水域地下三维相干多点地震动模拟理论与方法
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51778414
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0810.工程防灾
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:董霄峰; 曾勇红; 刘卓; 王鸿振; 江大来; 马杰; 王武国;
- 关键词:
项目摘要
Those structures such as bridges across sea and sub-seabed tunnels are usually characterized by the large span, long distance, curved layout, existing form of being buried in seabed, and have the features of that the modal frequencies in vertical direction are close to those in the other horizontal direction even distinctly smaller than those of common structures. Reliable seismic analysis results of those structures are logically required to obtain reasonable multi-support earthquake motions. Currently, relevant theoretical studies are usually confined to simulate one or two dimensional spatially-varying earthquake ground motions in horizontal directions. However, the objective influence factors including the coherence between vertical and each horizontal earthquake motions, soil moisture content and boundary conditions between seabed surface and overlying water are not considered in the current theoretical studies to simulate multi-support seismic excitations. Therefore, this project application is being submitted for approval and its main contents are given here. Firstly, for underground multi-layer soil overlying water, taking soil moisture content into account and deriving the corresponding transfer function. Then, establishing underground power spectrum of multi-layer soil overlying water. Meanwhile, constructing an uniform expression that can simultaneously describe 3D multi-support cross-coherence between vertical and two horizontal dimensions. Furthermore, determining boundary conditions for the interface between seabed surface and overlying water and soluting the transmission and reflection coefficients of the interface, and then incorporating the coefficients into the target power spectrum and cross power spectrum. Finally, forming 4D power spectrum matrix to simulate 3D multi-support earthquake underground motions in water area and developing visual program. The project belongs to a fundamental theoretical study, which aims at providing necessary theoretical evidence to simulate 3D multi-support earthquake underground excitations in water area and further meeting engineering requirements.
跨海桥梁或隧道等工程具有跨度大、距离长、线型曲、竖向自振频率低甚至与水平向频率相当等特点,其地震分析结果的可靠性依赖于输入多点地震动的合理性。传统适用于陆表结构的水平一维或二维相干多点地震动模拟方法,由于未考虑竖向与水平两维度的相干性、水域地下土含水率以及海床与水交界面效应等客观因素,难以充分满足现实需求。为此,需要开展水域地下三维相干多点地震动的模拟方法。首先,推导考虑双相介质效应地基土层传递函数,建立水域地下地震动目标功率谱模型,构建竖向与水平两向的三维相干函数模型;然后,定性确定海床与海水交界面的边界条件,定量求解地震动在土-水交界面的透射和反射系数,并将此系数引入至自谱和互谱中;最后,构造模拟水域地下三维空间相干的多点地震动的四维矩阵,由此形成理论方法并进行程序开发。申请项目为基础性研究,旨在为水域地下三维相干多点地震动输入提供切实有效的理论依据和方法,更好地服务于工程实际。
结项摘要
基于场地特征的多点地震动模拟是结构进行可靠的地震安全评估的前提。水域场地具有双相介质属性,随着滨海地区大量长大结构工程的修建,适用于单相介质的地震动模拟方法已无法充分满足工程实际需求。同时,长大结构工程通常具有纵向跨度大,基础埋置深以及所处地形复杂等特点(如港珠澳跨海大桥),为获得更加精确的地震反应,输入地下支撑点处的多点相关地震动输入是关键。为此,本项目充分关切这一科学问题,对水域场地地下多点地震动模拟方法展开了研究。首先,推导并得到了考虑双相介质效应地基土层的传递函数,并将有上覆水层时土水交界面效应纳入推导过程中,提出并实现了水域环境多点地下地震动模拟方法并开发了可视化程序。其次,针对第二类分层峡谷地形场地,开展了适用于U形,圆弧形和V形峡谷的理论研究,开发了考虑局部地形效应的地下多点地震动程序。最后,明确给出了第二类分层峡谷地形桥梁在多个维度下地震作用过程中的破坏模式差异及其物理成因。本项目提出方法和相关研究具有理论研究和指导工程实际应用意义,可为相关工程项目提供参考。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
分层圆弧峡谷SV波地震差动模拟理论与桥梁破坏模式
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:中国公路学报
- 影响因子:--
- 作者:柳国环;江大来;刘中宪;李鑫洋
- 通讯作者:李鑫洋
Layer-effect on variable seismic ground motions of SV-wave scattered by a double-stratified circular-arc crossing by layer-interface
层界面双层圆弧散射 SV 波的层效应对可变地震地震动的影响
- DOI:10.1016/j.soildyn.2019.105919
- 发表时间:2020-02
- 期刊:Soil Dynamics and Earthquake Engineering
- 影响因子:4
- 作者:Liu Guohuan;Jiang Dalai
- 通讯作者:Jiang Dalai
覆水饱和双相介质圆弧场地P波激励下散射问题的理论解
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:计算力学学报
- 影响因子:--
- 作者:柳国环;黄伟维;李鑫洋
- 通讯作者:李鑫洋
Theoretical and Numerical Approach for Simulating Spatially Variable Seismic Underground Motions in Layered Saturated Media
模拟层状饱和介质中空间变化地震地下运动的理论和数值方法
- DOI:10.1080/13632469.2018.1452809
- 发表时间:2020-04
- 期刊:Journal of Earthquake Engineering
- 影响因子:2.6
- 作者:Liu Guohuan;Liu Yaqiang;Han Bo;Lian Jijian
- 通讯作者:Lian Jijian
An approach for predicting multi-support seismic underground motions in layered saturated soil under surface water
地表水下层状饱和土多支撑地下地震运动预测方法
- DOI:10.1016/j.soildyn.2018.08.009
- 发表时间:2018-12
- 期刊:Soil Dynamics and Earthquake Engineering
- 影响因子:4
- 作者:Liu Guohuan;Yu Haitao;Liu Yaqiang;Lian Jijian
- 通讯作者:Lian Jijian
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其他文献
单点和多点荷载输入的虚拟激励法实用求解模式
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:建筑结构学报
- 影响因子:--
- 作者:国巍;余志武;柳国环;邬亮
- 通讯作者:邬亮
基于震源机制且考虑场地土分层差异效应的多点地震动:理论与程序开发
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:计算力学学报
- 影响因子:--
- 作者:柳国环;陆新征;国巍
- 通讯作者:国巍
基于ABAQUS的超高层建筑动力弹塑性抗震分析
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:计算力学学报
- 影响因子:--
- 作者:柳国环;刘伟;赵大海;李钢
- 通讯作者:李钢
地震功率谱参数的误差源及其敏感性分析
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:哈尔滨工业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:柳国环;练继建;刘卓;国巍;田利
- 通讯作者:田利
基于推覆分析的RC框架地震倒塌易损性预测
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:地震工程与工程振动
- 影响因子:--
- 作者:陆新征;张万开;柳国环;LU Xinzheng,ZHANG Wankai,LIU Guohuan(Key Laborator
- 通讯作者:LU Xinzheng,ZHANG Wankai,LIU Guohuan(Key Laborator
其他文献
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