论文部分内容阅读
由于桩基础的诸多优点,在土木工程、海洋、港口码头、输油气工程中被广泛使用。历次震害调查表明,由于土体液化造成桩基承载力失效从而导致结构破坏或倒塌的事例常有发生,因此,关于可液化场地中桩基尤其是群桩的横向动力响应特性的研究一直是国内外在岩土地震工程领域关注的问题。鉴于桩-土-承台结构动力相互作用过程的复杂性,目前采用的研究方法也比较多。本文通过砂土-群桩-承台结构模型振动台试验,对群桩横向动力响应特性进行分析。在此基础上,通过大型有限元软件OpenSees建立液化土中的三维模型展开群桩动力响应数值模拟研究,主要研究工作如下:(1)在群桩的振动台试验设计中,首次采用FBG传感系统同时测量土体位移和群桩桩身应变。在试验工况方面,对干砂和饱和砂土中基底分别输入不同峰值加速度正弦波和地震波进行群桩横向动力响应特性振动台试验。(2)系统的学习Tcl脚本语言基本用法和OpenSees软件用户手册,结合前处理软件GID建立桩土相互作用几何模型并进行网格划分。在此基础上,基于振动台试验模型,通过编写新的Tcl代码建立土-3*3群桩-承台结构三维有限元分析模型。(3)基于振动台试验中的各工况,分别对已经建立的三维有限元数值分析模型进行反复运行调试,最终通过OpenSees软件中部分参数的调试得出数值模拟结果。(4)将数值模拟结果和试验结果进行对比研究,主要包括台面和承台的加速度、位移时程以及孔隙水压力时程。对比结果表明:模拟结果变化规律与试验分析基本一致,证明通过OpenSees软件可以很好地实现对饱和砂土中群桩动力响应问题的模拟,且计算速度比其他有限元软件要快;同时,验证本文所建立的三维数值分析模型的可靠性,为大尺寸群桩模型试验和实际工程的数值分析奠定了基础。