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阳宅下罗盘的方位
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分段式柔性接头闭合框架结构跨越西安地裂缝试验研究
随着现代社会经济的发展，城市规模不断扩大，城市人口逐渐增长，交通问题日益突出，西安市的地下铁道建设也势在必行。但是由于自然和人为等因素的作用和影响，自上世纪50年代以来，西安市区先后出现了13条地裂缝带，其活动时间之长和规模之大，在国内尚属罕见，这对正在准备建设的西安市轨道交通二号线来说无疑新增加了一些技术要求。因此，研究地裂缝对地铁隧道结构的影响显得非常重要。
本文利用长安大学地基沉降试验场对分段式带柔性接头闭合框架结构跨越地裂缝大型物理模型试验进行研究。通过在模型上预设裂缝，地裂缝上盘下降24cm，每天下降2cm，模拟地裂缝活动，采用沉降杯、高精水准仪、钢旋式和电阻式压力盒、应变片测试系统等测试仪器，得到地铁结构通过地裂缝带的应力应变特征、结构周边土体受力情况和地层土体沉降特征。试验结果表明当裂缝上盘下降时，地表会出现相应的沉降和树枝状裂缝，结构整体会向裂缝下盘方向作微小的水平位移，裂缝两侧结构相对位移明显，土体应力是裂缝上盘大于下盘，下部大于上部，结构应力呈现边缘大，接头较其他地方大，结构应变均呈现两端小，中间大等特点，接头两侧壁止水带发生拉裂，轨道发生变形等结论。采用非线性有限元分析软件MSC.Marc对物理模型进行了数值模拟，结果显示结构最大竖直向下位移达26cm，裂缝下盘结构西端上翘4cm，整体向下盘移动5～6cm，结构接头上盘下降24cm左右，接头下盘下降3cm左右，相对竖向位移达21cm，相对水平位移1cm左右，土体应力上盘大于下盘，下部大于上部，模型上部主要受拉，下部主要受压，结构顶底部应变中间大，两端小等规律。将试验结果与数值计算作对比，结果显示其位移、应力、应变等变化规律具有一致性。
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近断层上下盘断层参数对不同周期框架结构地震响应的影响规律研究
【摘要】：我国是一个地震多发国家,许多省市位于近断层附近,在近年的几次大地震中,地震动对处于近断层影响区域内建筑结构造成了巨大的破坏,这种近断层地震动常伴随着由于倾斜断层的不对称分布引起的上下盘效应。震害调查和研究表明,处于上盘区域内大量短周期结构的抗震性能受到严重影响,很多房屋出现整体失稳和倒塌,而处于下盘区域内的长周期结构出现破坏较多,但研究人员关注的重点多为上盘地震动对短周期结构动力响应的影响,而忽略了断层参数的变化对上下盘地震动影响及其对结构动力响应的影响。针对该问题,本文以短周期、长周期框架结构及其隔震结构为研究对象,针对影响上下盘地震动的四个不同断层参数(震级、土体剪切波速、断层倾角、上界埋置深度),基于NGA(Next Generation Attenuation)模型人工合成了具有不同断层参数的上下盘地震动,并以此作为输入探讨了断层参数对隔震与非隔震框架结构动力响应的影响规律。本文主要研究工作与取得的结论如下:1.对比研究了NGA模型中用于模拟上下盘地震动的ASK(Abrahamson Silva Kamai)、CB(Campbell Bozorgnia)、CY(Chiou Youngs)模型,并将ASK、CB和CY三个模型模拟得到的上下盘地震动与真实地震动进行了误差对比分析,结果表明ASK模型模拟得到的上下盘地震动在0-10s内的加速度反….应谱误差最小。2.基于ASK模型模拟了具有不同震级、土体剪切波速、倾角及上界埋置深度的断层参数的地震动,研究了不同断层参数对上下盘效应的影响规律,结果表明上下盘效应随震级的增大而增大,随土体剪切波速、倾角、上界埋置深度的增大而减小。3.设计了涵盖框架结构常见周期范围的4层、8层、12层和16层四种框架结构,针对震级、土体剪切波速、倾角及上界埋置深度等断层参数对其动力响应的影响进行了参数分析。结果表明:所有框架结构的基底剪力和顶层位移均随震级增大而增大,随土体剪切波速、上界埋置深度的增大而减小;上盘地震动对短周期框架结构动力响应的影响大于下盘地震动,但其对长周期框架结构动力响应的影响小于下盘地震动。4.对设计的不同周期结构进行隔震设计,研究了不同震级、土体剪切波速、倾角及上界埋置深度等断层参数对隔震结构水平向减震系数和隔震层位移的影响规律。研究结果表明,隔震结构水平向减震系数和隔震层位移随震级增大而增大,随土体剪切波速和増大而减小;隔震结构在上盘地震动作用下地震响应水平向减震系数和隔震层位移小于下盘地震动;近断层区域进行结构设计时,应考虑近断层地震动的下盘效应。
