Скользящий блок Newmark - Википедия - Newmarks sliding block

В Скользящий блок Ньюмарка Метод анализа - это методика расчета остаточных смещений грунтовых откосов (также насыпей и плотин) при сейсмической нагрузке. Анализ Ньюмарка не рассчитывает фактическое смещение, а скорее представляет собой значение индекса, которое можно использовать для определения вероятности разрушения конструкции во время сейсмического события. Его также просто называют Анализ Ньюмарка или же Раздвижной блок метод устойчивость склона анализ.

История

Этот метод является расширением метода прямого интегрирования Ньюмарка, первоначально предложенного Натан М. Ньюмарк в 1943 г. Он был применен к задаче о скользящем блоке в лекции, прочитанной им в 1965 г. Британская геотехническая ассоциация пятый Лекция Ренкина в Лондоне и позже опубликовано в научном журнале Ассоциации Геотехника.[1] Расширение во многом обязано Николас Амбрасейс чья докторская диссертация[2] по сейсмостойкости земляных плотин на Имперский колледж Лондон в 1958 г. легла в основу методика. В своей лекции Рэнкина Ньюмарк сам признал вклад Амбрасиса в этот метод в ходе различных дискуссий между двумя исследователями, в то время как последний был Посещая профессора на Университет Иллинойса.

Метод

По словам Крамера,[3] метод Ньюмарка является усовершенствованием традиционного псевдо-статический метод, который учитывал разрушение сейсмического откоса только при ограничение условий (т.е. когда коэффициент безопасности FOS стал равным 1) и предоставлял информацию о состоянии обрушения, но не информацию о вызванных деформациях. Новый метод указывает, что когда FOS становится меньше 1 "отказ "не обязательно происходит, поскольку время, в течение которого это происходит, очень короткое. Однако каждый раз, когда FOS падает ниже единицы, некоторые постоянные деформации происходят, которые накапливаются всякий раз, когда FOS <1. Этот метод также предполагает, что масса, падающая со склона, может рассматриваться как блок скольжения массы (и, следовательно, скользящий блок)[4] на наклонной поверхности, только если сила инерции (ускорение x масса), действующая на нее, равна или превышает силу, необходимую для скольжения.

Следуя этим предположениям, метод предполагает, что всякий раз, когда ускорение (т.е. сейсмическая нагрузка) превышает критическое значение ускорение требуется, чтобы вызвать коллапс, который может быть получен с помощью традиционного псевдостатического метода (например, Сарма метод [5]), будут происходить постоянные смещения. Величина этих смещений определяется как интеграция в два раза (разгон второй раз производная из смещение ) разность приложенного ускорения и критического ускорения по времени.[6]

Современные альтернативы

Этот метод до сих пор широко используется в инженерной практике для оценки последствий землетрясения на склонах. В частном случае земли плотины, он используется в сочетании с методом поперечной балки, который может предоставить хронологию ускорения на уровне поверхности разрушения. Было доказано, что он дает разумные результаты и вполне сопоставим с измеренными данными.[7][8]

Тем не менее, скользящий блок Newmark предполагает жесткость - идеальную пластичность что нереально. Он также не может действительно учитывать давление поровой воды накопление во время циклической нагрузки, которое может привести к инициированию разжижение и другие отказы, чем простые отдельные поверхности скольжения. В результате были разработаны и используются в настоящее время более строгие методы для преодоления этих недостатков. Численные методы, такие как конечная разница и анализ методом конечных элементов используются более сложные эластопластические конститутивные модели имитирующая предварительную эластичность.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ньюмарк, Н. М. (1965) Воздействие землетрясений на плотины и насыпи. Геотехника, 15 (2) 139–160.
  2. ^ Амбрасейс, Н. Н. (1958) Сейсмическая устойчивость земляных плотин. Докторская диссертация, Имперский колледж науки и технологий, Лондонский университет.
  3. ^ Крамер, С. Л. (1996) Геотехническая инженерия землетрясений. Прентис Холл, Нью-Джерси.
  4. ^ USGS - Геологические опасности: Рис. 1. Модель скользящего блока, используемая для анализа Ньюмарка.
  5. ^ Сарма С. К. (1975), Сейсмическая устойчивость земляных дамб и насыпей. Геотехника, 25, 743–761.
  6. ^ Геологическая служба США - Геологические опасности: Рисунок 2. Демонстрация алгоритма анализа Ньюмарка.
  7. ^ Уилсон, Р.К., Кифер, Д.К. (1983) Динамический анализ обрушения склона в результате землетрясения на озере Койот, Калифорния, 6 августа 1979 года. Бюллетень сейсмологического общества Америки, 73, 863-877.
  8. ^ Уилсон, Р.К., Кифер, Д.К. (1985) Прогнозирование пределов площади оползней, вызванных землетрясением, в Зиони, Дж. И., под ред., Оценка опасности землетрясений в регионе Лос-Анджелеса - перспектива наук о Земле: Геологическая служба США Professional Paper 1360, 316-345

Библиография

  • Крамер, С. Л. (1996) Геотехническая инженерия землетрясений. Прентис Холл, Нью-Джерси.