一、預期目標
針對汶川地震一次主震、多次余震的特點,研究在主震作用下已損傷結構在多次余震作用下的安全度。研究損傷結構與地基系統在地震和內部缺陷同時作用下的破壞演變過程,揭示損傷結構與地基系統的破壞機理和剩余安全度。為震后加固修復和水工建筑物抗震設計規范的修訂提供依據。
二、研究內容
1、混凝土和巖土體材料的力學破壞特性
混凝土和巖土體材料的靜動力特性及其受加載速率的影響,宏觀損傷演化本構模型和屈服準則,損傷度對材料宏觀力學性能的影響機制。
2、損傷結構與地基系統在多次余震作用下的震害分析與破壞研究
汶川地震地區水工結構的震損調查、實測資料的統計和反演分析;
利用汶川地震實際地震波,采用現代數值模擬方法,結合室內試驗再現完好結構在主震作用以及損傷結構在余震作用下的變形和破壞過程,研究損傷對水工結構與地基系統工作性態、抗力(承載能力)和安全度的影響;
3、損傷水工建筑物的破壞判據與安全度評估方法
損傷結構剩余安全度的科學定義和表征物理指標,水工建筑物損傷分布規律與剩余安全度的關系。
損傷水工建筑物在地震作用下的破壞模式、分階段破壞的特征、系統破壞程度的分級和相應的破壞判據;
損傷水工建筑物安全評估的理論和方法、安全評價指標和控制標準,提高震安全度的對策和措施。
三、研究思路
對經歷汶川地震的水工建筑物進行詳細的震損調查,建立不同烈度區、不同建筑物的數據庫,包含地震動監測數據、結構的震損情況等。
重點對有損傷混凝土和巖土體材料進行室內動力特性試驗,得出各應力水平下的內部損傷分布規律,以及相應的損傷本構關系。
通過對損傷缺陷的量化模擬,研究損傷缺陷對結構工作性態、抗力(承載能力)和安全度的影響,
通過震動臺模型試驗和三維非線性有限元動力時程方法,并結合實測資料,研究損傷水工建筑物在余震作用下的變形和破壞過程,分階段的破壞特征。確定系統破壞程度的分級、相應的破壞判據和安全度。
綜合研究成果,提出震損水工建筑物修復加固和提高安全度的對策和建議
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