考虑桩-土动力相互作用的钢管混凝土拱桥地震反应分析

以上覆土层为60m的主跨为85m，采用桩承墩基的钢管混凝土拱桥为分析对象，建立三维有限元模型．地基土采用服从Drucker-prager屈服准则的弹塑性模型，并且采用接触对方法模拟土与桩侧面的相互作用，分析了考虑土与结构动力相互作用效应的拱桥地震反应，并与不考虑相互作用的拱桥地震反应作了对比，发现动力相互作用对横桥向反应影响很大．     

软土地基土-结构动力相互作用的若干问题

简要回顾土-结构动力相互作用研究的发展历程和技术应用现状,分析了土-结构动力相互作用的主要研究方法.指出了应用中存在的问题,并针对软土地区土-结构动力相互作用问题提出了结构动力学数字分析解析递推格式方法应用的建议.     

地基参数以及结构层数对桩-土-结构相互作用的影响

用有限元法建立了桩基多层结构体系的平面模型．并结合算例进行相互作用体系的地震反应分析．为了考察参数变化对反应的影响，例题中分别改变桩基参数．上部结构层数．对考虑相互作用后结构体系的自振周期、内力等的变化情况进行了对比分析．得出了地基越弱．楼层越高．相互作用影响越大的结论．可供工程设计参考．     

非饱和黄土场地桩-土动力相互作用试验研究

为了研究非饱和黄土场地桩-土动力相互作用,利用土工离心机振动台进行桩-土动力模型试验.获得桩身弯矩、桩侧土抗力、桩-土相对位移及动力p-y曲线,分析加速度幅值、桩基埋深对动力p-y曲线的影响.基于非线性文克尔地基梁模型,建立考虑远场阻尼效应、桩-土间隙效应的非线性动力p-y单元,通过有限元分析结果和该试验记录对动力p-y单元的有效性进行验证.结果表明,随着加速度幅值的增加,桩-土体系的耗能增强,土体刚度逐渐退化;桩侧土抗力与桩-土相对位移之间存在滞后性;采用建立的动力p-y单元,能够相对真实地模拟非饱和黄土场地的桩-土动力响应.     

大型渡槽桩土相互作用振动台试验研究

为了对南水北调中线工程中的沼河大型渡槽下部结构型式及优化设计各备选方案进行初步的评估,总结其地震反应的规律,获得必要的动力反应设计参数,分别对等长桩、不等长桩以及旋喷加固等长桩进行了振动台试验研究。根据所得试验数据,对等长桩和不等长桩2种不同设计方案下的动力反应特性进行了分析,对使用旋喷加固方法对桩基动力反应的影响进行了初步的判断,并对试验中使用的木一橡胶模型箱进行了评估。试验结果表明：采用长短桩设计方案比不等长桩更具优越性;使用旋喷加固方法能在一定程度上提高桩基动力反应的安全性;试验中所使用的木一橡胶模型箱在土的边界模拟上是合理和可行的。     

不同土性的地基-结构动力相互作用下桩基础的动力反应

通过对地基土质从软到硬的3个阶段结构-地基动力相互作用体系振动台模型试验进行对比分析,研究揭示了在软弱均匀土、较软分层土、较硬分层土等不同土性的地基-结构动力相互作用下桩基础的裂缝形态、桩身应变分布、桩土接触压力分布等动力反应规律.     

