發(fā)布時間：2020-10-13 20:19

　　 短樁基礎(chǔ)在南寧盆地的高層建筑中應(yīng)用十分廣泛,這與南寧盆地特有的地層結(jié)構(gòu)有關(guān),目前,已建成的此類項目多達(dá)數(shù)百棟,規(guī)�？傊到|,但對于這類建筑物在地震荷載下的地震反應(yīng)如何以及整體抗震方面是否有利等重大工程問題卻一直懸而未決,且鮮有人研究,這主要與地震反應(yīng)問題的復(fù)雜性和分析的難度有關(guān)。本文針對短樁基礎(chǔ)-地基-高層結(jié)構(gòu)體系,結(jié)合ABAQUS軟件為平臺的數(shù)值分析技術(shù),提出了一種基于短樁基礎(chǔ)-地基-高層結(jié)構(gòu)共同作用體系的非線性地震反應(yīng)分析方法,并以位于南寧盆地且具有代表意義的某高層住宅樓項目為工程背景,將之成功應(yīng)用。該研究方法為短樁基礎(chǔ)的設(shè)計和工程分析提供了較為明確的理論指導(dǎo),研究結(jié)果對同類工程的抗震研究具有重要的借鑒價值,為重大工程問題提供了解決思路。本文的主要工作和創(chuàng)新之處有:(1)系統(tǒng)調(diào)研了南寧盆地的地質(zhì)情況,總結(jié)出6種典型的地層組合模式,對南寧盆地各區(qū)域的黏土、粉土、圓礫、泥巖等土層的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了較為細(xì)致的參數(shù)研究,為后續(xù)地震反應(yīng)分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(2)基于數(shù)值分析技術(shù),提出了一種能夠考慮短樁基礎(chǔ)-地基-高層結(jié)構(gòu)體系共同作用的非線性地震反應(yīng)分析方法,利用該方法能夠有效地完成短樁基礎(chǔ)建筑體系的整體性地震反應(yīng)分析。(3)利用編制的Matlab程序,根據(jù)不同的超越概率,擬合出適用于南寧盆地地層條件的人工合成地震波。(4)提出了篩選天然地震波的實(shí)用方法,遴選了符合南寧盆地地層條件的天然地震波,并編制了地震波校正程序,對選取的地震波進(jìn)行校正,結(jié)果表明:校正后的地震波有效地消除了速度和位移時程曲線的漂移問題。(5)利用Fortran語言編程對ABAQUS軟件的接觸單元進(jìn)行了二次開發(fā),并結(jié)合具體算例,驗證了接觸單元的有效性。(6)根據(jù)南寧盆地地質(zhì)情況,挑選了最具代表意義的實(shí)際工程項目,構(gòu)建了短樁基礎(chǔ)-地基-高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系的三維有限元精細(xì)化分析模型,在罕遇雙向水平地震條件下,完成了體系的非線性地震反應(yīng)分析,主震方向為結(jié)構(gòu)最不利地震方向,其中考慮的非線性因素為土體材料非線性和樁-土接觸非線性,分析結(jié)果表明:南寧盆地的二元地層組合對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震不利,短樁基礎(chǔ)-地下室-高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系對抗震是有利的。(7)在罕遇雙向水平地震條件下,考慮土體的材料非線性和樁-土接觸非線性,分析了樁端土體和地下室側(cè)面土體的參數(shù)變化對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響,研究結(jié)果表明:樁端土的彈性模量對結(jié)構(gòu)的地震加速度反應(yīng)的影響最為顯著;而地下室側(cè)面土體的彈性模量對結(jié)構(gòu)的地震加速度反應(yīng)、位移反應(yīng)和內(nèi)力反應(yīng)均有顯著影響。(8)在罕遇雙向水平地震作用下,研究了短樁-筏板-地下室-高層結(jié)構(gòu)體系對周圍土體非線性地震反應(yīng)的影響,研究結(jié)果表明:與自由場的地震反應(yīng)相比,短樁基礎(chǔ)-地下室-上部結(jié)構(gòu)體系的存在使得周圍土場的地表結(jié)點(diǎn)加速度峰值和相對位移峰值都顯著減小。(9)罕遇地震條件下,結(jié)合本文分析的工程項目,對高層剪力墻結(jié)構(gòu)和短樁基礎(chǔ)分別進(jìn)行了抗震性能分析,結(jié)果表明:短樁基礎(chǔ)-高層剪力墻結(jié)構(gòu)體系的抗震性能良好。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU435
【部分圖文】：

