高填方边坡地震响应的超重力振动台物理模拟
发布时间：2021-05-24 03:39
随着西部大开发战略的实施,高填方边坡工程的建设迅速发展,地震作为人类面临的主要自然灾害之一,给高填方边坡工程带来了巨大的影响和危害。诸多高填方边坡具有填方高、夹有软弱土层、场区地震烈度大的特点,高填方边坡的地震响应和灾变规律是工程建设面临的主要问题之一。目前高填方边坡的建设缺乏明确的技术规范指导,面临诸多挑战。超重力振动台物理模拟是研究土工构筑物地震灾变的重要手段,但现有设备模拟高填方边坡动力响应时受容量限制,不足以恢复工程原型自重应力场,在这种情况下,提出高填方边坡地震响应的超重力振动台物理模拟方法,揭示高填方边坡的灾变规律具有重要的科学意义。本文提出了基于频响函数簇的超重力振动台控制技术,为精准开展离心模拟试验奠定基础;基于广义相似律,发展了超重力振动台不等应力相似律,为全断面等应变模拟高填方边坡地震响应提供了理论依据;开展了水平场地和边坡的超重力振动台试验,验证了超重力振动台不等应力相似律的适用性;针对甘孜机场工程实例,应用超重力振动台不等应力相似律开展试验,揭示含软弱夹层的甘孜机场高填方边坡地震响应特点及灾变规律。本文所做的主要工作和研究成果如下:1.根据ZJU-400超重力振...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状
1.2.1 超重力振动台研究现状
1.2.2 高填方边坡超重力模拟研究现状
1.2.3 超重力模拟相似律研究现状
1.3 本文的主要工作及技术路线
第二章 基于频响函数簇的超重力振动台控制技术
2.1 引言
2.2 超重力振动台设备与原理
2.2.1 ZJU-400土工离心机的组成及工作原理
2.2.2 机载振动台的组成及工作原理
2.3 超重力振动台频响函数数值分析
2.3.1 超重力振动台力学模型和数值模型的建立
2.3.2 超重力振动台参数识别
2.4 超重力振动台频响函数的影响因素
2.4.1 振幅对超重力振动台频响函数的影响
2.4.2 模型质量对超重力振动台频响函数的影响
2.4.3 模型刚度对超重力振动台频响函数的影响
2.4.4 模型阻尼对超重力振动台频响函数的影响
2.5 超重力振动台频响函数的试验验证
2.5.1 试验方案
2.5.2 振动幅值对频响函数影响的验证
2.5.3 模型质量对频响函数影响的验证
2.5.4 模型刚度对频响函数影响的验证
2.6 基于频响函数簇的振动控制技术
2.6.1 ZJU-400频响函数簇
2.6.2 ZJU-400振动控制流程
2.7 振动控制效果
2.7.1 等幅正弦波振动控制效果
2.7.2 不等幅正弦波振动控制效果
2.7.3 地震波振动控制效果
2.8 本章小结
第三章 超重力振动台不等应力相似律
3.1 引言
3.2 离心机模型试验相似律的推导
3.2.1 传统相似律及其局限性
3.2.2 广义相似律及其局限性
3.2.3 超重力振动台不等应力相似律的推导及局限性
3.3 水平场地超重力振动台验证试验
3.3.1 模型试验设计
3.3.1.1 试验方案
3.3.1.2 试验材料
3.3.1.3 传感器布置
3.3.1.4 模型制备
3.3.2 未考虑模量衰减的验证试验结果与分析
3.3.2.1 加载方案
3.3.2.2 加速度响应对比
3.3.2.3 应力应变关系分析
3.3.2.4 场地变形响应
3.3.3 考虑模量衰减的验证试验结果与分析
3.3.3.1 加载方案
3.3.3.2 加速度响应对比
3.3.3.3 应力应变关系分析
3.3.3.4 场地变形响应
3.4 边坡场地超重力振动台验证试验
3.4.1 工程背景
3.4.2 模型试验设计
3.4.2.1 试验方案
3.4.2.2 试验材料
3.4.2.3 传感器布置
3.4.2.4 模型制备
3.4.2.5 加载方案
3.4.3 加速度响应对比
3.4.4 应力应变关系对比
3.4.5 放大效应分析
3.4.6 反应谱分析
3.5 本章小结
第四章 机场高填方地震响应规律
4.1 引言
4.2 工程概况
4.3 模型试验设计
4.3.1 试验方案
4.3.2 试验材料
4.3.3 传感器布置
4.3.4 模型制备
4.4 试验结果与分析
4.4.1 振幅对放大效应的影响
4.4.2 地震累积对填方体的影响
4.4.3 几种典型放大效应响应对比分析
4.4.4 几种典型工况反应谱对比分析
4.4.5 几种典型工况变形对比分析
