一、自由场地基液化大型振动台模型试验研究（论文文献综述）
于仲洋[1]（2021）在《典型换乘地铁车站结构地震响应特性及抗震简化分析方法研究》文中研究指明我国是地震频发国,70%以上的城市处于地震活动区,因此城市基础设施的抗震设计及安全评估是城市发展的重要课题。城市地下轨道交通由于其建设成本昂贵,一旦发生破坏修复极其困难,因此开展城市地下轨道交通抗震方面的调查研究具有重要的工程意义和学术价值。以往学者们针对结构形式简单的地铁车站结构开展了大量的调查研究,并形成了较成熟的设计方法。而随着近些年城市地下轨道交通网络愈发复杂,结构形式复杂的各类换乘地铁车站越来越多,对于这些复杂的车站结构,除了需要考虑与周围土层间的相互作用特性外,结构与结构间的相互作用特性也会对结构地震响应特性产生重要影响,以往对这方面内容研究较少,且缺少简单有效的抗震设计计算理论和方法。有鉴于此,本文对十字型交叉节点换乘和H型短通道平行换乘两类典型的换乘地铁车站开展系统研究,采用理论分析、振动台模型试验、有限元数值模拟等方法,探究两类换乘地铁车站结构的地震响应规律、抗震分析方法等问题,以期为复杂地下结构的抗震设计提供参考依据。完成的主要工作以及取得的成果如下:（1）首次利用侧墙局部受力简化模型和解析解理论推导的方式探究了十字交叉车站的交叉换乘段对侧墙局部受力特性的影响。结果表明:车站交叉换乘段对侧墙局部受力的影响范围基本在3倍的层间高度以内;超过该范围后,车站结构内力响应与标准段内力响应一致。（2）首次开展关于十字交叉车站结构模型的振动台试验,揭示了在地震作用下结构特有的动力变形规律以及结构间动力相互作用特性。结果表明:模型两个方向上的结构间的相互作用特性主要受自身结构形式影响;不同工况条件下结构模型的交叉换乘段对整体结构以及结构与土层间相互作用的影响基本在1.5倍的结构宽度以内,超过该范围后,结构模型不再受交叉换乘段影响。（3）利用有限元数值模拟还原振动台试验过程,通过对比分析证明了数值模拟方法的科学有效性。建立单层十字交叉车站的全尺寸模型,再次探究车站交叉换乘段对侧墙局部受力特性的影响,证明局部受力简化理论模型获得的理论解及结论是合理的。建立多层十字交叉换乘地铁车站的全尺寸模型,多角度探究此类换乘车站结构间的相互作用规律。结果表明:影响此类换乘车站结构动力响应的关键因素是自身结构形式;车站交叉换乘区段内的底层结构中柱以及两个方向结构间的交叉连接段是此类车站结构的抗震薄弱环节;不同外部条件下车站交叉换乘段的影响与试验结果一致,影响范围基本在1.5倍的结构宽度以内,超过该范围后,结构不再受车站交叉换乘段影响。（4）提出一种适用于复杂地下结构的三维拟静力抗震分析方法,用于十字交叉换乘地铁车站结构的抗震分析。通过理论推导证明该方法在理论上是严谨的,通过实例验算证明该方法是一种实用且精度较高的拟静力抗震分析方法。（5）建立H型短通道平行换乘地铁车站有限元模型,系统探究此类换乘车站结构间的相互作用规律,完善此类复杂地下结构地震响应规律。结果表明:并行车站间的通道换乘段对车站整体结构的影响范围基本在1.5倍的换乘通道宽度以内,而并行两车站间的相互影响范围基本在2倍的结构宽度以内。随后提出针对H型短通道平行换乘地铁车站的拟静力抗震分析方法。
邱明兵[2]（2021）在《水平地震作用下桩土相互作用效应研究》文中指出本文采用分离模型,分别考虑桩的运动相互作用和惯性相互作用,用试验获得的相位差求二者矢量和。对运动相互作用,基于弹性地基梁模型研发双弹簧反应位移法,计算桩侧土压力增量和桩身位移、弯矩、剪力。对惯性相互作用,采用成熟的m值法。试验方面,配合振动台10t的载荷量,设计和制作了粘弹性边界,可较好消除模型箱的边界效应,实现无限地基的震动模拟。设计和制作了高位和低位弹性质点体系,研究了不同频率结构的上部质点和场地位移的相位差规律。在振动台试验的基础上,拟合试验位移值,以实测桩身弯矩为基准,利用双弹簧反应位移法,反演获得土弹簧刚度值;并且进行了多工况验证,分析和试验数据的规律吻合度较高。主要结论有:1、叠层剪切箱增加粘弹性边界后,可明显调整试验土层位移幅值和曲线形态,以及加速度幅值。2、桩两侧土压力增量时程呈现反相,一侧达到正向峰值时,另一侧达到负向峰值。正向峰值大于负向峰值。3、压力盒测量的压力值是增量值,是与位移相关的物理量。正动土压力值是由土颗粒压缩产生的接触力增量。负压力值是桩主动侧卸载所致,是压力负增量,具有明确物理含义。应用到双弹簧反应位移法中,主动侧弹簧表现为负刚度。4、通过双弹簧反应位移法反演的试验桩侧土弹簧刚度,被动侧为12MPa/m,落在相关规范取值（3～15MPa/m）范围内。振动台试验土层平均剪应变2.7x10-3,与对应的实际场地平均应变8.2x10-3在同一数量级,达到实际场地平均应变的33%,较为接近。因此,振动台试验反演的土弹簧刚度具有工程实际意义。5、实测相位分析表明,长周期结构质点振动相位与场地土相位的差值均大于90°;短周期结构质点振动相位与场地土相位的差值大部分小于90°,小部分大于90°。偏于保守的,长周期结构的两个相互作用矢量和可以用SRSS法代替,短周期结构矢量和用代数和代替。6、实测相位分析表明,桩身应变与场地位移保持同步。双弹簧反应位移法符合基桩动力响应机理,可用于地震作用下桩土运动相互作用的接触力和桩身效应增量计算分析。
许成顺,贾科敏,杜修力,王志华,宋佳,张小玲[3]（2021）在《液化侧向扩展场地-桩基础抗震研究综述》文中研究表明桩基础作为一种重要的深基础形式,广泛应用于近海桥梁、海上风电、港口码头等工程中,然而近年来发生的地震中,出现了大量伴随液化侧向扩展的桩基础破坏实例,引起岩土地震工程界的广泛关注。国内外学者采用模型试验、数值模拟、简化分析方法等手段展开研究,成果丰硕,通过对桩基础地震反应深入系统的分析,深化了对桩基础抗震性能的理解,但由于模型试验方法与测试技术的不同、数值模型与分析方法的差异性、桩-土-结构地震反应的复杂性等原因,围绕液化侧向扩展场地-桩基础的抗震研究仍需大量具有实际意义的工作。通过查阅震害调查资料,阐述了液化侧向扩展及桩基础震害现象,然后围绕振动台试验中实现液化侧向扩展的方式、关键试验测试技术等方面进行总结,针对已开展的倾斜液化自由场及桩基础1-g振动台试验和离心机试验做简要介绍。回顾了液化侧向扩展大位移分析方法、桩-土精细化数值模拟方法、简化分析方法的研究现状与进展,着重对有限元方法中的桩-土界面模拟、饱和两相介质u—p格式高效数值计算方法进行探讨。对比了国内外规范对液化侧向扩展场地桩基础抗震设计的要求。指出现有研究中的不足,并对今后研究中需要重点关注的问题进行阐述。
王安辉[4]（2020）在《软弱地层中劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能研究》文中研究说明由于水平荷载和地震液化引起的桩基侧移过大或桩身结构强度破坏等工程事故屡见不鲜,有效提升软弱地层中桩基础的水平承载力与抗震性能是岩土工程中亟需解决的挑战,也是桩基工程研究的热点和难点问题。劲芯复合桩（简称复合桩）是将水泥土搅拌桩（或高压旋喷桩）与高强度的预制混凝土管桩联合形成的一种复合材料新桩型。工程实践表明预制混凝土管桩周围的水泥土可显着提高其竖向承载力,但国内外对劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能的研究尚处于探索阶段,已有成果难以指导工程实践。本文采用现场试验、室内模型试验、数值模拟和理论分析相结合的方法,对软土地基中劲芯复合桩的水平承载性能及可液化土层中劲芯复合桩的抗震性能开展系统研究,研究成果可为软弱地层中劲芯复合桩的水平承载力与抗震设计计算方法提供理论依据。论文的主要研究内容和成果如下:（1）通过3个不同场地桩基水平承载力现场试验,评价了软土地基中水泥土桩加固对预制混凝土管桩水平承载性能的提升效果。6根劲芯复合桩和3根PHC管桩的测试结果表明,采用水泥土桩加固桩周软土能有效提高PHC管桩的水平临界荷载及水平极限承载力,并可明显降低PHC管桩的桩身位移与弯矩。水泥土桩桩径与混凝土芯桩桩径之比为1.5～2.5的劲芯复合桩,其水平临界荷载比未加固的PHC管桩增大33%～50%,相同荷载作用下的桩头水平位移比未加固的PHC管桩减少40%～70%。增加水泥土桩桩径和混凝土芯桩桩径均可提高劲芯复合桩的水平承载能力。