爆破地震波作用下框架与地基基础协同工作体系的动力反应

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在国民经济迅速发展的今天,城市高层建筑的岩石地基开挖、大型水电站的建设施工、其它地下结构的建设以及各种拆除工程中爆破技术得到了广泛的应用,在当前的技术条件下,爆破法是最具竞争力的、最经济合理的施工方法。但是爆破法带来高经济效益的同时,爆破公害对环境的影响日显突出,如爆破地震波在地质材料中的传播及对地下结构的作用,往往引起结构不同程度的损伤。这种消极效应如不加以有效地控制,往往会带来安全隐患。因此,建筑物在爆破地震效应作用下的安全度已日益成为急待解决的课题。本文对爆破地震波的生成和爆破地震波对框架结构的影响进行了研究,对框架结构的抗爆性能进行了分析,并对框架结构在爆破地震波作用下的安全性作了评估。 通过理论分析与观测途径研究地震波的各种特性是估计爆炸地震效应的主要方法。因此本文对爆炸地震波的基本特性包括位移振幅、周期、持续时间、震中距等与爆炸地震效应的关系进行了研究,并提出了一种简单有效的人工模拟爆破地震波的方法。并利用有限元方法建立了边坡岩石深孔爆破模型,爆破地震的产生过程进行模拟,获得距爆孔一定距离范围内岩体某点的加速度时程曲线,即取得了爆破地震波。 本文重点将所取得的爆破地震波输入框架与地基、基础协同工作体系,对爆破地震波作用下框架与地基基础协同工作的反应进行了时程分析。并且将框架与地基基础协同工作体系分别在爆破地震波和常规地震波作用下的受力和变形特性进行了对比分析,得出以下结论:1)爆破地震波作用下结构的动力反应与常规地震波(构造地震)作用下结构的动力反应有较大差异,爆破地震波由于作用时间短,虽然峰值加速度比常规地震波大得多,但结构的动力反应不是很大。只有对其进行时程分析,才能对其安全度进行全面评估;2)考虑框架与地基、基础协同工作后,在地震作用下,结构的动力特性和地震反应不仅取决于结构本身的刚度,而且与地基特性,基础形式等有密切的关系。由于地基土及基础的参与工作,对其上部结构的地震反应(包括位移反应和内力反应)均有显著影响。且地基土越软,相互作用效果越明显。
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