本文關(guān)鍵詞：地震動(dòng)特性對(duì)液化場地橋梁樁基礎(chǔ)動(dòng)力反應(yīng)的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大量震后調(diào)查表明,強(qiáng)震下場地液化是導(dǎo)致橋梁樁基礎(chǔ)發(fā)生嚴(yán)重破壞的重要原因。針對(duì)液化場地土-樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力反應(yīng),國內(nèi)外已有很多研究工作。然而已有的研究工作更多集中于液化場地樁-土動(dòng)力相互作用機(jī)理以及參數(shù)分析,很少研究考慮地震動(dòng)特性的影響效應(yīng)。為此,本文針對(duì)強(qiáng)震下液化場地土-樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系,基于通過離心機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證的土-樁-橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用三維有限元數(shù)值模型,對(duì)比分析近場脈沖型和近場非脈沖型地震動(dòng)作用下場地、樁基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),并通過計(jì)算隨機(jī)變量相關(guān)性的方法研究地震動(dòng)參數(shù)和各響應(yīng)之間的相關(guān)性。具體研究內(nèi)容、方法及成果如下。首先,離心機(jī)試驗(yàn)數(shù)值模擬及地震動(dòng)選取。針對(duì)液化場地樁基礎(chǔ)(單樁和群樁)離心機(jī)試驗(yàn),基于OpenSees計(jì)算平臺(tái)建立液化場地土-樁(單樁和群樁)-橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用三維有限元數(shù)值模型,樁采用線彈性梁-柱單元,砂土采用多屈服面塑性本構(gòu)模型模擬,樁-土接觸采用剛性連接和零長度單元模擬,通過在單樁頂部施加集中質(zhì)量點(diǎn)模擬橋梁結(jié)構(gòu)。并從場地、樁基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)三方面驗(yàn)證了模型的可靠性。此外,分別選取了72條近場脈沖型和72條近場非脈沖型地震動(dòng),并選擇了近場脈沖型地震動(dòng)脈沖周期(Tp-pulse)、峰值速度與峰值加速度的比值(PGV/PGA)、平均周期(T_m)、阿里亞斯強(qiáng)度(AI)和90%能量持時(shí)(D5-95)為地震動(dòng)特性基本參數(shù),為后續(xù)研究使用。接著,地震動(dòng)特性對(duì)液化場地橋梁單樁基礎(chǔ)影響研究。基于上述已驗(yàn)證的單樁體系數(shù)值模型和所選地震動(dòng),對(duì)比分析土-單樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系在兩種類型地震動(dòng)作用下的動(dòng)力反應(yīng)區(qū)別,并對(duì)地震動(dòng)參數(shù)與各響應(yīng)的相關(guān)性進(jìn)行分析,研究表明:上層松砂均發(fā)生了液化,而下層密砂大多數(shù)未發(fā)生液化;近場脈沖型地震動(dòng)作用下各響應(yīng)(地表加速放大系數(shù)、樁身位移和彎矩峰值、上部結(jié)構(gòu)位移峰值和加速度放大系數(shù))的平均值均大于近場非脈沖型地震動(dòng)作用下的值,單樁基礎(chǔ)呈懸臂梁變形形式;PGV/PGA和T_m均與各響應(yīng)的相關(guān)性較好,是能較好地表達(dá)地震動(dòng)對(duì)液化場地土-單樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系破壞勢(shì)的參數(shù),并用95%預(yù)測區(qū)間估計(jì),給出地震動(dòng)作用下各響應(yīng)與PGV/PGA、T_m關(guān)系的預(yù)測上下界方程。最后,地震動(dòng)特性對(duì)液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)影響研究。基于已驗(yàn)證的群樁體系數(shù)值模型和所選地震動(dòng),在單樁體系研究的基礎(chǔ)上,省略場地響應(yīng)的研究,對(duì)比分析土-群樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系在兩種類型地震動(dòng)作用下的動(dòng)力反應(yīng)區(qū)別,并對(duì)地震動(dòng)參數(shù)與各響應(yīng)的相關(guān)性進(jìn)行分析,結(jié)果表明:近場脈沖型地震動(dòng)作用下各響應(yīng)(樁1樁身位移和彎矩峰值、上部結(jié)構(gòu)位移峰值和加速度放大系數(shù))的平均值均大于近場非脈沖型地震動(dòng)作用下的值;PGV/PGA和T_m均與各響應(yīng)的相關(guān)性較好,是能較好地表達(dá)地震動(dòng)對(duì)液化場地土-群樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系破壞勢(shì)的參數(shù),并用95%預(yù)測區(qū)間估計(jì),給出地震動(dòng)作用下各響應(yīng)與PGV/PGA、T_m關(guān)系的預(yù)測上下界方程;通過對(duì)比分析單樁和群樁動(dòng)力反應(yīng)差異性,單樁體系中樁身彎矩最大值和上部結(jié)構(gòu)位移峰值在兩種地震動(dòng)作用下均大于群樁體系相應(yīng)值,而群樁上部結(jié)構(gòu)加速度放大系數(shù)比單樁上部結(jié)構(gòu)加速度放大系數(shù)大。
【關(guān)鍵詞】：液化場地 橋梁樁基礎(chǔ) 近場脈沖型 近場非脈沖型 地震反應(yīng) 地震動(dòng)特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-18
• 1.2.1 液化場地橋梁樁基抗震研究進(jìn)展11-16
• 1.2.2 地震動(dòng)特性對(duì)建（構(gòu)）筑物動(dòng)力響應(yīng)的影響16-18
• 1.3 本文技術(shù)路線與主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 離心機(jī)試驗(yàn)數(shù)值模擬方法與地震動(dòng)選取20-35
• 2.1 引言20
• 2.2 離心機(jī)試驗(yàn)簡介20-21
• 2.3 數(shù)值模擬技術(shù)途徑與可靠性驗(yàn)證21-28
• 2.3.1 單樁試驗(yàn)數(shù)值模型21-26
• 2.3.2 群樁試驗(yàn)數(shù)值模型26-28
• 2.4 地震動(dòng)選取與處理方法28-34
• 2.4.1 地震動(dòng)時(shí)程特點(diǎn)30
• 2.4.2 地震動(dòng)反應(yīng)譜特性30-31
• 2.4.3 地震動(dòng)特征基本參數(shù)31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 地震動(dòng)特性對(duì)液化場地橋梁單樁動(dòng)力反應(yīng)的影響35-58
• 3.1 引言35
• 3.2 自由液化場地地震反應(yīng)分析35-43
• 3.2.1 土體超孔隙水壓力反應(yīng)35-37
• 3.2.2 土體加速度反應(yīng)37-43
• 3.3 單樁與上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)43-55
• 3.3.1 樁的位移43-44
• 3.3.2 樁的彎矩44-47
• 3.3.3 上部結(jié)構(gòu)加速度及位移47-55
• 3.4 地震動(dòng)參數(shù)與土 單樁 橋梁結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力反應(yīng)相關(guān)性比較55-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第4章 地震動(dòng)特性對(duì)液化場地橋梁群樁動(dòng)力反應(yīng)的影響58-72
• 4.1 引言58
• 4.2 群樁基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)58-69
• 4.2.1 樁的位移58-61
• 4.2.2 樁的彎矩61-63
• 4.2.3 上部結(jié)構(gòu)加速度及位移63-69
• 4.3 地震動(dòng)參數(shù)與土-群樁-橋梁結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力反應(yīng)相關(guān)性的比較69-70
• 4.4 單樁與群樁動(dòng)力反應(yīng)差異性對(duì)比分析70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 附錄82-92
• 致謝92

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