液化场地群桩―土动力相互作用振动台试验及数值模拟方法

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingyongxiao
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
桩基由于具有良好的抗震性能而广泛应用于桥梁工程中。桥梁桩基很多处于液化场地,震害调查和试验结果表明:地震作用下,随着饱和砂土孔压的上升,砂土的力学性能发生很大变化,而且这些改变将会影响桥梁桩基的抗震性能。然而,目前我国现行规范对于液化场地的桥梁桩基抗震问题仅有若干定性规定,加之我国属于地震多发区域,为了提高液化场地桩基抗震问题的研究,首先应深入研究液化场地群桩-土动力相互作用,因此研究液化场地群桩-土动力相互作用成为改善液化场地的桥梁桩基抗震的必要工作。为此,本论文围绕影响液化场地中群桩桩基的桩-土动力相互作用的影响因素开展如下工作:首先对国内外桩-土相互作用的研究现状进行了总结和综述;其次简略介绍了已完成的桩-土动力相互作用的振动台试验情况,并对试验结果进行了处理和分析;第三基于已完成的振动台试验获得的物理和几何参数,建立了三维数值模型,并通过实测数值和计算数值对比验证模型的可靠性;最后通过变换桩基的一些参数、承台尺寸和桩排数,分析这些改变对群桩-土动力相互作用的影响。主要取得如下认识与成果:(1)完成了液化场地群桩-土动力相互作用振动台试验。试验土层是上覆粘土层下伏饱和砂土的典型液化场地,建立了0.16m桩径的2×2群桩基础。基底输入不同幅值、不同频率的正弦波荷载激励,试验记录了场地和桩基的动力响应,并分析了试验结果。表明频率对体系加速度的放大系数作用要高于幅值的作用,孔压在低频波作用下孔压上升快一些。(2)采用砂土的NISHI动力本构模型及粘土的摩尔库伦本构模型,基于水土耦合方程的u-p控制方程,直接针对振动台试验,建立了液化场地群桩-土动力相互作用三维数值模型,并通过试验结果验证了数值模型的正确性。(3)基于上述验证的数值模型,针对基底0.05g1Hz正弦波下展开数值模拟,研究了上部结构配重、桩径、纵向桩排数和承台尺寸(ma)、纵向排数和桩间距(s a/m)因素对群桩-土动力相互作用的影响。数值结果表明,桩径对群桩-土动力特性的影响强烈,而上部结构的重量对桩-土动力相互作用的影响相对较小,而ma数值变化不会改变近场加速度的频率,仅改变幅值,减小会放大近场加速度放大系数的数值,增大将会增大峰值土反力,的数值变化对孔压的影响较大。通过分析这些参数变化对加速度、超孔压和桩侧土反力等的影响获得了关于桩-土动力相互作用若干重要认识,为研究改善液化场地的桥梁桩基抗震设计提供一定参考。
其他文献
现代空间结构大多具有跨度大、质量轻、阻尼小、自振频率密集等特点,因而对风荷载的作用较为敏感,抗风设计往往是此类结构设计中的重要环节之一。从现有研究来看,针对给定结构在
钢构件绝对应力是判断钢结构能否正常服役的指标。检测钢构件绝对应力状态对于掌握结构安全性能、预测结构服役寿命、判定结构加固改造等具有重要意义。超声波法相对于传统结
本文采用数值分析的方法对平面门式钢刚架和门式钢刚架整体结构在火灾升降温全过程的响应进行了分析,并根据分析结果,提出门式钢刚架的抗火概念设计建议。首先,编制考虑大空间火
高级氧化技术又称深度氧化技术,是一种基于羟基自由基中间体反应的氧化技术,近年来成为环境科学与工程领域的研究热点,其中以金属酞菁做催化剂的可见光催化氧化技术研究日益增多
混凝土结构是当今社会主要的建筑结构形式之一,建立并完善其健康监测系统对生命财产安全有重大意义。PZT材料正逆压电效应好、灵敏度高、重复性好和成本低廉,适合混凝土结构
针对目前国内外对高速铁路隧道结构动力响应研究相对滞后,特别是对列车动载作用下隧道结构的损伤特性和疲劳性能研究严重不足的现状,本文以国家自然科学基金项目(50778178)为
废旧橡胶混凝土(Crumb Rubber Concrete,简称CRC)是把废旧橡胶制成的胶粒或胶粉按不同掺配方式和比例掺加到普通混凝土中所形成的一种新型复合材料,已经成为工程领域研究的热点问题之一。国内外专家学者对废旧橡胶混凝土基本力学性能开展了大量的研究工作,但尚未形成系统的、可量化的基本力学指标计算方法。因此,系统开展废旧橡胶混凝土基本力学性能研究,探索多因素对其力学性能影响规律,建立可量化
学位
近年大量的超高层建筑、超大跨度桥梁和空间结构涌现在经济飞速发展的我国东南沿海地带,每年遭受若干次的台风袭击,使得台风荷载成为这些动力敏感结构的重要荷载甚至是控制荷
体外预应力技术经过几十年的发展历程,已经广泛应用于土木工程领域。通过检测结构固有频率变化评估预应力结构的使用状况和有效应力大小已成为工程检测界的研究重点,但研究人员