【摘 要】
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我国农村民居的抗震性能普遍较差,在历次强烈地震中,农村地区的房屋都遭受了严重的损坏甚至倒塌,造成了大量的人员伤亡和经济损失。因此,开展农村民居抗震性能的研究具有重要的现实意义。结构抗震加固技术和减隔震技术是提高建筑物抗震性能的两个主要途径。目前,适合农村民居的减隔震技术研究主要在基础隔震方向,而岩土隔震方向的研究尚少且缺少室内或室外大型模型试验工作。为了降低农村房屋的地震灾害风险,本文基于岩土隔震
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我国农村民居的抗震性能普遍较差,在历次强烈地震中,农村地区的房屋都遭受了严重的损坏甚至倒塌,造成了大量的人员伤亡和经济损失。因此,开展农村民居抗震性能的研究具有重要的现实意义。结构抗震加固技术和减隔震技术是提高建筑物抗震性能的两个主要途径。目前,适合农村民居的减隔震技术研究主要在基础隔震方向,而岩土隔震方向的研究尚少且缺少室内或室外大型模型试验工作。为了降低农村房屋的地震灾害风险,本文基于岩土隔震技术的概念提出了两种针对农村民居的低成本岩土隔震系统,对其隔震机理进行了理论分析,利用大型地震模拟振动台开展了农居模型-基础-岩土隔振系统-地基的地震模拟试验,利用ABAQUS有限元软件,对振动台模型试验以及原型农居进行了数值模拟研究。在此基础上,初步提出了实际工程应用两种岩土隔震系统的设计与施工建议。具体研究工作和取得的成果如下:1)两种岩土隔震系统的提出与理论研究基于岩土隔震（GSI）技术的概念,提出了两种低成本的岩土隔震系统,即基于砂垫层的岩土隔震系统（GSI-SC）和基于玻璃珠-砂垫层的岩土隔震系统（GSIGBSC）,并建立了简化分析模型,通过算例验证了岩土隔震系统的隔震机理。2)岩土隔震系统的振动台试验研究设计了振动台模型试验方案,通过制作1/4缩尺比例的砌体结构模型进行了农居结构-基础-岩土隔振层-地基大型振动台试验。对试验现象以及结构模型的加速度反应、位移反应、应变反应等进行了详细的对比分析,试验结果表明:大震时,两种岩土隔震系统的隔震效果表现良好,验证了两种岩土隔震系统的隔震有效性;随着输入加速度幅值增大,提出的GSI-SC隔震系统和GSI-GBSC隔震系统的隔震效果越明显;GSI-GBSC隔震系统的隔震效果好于GSI-SC隔震系统。3)岩土隔震系统的振动台试验数值模拟通过有限元软件ABAQUS开展了振动台试验数值模拟工作,对振动台试验的数值模拟结果与试验结果进行对比分析,结果表明:数值模拟结果与试验结果总体上吻合程度较好,验证了有限元建模方法的可靠性。4)岩土隔震系统的隔震效应及其影响因素研究采用ABAQUS有限元软件建立了原型结构及场地的有限元模型,通过对比有、无隔震工况有限元模型的结构加速度反应、结构损伤云图、位移反应及土体累计塑性变形等地震响应,结果表明岩土隔震系统具有良好的隔震效应。通过大量数值模拟讨论了岩土隔震系统隔震效应的影响因素。5)通过对振动台模型试验及数值模拟分析,提出了实际工程应用两种岩土隔震系统的设计与施工建议。
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