本文關鍵詞：結(jié)構(gòu)—樁—水平成層地基系統(tǒng)動力相互作用分析方法研究　出處：《大連理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 樁基礎 動力相互作用 層狀地基 自由場響應 阻抗函數(shù)

【摘要】：隨著現(xiàn)代工程建設規(guī)模的擴大,樁基礎在高層結(jié)構(gòu)、港口、核電結(jié)構(gòu)等建筑物中廣泛應用。樁基礎的動力剛度對這些結(jié)構(gòu)的動力響應有很大影響,因此在地震動力分析中需要考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用。本文針對層狀地基自由場響應和樁基礎阻抗函數(shù)進行了研究：(1)對于平面體波垂直入射的情形,基于一維波動方程理論解,利用波動在不同分層之間的傳播關系,在時域內(nèi)利用逐步遞推方法構(gòu)造出界面處的上行波和下行波,進而求得土層中任意點處的運動。針對地震波垂直入射的粘彈性地基模型,利用三角級數(shù)變換將地震波分解為一系列簡諧波動的疊加,運用逐步遞推方法求解出在簡諧波作用下土層各離散點的運動,最后將所有簡諧波動作用下的運動疊加,從而求得在地震波作用下粘彈性地基中任意點處的運動。利用上述方法求解出的自由場響應,運用直接法在有限域內(nèi)施加粘彈邊界也可求解自由場響應。數(shù)值算例驗證了方法的有效性和適用性。(2)針對成層地基中樁基礎的阻抗函數(shù),利用子結(jié)構(gòu)法將成層地基中樁基礎阻抗函數(shù)的求解分解為成層地基半空間、樁基礎和開挖土體三部分阻抗函數(shù)的疊加,分別利用混合數(shù)值算法和有限元法求解,求解方法高效精確。數(shù)值算例驗證了方法的準確性。(3)針對大規(guī)模的群樁系統(tǒng),結(jié)合粘彈性人工邊界條件運用有限元法,按阻抗函數(shù)定義在ANSYS中運用諧分析完成對樁基礎阻抗函數(shù)的求解。方法可以較為全面地考慮地基中存在各種不均勻特性,如孔洞、夾層、非水平成層等情況。(4)運用文中的方法就樁長徑比、承臺的約束條件、土層的模量對樁-土動力相互作用進行參數(shù)分析,并對采用樁基礎處理的某核電站地基動剛度進行計算分析。
[Abstract]:With the expansion of the scale of modern engineering construction, pile foundation is widely used in high-rise structures, ports, nuclear power structures and other buildings. The dynamic stiffness of the pile foundation has a great influence on the dynamic response of these structures. Therefore, the dynamic interaction of pile, soil and structure should be considered in the seismic dynamic analysis. This paper studies the free field response of layered soil and pile foundation impedance functions are: (1) the plane wave case, one-dimensional wave equation based on theoretical solution by wave in different layers between the propagation relationship in time domain, the recursive method to construct the upgoing and downgoing waves at the interface. Then at any point in the movement of soil. Based on the viscoelastic foundation model of vertical incident seismic wave, using trigonometric series transform seismic wave is decomposed into the superposition of a series of harmonic wave, the use of soil in simple harmonic wave of each discrete point motion recursive method, the superposition of all motion under the action of harmonic wave, so as to obtain the arbitrary point of viscoelastic in the foundation in the seismic wave motion. The free field response can be solved by using the direct method to apply the viscoelastic boundary in the finite field by using the above method. The numerical example shows the effectiveness and applicability of the method. (2) according to the impedance function in layered soil pile foundation, by substructure method will become the foundation for the superposition layer impedance functions of piles is decomposed into layered half space foundation and pile foundation and soil excavation three part of impedance function, respectively using the hybrid numerical algorithm and finite element method, solving method is efficient and precise. The numerical example verifies the accuracy of the method. (3) for large-scale pile group system, combined with the viscoelastic artificial boundary condition, the finite element method is applied to define the impedance function of pile foundation in harmonic analysis based on the definition of impedance function in ANSYS. The method can consider all kinds of inhomogeneous characteristics in the foundation, such as holes, interbeds and non horizontal formation. (4) parameter analysis of pile soil dynamic interaction is carried out based on pile length diameter ratio, restraint condition of pile cap and modulus of soil layer by using the method in this paper, and the dynamic stiffness of foundation of a nuclear power plant treated by pile foundation is calculated and analyzed.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU435

【參考文獻】

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本文編號：1346535