检索结果-内蒙古大学图书馆

公路 2010年第11期55卷 12-19页

作者：邓育林何雄君武汉理工大学交通学院武汉市430063

以一座大跨悬索桥中塔沉井基础为工程背景,采用"m"法建立了沉井-土动力相互作用计算模型,研究了沉井-土动力相互作用对全桥结构地震反应的影响,并对其影响机理进行了探讨,最后分析了河床冲刷深度的变化对结构地震反应的影响... 详细信息

以一座大跨悬索桥中塔沉井基础为工程背景,采用"m"法建立了沉井-土动力相互作用计算模型,研究了沉井-土动力相互作用对全桥结构地震反应的影响,并对其影响机理进行了探讨,最后分析了河床冲刷深度的变化对结构地震反应的影响。研究结果表明,沉井-土动力相互作用对边塔的地震反应影响较小,但会增大中塔的地震反应;考虑沉井-土动力相互作用时,在与基础的自振周期相近时,结构的地震反应表现出显著的共振效应,使得结构地震反应增大;河床冲刷深度变化对结构的地震反应有很大的影响,随着冲刷深度的增加,桥梁结构的地震反应并不是单调变化,而可能出现一个峰值。

关键词：沉井地震反应沉井-土动力相互作用共振河床冲刷

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SV波斜入射时地铁车站-土-邻近地表框架结构动力相互作用分析

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震灾防御技术 2022年第4期17卷 622-631页

作者：张季蒋玮谭灿星许紫刚唐柏赞庄海洋华东交通大学土木建筑学院南昌330013

地震作用下地铁车站和邻近建筑间的动力相互作用问题已引起许多学者的关注和重视,然而斜入射地震波作用下的相互作用分析研究较少,有关规律仍不明确。为此建立基于黏弹性人工边界的地铁车站-土-地表框架结构整体动力分析有限元模型,围... 详细信息

地震作用下地铁车站和邻近建筑间的动力相互作用问题已引起许多学者的关注和重视,然而斜入射地震波作用下的相互作用分析研究较少,有关规律仍不明确。为此建立基于黏弹性人工边界的地铁车站-土-地表框架结构整体动力分析有限元模型,围绕入射角、地上与地下结构间距、场地类别等因素,采用频域刚度矩阵自由场地震响应分析方法获得任意角度斜入射SV波作用下地铁车站-土-地表框架结构动力响应规律。研究结果表明,地表框架结构的存在会显著增大车站中柱轴力幅值,当地表框架结构与车站紧邻时,中柱轴力放大幅度最大为730%,放大效应会改变轴力随入射角的变化规律,总体上使车站中柱轴力在SV波垂直入射和超临界角10°左右入射时均具有相当的幅值;地表框架结构对地铁车站层间位移角的影响与场地条件密切相关,在较硬的场地(Ⅱ类场地)中,车站层间位移角放大幅度最大为74%,在较软的场地(Ⅳ类场地)中,车站层间位移角缩小幅度最大为30%;地铁车站的存在对地表框架结构层间位移角具有放大作用,总体上地铁车站与地表框架结构的距离越近,放大作用越明显,地表框架结构层间位移角放大幅度最大为52%。建议将0°入射和超临界角10°左右入射工况作为地上或地下结构地震响应分析的不利工况。

关键词：斜入射地震波地铁车站动力相互作用刚度矩阵法临界角

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地基-桩（箱）基-上部结构动力相互作用研究

地基-桩（箱）基-上部结构动力相互作用研究

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作者：雷文军华南理工大学

学位级别：博士

目前的结构抗震设计一般采用地面刚性假定，以邻近自由场地面运动作为地震动输入。对于建立在基岩或坚实场地上的结构，这种刚性地基假定是合理的。然而，在实际地震过程中，上部结构与地基之间存在相互作用，当地基较为软弱时，相互作... 详细信息

