岩溶地基-桩筏基础-剪力墙结构共同作用体系的地震响应分析

摘要

随着经济的发展，一些建筑不可避免要建在岩溶地基上，而岩溶地区小震级高烈度的特殊地震，给生产建设带来了影响，因此，研究岩溶区高层建筑与地基基础共同作用体系的地震响应分析意义重大。
　　本文采用有限元软件ABAQUS建立了岩溶地基—桩筏基础—剪力墙结构共同作用的三维有限元模型，并对模型进行地震模拟分析。主要研究的内容及结论有:
　　(1)确定上部剪力墙结构、桩筏基础和岩溶地基所采用的本构模型，单元的选取，地基土尺寸以及地基土边界的处理。通过选取合适的地震波，利用EduShake软件进行地震波反演，发现岩溶地基对地震波具有一定的放大效应，因此合理的地震波输入方法是将其反演后的地震波加载于基岩处。
　　(2)采用桩筏基础时，考虑桩—土接触效应以及摩擦系数的取值对共同作用体系的影响。研究表明，考虑桩—土接触后，不管地震作用大小，高层剪力墙结构的各层位移均大于不考虑接触效应时的位移。摩擦系数的改变对上部剪力墙结构的影响不大。
　　(3)对地震作用下有无溶洞的地基—桩筏基础—剪力墙结构的共同作用进行比较，详细对比分析了两种模型中上部结构的位移、加速度、应力，并对三根代表桩进行了内力分析。研究表明，溶洞的存在削弱了地基土的刚度，使上部结构的变形增大。对于各代表桩，有洞时的剪力和弯矩沿桩身分布值不同程度地大于无洞时的剪力和弯矩值，在地震作用中，桩项处承受了很大的水平剪力，桩与筏板交界处是薄弱环节。由于模型采用了分层土，桩身处于不同土层交界面时，剪力与弯矩发生突变。因此，在考虑动力荷载作用的基础设计中，应加强桩基薄弱部位的处理，重视分层土交界处由刚度突变引起桩身的水平剪切破坏。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的研究目的与意义

1．2 共同作用的概念

1．3 地基基础与上部结构共同作用的研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文主要研究内容

第二章 岩溶地区地震波反演

2．1 岩溶地基特点

2．1．1 岩溶地基中存在在的工程问题

2．1．2 岩溶地质特点

2．2 岩溶区桩筏基础的应用

2．3 岩溶地区地震研究现状

2．3．1 岩溶区地震及特点

2．3．2 岩溶区地震研究现状

2．3．3 岩溶区地震波的选择及反演

2．4 本章小结

第三章 考虑共同作用下的整体模型分析

3．1 有限元软件ABAQUS简介

3．2 地震反应的时程分析方法

3．3 土体的本构模型及屈服准则

3．3．1 Mohr-Coulomb屈服准则

3．2．2 Drucker-Prager屈服准则

3．3 人工边界的理论及选取

3．4 桩—土接触问题

3．4．1 桩—土动力接触分析

3．4．2 桩—土动力接触在ABAQUS中的实现

3．5 本章小结

第四章 地震荷载下考虑桩土接触对共同作用体系的影响

4．1 引言

4．2 模型分析

4．2．1 有限元模型及工况

4．2．2 分析结果

4．3 本章小结

第五章 溶洞对共同作用体系的影响

5．1 引言

5．2 模型的建立

5．2．1 计算简图

5．2．2 参数的选取

5．3 溶洞对共同作用体系的动力分析

5．3．1 对上部结构的动力分析

5．3．2 对桩筏基础的动力分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目