沙漠砂基础隔震垫层隔震性能研究

发布时间：2020-04-10 06:17

【摘要】：在我国地震灾害频发,且历次震害中乡镇地区的房屋发生大量严重倒塌破坏,致使人员伤亡和财产损失惨重。由于村镇地区经济条件相对落后,房屋抗震性能较差,遭遇同等烈度地震作用时,村镇地区房屋的破坏程度远高于城市。因此,研究适用于村镇地区建筑的低成本减隔震技术具有重要的现实意义。本文以自治区重点研发项目(2016KJHM38)为依托,结合西北地区的地域特色,提出沙漠砂隔震垫层,采用试验与有限元模拟相结合的方法,对沙漠砂隔震垫层的工作机理及减震效果展开系统研究,旨在研究成本低廉的隔减震技术以指导工程实践,主要研究工作及结论如下:(1)对沙漠砂隔震垫层进行振动台试验,研究其在地震作用下的隔震性能。试验研究表明:沙漠砂隔震垫层主要通过上部结构在沙漠砂垫层上发生滑动、结构底部与隔震垫层之间的摩擦耗能以及沙漠隔震垫层内部颗粒之间的滑动耗能,从而达到消耗地震能量、减小结构地震反应的作用。在地震激励下,沙漠砂隔震垫层的工作过程可分为咬合固结和滑动隔震两个阶段,在咬合固结阶段,沙漠砂隔震垫层未起到隔震作用,在滑移隔震阶段,沙漠砂隔震垫层发挥隔震作用,减小上部结构加速度反应;各阶段的划分与输入的地震动强度以及沙漠砂的摩擦特性有关。(2)根据振动台试验结果,以减震系数β(上部结构输出与振动台面输入加速度幅值之比)为指标,分析沙漠砂隔震垫层的隔震效果,并探讨了地震动强度、垫层厚度、基底压力、垫层含水率等因素对其隔震性能的影响。分析结果表明:输入地震波峰值越大,沙漠砂隔震垫层的隔震作用越明显;随着垫层厚度的增加减震系数逐渐减小,其隔震效果也越来越明显,但上部结构底部压力对沙漠砂隔震层隔震效果影响较小;而垫层含水率增大,沙漠砂隔震垫层的隔震效果有所减小。(3)应用ANSYS软件建立沙漠砂垫层隔震模型,基于试验结果验证模型的可靠性,并以农村常见的砌体结构为例,研究砌体结构在设置沙漠砂隔震垫层后结构的地震响应。模拟结果表明:ANSYS软件能较好的模拟沙漠砂隔震垫层的隔震性能,采用沙漠砂隔震垫层后砌体结构的振动周期得以延长,结构的变形主要发生在隔震层,而上部结构近似做整体平动;在地震作用下,隔震结构在沙漠砂隔震垫层上发生滑动,有效降低了上部砌体结构的地震反应,沙漠砂隔震垫层是一种经济有效的减震措施。
【图文】：

１．１．１地震灾害特点逡逑地震作为常见的自然灾害之一，瞬间可造成山崩地裂、建筑倒塌等直接灾害，还可引发火灾、逡逑泥石流等次生灾害（如图１－丨所示），严重威胁人们的生命和财产安全。而我国位于两大主要地逡逑震带一欧亚地震带和环太平洋地震带的交汇处，且这两大地震带活动频繁，使我国成为受地震影逡逑响最严重的国家之一。逡逑１７３９年银川－平罗发生８级大震，震害波及６个省区，，首府银川损失惨重，加之一系列次生逡逑灾害，死亡人数累计约５万多人；１９２０年海原８．５级大震，是中国内陆地区近现代历史上发生的逡逑最大地震，波及范围极广，导致２４多万人死亡，３０万人受伤，其灾害震惊世界，被称为“环球逡逑大震”；２００８年四川汶川发生的８级特大地震，死亡人数近８万人，２万人下落不明，约１０％的逡逑房屋结构发生倒塌，特别是学校、幼儿园等建筑的倒塌，其惨状更是触目惊心；２０１６年发生的青逡逑海门源地震、杂多地震，新疆阿克陶地震、呼图壁地震，２０１７年发生的新疆精河地震、塔什库尔逡逑干地震

图１－４石结构建筑逡逑
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.12

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本文编号：2621866