（2）水泥土加固提高桩侧土抗力和降低或延缓混凝土芯桩的受拉损伤是水泥土桩提升预制混凝土管桩水平承载性能的内在机理。水平受荷复合桩中混凝土芯桩、水泥土与桩周软土协同工作,共同抵抗水平荷载;水泥土加固不仅可大幅提高桩侧土抗力进而限制桩身变形的发展,而且可降低或延缓混凝土芯桩的受拉损伤,进而提高复合桩的水平承载性能。揭示了水泥土桩参数对复合桩水平承载性状的影响规律,增大水泥土桩桩径和提高水泥土强度均可提高复合桩的初始刚度和极限土抗力,但存在临界水泥土强度;水泥土桩桩长在10倍的芯桩桩径范围内,水泥土加固可有效提高复合桩的水平承载力。（3）考虑混凝土芯桩桩周水泥土和软黏土的土抗力分担及混凝土芯桩的非线性,提出了软土地基中劲芯复合桩水平承载力p-y曲线计算方法。将水泥土视为硬黏土,结合现有软黏土和硬黏土地基中桩基的p-y曲线模型,考虑水平荷载作用下桩周水泥土和软黏土的土抗力分担比例,并引入混凝土芯桩的弯矩–曲率关系考虑芯桩的非线性,构建了软土地基中劲芯复合桩水平承载特性p-y曲线模型。工程实例现场实测结果验证了该模型理论计算的合理性。采用本文提出的p-y曲线模型分析了水泥土桩桩径、桩长和强度、混凝土芯桩弹性模量及桩头约束条件等对复合桩水平受荷性状的影响规律。（4）水泥土加固能够有效提升可液化地基中预制混凝土管桩的抗震性能,其内在机理是水泥土提高桩身约束效应和降低桩周土体循环剪应变。在地震作用下,水泥土桩加固可有效限制群桩基础周围土层中超孔隙水压力的发展,进而限制了因地震液化导致的土体刚度退化及场地基本周期的增加。复合桩工况中上部结构侧向位移和筏板沉降比未加固的预制管桩工况均大幅减少,水泥土桩加固深度越大则减少幅度越明显。桩周水泥土可有效限制其加固深度范围内的桩身截面弯矩的增长,可使桩身最大弯矩减少达70%,但不同水泥土加固深度下桩身出现动弯矩峰值的位置不同。（5）明确了水泥土桩设计参数（桩径、桩长和模量）、砂土相对密实度及震动强度等因素对砂土-复合桩-上部结构地震响应的影响规律,定量评价了复合桩场地的抗液化性能与复合桩的弯曲失效特征,进而提出了可液化场地中劲芯复合桩的抗震设计要点。增大水泥土桩桩径可大幅提高复合桩的抗震性能;当水泥土剪切模量与砂土剪切模量之比小于45时,增大水泥土剪切模量可有效提高复合桩的抗震性能;当液化土层较薄时,水泥土桩长度应穿过可液化土层,而在深厚液化土层地区,水泥土桩长度应不小于10 m;桩基在水泥土与可液化砂土交界处会产生较大的弯矩响应,该部位应采取必要的抗震构造措施。（6）揭示了桩筏连接形式对可液化土层中劲芯复合桩地震响应及抗震性能的影响规律和机理。相比连接式桩筏（CPR）基础,采用非连接式桩筏（DPR）基础可降低地基土体的液化趋势,进而限制土体因液化产生的刚度衰减;中粗砂垫层的隔震效应使得DPR工况中地基土体和上部结构的加速度反应均低于CPR工况;DPR基础的整体性和刚度相对较差,导致地震作用下DPR工况中上部结构侧向位移和筏板沉降均较CPR工况增大50%以上;CPR工况中复合桩的最大弯矩出现在桩头,而DPR工况中桩身最大弯矩出现在距桩头1/3～1/2桩长处,但DPR工况中桩身弯矩峰值较CPR工况减少近50%。
武心悦[5]（2020）在《地震作用下可液化地基-筏板-框架结构的共同作用》文中认为近年来随着科技进步和土木行业的迅猛发展,土和结构动力共同作用分析方法经常被应用到工程抗震分析中。中国地域辽阔,地质条件复杂多变,建筑物的选址经常遇到可液化地基。在地震作用下,可液化地基中孔隙水压力升高与消散速度不一致,饱和砂土中急剧升高的孔隙水压力来不及迅速消散,容易发生液化现象。土体发生液化会造成地基承载力降低、地面侧移、结构震陷破坏等,给人们的生产和生活带来严重的损失。地震液化问题、土和结构共同作用问题已引起工程界的广泛关注。砂土液化是一个复杂的动力流固耦合过程,准确合理地预测土体液化情况、探究其影响因素、预防砂土液化发生和研究液化对结构产生的影响等仍是未来的研究重点。本文针对海滨常见粉细砂夹层可液化场地,进行了地基-筏板-框架结构相互作用研究,采用FLAC3D有限差分软件建立可液化地基建筑物模型,探讨改变不同影响因素,在地震作用下上部结构与可液化地基相互作用规律,主要工作如下:（1）查阅相关资料,了解砂土液化机理,系统总结了砂土液化、土和结构动力共同作用的研究现状,为多层可液化地基-筏板-框架结构共同作用体系动力分析研究奠定了基础。（2）将建筑物高度、筏板面积作为影响因子,研究了地震作用下可液化场地液化程度和分布特征,总结了饱和砂土中超孔压比、有效应力、超静孔隙水压力的变化规律,分析了建筑物的内力和沉降变形规律。（3）研究了多层可液化地基上覆土层厚度、可液化层厚度对地震作用下土和结构共同作用的影响,对比分析了不同工况饱和砂土中有效应力、超静孔隙水压力变化规律。（4）研究了建筑物基础埋深和地震波加速度幅值这两个因素对土体液化和建筑物位移产生的影响。
戴启权[6]（2020）在《地震作用下液化地基—桩基—高层建筑结构体系动力响应的研究》文中认为地震作用下地基液化会导致建筑物不均匀震陷、倾斜和倒塌,严重威胁建筑物安全。目前的研究多集中于液化场地和建筑物的基础,对上部结构尤其是高层建筑结构的重视不足。鉴于此,本文以某高层建筑结构为原型,设计并制作液化地基-桩基-高层建筑结构相互作用体系模型,结合振动台试验、理论分析和数值计算方法,对该体系的动力响应进行研究。利用振动台试验再现地基液化条件下高层建筑结构及其群桩基础的灾变过程,分析试验结果以揭示地基液化条件下高层建筑结构及其群桩基础的动力响应规律以及地基砂土层的液化机理,从而提出地基液化条件下高层建筑群桩基础防灾减灾措施。基于张建民三维砂土液化大变形本构,采用数值计算方法分析土-桩-结构相互作用体系的非线性动力响应,获取阻尼系数、渗透系数等重要参数对地基砂土液化和结构动力响应的影响。主要结论如下:（1）地基超孔压的动态变化表明地基上部砂土更易达到液化状态,群桩外和群桩间砂土的超孔压增长和消散具有明显差异,提示了地基砂土层液化的复杂性。砂土层的超孔压随地震激励快速上升,达到峰值后逐渐消散,群桩外地基超孔压的上升速度和峰值均比群桩内大,这是群桩内砂土在地震中受约束程度大于群桩外砂土导致的。砂土层液化后,地基的基频逐渐下降,阻尼比逐渐增大,地基动力响应出现衰减。（2）地震作用下群桩的频率下降,阻尼比上升,这是土体刚度弱化、土的强非线性动应力-应变特性和桩基损伤累积共同所致。群桩在低频成分丰富的上海人工波激励下动力响应得到加强,两侧角桩桩底接触压力存在明显的反相位关系,表明地震中承台两端角桩出现一拉一压现象。群桩基础在液化地基中摆动,桩基受到反复拉拔和冲压作用,提出为减轻高层建筑结构群桩基础的震害应提高桩基抗压拔能力、改善地基液化条件。（3）高层建筑结构表现出弯剪型特点,振型曲线拐点接近土体表面。结构的摆动加速度分量很小,主要是由于高层建筑结构和地基基础的动力相互作用增加了基础的阻抗,地基基础吸收了地震波部分高频成分。地基砂土层液化状态与高层建筑结构水平位移之间具有明显正相关性。（4）张建民三维砂土液化大变形本构具有较强的模拟能力,数值计算结果表明土体侧向大变形加重了砂土液化的灾害。阻尼系数对砂土层孔压影响非常小,渗透系数较小时砂土层侧向位移较大,进而导致桩基响应增大,上部结构配重增加导致桩顶位移增大。
