本文選題：樁-土動力相互作用　切入點：阻抗函數(shù)　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近30年來,樁基礎(chǔ)的計算和分析有了較大的進展,在國際樁基技術(shù)的帶動和工程實際應(yīng)用的影響下,我國在樁基礎(chǔ)的研究方面發(fā)展迅速。樁基礎(chǔ)由于其承載力高、沉降小,并且能夠適用于各種復(fù)雜地質(zhì)的條件,已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、道路橋梁工程、水利水電工程、機場車站、港口碼頭、海上平臺等各個領(lǐng)域。目前,國內(nèi)外對于單樁的研究理論相對而言比較成熟,而由于動力群樁-土體系相互作用問題的復(fù)雜性及實用性,故對于群樁-土體系的研究更具實用價值和意義。在群樁-土動力相互作用的研究過程中主要是基于動力相互作用系數(shù)的基礎(chǔ)上,對群樁-土體系水平動阻抗的研究。本文提出了一種將有限元法應(yīng)用于樁-土相互作用中的簡化方法。通過建立不同的簡化有限元法的動力群樁-土體系相互作用模型,運用APDL語言編制了不同簡化有限元模型程序,并通過計算得出簡化有限元模型在頻域荷載作用下的動力響應(yīng)特性,并與基于Gazetas-Dobry理論的簡化法計算模型進行分析得到的結(jié)果進行對比,驗證該簡化有限元法的正確性及適用性,為樁-土-樁的動力相互作用分析提供一種新的理論方法途徑。其主要的研究工作如下:(1)介紹了課題的來源、意義以及國內(nèi)外開展土-結(jié)構(gòu)共同作用研究的現(xiàn)狀,通過對大量相關(guān)文獻的概述總結(jié),論述了已有研究成果的局限性及優(yōu)缺點;(2)介紹了幾種求取單樁水平阻抗函數(shù)的簡化計算方法以及群樁動力相互作用因子和水平阻抗函數(shù)的簡化計算方法,推導(dǎo)了單樁及群樁在水平荷載作用下的水平阻抗函數(shù)的簡化計算公式;(3)針對常見的有限元樁-土體系動力相互作用的模型節(jié)點數(shù)量巨大,解題規(guī)模偏大以及計算效率偏低的情形,本文通過上述推導(dǎo)出的簡化計算公式提出了一種可用于群樁-土體系動力分析的簡化有限元法并運用ANSYS分析軟件編制APDL語言程序,建立2樁、4樁及9樁的簡化有限元模型,其中,樁基由梁單元進行模擬,土體由彈阻單元來模擬;(4)對簡化有限元模型進行模態(tài)分析確定所建立的各簡化有限元模型振動特性,得到各簡化有限元模型的頻率響應(yīng)和振型曲線,然后對建立的2樁、4樁及9樁簡化有限元模型進行頻域荷載下的動力響應(yīng)分析,得到其對應(yīng)的水平阻抗函數(shù),并在此基礎(chǔ)上,與基于Gazetas-Dobry理論建立的簡化法計算模型進行分析得到的結(jié)果進行對比,驗證該簡化有限元法的正確性及適用性;(5)通過改變各簡化有限元模型的樁徑、樁間距及樁土剛度的大小來模擬樁-土-樁系統(tǒng)的動力相互作用,求取樁間動力相互作用因子及水平阻抗函數(shù)的大小。將計算得到的結(jié)果與相應(yīng)簡化法得到的結(jié)果進行對比,對簡化有限元法能夠解決樁土相互作用問題的實現(xiàn)提供計算依據(jù),并為簡化有限元法解決實際工程應(yīng)用分析問題奠定理論基礎(chǔ);(6)運用簡化有限元法對建立的多個以接近工程實際的復(fù)雜各型群樁模型進行動荷載分析,通過改變樁間距、樁徑的大小及樁土剛度的大小,來模擬不同樁間距、不同樁徑及不同土質(zhì)對群樁動力相互作用的影響,模擬計算群樁基礎(chǔ)在軟質(zhì)土、中性土以及硬質(zhì)土的環(huán)境條件下的動力相應(yīng)結(jié)果。結(jié)果表明該簡化有限元法應(yīng)用于樁-土工程實際的分析是有相當(dāng)?shù)目尚行约皩嵱眯浴?br/>[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU435

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本文編號：1598205