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 进一步研究工作建议
参考文献
作者简历及发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]相对密实度对沈阳砾砂峰值强度影响[J]. 陈晨. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]相对密实度对砂卵砾石料强度影响的试验研究[J]. 潘政,朱俊高,方智荣. 人民黄河. 2016(02)
[3]基于北斗的机场高填方施工质量监控技术研发[J]. 姚仰平,阮杨志,刘冰阳,陈军,姜宏旭. 岩土工程学报. 2015(S2)
[4]大型离心振动台耦合特性参数分析[J]. 王永志,袁晓铭,孙锐,王海. 地震工程与工程振动. 2015(02)
[5]大型液压离心振动台的耦合特性分析[J]. 罗中宝,杨志东,丛大成,张兵. 振动与冲击. 2014(11)
[6]Numerical simulations of shake-table experiment for dynamic soil-pile-structure interaction in liquefi able soils[J]. Tang Liang,Baydaa Hussain Maula,Ling Xianzhang,Su Lei. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(01)
[7]地震作用下堆积体边坡振动台模型试验及抛出现象分析[J]. 刘婧雯,黄博,邓辉,凌道盛,郭晓光,高美奔. 岩土工程学报. 2014(02)
[8]考虑伺服阀动态非线性特征的电液振动台建模[J]. 陈文颍,宋琼,舒杨. 机床与液压. 2013(03)
[9]R500B离心机振动台动力试验性能分析[J]. 李京爽,侯瑜京,徐泽平,梁建辉,张雪东,宋献慧. 长江科学院院报. 2012(04)
[10]离心机振动台输入输出波相似程度评价方法研究[J]. 张雪东,侯瑜京,梁建辉,李京爽,宋献慧. 长江科学院院报. 2012(03)
博士论文
[1]飞机荷载作用下高填方机场道基动力响应及累积沉降研究[D]. 赵云.浙江大学 2018
[2]离心机振动台试验验证基于剪切波速的碎石桩抗液化技术[D]. 孙政波.浙江大学 2016
硕士论文
[1]甘孜机场沃日柯高填方边坡动力稳定性分析[D]. 邓凯伦.贵州大学 2019
[2]高填方边坡在强降雨条件下稳定性分析[D]. 唐军.成都理工大学 2014
[3]预加固高填方斜坡滑动失稳机制的离心模型试验研究[D]. 田晓丽.成都理工大学 2011
本文编号：3203480
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状
1.2.1 超重力振动台研究现状
1.2.2 高填方边坡超重力模拟研究现状
1.2.3 超重力模拟相似律研究现状
1.3 本文的主要工作及技术路线
第二章 基于频响函数簇的超重力振动台控制技术
2.1 引言
2.2 超重力振动台设备与原理
2.2.1 ZJU-400土工离心机的组成及工作原理
2.2.2 机载振动台的组成及工作原理
2.3 超重力振动台频响函数数值分析
2.3.1 超重力振动台力学模型和数值模型的建立
2.3.2 超重力振动台参数识别
2.4 超重力振动台频响函数的影响因素
2.4.1 振幅对超重力振动台频响函数的影响
2.4.2 模型质量对超重力振动台频响函数的影响
2.4.3 模型刚度对超重力振动台频响函数的影响
2.4.4 模型阻尼对超重力振动台频响函数的影响
2.5 超重力振动台频响函数的试验验证
2.5.1 试验方案
2.5.2 振动幅值对频响函数影响的验证
2.5.3 模型质量对频响函数影响的验证
2.5.4 模型刚度对频响函数影响的验证
2.6 基于频响函数簇的振动控制技术
2.6.1 ZJU-400频响函数簇
2.6.2 ZJU-400振动控制流程
2.7 振动控制效果
2.7.1 等幅正弦波振动控制效果
2.7.2 不等幅正弦波振动控制效果
2.7.3 地震波振动控制效果
2.8 本章小结
第三章 超重力振动台不等应力相似律
3.1 引言
3.2 离心机模型试验相似律的推导
3.2.1 传统相似律及其局限性
3.2.2 广义相似律及其局限性