崔杰[7]（2020）在《液化微倾场地群桩地震反应拟静力分析方法》文中研究表明震害资料表明,液化引发的侧向扩展是引起桩基受损的主要原因之一。地震荷载作用下液化侧向扩展场地桩-土动力相互作用的规律和机理十分复杂,目前尚未对此形成统一的认识。p-y曲线法作为一种较为简单有效的桩土相互作用分析方法,常用于桩基设计和分析。目前研究的动力p-y曲线主要针对的是液化水平场地的饱和砂土,液化微倾场地饱和砂土动力p-y曲线的研究尚不成熟。本文针对易发生液化侧向扩展的液化微倾场地,基于已验证的建模手段和离心机试验建立液化微倾场地群桩-土动力相互作用足尺模型。利用足尺模型分析液化微倾场地饱和砂土动力p-y曲线的基本特性及影响因素,提出基于场地倾斜角度和埋深的液化微倾场地饱和砂土p-y曲线公式,并基于此建立拟静力分析方法。本文的基本研究内容和结论如下:首先,基于已完成的典型离心机试验,以ABAQUS为前处理软件、Open Sees为计算平台、GID为后处理软件。利用四节点等参水土耦合单元模拟土体,其中本构模型为多屈服面弹塑性本构模型;利用梁柱单元模拟桩基;通过静力荷载和孔压考虑自由水体的作用;在桩土刚性连接的基础上增加零长度单元模拟桩土接触面特性,进而提出了液化微倾场地群桩-土动力相互作用二维有限元模型,通过离心机试验数据与计算数据的对比,检验有限元模型和建模手段的合理性。接着,基于已验证的建模手段和离心机试验,提出液化微倾场地群桩-土动力相互作用足尺模型,讨论液化微倾场地饱和砂土动力p-y曲线的基本特性,发现液化微倾场地饱和砂土动力p-y曲线与液化水平场地饱和砂土动力p-y曲线明显不同。当土体即将发生液化时,作用在桩上的土压力最大,此时可以看做桩基受力的临界状态。土体完全液化后,作用在桩基上的土压力与液化土体的流动速度关系密切,表现了液化土体的流体特性。桩基底部和桩帽的约束程度对桩身峰值弯矩分布形式影响较大。随后,研究场地倾斜角度、桩径、加载幅值以及群桩中基桩位置等影响因素对饱和砂土动力p-y曲线的影响。最后,通过计算p-y曲线与API规范推荐的饱和砂土p-y曲线和p乘因子法的对比,说明在液化微倾场地上使用API规范推荐的饱和砂土p-y曲线和p乘因子法具有一定的局限性。基于API规范推荐的饱和砂土p-y曲线,建立考虑场地倾斜角度和埋深的p-y曲线公式。将修正的p-y曲线融入到p-y弹簧中,建立非线性温克尔地基梁拟静力分析模型,将各个土层的峰值位移施加到p-y弹簧的固定端,提出拟静力分析方法。将拟静力计算结果与二维数值模型的计算结果对比,验证了拟静力分析方法的正确性。本文的研究成果对同类型液化微倾场地桩基地震反应分析有限元数值模型的建立具有重要借鉴意义,有助于加深对液化微倾场地群桩-土动力p-y曲线的理解。同时,提出的液化微倾场地群桩地震反应拟静力分析方法可以更好地服务工程实际。
吴小锋[8]（2020）在《风机单桩基础地震响应超重力模型试验研究》文中研究表明我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅山地震带,是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一,已建和拟建的风电场主要分布在“三北”区域及东部沿海。风机采用基于水平变形控制的设计原则,目前对于地震作用下风机基础动力响应方面的认识还不够全面,随着风机从陆地向近海的发展,复杂多变的极端海洋环境使得风机的抗震设计在以下几个方面面临一定的挑战:风机长期不间断受到风、浪、流等水平荷载,当受到地震作用时已存在的初始水平环境荷载对整个风机系统和基础周边土体的地震响应是否会产生影响;海上风机基础周围土体长期受到波流冲刷侵蚀,基础周围容易形成局部冲刷坑。当风机受到地震作用时,这种已经形成的局部冲刷坑对风机基础动力特征及地震响应会产生多大影响;地震由前震、主震、余震这一地震序列组成,传统的研究主要侧重在基础主震方面的响应,对于在整个地震序列中风机单桩基础动力响应演变过程并不清楚,其动力特性在整个地震序列中是否存在与设计值偏离的现象亟需进行界定。本文采用ZJU-400超重力振动台开展了风机单桩基础的物理模拟研究,基于超重力相似性准则制备了与现场风机一阶自振频率相似的离心模型,浇筑了干砂地基、水平饱和砂地基以及具有局部冲刷坑的饱和砂地基,研发了超重力环境下的柔性水平荷载施加装置,开展了一系列超重力试验。主要研究成果如下:（1）对比分析了干砂地基和饱和砂地基中风机单桩基础及其桩周土体动力响应的差异,揭示了超静孔隙水压力发展对单桩基础及桩周土体动力响应的影响。针对地震作用下风机单桩基础动力响应演变问题,分析了一地震序列中单桩基础及其土体动力特性的地震响应演化规律,揭示了地震历史对桩周土体超静孔隙水压力发展、应力-应变、剪切模量演变的影响,阐释了桩周土体动力特性演化是单桩基础自振频率、水平位移、内力以及桩-土相互作用变化的重要因素;（2）针对初始水平荷载下单桩基础响应问题,对比分析了有初始水平荷载和无初始水平荷载工况下动力响应的差异,揭示了初始水平荷载效应影响桩顶水平位移发展模式的内在作用机理。发现了初始水平荷载下桩前土体超孔压发展在地震过程中存在着抑制现象,结合数值模拟分析了桩前土单元应力状态与这种抑制现象的内在联系。通过编写了加速度反演应力-应变曲线程序,获取了单桩基础在静-动连续加载过程中的p-y曲线,揭示了初始水平荷载效应对桩-土相互作用的影响规律;（3）针对单桩基础局部冲刷问题,对比分析了有局部冲刷坑和无局部冲刷坑下单桩基础地震响应的差异性,探讨了局部冲刷效应对桩身内力及变形、桩周土体动力特性产生影响的内在机理。通过计算推导了动力p-y曲线,揭示了局部冲刷效应对桩-土相互作用影响的规律;（4）编写了三轴循环剪切单元体试验Tcl运行代码,评估了多重屈服面模型在模拟初始静剪应力效应方面的适用性。通过OpenSees数值软件编写了相关运行代码,模拟了初始水平荷载下单桩基础在LEAP下的地震响应,并与试验结果进行了对比分析。结合试验和数值计算结果,将超静孔隙水压力对p-y曲线的弱化效应引入到双曲线p-y模型中,构建了极限土反力、地基反力初始模量与超孔压比的关系,建立了能反映超孔压弱化效应的大直径单桩基础p-y曲线。通过非线性Winkler地基梁模型建立了初始环境荷载下单桩基础震后水平位移预测模型和简化模型,并验证了该模型的有效性。
黄婷婷[9]（2020）在《基于有限元方法的地下结构地震动力分析》文中认为随着经济的不断发展和城市建设进程的加快,大力发展地下空间和建设地下交通成为缓解和解决城市化发展给人类生存空间带来巨大压力的有效途径之一。伴随着地铁等地下结构的发展和地震灾害的频繁出现,地下空间结构的地震动力分析越来越受到各国地震工作者的重视。本文在前人研究的基础上,对地下结构抗震分析涉及的一些重要问题进行研究分析,本文先在ABAQUS中实现黏弹性人工边界及其地震动输入的添加,再建立三维自由场有限元模型,对有限元计算精度的影响因素如网格尺寸和单元类型等进行分析,确定有限元网格剖分的标准,最后在上述研究的基础上建立土体-地下结构有限元模型,对地下结构地震动力影响因素展开分析。本文主要完成了以下工作:（1）对比两种常用的人工边界条件,即自由场边界和黏弹性人工边界。根据黏弹性人工边界及其地震动输入方式理论,用Fortran编写黏弹性人工边界程序,并在ABAQUS软件实现黏弹性人工边界的添加,最后利用经典算例验证黏弹性人工边界的准确性和自编程序的正确性。（2）以黏弹性人工边界为基础,利用ABAQUS建立三维自由场有限元模型,对有限元计算精度的影响因素进行分析,分析网格尺寸、单元阶次和单元形状等因素对自由场位移应力等响应的影响规律,为正确合理地建立自由场和地下结构有限元模型提供有效的参考。（3）建立三维土体-地下结构有限元模型,模型边界采用前文在ABAQUS实现的黏弹性人工边界,并按前文的讨论结果选取网格尺寸及类型,讨论不同场地条件、不同地震动特性、不同地震动输入方式及结构自身特性等因素对地下结构在地震作用下的位移响应、加速度响应和应力反应等动力响应的影响。
蒋林芝[10]（2020）在《软弱夹层场地条件下地铁车站地震响应规律研究》文中认为随着我国经济高速发展和城市规模的扩大,城市地下建设逐渐兴起。以往的经验和教训证明了地下结构在强震作用下可能发生严重破坏,而场地特性与之紧密相关。有研究表示,结构处在非均匀的、含软弱夹层的一些比较复杂的环境中更容易发生破坏,也有研究表示刚度较小的场地可以吸收更多能量,减小场地的地震反应。我国含有软弱土的场地分布广泛,但关于软弱夹层对地下结构地震响应的研究还比较少,因此,研究在此类问题对实际工程具有重要意义。本文针对软弱夹层这一特殊地基介质,首先进行了含夹砂层场地的双层三跨地铁车站振动台模型试验,以粘土场地为参考分析了结构和场地在地震中的响应。然后利用有限元软件ABAQUS进行3D建模,模拟还原了振动台试验典型工况,结合试验对比分析互相验证了在含软弱夹层的场地下,土-地铁车站相互作用模型的地震动响应结果,也证明了有限元软件模型的适用性和可操作性。最后利用数值软件模拟了淤泥质粘土、粉质黏土、砂质粘土和细-中砂这几种软弱夹层在地震中的反应,并通过改变夹层厚度和与结构的位置关系,对比分析了场地条件变化对结构产生的影响。主要得到了以下结论和成果:1.振动台试验中随着加载工况幅值的增加,含砂层场地的自振频率大幅减小,场地发生液化现象,土体表面出现沉降,场地刚度减小。孔隙水压力值和土压力随加速度输入幅值的增大而增大,由于双向加载下孔压、土压都大于单向加载,说明竖向地震作用不可容忽视。且振动型的激励对孔隙水压力的响应作用更加明显,说明孔压变化还受地震波频谱特性的影响。2.由试验和模拟结果的加速度时程结果可知,双向输入地震波的加速度峰值大于单向输入情况。软弱夹层对竖向和水平地震作用具有减震的效果,水平影响大于竖向影响,且软弱夹层在不同地震动作用下的减震效果不同。3.场地对地震波具有一定滤波作用,软弱夹层场地下,输入的加速度值越大,对高频段的过滤作用越大,对低频段的放大作用越明显。即场地土层的刚度越小,滤波作用更大,减震效果越好。4.综合文中不同软弱夹层种类对模型在地震动中的加速度峰值及应力大小可知,刚度大小对结果作用不大,而粘聚力较小的淤泥质粘土和细-中砂表现出更强的影响力,表明粘聚力取值是软弱夹层影响结构和场地地震动反应的重要因素。5.当软弱夹层位于结构层位置时,刚度较小的软弱土层直接接触结构侧墙,结构应力应变显着增大,随着层厚的不断增加,下柱出现塑性损伤。当结构位于结构下方时,结构在地震中的反应减弱,出现峰值的时间推迟,结构构件受力情况改变,软夹层厚度较大时,侧墙受力大于下柱,增加了结构的稳定性。