目前的结构抗震设计一般采用地面刚性假定，以邻近自由场地面运动作为地震动输入。对于建立在基岩或坚实场地上的结构，这种刚性地基假定是合理的。然而，在实际地震过程中，上部结构与地基之间存在相互作用，当地基较为软弱时，相互作用将使结构动力反应发生相当大的变化。在这种情况下基于刚性基底假定的结构抗震设计将导致不合理的结果。\n 当采用子结构法分析土．结构动力相互作用问题时，基础阻抗的研究是一个关键问题。有限元法适用于解决各种复杂边界条件下的基础动力阻抗问题，并可以为一些近似方法提供校准和验证的依据。为解决有限元动力分析时，波向无穷远处的辐射条件，本文提出一种简化粘弹性边界，它可以解决粘性边界的低频稳定性问题。由于该边界非常简单，只需要设置一层普通单元，通过合理确定材料常数便可容易在现有的有限元软件上实现，因此将有广泛的工程应用前景。\n 建于较软弱场地的高层建筑多采用桩．箱(地下室)基础形式，因此，群桩基础和桩．箱基础的动力阻抗研究是本文的一个重点。本文采用动力Winkler地基梁模型研究桩基动力阻抗，通过与有限元结果的对比，研究了不同场地条件下(弹性半空间、分层土、土模量随深度线性增大)，静力和动力Winkler模量的取值，并提出了一种计算桩基水平动力阻抗的等效化法。采用单桩动力阻抗结合动力相互作用因子计算群桩动力阻抗，推导了分层土中计算竖向和水平向动力相互作用因子的计算公式，并指出计算竖向动力相互作用因子时也应该考虑被动桩的振动，并给出均匀土中竖向动力相互作用因子的解析式。\n 有限元分析结果表明，桩．土．箱动力相互作用在工程抗震所关心的低频段与频率的相关性并不明显，因此可以近似采用桩-箱的静力相互作用关系代替动力相互作用关系来计算桩．箱基础动力阻抗。本文给出了考虑桩．土．承台(箱基)相互作用的桩．承台(箱基)体系水平、摇摆和水平．摇摆耦合动力阻抗的简化计算方法。\n 运动相互作用也是土．结构动力相互作用研究的一个重要方面。本文采用有限元法研究了埋深比较小的埋置基础在垂直入射SH波作用下的基础输入运动，并提出简化计算公式。\n 本文建立多维地震动输入下考虑土一结构动力相互作用的刚性基础一上部结构动力平衡方程，并以一个实际工程为算例，分别研究了运动相互作用和惯性相互作用对高层建筑结构动力反应的影响。采用等效线性化法研究了场地土非线性的影响及土一结构动力相互作用对较规则结构平一扭耦联反应的影响。研究结果表明，考虑土-结构动力相互作用并不总是减小结构动力反应，这与上部结构自身动力特\n性(自振频率、振型和阻尼比)、阻抗函数以及输入地震动频谱特性等诸多因素有关，因此采用刚性基底假定的结构设计并不总是偏安全；考虑土体非线性一般可以减小上部结构动力反应；土-结构动力相互作用一般可以减小较规则结构的平-扭耦联反应。

关键词：结构抗震动力相互作用桩基动力阻抗

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桩-土-结构动力相互作用研究现状与进展

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工程抗震与加固改造 2017年第1期39卷 1-7页

作者：邓浩昀金新阳顾明同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 中国建筑科学研究院北京100013

桩-土-结构动力相互作用是地震工程重要的研究方向之一。本文回顾了近年来国内外桩-土-结构动力相互作用的研究历史,同时对该领域的研究现状进行介绍,简述了桩-土-结构动力相互作用解析法、数值分析、试验和原型观测的研究进展,并对该... 详细信息

桩-土-结构动力相互作用是地震工程重要的研究方向之一。本文回顾了近年来国内外桩-土-结构动力相互作用的研究历史,同时对该领域的研究现状进行介绍,简述了桩-土-结构动力相互作用解析法、数值分析、试验和原型观测的研究进展,并对该领域今后的研究方向给出了一些建议。

关键词：动力相互作用桩基础地震工程文克尔模型有限元-边界元

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土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论

土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论

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作者：王小岗西安建筑科技大学

学位级别：博士

土—结构动力相互作用的本质就是波动在结构．地基系统内传播时引起的结构和地基的动力反应问题。研究土—基础结构的动力相互作用是分析土—结构动力相互作用的关键。本文基于Biot两相介质波动理论，采用横观各向同性饱和半空间及横观... 详细信息

