刚体摆块倾覆概率研究及其在置地文物保护中的应用

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simetl1235
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
秦始皇陵兵马俑作为“世界八大奇迹”之一,无论在数量上、质量上还是考古发现上都是世界所罕见,是极为珍贵的考古实物材料。但是,到目前为止,国内关于兵马俑在地震作用下的动力响应分析和减震措施均尚未发展。在地震作用下,由于兵马俑浮放在基础上,较易发生振荡造成倾覆破坏。  本文中,兵马俑简化为非对称刚性块体,对于不同的兵马俑刚性块体,分别确定其重心和转动惯量。由于刚性块体在倾覆之前可以左右摆动,故对此刚性块体分别建立了不同摆动方向的分段动力方程。对于不同的兵马俑的块体,根据高宽比大小,可以对控制方程进行适当的角度简化。对于高宽比较大的刚性块体,可以将控制方程简化成两个线性的动力方程。谐波激励下,本文推导了Newmark-β法和Runge-Kutta法两种数值计算方法,通过与解析解计算结果对比,验证了数值解的有效性,考虑到Runge-Kutta法计算精度高,从而本文利用该方法进行了动力响应分析和蒙特卡罗模拟。  对于高宽比较小的刚性块体,角度的线性简化将不能反映真实的动力响应结果,所以直接运用Runge-Kutta数值分析方法对其动力响应进行分析。分析结果显示,此系统对于刚性块体本身的尺寸,高宽比很敏感,不仅如此,该系统对于外激励的大小改变、恢复系数的变化以及竖向激励的影响也十分敏感。对于特定的激励,块体保持稳定的概率不会随着其本身尺寸的增大和高宽比的减小而增大。同样的,对于特定的块体,其倾覆的概率也不会随着地震强度的减小而减小。  从概率的角度出发进行分析,本文采用蒙特卡罗模拟方法得到了刚体摆块倾覆的概率,与确定性分析时相反,结果表明该摆块的倾覆概率呈现一定的规律性。相对而言,R的减小、高宽比的增大、外激励的加强、恢复系数的增大均会增大结构倾覆概率。然而,竖向荷载并未对其倾覆概率产生很大的影响。从整个时程分析,块体的倾覆概率在振荡开始时很小,随着时间推移越来越大,时程的最后达到最大。  本文对非对称的兵马俑块体进行了确定性动力响应分析,并通过蒙特卡罗模拟求得了此兵马俑块体在随机振动下倾覆的概率分布函数。计算结果表明,结构倾向于向重心所在一侧倾覆。
其他文献
饱水孔隙介质中波的传播是岩土地震工程中的重要问题。现今工程上土层反应分析常采用的方法是不考虑孔隙水压力变化影响的等效线性化方法,这种方法简单易用,适合于分析非饱和
斜拉索作为斜拉桥主要受力构件,其耐久性对整座桥梁的使用性、安全性、耐久性都至关重要。高密度聚乙烯(HDPE)护套作为斜拉索耐久性防护的主要措施是保证拉索耐久性的关键。
学位
关于钢筋混凝土数值分析研究已经取得了丰硕的成果,但对于有些问题的认识和研究还不够全面和完整,如:楼板参与钢筋混凝土框架梁有效宽度取值问题;节点域斜拉筋对节点承载力的影响
在隧洞工程各类地质问题中,围岩大变形是一类容易造成施工困难、毁坏施工设备、延误工期、增加工程成本的重要地质问题。围岩大变形机理、类型、预测和支护措施研究等虽然已经
针对岩石力学研究和岩体工程中最基础、最重要的不同加载形式下岩石出现的不同破坏机理和强度预测问题,以多种岩石不同应力状态下的破坏试验结果为基础,通过砂岩的三轴压缩试验
1994年美国Northridge和1995年日本Kobe地震中大量抗弯钢框架焊接节点出现脆断的事实表明,焊接残余应力是导致这种脆性破坏的重要因素之一。因此研究焊接残余应力对梁柱焊接
FRP筋是一种新型的复合材料,它具有良好的力学性能和耐腐性能,用它代替增强混凝土结构中的钢筋可以大大提高混凝土结构的使用性能和耐久性能。与钢筋混凝土结构相同,两种不同
块体破坏是岩石工程的一种重要破坏方式。诸多岩石工程在施工过程中经常遇到由结构面与临空面切割形成的潜在不稳定块体问题,这些块体对边坡稳定性影响巨大。本文依托大岗山水
土体的各向异性分为“原生各向异性”和“次生各向异性”,对土体各向异性的研究是现代土力学的重要议题之一。黄土作为一种在我国有着广泛分布的结构性土,其各向异性问题尤为
在公路和铁路等工程的现代化建设中,桩承式加筋垫层方法作为一种有效的地基处理技术,其应用已经得到认可。目前,这种方法在国内外已有效运用在公路加宽工程、机场跑道路堤处理等