二、自由场地基液化大型振动台模型试验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自由场地基液化大型振动台模型试验研究（论文提纲范文）
（1）典型换乘地铁车站结构地震响应特性及抗震简化分析方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 地下结构抗震分析方法 |
| 1.2.1 原型观测 |
| 1.2.2 模型试验 |
| 1.2.3 理论分析 |
| 1.3 复杂地下结构地震响应特性 |
| 1.4 地下结构抗震设计理论 |
| 1.4.1 抗震设计方法分类 |
| 1.4.2 抗震设计方法应用 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.5.1 现阶段研究存在问题 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 1.5.4 技术路线 |
| 第二章 车站交叉换乘段对侧墙局部受力特性影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 侧墙局部受力模型基本假定 |
| 2.3 侧墙局部受力模型公式推导 |
| 2.3.1 薄板弯曲叠加法原理 |
| 2.3.2 简化公式理论推导 |
| 2.3.3 挠度表达式验算 |
| 2.4 侧墙局部受力模型的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 十字交叉车站结构模型振动台试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 振动台试验方案设计 |
| 3.2.1 试验装置介绍 |
| 3.2.2 模型相似比确定 |
| 3.2.3 试验模型制备 |
| 3.2.4 试验测点布置与采集 |
| 3.2.5 试验模型性能测试 |
| 3.2.6 试验加载方案 |
| 3.3 振动台试验结果分析 |
| 3.3.1 加速度响应规律 |
| 3.3.2 结构应变响应规律 |
| 3.3.3 侧墙土压力响应规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 十字交叉换乘地铁车站动力时程分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 地震分析中的关键问题 |
| 4.2.1 土体本构关系模型 |
| 4.2.2 模型人工边界条件 |
| 4.2.3 其他关键问题 |
| 4.3 振动台试验动力时程分析 |
| 4.3.1 有限元模型设置 |
| 4.3.2 数值模拟方法验证 |
| 4.4 单层十字交叉车站结构 |
| 4.4.1 有限元模型设置 |
| 4.4.2 侧墙局部受交叉换乘段影响分析 |
| 4.5 多层十字交叉换乘地铁车站原型 |
| 4.5.1 工程背景 |
| 4.5.2 有限元模型设置 |
| 4.5.3 结构间相互作用影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 十字交叉换乘地铁车站简化抗震分析方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 抗震分析思路、原理与应用 |
| 5.2.1 抗震分析思路 |
| 5.2.2 基本原理 |
| 5.2.3 抗震分析方法应用 |
| 5.3 算例验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 H型短通道平行换乘地铁车站动力时程分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 H型短通道平行换乘地铁车站原型 |
| 6.2.1 有限元模型设置 |
| 6.2.2 车站受换乘通道影响分析 |
| 6.2.3 结构间相互作用影响分析 |
| 6.3 通道换乘地铁车站简化抗震分析方法 |
| 6.3.1 抗震分析思路 |
| 6.3.2 抗震分析方法应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）水平地震作用下桩土相互作用效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 桩基础地震响应的惯性相互作用与运动相互作用 |
| 1.1.2 桩土动力相互作用试验研究概述 |
| 1.1.3 桩-土运动相互作用理论研究概述 |
| 1.1.4 张建民等任意侧向位移下挡土墙地震土压力理论 |
| 1.1.5 地震动土压力沿深度分布的测试规律既有资料整理 |
| 1.2 与本课题相关的3 台桩基振动台试验 |
| 1.2.1 成层土中桩基与复合地基地震作用下振动台试验研究 |
| 1.2.2 桩端嵌固效应对桩基础的抗震性能影响研究 |
| 1.2.3 高承台桩基础的抗震性能研究 |
| 1.2.4 目前测试动土压力遇到的几个问题总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 研制粘弹性边界剪切箱 |
| 1.3.2 双弹簧反应位移法 |
| 1.3.3 动土压力 |
| 1.3.4 土弹簧刚度系数 |
| 1.4 技术路线与创新点 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 双弹簧反应位移法 |
| 2.1 反应位移法 |
| 2.1.1 反应位移法的研究概况 |
| 2.1.2 反应位移法建模 |
| 2.1.3 地基弹簧刚度的确定 |
| 2.1.4 地表峰值水平位移的选用 |
| 2.1.5 惯性力计算 |
| 2.2 双弹簧反应位移法模型 |
| 2.2.1 反应位移法的建模假定 |
| 2.2.2 双弹簧反应位移法数学模型 |
| 2.2.3 不同边界条件下的位移求解 |
| 2.2.4 与传统反应位移法比较 |
| 2.2.5 弹簧刚度沿深度线性增长的解 |
| 2.3 均匀场地桩身效应的算例 |
| 2.3.1 桩顶自由，桩端自由 |
| 2.3.2 桩顶自由，桩端嵌岩 |
| 2.3.3 桩顶水平滑动，桩端自由 |
| 2.3.4 桩顶水平滑动，桩端嵌岩 |
| 2.3.5 下硬上软渐变土层反应位移法算例 |
| 2.4 成层土的反应位移法 |
| 2.4.1 线性粘弹性成层土的稳态地震反应 |
| 2.4.2 成层土的双弹簧反应位移法数学模型 |
| 2.4.3 成层土场地桩身效应的算例 |
| 2.4.4 流滑土中反应位移法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 小尺寸原型桩振动台试验设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验目的和几个试验重点 |
| 3.3 试验设备 |
| 3.4 粘弹性边界剪切箱设计 |
| 3.4.1 叠层剪切试验箱粘弹性边界改进 |
| 3.4.2 粘弹性边界的参数确定 |
