浅谈液化场地桩—土—结构动力相互作用振动台模型试验与数值模拟研究

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1、分类号：U442.5密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文液化场地桩—土—结构动力相互作用振动台模型试验与数值模拟研究李纯洁申请学位级别：硕士学位专业名称：岩土工程指导教师姓名：孔德森职称：副教授山东科技大学二零零九年五月论文题目：液化场地桩—土—结构动力相互作用振动台模型试验与数值模拟研究作者姓名：李纯洁入学时间：2006年9月专业名称：岩土工程研究方向：地基与基础工程指导教师：孔德森职称：副教授论文提交日期：2009年5月20日论文答辩日期：2009年6月10日授予学位日期：SHAKINGTABLETE

2、STANDNUMERICALSIMULATIONOFPILE-SOIL-STRUCTURESElSMICINTERACTIONCHARACTERISTICSINLIQUEFIEDFIELDADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyLiChunjieSupervisor:AssociateProfesso

3、rKongDesenCollegeofCivilEngineeringandArchitectureMay2009声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinS

4、handongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要震害调查表明，场地液化是桩基桥梁震害的主要原因之一，了解液化过程中的地基反应规律和桩基破坏机理对预防和减小地震作用导致的结构破坏具有重要

5、意义。近年来，桩—土—结构动力相互作用研究在国际上引起广泛关注，液化场地桩—土—结构动力相互作用研究更是其中的热点，也是公认的难点。振动台模型试验是研究液化场地桩—土—结构动力相互作用的一种有效手段，备受国内外学者的重视。分别采用振动台模型试验和数值模拟方法对液化场地桩—土—结构动力相互特性进行了研究，研究过程中重点考虑了影响液化场地桩—土—结构动力相互作用振动台试验的主要物理量，忽略了次要物理量，基于相似定理，采用量纲分析方法确定了模型相似比，全面探讨了试验技术，并对试验结果进行了分析。在液化场地桩—土—结构动力

6、相互作用振动台试验技术方面，分别研究了振动台与剪切土箱的主要性能，利用改进的水沉法制作饱和砂土地基模型，采用在边界处加海绵的方法降低人工边界对地震波反射的影响，为保证试验记录结果的准确性，试验前对传感器进行了标定和布置。采用简化的Penzien模型，进行小震输入下液化场地桩—土—结构动力相互作用振动台试验的数值模拟，分析桩—柱墩体系的加速度反应，取得了和试验结果一致的规律。对于单桩和群桩不同的地基模型，分别输入不同强度的0.15gElCentro压缩地震波、0.15gElCentro地震波和0.5gElCentro

7、地震波，研究液化场地桩—土—结构动力相互作用体系的地震反应规律，得到的主要结论如下：(1)小震输入下，地基动力变形的线性特征较突出，主要表现为对地震波的动力放大作用，且加速度反应自下而上逐渐增大。大震输入下，地基动力变形表现出明显的非线性，加速度反应规律不单一。(2)在单桩试验和群桩试验中，地震输入下，桩—柱墩加速度反应规律主要集中在低频段，区别是小震作用下单桩试验加速度反应自下而上呈增大趋势，而群桩试验反应规律不单一。(3)埋深和桩距对地基孔隙水压力变化影响较大，且随埋深减小，孔压减小，孔压增大，同时随桩距减小，

8、孔压增大，以致在桩周形成一定孔压梯度。关键词：液化场地；地震；桩—土—结构相互作用；振动台试验山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractEarthquakedamagesurveyindicatedthatbridgedamageismainlycausedbyliquefaction.Itisofgreatimportanceforpreventinga