地震作用下可液化土层动力响应与地下结构抗浮措施研究

发布时间：2023-05-10 19:06

　　在受地震影响地区进行地下空间开发时,常常面临地下结构穿越可液化土层的情况。当地震发生时,地下结构周围的土体液化后会对结构产生浮力引起上浮位移,对结构造成损害。由此可见,地震作用下可液化土层的动力响应对于合理评估土层中结构物上浮及其抗浮措施具有重要意义。本文采用有限元软件DBLEAVES进行数值分析,针对可液化土层和地下结构物,分别建立自由场地模型、不同类型结构-土体模型和实际工程多层土-结构模型,分析地震作用下的可液化土动力响应,并评估不同液化防治措施效果。主要研究内容与成果如下:(1)通过对自由场地模型施加正弦波、天然地震波、人工地震波荷载,研究了振动荷载类型、振动波振幅和频率对土体液化的影响。通过改变土体渗透系数以及不同标准贯入击数对应的土体参数,研究土体性质改变对液化的影响。研究得到:地震波在可液化土层传播过程中高频部分波形会被土体过滤,频率为0.5⁴Hz的正弦波荷载更易使土体发生液化,地震强度越大,土体液化深度越深。增大渗透系数会使土体液化程度降低,当土体渗透系数大于一定值时,土体不再发生液化。对应标贯击数越高的土体液化程度越低。(2)研究圆形和矩形地下结...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 液化现象
        1.2.1 液化的机理
        1.2.2 液化的影响因素
        1.2.3 液化的分析与判别
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 理论分析研究
        1.3.2 模型试验研究
        1.3.3 数值分析研究
    1.4 研究内容与目标
第二章 可液化土层动力响应研究
    2.1 本构模型
        2.1.1 应力诱导各向异性及其演化规律
        2.1.2 考虑应力诱导各向异性的超固结演化规律
        2.1.3 结构性演化规律
    2.2 有限元模型
        2.2.1 有限元程序介绍
        2.2.2 模型介绍
        2.2.3 边界条件
    2.3 地震波加载
        2.3.1 地震波的选取
        2.3.2 地震波的处理
    2.4 液化土层动力响应结果分析
        2.4.1 地震加速度在土体中的传播
        2.4.2 地震波频率对土体液化的影响
        2.4.3 地震波振幅对土体液化的影响
    2.5 土性对液化的影响
        2.5.1 标准贯击数与土体液化程度的关系
        2.5.2 土体渗透系数对液化的影响
    2.6 本章小结
第三章 单层可液化土体-地下结构动力响应研究
    3.1 城市地下综合管廊介绍
    3.2 可液化土体中地下结构模型
        3.2.1 矩形地下结构-土体模型
        3.2.2 圆形地下结构-土体模型
        3.2.3 模型计算过程
    3.3 可液化土体中地下结构动力响应结果与分析
        3.3.1 矩形结构-土动力响应
        3.3.2 圆形结构-土动力响应
    3.4 不同液化等级土-结构动力响应
        3.4.1 结构-土超孔压比结果分析
        3.4.2 结构-土位移结果分析
    3.5 本章小结
第四章 多层土地震液化响应与地下结构抗浮措施研究
    4.1 工程概况
    4.2 有限元模型
    4.3 土体与地下结构动力响应结果与分析
        4.3.1 不同强度振动荷载作用下地下车站结构位移
        4.3.2 不同液化等级土中地下结构-土动力响应结果
    4.4 不同抗浮措施对液化引起结构上浮的控制作用
        4.4.1 液化防治措施
        4.4.2 地下连续墙法
        4.4.3 抗拔桩法
        4.4.4 换填法
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文结论
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得成果与参与项目



本文编号：3813329