| 3.4.3 叠层框架与刚架设计与制作 |
| 3.5 试验方案设计 |
| 3.5.1 小尺寸原型桩基结构设计 |
| 3.5.2 质量块与弹性质点 |
| 3.5.3 模型土性质 |
| 3.5.4 传感器的选用与布置 |
| 3.6 地震波的选择与加载工况 |
| 3.6.1 地震波种类 |
| 3.6.2 加载工况 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 试验结果与分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 拟合反演与验证的思路 |
| 4.1.2 场地位移测量和分析要点 |
| 4.1.3 场地加速度测量和分析要点 |
| 4.1.4 桩侧动力土压力增量测量和分析要点 |
| 4.1.5 应变测量重点 |
| 4.1.6 相位测量和分析要点 |
| 4.1.7 两个相互作用的矢量和 |
| 4.1.8 位移形态管 |
| 4.1.9 桩顶嵌固与绑扎SAA影响 |
| 4.2 模型试验体系振动特征 |
| 4.2.1 空土模型试验体系振动特征 |
| 4.2.2 模型地基振动特征 |
| 4.2.3 剪切波速 |
| 4.2.4 轻型动力触探 |
| 4.3 有边界数据规律与分析 |
| 4.3.1 场地加速度特征 |
| 4.3.2 场地位移特征 |
| 4.3.3 桩侧压力增量 |
| 4.3.4 有边界小震孔隙气体压力增量 |
| 4.3.5 峰值和相位值 |
| 4.3.6 位移、加速度与土压力增量的时程关系 |
| 4.3.7 桩身应变特征 |
| 4.4 无边界数据规律与分析 |
| 4.4.1 场地加速度特征 |
| 4.4.2 场地位移特征 |
| 4.4.3 桩侧压力增量 |
| 4.4.4 孔隙气体压力增量 |
| 4.4.5 峰值和相位值 |
| 4.4.6 位移、加速度与土压力增量的时程关系 |
| 4.4.7 桩身应变 |
| 4.5 边界条件和加速度的影响对比 |
| 4.5.1 剪切箱位移 |
| 4.5.2 场地加速度 |
| 4.5.3 桩两侧增量压力增量差 |
| 4.5.4 位移、加速度与土压力增量的时程关系 |
| 4.6 补充试验及分析 |
| 4.6.1 补充试验说明 |
| 4.6.2 压力增量时程分析 |
| 4.6.3 位移分析 |
| 4.7 桩侧土弹簧刚度反演与验证 |
| 4.7.1 拟合与反演 |
| 4.7.2 小直径桩验证 |
| 4.7.3 群桩验证 |
| 4.7.4 反演及验证总结 |
| 4.8 成层土弹簧刚度反演 |
| 4.8.1 成层土振动台试验概况 |
| 4.8.2 成层土振动台试验场地位移 |
| 4.8.3 成层土振动台试验桩身应变特征 |
| 4.8.4 成层土弹簧刚度反演 |
| 4.9 叠层质量块体系试验分析 |
| 4.9.1 工况5 应变规律 |
| 4.9.2 工况17-1应变规律 |
| 4.9.3 工况19-1应变规律 |
| 4.9.4 两个相互作用的相位分析 |
| 4.9.5 拟合与验证 |
| 4.10 高低位弹性质点体系 |
| 4.10.1 位移规律 |
| 4.10.2 加速度规律 |
| 4.10.3 工况28-1应变规律 |
| 4.10.4 工况30-1应变规律 |
| 4.10.5 惯性相互作用与运动相互作用的相位分析 |
| 4.10.6 高低质量块试验验证 |
| 4.11 EL-C波作用下桩身应变规律 |
| 4.12 本章总结 |
| 4.12.1 位移规律 |
| 4.12.2 加速度规律 |
| 4.12.3 土压力增量规律 |
| 4.12.4 两个相互作用相位差 |
| 4.12.5 基桩变形机理与双弹簧反应位移法刚度取值 |
| 4.12.6 试验安装经验 |
| 第5章 双弹簧反应位移法工程应用示例 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 项目条件 |
| 5.2.1 工程概况 |
| 5.2.2 勘察条件 |
| 5.2.3 结构条件 |
| 5.3 桩基础抗震设计 |
| 5.3.1 抗震设计基本规定和参数 |
| 5.3.2 惯性相互作用计算 |
| 5.3.3 运动相互作用计算 |
| 5.3.4 两个作用效应最大值组合及评价 |
| 5.3.5 小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录图1 |
| 附录图2 |
| 附录图3 |
| 附录图4 |
| 附录图5 |
| 精彩瞬间 |
| 在学期间发表的文章和专利 |
| 在学期间参加的主要科研课题 |
| 致谢 |
（3）液化侧向扩展场地-桩基础抗震研究综述（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 液化侧向扩展与桩基础震害实例 |
| 1.1 液化侧向扩展震害实例 |
| 1.2 液化侧向扩展场地桩基震害实例 |
| 2 振动台模型试验研究 |
| 2.1 液化侧向扩展实现方式 |
| 2.2 关键试验测试技术 |
| 2.3 液化侧向扩展自由场振动台试验 |
| 2.4 液化侧向扩展场地桩-土相互作用振动台试验 |
| 3 离心机振动台模型试验研究 |
| 3.1 液化侧向扩展自由场离心机试验 |
| 3.2 液化侧向扩展场地桩-土相互作用离心机试验 |
| 4 精细化数值模拟方法 |
| 4.1 液化侧向扩展土体大位移分析方法 |
| 4.2 液化侧向扩展场地桩-土相互作用数值模拟 |
| 4.3 桩-土界面模拟方法 |
| 4.4 饱和两相介质u—p格式高效数值计算方法 |
| 5 简化分析方法 |
| 6 国内外规范对液化和侧向扩展场地桩基础抗震设计要求 |
| 6.1 国内规范要求 |
| 6.2 日美等国外规范要求 |
| 7 展望与讨论 |
（4）软弱地层中劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软土地基中单桩水平受荷性状 |
| 1.2.2 软土地基中水平受荷单桩理论计算模型 |
| 1.2.3 砂土地基中桩基的抗震性能与理论分析 |
| 1.2.4 提高桩基水平承载和抗震性能的方法 |
| 1.2.5 劲芯复合桩承载性状与理论计算方法 |
| 1.3 现有研究存在的不足 |
| 1.4 主要研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 软土地基中劲芯复合桩水平承载力现场试验 |
| 2.1 工程地质概况 |
| 2.2 试验方案与测试方法 |
| 2.3 复合桩水平承载性能分析 |
| 2.3.1 桩头荷载-位移曲线与承载力分析 |
| 2.3.2 桩身弯矩、位移与桩侧土抗力响应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 劲芯复合桩的水平承载机理及受荷响应规律 |
| 3.1 数值模型的建立与验证 |
| 3.1.1 几何模型 |
| 3.1.2 本构关系与参数选取 |
| 3.1.3 计算步骤 |
| 3.1.4 数值结果验证 |
| 3.2 复合桩与PHC管桩水平受荷性状对比 |
| 3.2.1 水平荷载-位移关系 |
| 3.2.2 桩身位移分布 |
| 3.2.3 桩身弯矩分布 |
| 3.2.4 桩侧土水平抗力 |
| 3.2.5 p-y曲线响应 |
| 3.3 水泥土桩加固机理分析 |
| 3.3.1 桩侧水平抗力的提高作用 |
| 3.3.2 桩身受拉损伤的限制作用 |
| 3.4 水泥土桩参数对复合桩水平受荷响应的影响 |
| 3.4.1 水泥土桩桩径 |
| 3.4.2 水泥土桩强度 |
| 3.4.3 水泥土桩桩长 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 软土地基中劲芯复合桩水平承载分析方法 |
| 4.1 黏性土中桩基p-y模型 |
| 4.2 劲芯复合桩p-y曲线的构建与验证 |
| 4.2.1 等效弹簧刚度的引入 |
| 4.2.2 桩周土抗力衰减函数的确定 |
| 4.2.3 复合桩p-y曲线的构建 |