可液化场地桩－土－桥梁结构地震相互作用大型振动台试验研究

采用大型振动台试验,研究可液化场地桩－土－桥梁结构地震相互作用。试验很好再现了自然地震触发场地液化与结构破坏的主要宏观现象。小震输入下,地基动力反应较小,孔压在输入波峰值到达几秒内达到峰值,并很快进入消散阶段,近桩区与远桩区峰值孔压差别很小,砂土层上部轻微液化;桩－柱墩表现为弹性动力变形,地基对桩地震反应的约束效应较大,桩在砂土层中动应变大于黏土层中动应变;由于上覆粘土层对桩的嵌固与墩顶配重惯性力的共同作用,致使桩在上覆粘土层中动应变远大于柱墩动应变。大震输入下,砂土层很快全部液化而发生强烈剪切流动,孔压在输入波峰值到达瞬间增大,而后缓慢上升至峰值,消散也很慢,近桩区峰值孔压远大于远桩区峰值孔压;桩－柱墩动力反应十分强烈,由于墩顶配重较大惯性力作用,加之砂土层全部强烈液化,致使桩上部嵌固点发生大幅度上移,并在砂土层与上覆粘土层过渡带出现大范围破裂且于粘土层中折断,下伏粘土层对桩的嵌固作用失效。试验成果,有利于合理认识可液化场地桩－土－桥梁结构地震相互作用,并为可液化场地桩基桥梁地震安全性评价与抗震设计积累宝贵的基础资料。     

考虑土-高层建筑群动力相互作用的振动台试验研究

为揭示高层建筑群间相邻结构动力相互作用机理和结构行为变化,设计2个土-结构体系对照模型,在场地土条件相同的情况下,一个仅有单独的上部结构、另一个则包含5个上部结构,并分别进行振动台试验,获取上部结构关键部位在地震动激励下的反应.试验结果显示:在地震作用下,高层建筑群内结构存在明显的相互作用,群体建筑的沉降和倾斜较单独建筑增大;相邻建筑的存在会使上部结构频率降低;相邻建筑的相互作用使上部结构加速度反应和位移反应有时增大,有时减小,此变化取决于输入地震波的频谱特性;建筑群内中部建筑的加速度和位移反应强于周围建筑.     

桩-土-结构相互作用研究综述及展望

鉴于桩-土-结构相互作用对结构物的动力特性及地震响应的影响,对国内外桩-土-结构相互作用研究历史和现状进行了总结。介绍了国内外桩-土-结构相互作用的四大类研究方法：震害调查、数值方法、理论分析方法和试验方法,并分析了各优缺点及存在的主要问题。最后指出接触面本构模型的完善、计算方法的改进、数值分析与试验相结合、震害调查和原型观测资料的收集、空间分析模型研究是桩-土-结构相互作用问题研究的发展方向。     

水平地震下土-桩-结构相互作用简化分析方法

基于 Penzien 提出的集中质量法,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串,以弹簧和阻尼器模拟周围土体,建立土-桩-结构动力相互作用的分析模型,给出相互作用参数的确定方法,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性,通过等价线性迭代逼近土体的非线性动态响应.运用此模型对某180m 混凝土烟囱按桩基础和刚性基础两种方案进行自振特性和地震时程反应对比分析,得到两种基础形式结构的位移、剪力、弯矩的分布形式基本一致,但考虑桩-土-上部结构相互作用的桩基础使结构体系的周期延长,变形增大,剪力和弯矩相应减小.桩-土-上部结构相互作用增加了结构的柔性,改善了结构的抗震性能.     

超限高层建筑整体模型模拟地震振动台试验研究

为对超限高层结构的破坏机理和抗震性能进行深入研究,对一高宽比超限的复杂高层建筑进行了1/15的模型模拟地震振动台试验。研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下模型的加速度反应、位移反应、应变反应和扭转效应,并根据模型试验结果和相似关系反推到原形结构,研究了原形结构的破坏机理和破坏形式。试验及分析结果表明,原形结构的前三阶振型周期分别为1.795 s（Y向平动）,1.72 s（ X向平动）和1.423 s（整体扭转）,扭转与平动周期比为0.79;原形结构在7度多遇和罕遇地震动作用下弹性位移角和弹塑性位移     

土钉支护结构体系动力性能的振动台试验研究

为研究永久性土钉支护结构体系的抗震性能,设计并完成了土钉支护边坡1∶12比尺的振动台试验,研究了在不同支护条件(如土钉倾角、土钉长度、土钉间距等)下边坡的动力反应特征和规律.结果表明:土钉支护边坡在振动过程中,最大变形出现在边坡坡腹位置,坡趾处的位移较小;土钉支护最大作用带位于土钉支护区的中前部,呈折线形;最下面一排土钉发生最大应变的位置靠近坡面;边坡土体中部和下部的加速度放大系数较小而且比较接近,边坡上部土体的加速度放大系数较大.     

