软土地基处理方案对结构地震响应的影响

发布时间：2017-10-25 13:14

  本文关键词：软土地基处理方案对结构地震响应的影响

  更多相关文章： CFG桩复合地基 桩基 软土地基 动力相互作用 动力响应

【摘要】：桩基和CFG桩复合地基作为两种常用的软土地基处理手段,凭借良好的加固性能在实际工程中得到了广泛地应用。但相关的理论研究远远落后于工程实践。关于地基处理后结构地震响应和抗震性能方面的研究尤其缺乏。本文以某位于复杂层状软土地基之上的拟建核电厂为例,分别考虑采用桩基和CFG桩复合地基对原状土场地进行加固,并对加固后结构在地震作用下的响应进行了研究。在结构-地基相互作用的基础上,采用有限元软件ANSYS对核电站上部结构-桩基三维有限元相互作用模型和核电站上部结构-CFG桩复合地基三维有限元相互作用模型进行了动力时程分析,对两种地基条件下各自响应的特点和两者差异进行了研究。具体包括以下几方面内容：(1)基于结构-地基直接有限元方法结合粘弹边界的方式实现了结构-地基动力相互作用的分析,探讨了在有限元软件ANSYS中求解核电站上部结构-地基整体体系动力相互作用的一些关键问题的处理方法。(2)采用两种不同的方式计算了地震波分别沿坐标轴三个方向垂直入射三维均质地基的响应,并将两者的计算结果进行对比,验证了本文实现三维粘弹边界施加及其地震动输入程序的正确性和适用性。(3)针对核电站上部结构开展了振动模态分析,对结构的振动特性进行了研究,对桩基加固的地基和CFG桩复合地基分别进行了三向地震作用下的自由场响应分析。(4)分别开展了核电站上部结构-桩基系统和核电站上部结构-CFG桩复合地基系统的三维有限元动力时程分析,对地震作用下结构和地基各自的响应进行了研究和分析,并对比了两种地基条件下的响应差异,得出了一些对实际工程具有意义的结论。
【关键词】：CFG桩复合地基 桩基 软土地基 动力相互作用 动力响应
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU447;TU435;TU311.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-22
• 1.1 桩基应用概况及研究现状10-13
• 1.1.1 桩基应用概述10-11
• 1.1.2 桩基动力分析研究现状11-13
• 1.2 复合地基概况及研究现状13-17
• 1.2.1 复合地基概述13-14
• 1.2.2 CFG桩复合地基的作用机理14-15
• 1.2.3 复合地基动力分析研究现状15-17
• 1.3 结构-地基相互作用的基本理论17-20
• 1.3.1 结构-地基相互作用的概念17
• 1.3.2 考虑结构-地基相互作用的影响17-18
• 1.3.3 结构-地基相互作用的研究方法18-20
• 1.4 本文主要的研究目的、内容20-22
• 2 结构-地基相互作用的有限元实现22-35
• 2.1 粘弹性人工边界理论22-23
• 2.2 粘弹边界中的地震动输入23-24
• 2.3 自由场响应求解24-26
• 2.4 土体材料非线性的模拟26-27
• 2.5 阻尼的选取27-28
• 2.6 网格尺寸控制28
• 2.7 结构动力方程求解方法28-29
• 2.8 实现粘弹边界及其相应地震动输入程序验证29-34
• 2.9 本章小结34-35
• 3 工程概况及计算模型的建立35-50
• 3.1 工程概况35-37
• 3.2 建模中的基本假定37-38
• 3.3 结构有限元模型建立38-40
• 3.4 模型材料参数取值40-43
• 3.5 输入地震动43-44
• 3.6 上部结构自振特性计算结果44-46
• 3.7 桩基和CFG桩复合地基自由场响应分析46-48
• 3.8 本章小结48-50
• 4 核电站上部结构-地基有限元模型地震响应分析50-67
• 4.1 自重作用下桩身内力分布特点50-53
• 4.2 地震作用下核电站-地基有限元模型桩体的响应分析53-56
• 4.2.1 地震作用下桩基桩身内力响应53-54
• 4.2.2 地震作用下复合地基桩身内力响应54-56
• 4.3 核电站上部结构的地震响应分析56-66
• 4.3.1 两种地基条件下上部结构地震响应特点分析57-63
• 4.3.2 两种地基条件下结构地震响应的比较分析63-66
• 4.4 本章小结66-67
• 结论与展望67-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况72-73
• 致谢73-74

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本文编号：1093872