| 4.2.4 桩身非线性的实现 |
| 4.2.5 实例分析与验证 |
| 4.3 劲芯复合桩桩身位移与弯矩影响因素分析 |
| 4.3.1 水泥土桩桩径 |
| 4.3.2 水泥土桩桩长 |
| 4.3.3 水泥土桩强度 |
| 4.3.4 芯桩弹性模量 |
| 4.3.5 桩头约束条件 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 可液化地基中劲芯复合桩抗震性能振动台试验 |
| 5.1 振动台模型试验设计 |
| 5.1.1 试验设备与相似比设计 |
| 5.1.2 模型地基制备 |
| 5.1.3 模型桩基与结构制备 |
| 5.1.4 传感器布置 |
| 5.1.5 地震波选取 |
| 5.2 模型体系自振频率与阻尼比 |
| 5.3 砂土-复合桩-上部结构地震反应特性 |
| 5.3.1 试验宏观现象 |
| 5.3.2 超孔压比响应 |
| 5.3.3 加速度响应 |
| 5.3.4 动剪应力-应变响应 |
| 5.3.5 侧向位移与沉降响应 |
| 5.3.6 弯矩响应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 可液化土中劲芯复合桩抗震性能的变化规律及评价 |
| 6.1 数值模型的建立与验证 |
| 6.1.1 计算模型 |
| 6.1.2 本构关系与材料参数 |
| 6.1.3 边界条件与计算步骤 |
| 6.1.4 数值模型可靠性验证 |
| 6.2 砂土-复合桩-上部结构地震响应影响因素分析 |
| 6.2.1 水泥土桩桩径 |
| 6.2.2 水泥土桩桩长 |
| 6.2.3 水泥土剪切模量 |
| 6.2.4 砂土相对密实度 |
| 6.2.5 震动强度 |
| 6.3 可液化场地劲芯复合桩抗震性能评价 |
| 6.3.1 复合桩场地抗液化性能评估 |
| 6.3.2 可液化场地复合桩弯曲失效评估 |
| 6.3.3 可液化场地复合桩抗震设计要点 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 桩筏连接形式对劲芯复合桩抗震性能的影响 |
| 7.1 振动台模型试验设计 |
| 7.2 模型体系自振频率与阻尼比 |
| 7.3 砂土-复合桩-上部结构地震反应特性 |
| 7.3.1 试验宏观现象 |
| 7.3.2 超孔压比响应 |
| 7.3.3 加速度响应 |
| 7.3.4 动剪应力–应变响应 |
| 7.3.5 侧向位移与沉降响应 |
| 7.3.6 弯矩响应 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）地震作用下可液化地基-筏板-框架结构的共同作用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 土-结构静动力相互作用国内外研究现状 |
| 1.3 国内外砂土液化研究现状 |
| 1.3.1 砂土液化现象 |
| 1.3.2 砂土液化的定义和机理 |
| 1.3.3 砂土液化的影响因素和液化地基加固措施 |
| 1.3.4 国内外砂土液化研究方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 三维数值模型的建立 |
| 2.1 FLAC3D简介 |
| 2.2 动孔压模型与饱和砂土液化的判别准则 |
| 2.2.1 动孔压模型 |
| 2.2.2 饱和砂土液化判别准则 |
| 2.3 数值模型建立 |
| 2.3.1 模型尺寸和计算参数 |
| 2.3.2 网格尺寸的划分 |
| 2.3.3 本构模型的选取 |
| 2.3.4 边界条件设置 |
| 2.3.5 力学阻尼 |
| 2.3.6 地震波的选取与调整 |
| 2.3.7 地基与基础的接触 |
| 2.4 研究模型变量监测 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 建筑结构与可液化地基共同作用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 建筑物高度对土体和结构动力响应的影响 |
| 3.2.1 土体动力响应对比分析 |
| 3.2.2 结构动力响应对比分析 |
| 3.3 筏板基础面积对土体和结构动力响应的影响 |
| 3.3.1 土体动力响应对比分析 |
| 3.3.2 结构动力响应对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 土层厚度对共同作用体系的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 上覆土层厚度产生的影响 |
| 4.2.1 土体动力响应对比分析 |
| 4.2.2 结构动力响应对比分析 |
| 4.3 可液化层厚度产生的影响 |
| 4.3.1 土体动力响应对比分析 |
| 4.3.2 结构动力响应对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基础埋深和地震波加速度产生的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基础埋深对土体液化的影响 |
| 5.2.1 超孔压比对比分析 |
| 5.2.2 结构位移响应分析 |
| 5.3 地震加速度幅值对土体液化的影响 |
| 5.3.1 超孔压比对比分析 |
| 5.3.2 结构位移响应分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要成果 |
| 致谢 |
（6）地震作用下液化地基—桩基—高层建筑结构体系动力响应的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 砂土的液化机理 |
| 1.2.2 液化地基中桩基动力响应规律 |
| 1.2.3 液化地基-结构动力相互作用 |
| 1.3 尚存在的问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 液化地基-桩基-高层建筑结构体系振动台试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 振动台试验设备 |
| 2.2.1 振动台性能参数 |
| 2.2.2 土箱的选择与验证 |
| 2.3 振动台试验模型设计与制作 |
| 2.3.1 模型相似关系设计 |
| 2.3.2 模型材料设计 |
| 2.3.3 模型结构设计 |
| 2.3.4 模型图纸及制作 |
| 2.4 振动台试验传感器与测点布置 |
| 2.4.1 试验传感器 |
| 2.4.2 测点布置 |
| 2.5 振动台试验地震波加载方案 |
| 2.5.1 地震波的选取 |
| 2.5.2 自由场试验加载方案 |
| 2.5.3 土-结体系试验加载方案 |
| 2.6 试验宏观现象及地基液化状态分析 |
| 2.6.1 试验宏观现象分析 |
| 2.6.2 地基液化状态分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于振动台试验分层可液化地基动力响应分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液化地基的数学模型 |
| 3.3 基于试验地基液化规律分析 |
| 3.4 液化地基动力特性分析 |
| 3.5 地基加速度响应分析 |
| 3.5.1 竖直方向响应规律 |
| 3.5.2 水平方向响应规律 |
| 3.6 地基位移响应分析 |
| 3.7 地基动剪应力响应分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 地基液化条件下高层建筑群桩基础动力响应分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 桩基动力响应理论分析 |
| 4.3 液化地基中群桩动力特性 |
| 4.4 高层建筑桩顶位移响应分析 |
| 4.5 高层建筑桩身应变响应分析 |
| 4.6 土与结构接触压力响应分析 |
| 4.6.1 土与承台接触压力 |