3.2.3 超重力振动台不等应力相似律的推导及局限性
3.3 水平场地超重力振动台验证试验
3.3.1 模型试验设计
3.3.1.1 试验方案
3.3.1.2 试验材料
3.3.1.3 传感器布置
3.3.1.4 模型制备
3.3.2 未考虑模量衰减的验证试验结果与分析
3.3.2.1 加载方案
3.3.2.2 加速度响应对比
3.3.2.3 应力应变关系分析
3.3.2.4 场地变形响应
3.3.3 考虑模量衰减的验证试验结果与分析
3.3.3.1 加载方案
3.3.3.2 加速度响应对比
3.3.3.3 应力应变关系分析
3.3.3.4 场地变形响应
3.4 边坡场地超重力振动台验证试验
3.4.1 工程背景
3.4.2 模型试验设计
3.4.2.1 试验方案
3.4.2.2 试验材料
3.4.2.3 传感器布置
3.4.2.4 模型制备
3.4.2.5 加载方案
3.4.3 加速度响应对比
3.4.4 应力应变关系对比
3.4.5 放大效应分析
3.4.6 反应谱分析
3.5 本章小结
第四章 机场高填方地震响应规律
4.1 引言
4.2 工程概况
4.3 模型试验设计
4.3.1 试验方案
4.3.2 试验材料
4.3.3 传感器布置
4.3.4 模型制备
4.4 试验结果与分析
4.4.1 振幅对放大效应的影响
4.4.2 地震累积对填方体的影响
4.4.3 几种典型放大效应响应对比分析
4.4.4 几种典型工况反应谱对比分析
4.4.5 几种典型工况变形对比分析
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 进一步研究工作建议
参考文献
作者简历及发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]相对密实度对沈阳砾砂峰值强度影响[J]. 陈晨. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]相对密实度对砂卵砾石料强度影响的试验研究[J]. 潘政,朱俊高,方智荣. 人民黄河. 2016(02)
[3]基于北斗的机场高填方施工质量监控技术研发[J]. 姚仰平,阮杨志,刘冰阳,陈军,姜宏旭. 岩土工程学报. 2015(S2)
[4]大型离心振动台耦合特性参数分析[J]. 王永志,袁晓铭,孙锐,王海. 地震工程与工程振动. 2015(02)
[5]大型液压离心振动台的耦合特性分析[J]. 罗中宝,杨志东,丛大成,张兵. 振动与冲击. 2014(11)
[6]Numerical simulations of shake-table experiment for dynamic soil-pile-structure interaction in liquefi able soils[J]. Tang Liang,Baydaa Hussain Maula,Ling Xianzhang,Su Lei. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(01)
[7]地震作用下堆积体边坡振动台模型试验及抛出现象分析[J]. 刘婧雯,黄博,邓辉,凌道盛,郭晓光,高美奔. 岩土工程学报. 2014(02)
[8]考虑伺服阀动态非线性特征的电液振动台建模[J]. 陈文颍,宋琼,舒杨. 机床与液压. 2013(03)
[9]R500B离心机振动台动力试验性能分析[J]. 李京爽,侯瑜京,徐泽平,梁建辉,张雪东,宋献慧. 长江科学院院报. 2012(04)
[10]离心机振动台输入输出波相似程度评价方法研究[J]. 张雪东,侯瑜京,梁建辉,李京爽,宋献慧. 长江科学院院报. 2012(03)
博士论文
[1]飞机荷载作用下高填方机场道基动力响应及累积沉降研究[D]. 赵云.浙江大学 2018
[2]离心机振动台试验验证基于剪切波速的碎石桩抗液化技术[D]. 孙政波.浙江大学 2016
硕士论文
[1]甘孜机场沃日柯高填方边坡动力稳定性分析[D]. 邓凯伦.贵州大学 2019
[2]高填方边坡在强降雨条件下稳定性分析[D]. 唐军.成都理工大学 2014
[3]预加固高填方斜坡滑动失稳机制的离心模型试验研究[D]. 田晓丽.成都理工大学 2011
本文编号：3203480
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