液化地基与非液化地基地下结构动力响应研究

摘要

当前，全球地震多发，危害巨大，如何保证地下结构的安全稳定已经成为研究的重点和难点。震害资料显示，地下结构在地震作用下会遭受不同程度的破坏，特别是建于可液化地基中的地下结构会产生严重破坏。因此，对液化地基条件下地下结构动力响应特性的研究很有必要。
　　根据上述研究现状，以某框架-核心筒结构的五层地下室结构为研究对象，运用有限差分软件FLAC3D建立该五层地下结构及周边土体的数值计算模型。通过计算液化地基中土体超孔压及有效应力，研究地基液化特点;对比分析液化与非液化地基条件下土体与地下结构的位移和加速度响应，研究液化地基中土体与地下结构动力响应规律。同时对比分析该两种地基条件下地下结构的内力，研究地下结构在液化地基中受力特点。研究结果表明:(1)液化地基在强震作用下，孔隙水压力逐渐升高，直至液化。(2)地基的液化使地下连续墙和中柱的弯矩和剪力明显增大，说明土体的液化对地下结构的弯矩和剪力有放大作用，且输入地震波峰值增大，这种放大作用越明显。(3)液化地基加速度峰值较非液化地基加速度峰值有明显的减小。(4)对比液化与非液化地基中土体和结构的侧向位移可知，液化地基中土体与结构的侧向位移大于非液化地基;从地下结构与土体的相对位移可知，液化地基中地下结构与土体的相对位移明显大于非液化地基，说明地基液化对地下结构与土体的稳定有着很大影响。本文的研究对类似工程的设计、施工有一定的科学指导意义。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题研究背景

1．2 地下结构动力响应研究现状

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 存在的主要问题

1．3 地下结构动力响应研究方法

1．3．1 理论分析法

1．3．2 模型试验法

1．3．3 数值模拟方法

1．4 本文主要研究内容

第二章 三维数值模型的建立

2．1 工程概况

2．2 结构模型建立

2．2．1 参数与边界条件的设置

2．2．2 本构模型与阻尼的选取

2．2．3 建立数值模型

2．3 计算点的选取与定位

2．4 本章小结

第三章 液化与非液化地基土体动力响应对比分析

3．1 地震波的选取

3．2 动孔压模型与液化的判定准则

3．2．1 动孔压模型

3．2．2 一般应力条件下饱和砂土液化的判定准则

3．3 液化地基超孔隙水压力的对比分析

3．3．1 土体超孔压与有效应力对比分析

3．3．2 土体超孔压比对比分析

3．4 土体加速度响应对比分析

3．4．1 加速度峰值放大系数对比分析

3．4．2 土体加速度反应时程及傅氏谱对比分析

3．5 土体侧向位移响应对比分析

3．6 本章小结

第四章 液化与非液化地基地下结构动力响应对比分析

4．1 地基-地下结构体系频率与阻尼比

4．2 地下结构位移响应对比分析

4．2．1 侧向位移对比分析

4．2．2 地下结构与土体相对位移幅值对比分析

4．2．3 地下结构层间位幅值对比分析

4．3 地下结构内力对比分析

4．3．1 地下连续墙与中柱剪力幅值对比分析

4．3．2 地下连续墙与中柱弯矩幅值对比分析

4．4 加速度响应对比分析

4．4．1 工况1下地下结构加速度响应

4．4．2 工况2下地下结构加速度响应

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况