| 4.6.2 土与桩底接触压力 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 地基液化条件下高层建筑结构动力响应分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高层建筑结构自振特性分析 |
| 5.2.1 频率 |
| 5.2.2 阻尼比 |
| 5.2.3 振型曲线 |
| 5.3 高层建筑结构抗震性能分析 |
| 5.3.1 高层建筑结构水平位移 |
| 5.3.2 高层建筑结构顶层加速度 |
| 5.3.3 高层建筑结构层间剪力 |
| 5.3.4 高层建筑结构倾覆力矩 |
| 5.3.5 高层建筑结构动应变 |
| 5.4 地基超孔压与高层建筑动力响应的相关性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 液化地基-桩基-高层建筑结构体系动力响应数值分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维砂土液化大变形本构模型 |
| 6.2.1 三轴应力空间中的本构模型 |
| 6.2.2 三维应力空间中模型的推广 |
| 6.3 土-结体系数值模型建立 |
| 6.3.1 基本假定 |
| 6.3.2 砂土材料参数 |
| 6.3.3 桩-土界面模拟 |
| 6.3.4 地基边界条件的实现 |
| 6.3.5 激励输入与动力参数 |
| 6.4 土-结体系数值模型及可靠性验证 |
| 6.4.1 土-结体系振动台试验数值模型 |
| 6.4.2 数值模型可靠性验证 |
| 6.5 土-结体系数值计算结果分析 |
| 6.5.1 土体侧向变形 |
| 6.5.2 土体应力路径和应力-应变关系 |
| 6.6 体系重要参数分析 |
| 6.6.1 阻尼系数 |
| 6.6.2 渗透系数 |
| 6.6.3 上部结构配重 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论及展望 |
| 7.1 本文创新点 |
| 7.2 论文主要结论 |
| 7.3 论文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）液化微倾场地群桩地震反应拟静力分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 模型试验 |
| 1.2.2 数值方法 |
| 1.2.3 p-y曲线模型 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 液化微倾场地群桩-土动力相互作用数值模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 离心机试验简介 |
| 2.3 离心机试验数值模拟 |
| 2.3.1 有限元计算平台与前后处理 |
| 2.3.2 土体动力本构模型与计算参数 |
| 2.3.3 数值模型 |
| 2.3.4 数值模拟步序 |
| 2.4 数值模型可靠性验证 |
| 2.4.1 土体地震响应分析与验证 |
| 2.4.2 桩基地震响应分析与验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 液化微倾场地群桩-土动力相互作用p-y曲线特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动力p-y曲线建立方法 |
| 3.3 动力p-y曲线特性分析 |
| 3.4 主要影响因素分析 |
| 3.4.1 场地倾斜角度 |
| 3.4.2 桩径 |
| 3.4.3 加载幅值 |
| 3.4.4 群桩中基桩位置 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 液化微倾场地群桩地震反应拟静力分析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 API规范推荐的p-y曲线和p乘因子法的局限性 |
| 4.3 改进的p-y曲线公式 |
| 4.4 拟静力分析方法 |
| 4.4.1 p-y弹簧 |
| 4.4.2 数值模型 |
| 4.4.3 计算参数 |
| 4.4.4 实施步骤 |
| 4.4.5 适用条件 |
| 4.5 正确性验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）风机单桩基础地震响应超重力模型试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 初始水平荷载对风机基础地震响应的影响 |
| 1.1.2 局部冲刷效应对风机基础地震响应的影响 |
| 1.1.3 地震序列对风机基础地震响应的影响 |
| 1.1.4 风机系统地震作用下物理模拟的难点及挑战 |
| 1.2 地震作用下基础侧向震害的破坏机理及研究方法 |
| 1.2.1 液化场地传统桩基侧向震害的主要特征及破坏机制 |
| 1.2.2 液化场地传统桩基侧向地震响应分析与设计方法 |
| 1.3 近海风机桩基地震响应研究进展 |
| 1.3.1 初始水平荷载下近海桩基响应的研究进展 |
| 1.3.2 局部冲刷效应下桩基地震响应的研究进展 |
| 1.3.3 地震序列下风机桩基动力响应演变 |
| 1.3.4 液化场地桩基物理模拟的研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容以及技术路线 |
| 2 风机单桩基础超重力动力模型试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ZJU-400离心机及振动台装备 |
| 2.3 风机单桩基础离心模型设计与标定 |
| 2.4 模型地基制备及传感器布设 |
| 2.4.1 模型地基制备 |
| 2.4.2 传感器布设 |
| 2.5 水平荷载施加装置 |
| 2.6 试验工况及加载流程 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 干砂与饱和砂地基中风机单桩基础地震响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验振动次序安排及介绍 |
| 3.3 试验结果及分析 |
| 3.3.1 台面加速度输入对比 |
| 3.3.2 桩周土体地震响应及分析 |
| 3.3.3 近海风机单桩基础的地震响应及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 初始水平荷载下风机单桩基础地震响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验振动次序安排及介绍 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.3.1 初始水平力下桩周土体动力响应研究 |
| 4.3.2 初始水平荷载下单桩基础地震响应 |
| 4.3.3 初始水平荷载下风机单桩基础的p-y曲线研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 局部冲刷效应下风机单桩基础地震响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验振动次序安排及介绍 |
| 5.3 试验结果及分析 |
| 5.3.1 局部冲刷坑对桩周土体地震响应的影响 |
| 5.3.2 局部冲刷坑对单桩基础地震响应的影响 |
| 5.3.3 局部冲刷坑对桩-土相互作用的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 风机单桩基础动力响应数值模拟研究及预测模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 OpenSees简介 |
| 6.3 多重屈服面本构模型验证 |
| 6.3.1 多重屈服面本构介绍 |
| 6.3.2 模型有效性单元体验证 |