土—结构动力相互作用的本质就是波动在结构．地基系统内传播时引起的结构和地基的动力反应问题。研究土—基础结构的动力相互作用是分析土—结构动力相互作用的关键。本文基于Biot两相介质波动理论，采用横观各向同性饱和半空间及横观各向同性饱和有限层地基模型，对饱和地基的三维动力响应及横观各向同性饱和地基—基础(板)的动力相互作用进行了系统研究。本文首先对横观各向同性饱和土的Biot波动方程及参数作了系统的比较研究，阐述了波动方程及各项参数的物理力学意义。其次，基于Biot波动理论，在圆柱坐标系下求解了横观各向同性饱和土的Biot波动方程：通过引入位移函数，在圆柱坐标系下将横观各向同性饱和土的Biot波动方程转化为两个解耦的6阶和2阶控制方程，然后根据方位角的Fourier展开和径向Hankd变换，求解波动方程，得到以土骨架位移和孔隙水压力为基本未知量的积分形式一般解，并用一般解给出了饱和土总应力分量的表达式；再以基本解为基础，系统地研究了横观各向同性饱和半空间体的Lamb问题，考虑表面排水或不排水两种情况后，首次得到横观各向同性饱和半空间体在表面竖向和水平谐振力作用的下径向、竖向和周向位移的解析解。研究表明采用各向同性饱和介质的动力学模型不能准确描述横观各向同性饱和土地基的动力特性。借助位移函数及双重Fourier变换，研究了直角坐标系下横观各向同性饱和土的动力响应问题，得到了饱和半空间体在任意分布的表面谐振荷载作用下稳态响应的一般解。在圆柱坐标系下研究了层状横观各向同性饱和地基的对任意地震力的动力响应问题。基于饱和土的Biot波动理论，通过Fouricr变换，将横观各向同性饱和土三维非轴对称波动方程转化为一组一阶常微分方程组，再经Har止el变换，建立问题的状态方程，求解状态方程得到传递矩阵;利用传递矩阵，结合饱和层状地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件，首次给出层状横观各向同性饱和地基在任意地展力作用下的三维非轴对称动力响应的解析解。研究了直角坐标系下横观各向同性饱和层状地基的稳态动力响应问题。首先建立直角坐标系下波动问题的状态方程，经双重Fo吐er变换求解状态方程后得到传递矩阵:利用递矩阵给出直角坐标系下层状横观各向同性饱和地基在任意分布简谐荷载作用下稳态动力响应的一般解。系统研究了简谐激励下饱和半空间/有限层地基与弹性圆薄板和中厚板的动力相互作用问题。基于横观各向同性饱和半空间/有限层地基非轴对称波动方程的通解，按混合边值问题建立饱和地基与弹性圆板非轴对称动力相互作用的积分方程，求解积分方程后得到横观各向同性饱和地基上圆板非轴对称动力响应的一般解，并分析了饱和地基上圆薄板和中厚板振动的若干特征。基于直角坐标系下横观各向同性饱和地基稳态响应的一般解，结合矩形薄板的幻rchboff弯曲理论，采用半解析半数值的求解方法，系统研究了横观各向同性饱和地基一矩形板的动力相互作用问题。

关键词： Biot理论横观各向同性饱和半空间体层状横观各向同性饱和地基弹性板动力相互作用 Fredholm积分方程

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大型群桩桩土动力相互作用分析方法研究

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西安理工大学学报 2012年第2期28卷 168-172页

作者：郝鹏刘云贺张育乐西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

针对大型群桩与土体动力相互作用的高度复杂性,基于经典变分原理,利用拉氏乘子法和罚函数法建立了反映桩体与土体相对运动和其实际几何尺寸的非线性动力相互作用的分析模型,并编制了相应的分析程序。以南水北调中线穿黄U形渡槽工程为研... 详细信息

