本文關(guān)鍵詞：考慮間隙的樁—土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用數(shù)值分析模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國高速鐵路橋梁樁基礎(chǔ)普遍采用樁身較長的摩擦灌注樁,在目前的橋梁抗震設(shè)計(jì)研究中,橋墩的非線性研究較為成熟,甚至部分成果已納入相關(guān)規(guī)范中,但在強(qiáng)烈地震作用下,分析樁基地震反應(yīng)須計(jì)入樁-土相互作用的影響。準(zhǔn)確地模擬樁基的動(dòng)力反應(yīng),對樁基設(shè)計(jì)具有重大意義。本文在總結(jié)樁基在罕遇地震下的結(jié)構(gòu)和受力特性的基礎(chǔ)上,對比目前各種處理方法,嘗試用一種較為簡便的能夠反映樁基動(dòng)力反應(yīng)的數(shù)值模型。該模型采用日本鐵路規(guī)范中對樁基土抗力和力-位移骨架曲線的規(guī)定,并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)考慮樁與土在地震作用下的相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。為以后樁基設(shè)計(jì)提供參考。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)總結(jié)目前用于樁基動(dòng)力分析的各種模型,分析其實(shí)現(xiàn)的難易程度以及能否適應(yīng)用實(shí)際;(2)詳細(xì)地介紹了樁基動(dòng)力彈塑性分析的本構(gòu)模型,運(yùn)動(dòng)方程的建立和求解;(3)詳細(xì)地介紹了土體基本參數(shù)的選取過程,對影響樁基動(dòng)力反應(yīng)的初始參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)推敲,爭取以最大程度地精確模擬樁基動(dòng)力反應(yīng),以高速鐵路中常見的標(biāo)準(zhǔn)32m跨橋梁樁基為例,建立了詳細(xì)考慮墩身非線性、樁身非線性和土體非線性建立全結(jié)構(gòu)非線性分析模型,并對其進(jìn)行驗(yàn)證,對樁基的結(jié)構(gòu)參數(shù)和土體土性參數(shù)進(jìn)行參數(shù)分析,分析影響樁基動(dòng)力反應(yīng)的主要因素以及考慮非線性后結(jié)構(gòu)反應(yīng)的特點(diǎn);(4)采用無拉力彈簧來模擬樁與土之間的滑移和間隙的發(fā)展,研究地震作用過程中樁-土連接單元的滯回過程,并與普通彈塑性模型進(jìn)行對比,在此基礎(chǔ)上研究間隙的發(fā)展趨勢和對樁基抗震性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：樁土相互作用 間隙 動(dòng)力彈塑性分析
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U443.15
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 論文選題背景及必要性9-11
• 1.1.1 樁-土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用簡介9-10
• 1.1.2 論文課題研究必要性10-11
• 1.2 SSPSI研究方法11
• 1.2.1 子結(jié)構(gòu)方法11
• 1.2.2 整體分析方法11
• 1.3 SSPSI分析模型11-17
• 1.3.1 質(zhì)點(diǎn)系模型12-13
• 1.3.2 彈性介質(zhì)中的梁模型13-15
• 1.3.3 三維實(shí)體模型15-17
• 1.4 鐵路橋梁樁基抗震分析方法及其存在問題17-18
• 1.4.1 集中彈簧法17
• 1.4.2 Pushover分析法17
• 1.4.3 P-Y曲線法17-18
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)18-19
• 1.5.1 論文主要內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)方法18
• 1.5.2 論文章節(jié)劃分18-19
• 2 樁基動(dòng)力彈塑性分析理論19-29
• 2.1 SSPSI問題進(jìn)行動(dòng)力彈塑性分析的必要性19
• 2.2 動(dòng)力彈塑性分析主要步驟19
• 2.3 彈塑性材料本構(gòu)模型19-24
• 2.3.1 混凝土構(gòu)件中鋼筋本構(gòu)模型20-21
• 2.3.2 約束混凝土本構(gòu)模型21-23
• 2.3.3 土體彈塑性本構(gòu)模型23-24
• 2.4 彈塑性分析力學(xué)模型24-25
• 2.5 樁基系統(tǒng)恢復(fù)力特性及恢復(fù)力曲線模型25-26
• 2.6 動(dòng)力彈塑性分析的運(yùn)動(dòng)方程及求解26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 3 樁基動(dòng)力彈塑性分析模型研究29-51
• 3.1 實(shí)例介紹29-30
• 3.2 計(jì)算參數(shù)確定30-34
• 3.2.1 土體物理參數(shù)選取30-31
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)補(bǔ)充31-32
• 3.2.3 地基參數(shù)確定32-34
• 3.3 輸入地震動(dòng)選取34-36
• 3.4 模型實(shí)現(xiàn)36-39
• 3.5 模型分析結(jié)果39-43
• 3.5.1 結(jié)構(gòu)位移計(jì)內(nèi)力結(jié)果39-40
• 3.5.2 樁身屈服過程及屈服狀態(tài)40-42
• 3.5.3 樁側(cè)土體屈服過程及屈服狀態(tài)42-43
• 3.6 模型驗(yàn)證43-45
• 3.6.1 規(guī)范簡化算法與樁基動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果對比43-44
• 3.6.2 破壞模式驗(yàn)證44-45
• 3.7 樁基動(dòng)力彈塑性模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析45-48
• 3.7.1 軸壓的影響45-46
• 3.7.2 粘土參數(shù)對樁基動(dòng)力反應(yīng)影響分析46-47
• 3.7.3 砂土參數(shù)對樁基動(dòng)力反應(yīng)影響分析47-48
• 3.8 樁基動(dòng)力彈塑性模型進(jìn)一步研究48-49
• 3.8.1 參震土范圍影響研究48-49
• 3.8.2 參震土位置影響研究49
• 3.9 本章小結(jié)49-51
• 4 考慮間隙后樁基動(dòng)力彈塑性模型研究51-64
• 4.1 樁土接觸特性及模型化51-53
• 4.1.1 樁土接觸的位移模式51-52
• 4.1.2 樁土接觸問題的模型化52-53
• 4.2 考慮間隙的樁基動(dòng)力分析模型建立53
• 4.3 考慮間隙后樁基動(dòng)力分析結(jié)果53-58
• 4.3.1 各單元滯回模型53-55
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)恢復(fù)力特性55-57
• 4.3.3 樁身內(nèi)力及位移分布57-58
• 4.3.4 分析結(jié)果匯總58
• 4.4 樁土間隙發(fā)展趨勢及影響因子分析58-60
• 4.4.1 不同強(qiáng)度地震動(dòng)輸入下土體表現(xiàn)性能58-59
• 4.4.2 樁側(cè)間隙隨深度變化趨勢59-60
• 4.4.3 不同地震動(dòng)輸入下土體表現(xiàn)性能60
• 4.5 樁土間隙對樁基抗震性能的影響60-63
• 4.5.1 間隙對橋梁縱橫向地震耦合效應(yīng)的影響60-61
• 4.5.2 間隙擴(kuò)展程度對橋梁抗震性能的影響61-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 5 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 本文主要結(jié)論64
• 5.2 研究中存在的不足及需進(jìn)一步研究的內(nèi)容64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果69

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