| 6.4 初始水平荷载下的单桩基础动力响应数值模拟研究 |
| 6.4.1 单桩基础数值建模 |
| 6.4.2 数值模拟与超重力模型试验对比 |
| 6.5 初始水平荷载下的单桩基础震后预测模型 |
| 6.5.1 震后预测模型构建 |
| 6.5.2 震后预测简化模型 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 进一步研究工作建议 |
| 参考文献 |
| 作者简历及发表文章情况 |
（9）基于有限元方法的地下结构地震动力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 地下结构抗震研究方法 |
| 1.2.1 原型观测 |
| 1.2.2 试验研究 |
| 1.2.3 理论分析 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容及安排 |
| 第二章 动力有限元基本理论及ABAQUS软件特点 |
| 2.1 有限元动力分析基本理论 |
| 2.1.1 动力平衡方程的建立 |
| 2.1.2 动力平衡方程的求解 |
| 2.2 ABAQUS软件特点 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 人工边界的实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自由场边界 |
| 3.2.1 自由场边界的原理 |
| 3.2.2 自由场边界的实现方法 |
| 3.3 黏弹性人工边界及地震动输入理论 |
| 3.3.1 黏弹性人工边界等效结点力计算 |
| 3.3.2 基于黏弹性人工边界的地震动输入 |
| 3.4 黏弹性人工边界及其地震动输入在ABAQUS的实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 自由场网格敏感性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ABAQUS单元介绍 |
| 4.3 网格尺寸敏感性分析 |
| 4.3.1 分析模型参数 |
| 4.3.2 数值结果 |
| 4.4 单元阶次敏感性分析 |
| 4.4.1 位移结果 |
| 4.4.2 应力和应变能结果 |
| 4.5 单元形状敏感性分析 |
| 4.5.1 位移结果 |
| 4.5.2 应力和应变能结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 地下结构地震反应影响因素分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 地下结构有限元模型 |
| 5.3 模态分析 |
| 5.4 场地条件对地下结构地震响应的影响 |
| 5.4.1 位移和加速度结果 |
| 5.4.2 应力和应变能结果 |
| 5.5 地震动特性对地下结构地震响应的影响 |
| 5.5.1 位移和加速度结果 |
| 5.5.2 应力和应变能结果 |
| 5.6 地震动输入方式对地下结构地震响应的影响 |
| 5.6.1 位移和加速度结果 |
| 5.6.2 应力和应变能结果 |
| 5.7 结构弹性模量对地下结构地震响应的影响 |
| 5.7.1 位移和加速度结果 |
| 5.7.2 应力和应变能结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）软弱夹层场地条件下地铁车站地震响应规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 地下结构抗震研究现状 |
| 1.2.1 研究方法概述 |
| 1.2.2 地下结构的振动台模型试验 |
| 1.2.3 地下结构数值模拟分析 |
| 1.3 软弱土场地动力特性研究 |
| 1.4 本文研究内容和技术路线 |
| 1.5 研究主要创新点 |
| 第二章 人工边界及土-结构相互作用模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 远置边界 |
| 2.3 粘性边界 |
| 2.3.1 粘性边界的原理 |
| 2.3.2 粘性边界的实现 |
| 2.4 粘弹性边界 |
| 2.4.1 粘弹性边界简介 |
| 2.4.2 粘弹性边界的实现 |
| 2.5 动力无限元边界 |
| 2.5.1 动力无限元边界的实现 |
| 2.5.2 改进的动力无限元和侧边绑定人工边界 |
| 2.6 土-结构相互作用问题 |
| 2.7 结构-刚性基岩边界条件的验证 |
| 2.7.1 边界的设置与检验 |
| 2.7.2 自由场条件下的边界验证 |
| 2.7.3 土-结构相互作用模型的边界验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 双层三跨地铁车站振动台试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 振动台试验简介 |
| 3.2.1 模型箱 |
| 3.2.2 相似比设计 |
| 3.2.3 模型制备 |
| 3.2.4 设备及传感器 |
| 3.2.5 地震输入和加载方案 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 场地动力特性 |
| 3.3.2 孔隙水压力 |
| 3.3.3 土压力值对比分析 |
| 3.3.4 加速度时程 |
| 3.3.5 加速度傅里叶谱 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 数值模拟与振动台试验的对比分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ABAQUS建模 |
| 4.2.1 土体本构模型 |
| 4.2.2 混凝土损伤塑性模型 |
| 4.2.3 模型建立 |
| 4.3 数值模拟结果分析 |
| 4.3.1 加速度时程及峰值对比 |
| 4.3.2 加速度频谱特性对比 |
| 4.3.3 应力与应变 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 软弱夹层影响因素分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 位于结构层的软弱夹层影响 |
| 5.2.1 四种典型的软弱夹层比较 |
| 5.2.2 软弱夹层厚度的影响 |
| 5.3 位于结构下方的软弱夹层影响 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、自由场地基液化大型振动台模型试验研究（论文参考文献）
- [1]典型换乘地铁车站结构地震响应特性及抗震简化分析方法研究[D]. 于仲洋. 北京交通大学, 2021
- [2]水平地震作用下桩土相互作用效应研究[D]. 邱明兵. 中国建筑科学研究院有限公司, 2021(01)
- [3]液化侧向扩展场地-桩基础抗震研究综述[J]. 许成顺,贾科敏,杜修力,王志华,宋佳,张小玲. 防灾减灾工程学报, 2021(04)
- [4]软弱地层中劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性能研究[D]. 王安辉. 东南大学, 2020(02)
- [5]地震作用下可液化地基-筏板-框架结构的共同作用[D]. 武心悦. 燕山大学, 2020(01)
- [6]地震作用下液化地基—桩基—高层建筑结构体系动力响应的研究[D]. 戴启权. 合肥工业大学, 2020(01)
- [7]液化微倾场地群桩地震反应拟静力分析方法[D]. 崔杰. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]风机单桩基础地震响应超重力模型试验研究[D]. 吴小锋. 浙江大学, 2020(01)
- [9]基于有限元方法的地下结构地震动力分析[D]. 黄婷婷. 广州大学, 2020(02)
- [10]软弱夹层场地条件下地铁车站地震响应规律研究[D]. 蒋林芝. 广州大学, 2020(02)