软弱土夹层对地下结构抗震分析的影响

发布时间：2023-10-04 00:16

　　城市化的发展把人类建设重心逐渐向地下转移,地下结构工程正在如火如荼地进行,同时我国地震频发,地下结构良好的抗震性能是不可或缺的。在地震破坏中地下结构的动力响应很大程度上都跟场地土条件相关,国内外对非均质土层地基的研究相对较少,本文着重研究非均质土层——软弱土夹层对地下结构地震响应的影响,设计了两层三跨的地铁车站的振动台试验,并且基于ADINA有限元软件构建了地铁车站的三维模型,分析了软弱土夹层的埋深以及厚度对地铁车站的地震响应造成的影响。具体的工作内容及结论如下:(1)介绍本文选题的实际意义与价值,对该领域目前的研究方法以及研究内容进行了调研,为后续的研究提供具体的理论依据。对动力有限元的相关理论进行总结,包括土体——地下结构体系涉及到的基本要素和计算过程中所依据的模型;同时介绍动力有限元方程的建立过程以及求解的方法,如何通过模态分析确定模型的Rayleigh阻尼;各类人工边界的归纳。(2)针对不均匀土层——含软弱土夹层的工况进行了大型振动台试验。试验中使用饱和的砂土模拟软弱土,建立了两层三跨的地铁车站模型,整个试验包含两种工况条件——全粘土场地条件和含有软土夹层的场地条件。通过对比两...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 软弱土动力特性的研究
        1.2.2 地下结构的振动台试验研究
        1.2.3 地下结构的数值模拟
    1.3 本文的研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 动力有限元的分析方法
    2.1 引言
    2.2 土—结构动力体系的基本理论
        2.2.1 土—结构动力相互作用
        2.2.2 地下结构本构模型
        2.2.3 土的动力本构模型
    2.3 动力有限元模型
        2.3.1 动力有限元方程的建立
        2.3.2 动力方程的求解
    2.4 人工边界条件
        2.4.1 全局人工边界条件
        2.4.2 局部人工边界条件
    2.5 本章小结
第三章 振动台试验设计
    3.1 前言
    3.2 基本设备介绍
        3.2.1 加载设备
        3.2.2 模型箱的选择与设计
        3.2.3 传感器的选择
    3.3 .模型相似比设计
        3.3.1 相似比设计原则
        3.3.2 相似比设计确定参数
    3.4 模型的制作与加载方案
        3.4.1 土的制备
        3.4.2 模型的制备
        3.4.3 传感器的布置
        3.4.4 地震波加载方案
    3.5 本章小结
第四章 振动台试验结果分析
    4.1 引言
    4.2 结构与模型箱的自振频率
    4.3 试验宏观现象
    4.4 边界效应的验证
    4.5 软弱砂土夹层对地下结构地震响应的影响
        4.5.1 对地下结构的加速度的影响
        4.5.2 对地下结构的加速度放大系数的影响
        4.5.3 对地下结构的应变的影响
    4.6 本章小结
第五章 ADINA三维有限元模拟
    5.1 引言
    5.2 ADINA软件介绍
    5.3 全粘土工况建模
        5.3.1 模型相关参数
        5.3.2 模型建立以及对比节点的选取
    5.4 振动台试验与有限元模拟数据对比
    5.5 其余工况模型设计
    5.6 软弱夹层位置对地下结构地震响应的影响
        5.6.1 软弱夹层位置对结构加速度的影响
        5.6.2 软弱夹层位置对结构位移的影响
    5.7 软弱夹层厚度对地下结构地震响应的影响
        5.7.1 软弱夹层厚度对结构加速度的影响
        5.7.2 软弱夹层厚度对结构位移的影响
    5.8 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 对未来的展望
参考文献
致谢



本文编号：3850933