土-结构相互作用混合试验方法的数值模拟

摘要

地震是人类面临的最危险的自然灾害之一，时刻威胁着人类的生命和财产安全。近年来由地震引发桥梁工程破坏的事故屡见不鲜，国际上几次大地震都揭示了一个共同问题：由于桥梁工程在地震中遭到严重损坏，切断了震区交通生命线，给抗震救灾工作带来巨大困难，并极大地加深了次生灾害所带来的影响。而斜拉桥作为一种重要的桥型，在生命线工程中扮演着重要角色，随着各种大跨度斜拉桥在地震作用下的破坏日益增多，考虑桩-土-结构动力相互作用对斜拉桥地震反应的影响也引起了重视。
　　桩-土-结构动力相互作用是当前土木工程领域的一个前沿研究课题。由于考虑桩-土-结构相互作用对结构地震反应具有有利和不利的双重影响性质，因此在进行结构动力相互作用分析相应也具有结构安全与节省成本的双重意义。而由于桩-土-结构动力相互作用分析的复杂性，仅以现有的理论研究成果难以确定桩-土-结构相互作用对大跨度斜拉桥地震反应是否有利，本文以哈尔滨四方台斜拉桥为原型，初步研究其在桩-土-桥梁相互作用下的地震响应的影响，主要研究内容包括：
　　1．提出了桩-土-桥梁结构相互作用的混合试验方法，研究了其试验原理，其研究思想可以解决振动台承载能力和台面尺寸对大跨度斜拉桥结构试验受限制的困难，为完成大比例模型的振动台试验研究降低成本。
　　2．利用ABAQUS有限元分析软件建立塔底固结的桥塔模型，分析其在远、近场地震动作用下的结构响应，比较桥塔结构在远、近场地震动作用下反应的特点。
　　3．建立桩-土-桥梁结构相互作用的非线性有限元模型，对其和前面的塔底估计的桥塔两个模型进行远、近场地震响应分析，研究和比较了考虑桩-土-桥梁结构相互作用对斜拉桥桥塔地震反应的影响。分析了两者之间的差异并得出了相应的结论。

目录

土-结构相互作用混合试验方法的数值模拟

NUMERICAL SIMULATION OF SOIL-STRUCTURE INTERACTION HYBRID TESTING METHOD

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 土-结构相互作用分析的意义和工程背景

1.3 土-结构动力相互作用国内外研究进展

1.4 本文主要研究内容

第2章 土-结构相互作用的研究和本构关系

2.1 引言

2.2 土-结构动力相互作用的理论研究

2.3 土-结构动力相互作用的试验研究

2.4 本构关系

2.5 本章小结

第3章 桩-土-结构相互作用的混合试验方法

3.1 引言

3.2 桩-土-桥梁结构相互作用的混合试验方法

3.3 桩-土-四方台斜拉桥相互作用的混合试验

3.4 有限元法分析步骤及动力方程求解

3.5 桩-土-桥塔结构有限元模型

3.6 本章小结

第4章 桩-土-桥塔结构相互作用地震响应分析

4.1 引言

4.2 地震波特性及其输入方式

4.3 斜拉桥桥塔地震响应分析

4.4 考虑桩-土-结构相互作用后的桥塔地震响应分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