基于FLAC3D的液化土層地震反應(yīng)研究
本文選題:FLAC + 液化; 參考:《中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所》2016年碩士論文
【摘要】:自1964年日本新瀉地震以來(lái),地震液化問(wèn)題已引起巖土工程界的廣泛關(guān)注。近年來(lái)的幾次大地震中,液化引起的結(jié)構(gòu)不均勻沉降依然是地震災(zāi)害的重要形式之一,如2011年?yáng)|日本大地震、2011年新西蘭基督城地震和2016年的臺(tái)灣高雄地震。對(duì)于地震液化的研究雖然已取得了很大進(jìn)展,但由于影響因素繁多,液化導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)不均勻沉降的規(guī)律及沉降量的預(yù)測(cè)仍是未來(lái)的重要研究方向。數(shù)值模擬是研究液化的重要手段。FLAC3D軟件具有很強(qiáng)的解決復(fù)雜力學(xué)問(wèn)題的能力,具有建模方便、參數(shù)可調(diào)和計(jì)算便捷的特點(diǎn),其應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到土木建筑、交通、水利、地質(zhì)、環(huán)境工程等領(lǐng)域。利用該軟件進(jìn)行液化研究的成果較少,而且大部分只局限于自由場(chǎng)的液化模擬或液化場(chǎng)地樁基的地震反應(yīng)分析,對(duì)于液化對(duì)結(jié)構(gòu)沉降的影響研究還有待于進(jìn)一步開(kāi)展。本文采用FLAC3D,對(duì)可液化場(chǎng)地進(jìn)行了大量不同工況的計(jì)算,初步研究了引起建筑物不均勻震陷的機(jī)理以及土層液化對(duì)地震動(dòng)的影響。主要的工作包括:1.系統(tǒng)總結(jié)了建筑物不均勻震陷的研究成果以及FLAC3D軟件的應(yīng)用研究現(xiàn)狀,選取了適宜的邊界條件及孔壓增長(zhǎng)模型,建立了適用于液化分析的計(jì)算模型,對(duì)模型計(jì)算結(jié)果的可靠性進(jìn)行了檢驗(yàn)。2.構(gòu)建了16種不同計(jì)算模型,分析了液化層埋深和厚度變化對(duì)結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響,總結(jié)了埋深與厚度的影響規(guī)律,并給出了初步分析。3.研究了輸入地震動(dòng)的不同特性對(duì)結(jié)構(gòu)不均勻沉降的影響,包括波序、荷載類(lèi)型、幅度、不規(guī)則性以及頻率等,給出了各因素對(duì)結(jié)構(gòu)不均勻震陷的影響規(guī)律。4.分別多角度分析了土層液化對(duì)地震動(dòng)的影響,得到了土層液化會(huì)降低地震動(dòng)幅值以及高頻減震低頻放大的結(jié)果,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際震害調(diào)查結(jié)果相符。
[Abstract]:Since the Niigata earthquake in 1964, earthquake liquefaction has attracted wide attention in geotechnical engineering. In recent years, structural uneven settlement caused by liquefaction is still one of the important forms of earthquake disasters, such as the East Japan earthquake in 2011, the Christchurch earthquake in New Zealand in 2011 and the Kaohsiung earthquake in Taiwan in 2016. Although great progress has been made in the study of seismic liquefaction, the law of uneven settlement and prediction of settlement caused by liquefaction are still important research directions in the future. Numerical simulation is an important means to study liquefaction. FLAC3D software has a strong ability to solve complex mechanical problems, has the characteristics of convenient modeling, convenient parameter harmonic calculation, its application scope has been extended to civil construction, traffic, water conservancy, Geology, environmental engineering, etc. The results of liquefaction research using this software are few, and most of them are confined to the liquefaction simulation of free field or the seismic response analysis of pile foundation in liquefaction site. The research on the influence of liquefaction on structural settlement needs to be further developed. In this paper, FLAC3D is used to calculate a large number of liquefiable sites under different working conditions. The mechanism of uneven seismic subsidence of buildings and the effect of soil liquefaction on ground motion are preliminarily studied. The main tasks include: 1. The research results of uneven seismic subsidence of buildings and the application status of FLAC3D software are summarized systematically. The appropriate boundary conditions and pore pressure growth model are selected, and the calculation model suitable for liquefaction analysis is established. The reliability of the model calculation results is tested. 2. 2. In this paper, 16 different calculation models are constructed, and the influence of buried depth and thickness of liquefaction layer on uneven settlement of structure is analyzed. The influence law of buried depth and thickness is summarized, and a preliminary analysis of .3. is given. The influence of different characteristics of the input ground motion on the uneven settlement of the structure, including wave sequence, load type, amplitude, irregularity and frequency, is studied. The effects of soil liquefaction on ground motion are analyzed from different angles. The results of reducing the amplitude of ground motion and the low frequency amplification of high frequency earthquake absorption are obtained. The calculated results are in agreement with the actual results of earthquake damage investigation.
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TU435
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,本文編號(hào):2002161
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