第一章緒論??１．１選題背景及意義??南寧盆地處在桂林－憑祥斷裂帶上（見圖１－１），發(fā)生在這一斷裂帶上的地震具有以??下特點(diǎn)［５６’５７］：近場地震的震源通常較淺（一般多以震源深度１０公里左右的地震為主），??小震級，高烈度，對建筑物的破壞性強(qiáng)。??中國強(qiáng)霖及地芘帶分布圖?ｆ??：管‘＇?Ｚ??？ｔ－ｌｈ，：??蠡翥?Ｉ?ｆ?’?（公元前２３００年——公元２０００年）??圖１－１中國強(qiáng)震及地震帶分布簡圖（圖片來源于《中國國家地理》第５７２期）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｔｒｏｎｇ?ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??南寧盆地地層屬于較為特殊的二元地層［７７〃９’２（）７］，以南寧盆地一、二級階地上的地??層組合為例，主要的地層組合模式是：硬黏性土層－軟弱黏性土層或粉土層或粉砂層－圓??礫層－泥質(zhì)或砂巖層，隨階地的逐漸抬高，上覆土層逐漸變薄直至下伏巖層直接出露地??表，南寧盆地的主要地層組合模型如圖１－２所示。??：畫：國：：國??１６?ｙ／ＡｙＺｗ／）?１６ｙ／／／／／／／／ｚ．?２７．：：：．?．．．．：．：．．：．．．?．：．??？?／?／?／?＾?／?／?／?／?

Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｅｎｅ?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｄｕｍｐｉｎｇ?ａｃｃｉｄｅｎｔ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｌｉａｎｈｕａ?Ｒｉｖｅｒ?Ｄｉｓｔｒｉｃｔ??２００９年６月２７日，上海閔行區(qū)”蓮花河畔景苑＂小區(qū)內(nèi)一棟在建的１３層住宅樓發(fā)??生了整體性倒塌，引起全國關(guān)注，事故現(xiàn)場照片如圖１－３所示，此事故的調(diào)查結(jié)果顯示，??預(yù)應(yīng)力管粧基礎(chǔ)在水平推力的作用下發(fā)生折斷，導(dǎo)致整個高層建筑物失穩(wěn)、傾倒。??上海蓮花河小區(qū)事故雖然與地震荷載無關(guān)，但從中可以看出，在特定環(huán)境下，使用??粧基礎(chǔ)的高層結(jié)構(gòu)的整體性安全依然存在著較大的未知性，這也帶給我們一種反思，那??就是使用短樁基礎(chǔ)的建筑物，即便在豎向承載力方面能滿足設(shè)計要求，但是，當(dāng)短粧基??礎(chǔ)承受較大水平力與彎矩作用時，比如地震來襲，使用短樁基礎(chǔ)的建筑物，特別是高層??建筑物的地震反應(yīng)如何，短粧基礎(chǔ)建筑體系在整體抗震方面是有利還是不利等問題都是??未知的�！帮L(fēng)險不可怕，怕的是風(fēng)險不可控”，對于這些工程和科學(xué)問題，國、內(nèi)外的研??宄非常少見

地殼的不斷升高，加劇了河流的下切作用，隨之在邕江的兩岸逐漸形成了六級階地（Ｉ？??ＶＩ），目前為止，第六級（ＶＩ級）階地與邕江河床的高度差己經(jīng)超過了?１２１米，南寧盆??地整體的地質(zhì)構(gòu)造格局如圖２－１所示［１５１］。??南寧盆地的地形環(huán)境從整體上看是四周高，中間低，局部水平。地構(gòu)造形式以褶皺??和斷層為主，其中，褶皺多以向斜為主，呈紡錘狀，大致沿東西方向延布，上部巖層的??傾角大多小于２１°，局部區(qū)域因斷層切割的原因，導(dǎo)致巖層傾角增大，一般可達(dá)到２４°？??３１°之間，整個斷層的兩翼形態(tài)不對稱，該區(qū)域次級褶皺構(gòu)造比較發(fā)育。南寧盆地的斷??層構(gòu)造主要是正斷層，少數(shù)為平移斷層及逆斷層，整體盆地的斷裂大約有５８條，東西??方向大致有１６條，東北方向大致有２１條，西北方大致有２０條，不過盆地中的斷層規(guī)??模一般都不大，規(guī)模最大的斷裂有２處：南寧盆地北部的心圩－韋村斷裂和西南部的龍??潭水庫斷裂。??ＩＯＨ＇?ＩＭＴ??＼?州市??巴。馬?＼?？??３４春百色?＼?…??Ｎｙ＼?Ｎ?枝平??平〇果?＼??－２３?｜?Ｗ?寧市?＾?＂??玉林
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2839661