液化场地土—桩—结构动力相互作用地震台模型试验与数值模拟研究

摘要

土-桩-结构动力相互作用问题国内外都开展了大量的研究，是当前桥梁抗震领域研究的热点和难点问题之一，由于饱和砂土液化问题的复杂性，所以虽然取得了一些重要的研究成果，但还没有形成一个统一结论。目前，主要是通过地震台模型试验来研究土-桩-结构动力相互作用是常用的主要方法之一，通过实验可以测出土样内部的应变和加速度等参数，也可以测出液化时饱和砂土中孔隙水压力的分布情况和变化情况;还能够宏观地看到试验的发展过程。
　　本文进行了液化场地条件下土-桩-结构动力相互作用体系模型的地震台试验，通过该试验，分析研究地震作用下土-桩-结构动力相互作用的反应规律和宏观现象。此外，利用sap2000软件对该试验模型进行了数值模拟分析，并且与试验所得结果进行了对比分析，以此来了解饱和砂土的液化机理。
　　通过试验研究和数值模拟分析，得出的主要结论如下:
　　1、在0.1g峰值加速度作用下，饱和砂土层未产生液化现象，输入地震波结束后孔压迅速消失，桩身峰值应变出现在地基上部位置。
　　2、在0.4g峰值加速度作用下，饱和砂土层孔压迅速上升，同时饱和砂土层出现液化现象。输入地震波结束后很长一段时间孔压依然存在，桩身峰值应变出现位置下移。
　　3、0.1g和0.4g峰值加速度作用下，墩顶加速度放大均比较显著。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 研究目的与研究内容

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究内容

第二章 国内外研究现状

2．1 引言

2．2 饱和砂土的地震液化影响因素和判别方法

2．2．1 饱和砂土液化的影响因素

2．2．2 饱和砂土的地震液化判别方法

2．3 理论研究方法

2．3．1 有限元分析方法

2．3．2 集中参数模型法

2．3．3 Wenlder模型法

2．4 试验研究方法

2．5 小结

第三章 大型地震台模型试验概况

3．1 引言

3．2 地震台参数及容器性能

3．3 试验模型设计

3．3．1 模型相似设计概要

3．3．2 模型桩—墩柱制作

3．3．3 液化地基的制作

3．3．4 传感器布置

3．3．5 试验工况

3．4 土工试验和混凝土材料试验

3．4．1 土工试验

3．4．2 混凝土材料试验

3．5 小结

第四章 地震台动力试验结果分析

4．1 引言

4．2 试验现象综述

4．3 0．1g人工波试验结果分析

4．3．1 孔压结果分析

4．3．2 加速度结果分析

4．3．3 应变结果分析

4．4 0．4g人工波实验结果分析

4．4．1 孔压结果分析

4．4．2 加速度结果分析

4．4．3 应变结果分析

4．5 0．1g人工波和0．4g人工波试验结果对比

4．5．1 孔压对比

4．5．2 加速度对比

4．5．3 应变对比

4．6 0．1g简谐波试验结果分析

4．6．1 孔压结果分析

4．6．2 加速度结果分析

4．6．3 应变结果分析

4．7 0．4g简谐波实验结果分析

4．7．1 孔压结果分析

4．7．2 加速度结果分析

4．7．3 应变结果分析

4．8 0．1g简谐波和0．4g简谐波试验结果对比

4．8．1 孔压对比

4．8．2 加速度对比

4．8．3 应变对比

4．9 同级地震不同工况分析结果

4．9．1 0．1g级工况对比结果

4．9．2 0．4g级工况对比结果

4．10 分层剪切变形土箱对边界条件的影响

4．11 小结

第五章 数值计算分析

5．1 模型建立

5．2 应变试验结果与数值分析结果对比

5．3 加速度试验结果与数值分析结果对比

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在校期间的科研成果及发表的论文