【关键词】：
【学位授予单位】：广州大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TU352.12【目录】：
摘要4-6Abstract6-11第一章 绪论11-25 1.1 课题背景11-13 1.2 近断层上下盘效应的定义13-14 1.3 近断层上下盘效应的研究现状14-18
1.3.1 震害调查与实测分析14-16
1.3.2 断层试验研究与数值仿真16-17
1.3.3 考虑上下盘因子衰减关系研究现状17-18 1.4 近断层地震对结构响应影响18-22
1.4.1 近断层地震对隔震结构响应影响18-20
1.4.2 近断层上下盘地震动对结构响应影响20-22 1.5 本文的研究目的、内容与意义22-25第二章 断层参数对上下盘效应的影响分析25-53 2.1 上下盘地震动数据分析25-26
2.1.1 NGA数据库简介25
2.1.2 上下盘地震动数据库25-26 2.2 NGA衰减模型比较26-34
2.2.1 NGA模型对比26-27
2.2.2 ASK、CB、CY模型的简介27-34 2.3 ASK、CB、CY三个模型误差分析34-36
2.3.1 误差的定义34
2.3.2 误差分析34-36 2.4 上下盘断层模型的建立36-38
2.4.1 断层参数的选取36-37
2.4.2 基本ASK逆断层模型的设定37-38
2.4.3 上下盘地震动场地距离的设定38 2.5 不同上下盘断层参数地震动的合成38-45
2.5.1 不同震级模型的上下盘地震动合成38-40
2.5.2 不同土体剪切波速模型的上下盘地震动合成40-42
2.5.3 不同倾角模型的上下盘地震动合成42-43
2.5.4 不同上界埋置深度模型的上下盘地震动合成43-45 2.6 上下盘断层参数地震动的验证45-46 2.7 断层参数对上下盘效应影响分析46-51
2.7.1 震级对上下盘效应影响分析46-47
2.7.2 土体剪切波速对上下盘效应影响分析47-49
2.7.3 倾角对上下盘效应影响分析49-50
2.7.4 上界埋置深度对上下盘效应影响分析50-51 2.8 本章小结51-53第三章 上下盘断层参数对不同周期结构动力响应分析53-84 3.1 结构计算分析理论简介53-54 3.2 结构建模及模态分析54-58
3.2.1 结构模型建立54-55
3.2.2 结构抗震验算55-56
3.2.3 模态分析56-58 3.3 上下盘地震动输入58-61
3.3.1 地震动特性58-59
3.3.2 上下盘地震动合成59-61
3.3.3 地震动响应验证61 3.4 分析过程简介61-62 3.5 计算结果分析62-82
3.5.1 震级对结构动力响应影响分析62-68
3.5.2 土体剪切波速对结构动力响应影响分析68-72
3.5.3 断层倾角对结构动力响应影响分析72-77
3.5.4 上界埋置深度对结构动力响应影响分析77-82 3.6 本章小结82-84第四章 上下盘断层参数对隔震结构响应分析84-109 4.1 隔震基本原理84 4.2 隔震结构设计84-93
4.2.1 隔震支座的选择和布置84-87
4.2.2 隔震支座抗风验算87
4.2.3 隔震层偏心率计算87-88
4.2.4 隔震支座压应力验算88-89
4.2.5 模态分析89-90
4.2.6 地震动的选取90
4.2.7 水平向减震系数分析90-91
4.2.8 大震支座拉压和隔震层位移的验算91-93 4.3 断层参数与水平向减震系数的关系93-100
4.3.1 震级与水平向减震系数的关系93-95
4.3.2 土体剪切波速与水平向减震系数的关系95-97
4.3.3 断层倾角与水平向减震系数的关系97-99
4.3.4 上界埋置深度与水平向减震系数的关系99-100 4.4 断层参数对隔震层位移影响分析100-108
4.4.1 震级对隔震层位移影响分析100-102
4.4.2 土体剪切波速对隔震层位移影响分析102-104
4.4.3 断层倾角对隔震层位移影响分析104-106
4.4.4 上界埋置深度对隔震层位移影响分析106-108 4.5 本章小结108-109第五章 结论与展望109-112 5.1 主要研究结论109-110 5.2 展望110-112参考文献112-121攻读硕士学位期间发表学术论文情况121-122致谢122
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