隔震技术因其在历次大地震中的卓越表现,成为目前应用最广泛的一项结构减震技术。历次地震表明,地震烈度超过本地区设防烈度时有发生,隔震结构虽然在罕遇地震作用下可以大幅降低上部结构的地震响应,达到保护结构的目的;但该类结构的第一周期为长周期,在超过罕遇地震的强震作用下,隔震层会产生过大位移,造成隔震支座损伤,甚至破坏,导致上部结构倾覆倒塌。因此,有必要探索新型有效的软碰撞保护措施,将隔震支座位移限制在合理的范围内,保障强震下基础隔震结构的安全。本文主要研究内容如下:(1)建立考虑上部结构非线性的隔震模型,设防烈度为8度,选择5条天然波及2条人工波,首先,进行8度、8.5度及9度罕遇地震作用下非线性时程分析,结果表明,在超过8度罕遇地震的强震下隔震支座位移极易超过设计容许界限甚至破坏界限。然后依据规范确定的隔震沟宽度设置挡土墙后进行时程分析,分析表明,在超过8度罕遇地震的强震下隔震层位移超过预留的隔震沟宽度,隔震结构与周边挡土墙碰撞,碰撞虽然限制了隔震层位移,但造成上部结构加速度、层间位移及层剪力的明显放大,对上部结构造成不利影响。(2)为限制隔震层位移,对能提供刚度的弹性软碰撞防护装置进行了系统的试验研究,该装置主要由天然橡胶支座、剪力键及中空连接钢板组成。首先对天然橡胶支座进行了设计压应力12MPa下基本性能试验及0MPa下压剪试验。然后,进行了三种型号的弹性软碰撞防护装置的水平力学性能测试试验,测定该类装置的等效刚度及支座部分在装置工作过程中的转角,探讨不同剪力键连接方式、不同材质的剪力键及中空连接钢板、剪力键外圆面是否罩橡胶套的影响及差异。对比分析了弹性软碰撞防护装置的等效刚度与支座部分在0MPa下压剪试验结果的差异。(3)研发能同时提供刚度和阻尼的新型弹塑性软碰撞防护装置,并进行了系统试验研究,该装置主要由铅芯橡胶支座、剪力键及中空连接钢板组成。首先对铅芯橡胶支座进行了 12MPa下基本性能试验及OMPa下压剪试验。然后进行了三种型号的弹塑性软碰撞防护装置的水平力学性能测试试验,测定该类装置的等效刚度及支座部分在装置工作过程中的转角。对比分析了弹塑性软碰撞防护装置的屈服后刚度、屈服力与支座部分在OMPa下压剪试验结果的差异。(4)对本文建立的隔震结构模型,在隔震层分别设置弹性及弹塑性软碰撞防护装置,进行8.5度及9度罕遇地震作用下非线性时程分析。对比分析了不同力学性能参数、不同防护距离的弹性及弹塑性软碰撞防护装置的隔震层限位效果。然后,对比分析了弹性及弹塑性软碰撞防护装置对上部结构加速度、层间位移及层间剪力的影响。