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习近平总书记在视察唐山时的重要讲话:我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,灾害种类多,分布地域广,发生频率高,造成损失重,这是一个基本国情。新中国成立以来特别是改革开放以来,我们不断探索,确立了以防为主、防抗救相结合的工作方针,国家综合防灾减灾救灾能力得到全面提升。要总结经验,进一步增强忧患意识、责任意识,坚持以防为主、防抗救相结合,坚持常态减灾和非常态救灾相统一,努力实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变,从应对单一灾种向综合减灾转变,从减少灾害损失向减轻灾害风险转变,全面提升全社会抵御自然灾害的综合防范能力。防灾减灾救灾事关人民生命财产安全,事关社会和谐稳定,是衡量执政党领导力、检验政府执行力、评判国家动员力、体现民族凝聚力的一个重要方面。当前和今后一个时期,要着力从加强组织领导、健全体制、完善法律法规、推进重大防灾减灾工程建设、加强灾害监测预警和风险防范能力建设、提高城市建筑和基础设施抗灾能力、提高农村住房设防水平和抗灾能力、加大灾害管理培训力度、建立防灾减灾救灾宣传教育长效机制、引导社会力量有序参与等方面进行努力。

科研动态

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锯末混合土地基在振动台模型试验中的动力特性

发布时间:2021-05-17


  振动台试验是研究地震工程问题的重要手段,其研究结果的可靠性关键在于模型动力体系和原型动力体系之间的相似性。目前,在进行地下结构振动台模型试验时,大都只对模型结构进行相似模拟,而地基土一般直接采用原型土料制模。这种模型试验,结构的刚度、质量等特性按照相似准则进行了折减,而地基土并没有折减,使得模型试验中土与结构的刚度比与原型中土与结构的刚度比并不一致,那么由模型试验得出的土–结构动力相互作用规律势必与原型土–结构动力体系有较大的差异,甚至得出错误的结论。因此,对于以土–结构相互作用为目的的模型试验,对模型地基土进行深入研究应该是必需而有价值的。
  
第二研究室的陈红娟副研究员等人基于结构与地基土相似设计相匹配的原则,通过采用卓越周期相似关系来简化设计了一种锯末混合土,并开展了自由场振动台试验,对锯末混合模型土的动力性能进行了深入分析。研究发现:(1)随着地震强度的增大,模型土体的卓越频率向较低方向移动。这表明模型土变得越来越软,土体的非线性效应更加明显。(2)随着地震强度的增大,同一测点模型土的峰值加速度增大,而动力放大系数减小。从土壤底部到土壤顶部,其动力放大系数呈现先减小后增大的趋势。这可能是因为随着地震强度的增大,土体的剪应变增大、剪切模量减小的缘故。(3)土的剪切模量与围压密切相关,在相同的地震强度下,从上到下,模型土的剪应力增大、剪应变减小。
  
通过自由场地模型的一系列振动台试验,研究了锯末混合土模型场地的动力响应规律,为土-结构相互作用的振动台试验奠定了坚实的基础,并可以为类似试验提供借鉴。
  
上述研究成果已于近期在SCI期刊Soil Dynamics and Earthquake Engineering上发表。(Hongjuan Chen, Su Chen, Shicai Chen, Xueming Zhang, Lihui Wang. Dynamic behavior of sawdust-mixed soil in shaking table test [J]. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2021,142. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106542

图1 原型土与锯末混合土动力非线性G/Gmax-γ曲线

图2 振动台试验用模型箱及填装完成后的模型土地基

图3 模型土地基不同深度测点反应的加速度时程及其傅氏谱


图4 模型土地基不同深度测点反应的加速度峰值及其动力放大系数


图5 Taft地震动输入下模型土体动剪应变-剪应力图







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