针对大型群桩与土体动力相互作用的高度复杂性,基于经典变分原理,利用拉氏乘子法和罚函数法建立了反映桩体与土体相对运动和其实际几何尺寸的非线性动力相互作用的分析模型,并编制了相应的分析程序。以南水北调中线穿黄U形渡槽工程为研究对象,利用本文的模型研究了常用的M法模型在渡槽结构中应用的适用性。结果表明,在静载作用下,两种方法给出的渡槽上部结构的位移和应力基本一致,渡槽下部桩体结构的分析结果略有差异,但相差不超过20%。在地震荷载下,M法的分析结果是偏小的,尤其是对渡槽上部结构的影响更大。

关键词：桩土动力相互作用非线性有限元 M法

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挤扩支盘灌注桩-土-上部结构体系动力相互作用的研究

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煤炭工程 2008年第9期40卷 83-85页

作者：叶倩钱德玲合肥工业大学土木和水利工程学院安徽合肥230009

论文介绍了研究挤扩支盘灌注桩-土-上部结构体系动力相互作用的方法,根据研究成果,挤扩支盘灌注桩中的支盘相当于阻尼器,可以起到减震作用。考虑相互作用的体系,结构的动力特性以及地震作用下的响应都有很大程度的变化。

关键词：挤扩支盘灌注桩-土-上部结构动力相互作用抗震性能

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内爆炸荷载作用下大跨度地下围岩与支护结构动力相互作用数值模拟

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兵工学报 2009年第S2期30卷 107-110页

作者：孙惠香许金余李庆空军工程大学工程学院陕西西安710038 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710000

爆炸荷载作用下结构的动力响应一直是热点的研究课题,但是地下支护结构与围岩在爆炸荷载作用下的相互作用机理研究还很少,尤其是用实验方法进行研究还存在一定的困难。本文应用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序,采用流固耦合算... 详细信息

爆炸荷载作用下结构的动力响应一直是热点的研究课题,但是地下支护结构与围岩在爆炸荷载作用下的相互作用机理研究还很少,尤其是用实验方法进行研究还存在一定的困难。本文应用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序,采用流固耦合算法,对大跨度地下拱形结构在内部爆炸荷载作用下支护结构与围岩的相互作用机理进行研究。研究结果表明:结构峰值超压与经验公式计算的数据基本吻合;同等装药条件下,结构跨度大,由于距爆心较远,使得结构内力较小,但是较小扰动时围岩内力显著增大;由于跨度较大,使得拱脚成为结构受力的薄弱环节,设计中应采取加强措施。

关键词：内爆炸大跨度地下结构数值模拟动力相互作用

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考虑冻土—桩动力相互作用的长大桥梁地震响应分析

考虑冻土—桩动力相互作用的长大桥梁地震响应分析

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作者：李永波北京交通大学

学位级别：博士

摘要：桩基桥梁结构是寒区线性交通工程的重要组成部分,其在强地震作用下的抗灾害性能对线路的安全运营具有重要影响。然而一些按照现行抗震规范设计的桥梁结构在近些年历次强地震中仍出现了大量破坏现象,表明了桥梁抗震设计理论及方法... 详细信息

