【摘 要】
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震害调查表明,地基液化是导致震害的重要原因之一,桩基础可以有效抵抗液化带来的沉降问题,但由于处于可液化土中的基桩在地震时承受水平荷载,仍使一些桩基础破坏导致震害发生。在临海、临河城市结构物日趋密集化的情况下,给出一种针对液化地基和结构物地震响应的分析方法势在必行。本文以饱和可液化地基、桩基础和地上结构为研究对象,采用水-土完全耦合动力有限元时程分析方法进行研究。第一步,对离心机振动台试验进行原型数
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震害调查表明,地基液化是导致震害的重要原因之一,桩基础可以有效抵抗液化带来的沉降问题,但由于处于可液化土中的基桩在地震时承受水平荷载,仍使一些桩基础破坏导致震害发生。在临海、临河城市结构物日趋密集化的情况下,给出一种针对液化地基和结构物地震响应的分析方法势在必行。本文以饱和可液化地基、桩基础和地上结构为研究对象,采用水-土完全耦合动力有限元时程分析方法进行研究。第一步,对离心机振动台试验进行原型数值模拟,深入研究交变作用下饱和可液化地基土、单桩基础和群桩基础所表现出的动力响应特性。同时,通过与离心机振动台试验结果对比,验证了所采用水-土完全耦合动力有限元时程分析方法的有效性,并对土-桩接触单元等关键影响因素展开参数分析。第二步,基于前述被验证的动力有限元时程分析方法和参数分析结果,对饱和可液化地基中四个工程场景采用数值模拟方法展开研究。四个工程场景的主要研究内容包括:（1）采用等位移边界的饱和天然地基的场地宽深比选取和地震响应;（2）可液化土-浅基础地上结构的地震响应和震后影响;（3）可液化土-桩-地上结构地震响应及震后影响;（4）盾构隧道临近可液化土-桩-地上结构的地震响应及震后影响。由于可液化地基的初始有效应力对液化的判断起着举足轻重的影响,文中给出了对这四种工程场景的地基初始有效应力的考虑方法,包括桩侧临近盾构隧道的开挖对地基初始有效应力的影响。通过上述两部分的数值模拟分析,本文详细研究了考虑土-桩接触单元的可液化地基和桩基础的地震响应特性,揭示了液化地基的加速度、超静孔压和沉降变形等规律,指出桩身体积效应和土-桩接触单元是准确模拟土-桩动力相互作用的关键因素。同时,在研究中逐渐形成一种水-土完全耦合动力有限元时程分析方法,成功应用于可液化土-桩-地上结构的地震响应分析,并包括震后地基固结变形及其对桩基础、地上结构和隧道等的影响。
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