考虑桩-土间隙的单桩基础抗震性能研究
发布时间：2021-08-14 10:30
近年来各国大地震频发,给人们带来巨大损失,而随着当今社会的发展,人口越来越集中,建筑物结构体量也愈来愈大,地震灾害一旦发生将带来更大破坏。经过地震灾害事故调查分析后发现,建筑结构基础的破坏不容忽视,而桩基础作为最为广泛使用的基础形式,研究其抗震性能,对结构抗震设计、破坏机理的研究具有十分重大意义。在强地震作用过程中,由于应力集中,桩周土将产生较大的非线性应力场和位移场,导致桩-土界面分离,桩基础的动力响应,也将呈现强烈的非线性。此时对桩基础、对土体、对桩-土接触的线弹性假设已不能满足抗震需求。因此本文将工作重心放在研究地震作用下桩基础地下部分的工作状态、桩周土响应以及场地效应。本文的主要工作内容及结论如下:（1）对当前一些国内外桩-土相互作用的研究现状和发展做简要汇总,并对各个桩-土相互作用模型的特点进行评述。（2）对OpenSees计算平台中桩-土相互作用这一部分进行详细介绍,包括非线性Winkler地基梁模型、动力p-y曲线模型的实现方法,以及模型所涉及的材料本构关系等。研究结果表明在OpenSees计算平台上能较好的实现两种桩-土相互作用模型。（3）基于OpenSees计算平台,...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于桩身弯矩的动力p-y曲线示意图
南华大学硕士学位论文2.4.2 动力 t-z 单元如下图 2.9 所示，动力 t-z 单元由弹性弹簧和塑性弹簧构成，两部分串联。远场辐射阻尼也是由弹性弹簧和阻尼器并联模拟。动力 t-z 单元分为两个工作阶段：弹性部分(t-ze)和塑性部分(t-zp)。
第2章桩-土相互作用在OpenSees计算平台中的实现17塑性部分(q-zp)500500()nultultppczqqqqczzz（2.22）其中，qult为q-z单元在加载方向上的极限抗力；在初始塑性加载循环q0=q，z0p=zp；c是控制初始屈服阶段的切线模量；n是控制p-zp曲线形状的指数。与动力p-y单元不同的是动力q-z单元的闭合弹簧(qc-zg)本构为简单的双线性弹性弹簧，受压时为刚性，而不考虑其受拉刚度(不能承受上拔力)。非线性拖拽弹簧(qd-zg)用来描述桩尖端的一部分“吸力”，工作原理如下式所描述：50dd0500()2ddultultggzqCqCqqzzz（2.23）式中Cd为最大拖拽力与q-z单元极限抗力的比值；在初始加载循环时q0d=qd，z0g=zg。上述公式能够灵活用于不同的q-z骨架曲线，其中，Vijayvergiya等人建议砂土中c=12.3，n=5.5，Cr=0.3，Reese和O"Neill通过黏土中的钻孔桩试验得到c=0.35，n=1.2，Cr=0.2。上述公式能够通过改变参数而适用于不同的t-z骨架曲线。图2.10动力q-z单元2.5自由场土体单元自由场土体是动力p-y曲线分析模型中的重要组成部分。当做地震动力分析时就必须考虑自由场的滤波作用、峰值放大效应，对于桩-土相互作用来说，桩基础受到的激励作用
【参考文献】：
期刊论文
[1]桩-土-结构相互作用分析的等效计算桩长简化模型[J]. 李再先,李小军,张智. 地震工程与工程振动. 2019(01)
[2]基于OpenSees的桩-土-桥墩相互作用非线性数值分析模型[J]. 孙治国,刘亚明,司炳君,石岩. 世界地震工程. 2018(04)
[3]OpenSees中混凝土本构模型用于模拟结构滞回性能的对比[J]. 赵金钢,杜斌,占玉林,赵凯. 桂林理工大学学报. 2017(01)
[4]冲刷对桩井基础水平承载特性影响的试验研究[J]. 何彦承,木林隆,冯昌明,黄茂松. 地下空间与工程学报. 2017(S1)
[5]基于OpenSees的RC柱拟静力数值分析模型[J]. 卜海峰,胡思康,张耀庭,童康,叶宏伟. 土木工程与管理学报. 2016(05)
[6]液化场地桩柱式基础桥梁结构地震反应的敏感性分析[J]. 王晓伟,叶爱君,罗富元. 工程力学. 2016(08)
[7]基于OpenSEES的RC柱拟静力实验数值分析[J]. 王涛,孙严,孟丽岩. 黑龙江科技大学学报. 2016(01)
[8]基于Opensees的桩土动力p-y曲线模型研究[J]. 李雨润,史精,梁艳,张浩亮. 人民长江. 2015(23)
[9]考虑接触及材料双重非线性的桩基础桥墩地震反应分析[J]. 张永亮,赵继栋,陈兴冲,宁贵霞. 土木工程学报. 2015(S1)
[10]钻孔灌注桩施工的注意事项[J]. 张宇. 中国公路. 2015(01)
博士论文
[1]铁路桥梁桩基础抗震设计方法研究[D]. 张永亮.兰州交通大学 2013
