响应。本文以天津某地铁盾构隧道为例,采用整体强制反应位移法进行地铁盾构隧道结构的抗震分析计算。为了验证该方法在复杂软土场地下盾构隧道结构抗震分析中的适用性,以时程分析法为基准,对比分析整体强制反应位移法、反应位移法和时程分析法3种方法计算出的盾构隧道结构内力图和内力峰值。研究表明,整体强制反应位移法具有较好的适用性及易操作性,具有较高的计算精度,是一种方便有效的抗震设计拟静力方法。

摘要：基于间接边界元法,首先采用Ricker波作为输入波,分别研究了SH波入射时均匀半空间凸起场地、两侧含覆盖土层的岩质凸起场地、匀质土质凸起场地、异质土质凸起场地的波传播特征,同时比较了凸起地形与土层对Ricker波的放大效应,研究表明,覆盖土层能增强场地对地震动的散射和反射效应并延长地震动持时,土层对地震动的放大效应比凸起地形对地震动的放大效应更为显著。在此基础上进一步以Taft波、El Centro波和天津波作为输入地震动,研究了异质土质凸起场地的地震响应,就本文所考虑的模型而言,这3种地震动输入下得到的凸起场地对地表加速度反应谱峰值的放大幅度分别为102.9%、149.9%和186.7%,大大高于建筑抗震设计规范中为考虑地形效应而对水平地震影响系数最大值进行增幅的取值。

摘要：采用间接边界元法和频域变换方法研究了层状半空间中洞室群对地震动的出平面时域放大作用,并以天津地区典型场地为例分析了洞室间距和入射地震动频谱对放大作用的影响。研究表明,洞室群对地震动的放大作用非常大,与自由场相比,地表加速度峰值放大32.1%,地表加速度反应谱峰值放大85.2%,洞室群对地震动的频谱也有明显影响;洞室间距越小,洞室之间的相互影响越大,对地震动的放大作用越大。研究对于地铁沿线设计地震动的估计具有参考价值。

摘要：地震波入射角度对地铁车站结构地震响应的影响问题已受到学者的关注和重视。SV波斜入射时存在临界角情况,超过临界角时,场地水平向运动与竖向运动的相位差会发生改变,同时在超临界角入射下场地具有较大的竖向地震作用;然而SV波超临界角入射下的这些特征对地铁车站地震响应的影响规律还未见公开报道。通过ABAQUS有限元软件,首先验证了基于频域刚度矩阵的地震动输入计算方法求解地下隧道对任意角度SV波散射问题的计算精度,然后研究了SV波0°~80°范围内入射时II类、III类、IV类场地条件下两层三跨地铁车站结构的地震响应。研究表明:在较硬的场地中,SV波超临界角入射下场地同时具有较大的水平向和竖向地震作用,这将显著增大车站中柱的轴力幅值,与垂直入射情况相比,轴力幅值最高被增大至3.28倍,同时,SV波临界角附近入射时,轴力分布显著区别于其他情况;车站中柱的弯矩与剪力最大值均出现在地震波垂直入射时,且总体上,弯矩、剪力幅值随着SV波入射角度的增大而减小;车站与周围地基的动力相互作用,对车站结构所受到的水平地震作用具有一定的增大效应,场地越软,增大效应越显著。建议将SV波垂直入射和临界角附近入射2种工况均作为地铁车站结构抗震设计的不利工况。

摘要：“站桥合一”站房结构体系是目前铁路站房普遍采用的建筑形式,可以有效满足旅客零换乘的需求,引导旅客合理流动.站台是旅客候车、上车的必经之处,候车过程中一定会经历高速列车进站、出站.当列车高速通过站台时会引起振动,造成旅客的不安和使结构本身产生疲劳振动破坏.针对某“站桥合一”结构体系高铁站台,选取无旅客行走荷载激励时间段,采用CMG-5TCDE地震计进行高铁站台振动加速度实地测量.对测量数据进行背景振动与各种不同车速造成结构振动、不同测点振动以及两车交会行驶时产生振动的对比分析,得出以下结论:背景竖直向振动加速度级仅为53.21 dB,当45 km/h高速列车通过时竖直向振动加速度级提高到74.00 dB,高速列车通过对站台振动产生明显影响;高速列车通过站台引起的竖直向振动加速度远大于东西向和南北向振动加速度,且振动加速度随车速增加而增大,但增大速率逐渐减小;东西向与南北向振动加速度持续时间基本相同,竖直向振动加速度持续时间略有不同;振动在传播过程中存在振动反弹区,本次测试中振动反弹区在14 m处,主要是由于振动波在不同介质中的反射造成的;两车交会行驶时振动加速度持续时间延长,幅值增大,会对旅客及工作人员的舒适性产生影响.以上结果可为拟新建“站桥合一”结构形式高铁站的模拟预测以及高铁站舒适度设计提供依据.

摘要：场地-城市相互作用(site-city interaction,SCI)效应会显著改变场地地震波场分布及建筑反应,基于SCI效应理论计算研究方法的发展现状,发挥谱元(spectral element,SE)法可快速高效求解三维地震波场传播和多自由度(multi-degree of freedom,MDOF)模型计算量小且可同时模拟大量建筑的优势,同时,结合频率波数域(frequency wave number analysis,FK)方法,以等效地震荷载的方式施加地震波场,建立了FK-SE-MDOF耦合方法,实现了SE-MDOF耦合模型中多种波型(P波、SV波和SH波)的斜入射输入,解决了当前三维SCI效应研究方法中未能同时考虑建筑非线性、频谱特性、地震波波型及入射角度影响的问题。首先对方法原理进行了介绍;然后,通过与振动台试验的对比,验证了方法的正确性;进而,采用该方法建立理想场地-城市建筑群相互作用耦合模型,主要探讨了入射角度和地震波波型对SCI效应的影响,得到了一些有益结论。该方法较为真实地反映SCI效应影响的同时,可反映建筑基础轮廓对地震波场的影响,适用于需考虑建筑轮廓信息的社区尺度SCI效应研究,可为城市规划、抗震设计、风险评估以及震后救援等工作提供定量指导。