隧道洞口软硬围岩交接段地震响应大型振动台模型试验研究

为提高强震区交通隧道洞口段的地震安全性和结构抗震性能,以汶川地震白云顶隧道进口段为研究背景,开展了隧道洞口软硬围岩交接段地震响应的大型振动台模型试验研究。介绍了试验方案设计,主要包括试验设备、相似设计、动力荷载、动力特性及加载制度。对试验数据进行了分析,主要研究了隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展过程中隧道结构地震动峰值加速度（PGA）、纵向应变、接触应力及结构内力的空间变化规律。研究结果表明：隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展,隧道结构PGA放大系数由1.04增大至1.68,纵向应变增加倍数由1.09增大至4.29,接触应力增加倍数由6.34增大至32.16,安全系数最小值减小百分比由26.18%增大至53.48%;随着受软岩影响的增大,作用于隧道结构的地震惯性力和强制位移不断增加,致使结构安全性不断降低。研究成果可为高烈度地震区交通隧道抗震设防设计提供参考。     

钢筋混凝土剪力墙结构模型振动台试验研究

针对7层剪力墙结构缩尺模型振动台试验,比较研究基底固定和考虑土-结构动力相互作用两种条件下的钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能。分析结构在地震波作用下的加速度响应、放大系数、变形性能、应变分布情况以及结构模型的动力特性。在模型试验的基础上,进一步利用有限元分析软件ANSYS进行了剪力墙结构的动力反应分析,得到结构的自振特性以及在地震作用下动力响应的数值解,验证了ANSYS有限元数值分析方法的合理性。     

非一致激励下综合管廊振动台试验的数值模拟

本文基于ABAQUS软件开展非一致激励下地下综合管廊振动台试验的有限元建模及分析研究。建模中采用Drucker-Prager模型来考虑土体非线性,土-结构动力相互作用通过建立主从接触面来实现,通过考虑层状剪切砂箱对土体的作用来模拟试验模型箱,同时考虑初始应力场的平衡。响应时程及放大系数等参量的对比,表明数值模拟结果和试验结果吻合较好,文中所提有限元建模方法合理,为后续参数分析奠定了基础。     

典型地铁车站结构振动台模型试验

为了了解地下结构在地震作用下的响应,对地铁车站结构进行了振动台模型试验,从相似关系比的确定、模形箱的设计、结构模型的制作、测点的布置、模型土的配制、地震波的加载等方面介绍了振动试验,并分析了部分试验现象.试验结果表明,在强地震作用下,地下结构会受到损害.     

万州长江大桥欠质量模型振动台试验研究

大跨结构的地震模拟振动台试验常因台面尺寸的影响而采用小比例模型，再加上材料的力学性能往往难以满足配重要求从而使试验变得比较困难，因而不得不选用欠质量试验模型作为研究对象。根据万州长江大桥跨长的特点，以1：100欠质量模型为研究对象，进行了地震模拟振动台试验和三维有限元分析，通过实测值和理论值的对比分析，得出了正确的计算模型和动力分析方法，为该桥的进一步研究奠定了可靠的基础。     

三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥模型振动台试验

利用多子台积木式模拟振动台台阵系统对一座三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥1∶16模型进行了动力试验,主要完成了纵向、横向、竖向、横向+纵向和横向+竖向一致地震动输入和行波输入的对比试验,得到了该结构的加速度、位移、应变及索力响应及其规律,为评价此钢管混凝土拱桥在地震作用下的抗震性能及为今后类似结构的抗震设计提供了试验数据和依据.     

边坡动力破坏机理的振动台试验研究

将数字图像位移测量技术和有限元数据平滑方法应用到边坡模型的振动台试验中,得到了整个振动过程的位移场和应变场,探讨了土质边坡的动力破坏模式和破坏机理.结果表明土质边坡的变形是渐进式的,坡体中部到坡脚是剪切破坏,坡顶一定深度是拉剪破坏,破坏时有深层的圆弧状滑动面,用位移时程曲线的广义曲率做为判断边坡动力破坏的物理量是可行的.