[2]考虑土-结构相互作用体系的参数识别和地震反应分析[D]. 王满生.中国地震局地球物理研究所 2005
[3]地震作用下土—桩—结构动力相互作用的数值模拟[D]. 肖晓春.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]考虑间隙的桩—土—结构动力相互作用数值分析模型研究[D]. 朱龙.兰州交通大学 2016
[2]基于Opensees的桩基横向动力特性数值模拟研究[D]. 孙伟民.河北工业大学 2015
本文编号：3342304
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于桩身弯矩的动力p-y曲线示意图
南华大学硕士学位论文2.4.2 动力 t-z 单元如下图 2.9 所示，动力 t-z 单元由弹性弹簧和塑性弹簧构成，两部分串联。远场辐射阻尼也是由弹性弹簧和阻尼器并联模拟。动力 t-z 单元分为两个工作阶段：弹性部分(t-ze)和塑性部分(t-zp)。
第2章桩-土相互作用在OpenSees计算平台中的实现17塑性部分(q-zp)500500()nultultppczqqqqczzz（2.22）其中，qult为q-z单元在加载方向上的极限抗力；在初始塑性加载循环q0=q，z0p=zp；c是控制初始屈服阶段的切线模量；n是控制p-zp曲线形状的指数。与动力p-y单元不同的是动力q-z单元的闭合弹簧(qc-zg)本构为简单的双线性弹性弹簧，受压时为刚性，而不考虑其受拉刚度(不能承受上拔力)。非线性拖拽弹簧(qd-zg)用来描述桩尖端的一部分“吸力”，工作原理如下式所描述：50dd0500()2ddultultggzqCqCqqzzz（2.23）式中Cd为最大拖拽力与q-z单元极限抗力的比值；在初始加载循环时q0d=qd，z0g=zg。上述公式能够灵活用于不同的q-z骨架曲线，其中，Vijayvergiya等人建议砂土中c=12.3，n=5.5，Cr=0.3，Reese和O"Neill通过黏土中的钻孔桩试验得到c=0.35，n=1.2，Cr=0.2。上述公式能够通过改变参数而适用于不同的t-z骨架曲线。图2.10动力q-z单元2.5自由场土体单元自由场土体是动力p-y曲线分析模型中的重要组成部分。当做地震动力分析时就必须考虑自由场的滤波作用、峰值放大效应，对于桩-土相互作用来说，桩基础受到的激励作用
【参考文献】：
期刊论文
[1]桩-土-结构相互作用分析的等效计算桩长简化模型[J]. 李再先,李小军,张智. 地震工程与工程振动. 2019(01)
[2]基于OpenSees的桩-土-桥墩相互作用非线性数值分析模型[J]. 孙治国,刘亚明,司炳君,石岩. 世界地震工程. 2018(04)
[3]OpenSees中混凝土本构模型用于模拟结构滞回性能的对比[J]. 赵金钢,杜斌,占玉林,赵凯. 桂林理工大学学报. 2017(01)
[4]冲刷对桩井基础水平承载特性影响的试验研究[J]. 何彦承,木林隆,冯昌明,黄茂松. 地下空间与工程学报. 2017(S1)
[5]基于OpenSees的RC柱拟静力数值分析模型[J]. 卜海峰,胡思康,张耀庭,童康,叶宏伟. 土木工程与管理学报. 2016(05)
[6]液化场地桩柱式基础桥梁结构地震反应的敏感性分析[J]. 王晓伟,叶爱君,罗富元. 工程力学. 2016(08)
[7]基于OpenSEES的RC柱拟静力实验数值分析[J]. 王涛,孙严,孟丽岩. 黑龙江科技大学学报. 2016(01)
[8]基于Opensees的桩土动力p-y曲线模型研究[J]. 李雨润,史精,梁艳,张浩亮. 人民长江. 2015(23)
[9]考虑接触及材料双重非线性的桩基础桥墩地震反应分析[J]. 张永亮,赵继栋,陈兴冲,宁贵霞. 土木工程学报. 2015(S1)
[10]钻孔灌注桩施工的注意事项[J]. 张宇. 中国公路. 2015(01)
博士论文
[1]铁路桥梁桩基础抗震设计方法研究[D]. 张永亮.兰州交通大学 2013
[2]考虑土-结构相互作用体系的参数识别和地震反应分析[D]. 王满生.中国地震局地球物理研究所 2005
[3]地震作用下土—桩—结构动力相互作用的数值模拟[D]. 肖晓春.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]考虑间隙的桩—土—结构动力相互作用数值分析模型研究[D]. 朱龙.兰州交通大学 2016
[2]基于Opensees的桩基横向动力特性数值模拟研究[D]. 孙伟民.河北工业大学 2015
本文编号：3342304
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