摘要：桩基桥梁结构是寒区线性交通工程的重要组成部分,其在强地震作用下的抗灾害性能对线路的安全运营具有重要影响。然而一些按照现行抗震规范设计的桥梁结构在近些年历次强地震中仍出现了大量破坏现象,表明了桥梁抗震设计理论及方法还需进一步的研究和发展。目前,在对寒区长大桥梁结构抗震性能进行研究分析时,通常需要综合考虑局部地形效应、桩-土动力相互作用、地震动多点激励以及地表土层冻融变化的影响。由于冻土物理、力学性质的复杂敏感性,使得对冻土环境中桩基动力特性进行深入研究成为分析寒区长大桥梁工程地震响应规律、评估其安全性能中不可或缺的内容。本文在国家自然科学基金重大灾变研究计划《强地震作用下冻土区长大桥梁桩-土-结构动力耦合效应研究》支持下,在前人研究的基础上主要完成了以下工作： 1.开展了冻结粉质黏土的直剪试验及静、动三轴压缩试验,研究了该类冻土的摩擦角、粘聚力、动强度、动弹性模量以及阻尼比等物理量随负温及冻前含水量的变化关系,为相关计算参数的选择提供依据。 2.研制了冻土-桩动力相互作用模型试验系统,介绍了动力加载系统性能参数的确定及其各组件的设计、模型试验箱的设计及制冷效果分析、加载工作架的设计等。验证试验结果表明该模型试验系统能提供适当的冻土环境,结构牢固,可较好地模拟分析冻土-桩相互作用的动力性能,为该领域及其他一些冻土问题的研究提供了良好的试验平台。 3.基于自制模型试验系统,对-5℃、-3℃及表层融化冻土中模型桩基进行了水平向循环动力加载试验,研究了均匀冻结及上层融化冻土中模型桩基桩头的位移-荷载关系、桩基水平动刚度变化及桩身弯矩分布情况,并提出了层状冻土中考虑桩-土分离效应及摩擦效应的动力BNWF分析模型。 4.建立了考虑桩、土材料非线性及二者接触效应的多年冻土地基中桩-墩结构动力耦合二维计算模型,研究了地层条件变化时,不同频谱特性地震动以SV波形式垂直入射下桥墩的动力响应情况。 5.基于黏-弹性大工边界条件的外源地震动等效荷载输入方法,实现了瞬态平面SV波以不同角度入射时地震波动问题的数值模拟。并对寒区一典型河谷场地在地震动作用下的空间动力响应进行了计算分析,指出了考虑局部地形效应、地震波入射角度、地表融土厚度及地震动频谱特性的必要性,为该场址桥梁结构的地震响应分析提供了输入地震动。 6.建立了寒区多跨简支梁桥和刚构桥的非线性地震响应分析模型,研究了局部地形效应、桩-土动力相互作用、地震波入射角度以及地表融土厚度对桥梁结构动力响应的影响。计算结果表明局部地形效应和桩-土动力相互作用对桥梁地震响应影响显著。

关键词：冻土桩基动力相互作用模型试验动力BNWF模型黏-弹性人工边界地震响应分析长大桥梁

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土与衬砌结构动力相互作用的瞬态问题研究

土与衬砌结构动力相互作用的瞬态问题研究

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作者：高盟同济大学土木工程学院

学位级别：博士

随着社会的发展和人口的激增，地下结构，特别是衬砌结构大量建设。动应力集中直接影响衬砌结构的强度，因此，各种力源引起的衬砌结构的动应力集中备受关注。目前关于衬砌结构的动应力集中问题的研究局限于稳态的弹性波，而对饱和土中... 详细信息

随着社会的发展和人口的激增，地下结构，特别是衬砌结构大量建设。动应力集中直接影响衬砌结构的强度，因此，各种力源引起的衬砌结构的动应力集中备受关注。目前关于衬砌结构的动应力集中问题的研究局限于稳态的弹性波，而对饱和土中集中力和瞬态扰动引起的动应力集中问题鲜有涉及。本文考虑土体与衬砌结构的动力相互作用，采用Laplace变换和波函数展开法，研究了均布突加荷载和瞬态SH波作用下，衬砌结构的动力响应。借助Laplace逆变换的数值方法，给出了问题的时域解，分析了衬砌结构的瞬态特性，主要内容如下：\n (1)考虑土体与衬砌的动力相互作用，将圆柱形衬砌视为无限弹性可压缩介质中的弹性柱壳，根据界面连续条件，建立弹性壳体的振动方程。利用拉普拉斯变换及逆变换，求得了脉冲荷载作用下衬砌振动响应的闭合形式解。分析了脉冲荷载作用下土体泊松比、剪切模量及衬砌剪切模量、衬砌厚度对衬砌动力响应的影响。\n (2)基于圆柱形薄壳结构理论，根据静力平衡条件，建立爆炸中心源荷载作用下隧道结构的三维动力平衡方程。利用积分变换法，求得Fourier变换域内爆炸荷载作用下隧道位移场的积分表达式。\n (3)基于Biot波动理论，考虑耦合质量项的影响和饱和土与衬砌结构的动力相互作用，推求了饱和土中均布突加荷载作用下圆柱形衬砌的动力响应解答，并进行了退化验证。结合Laplace逆变换的数值方法，给出了问题的时域解，分析了饱和土参数及衬砌结构参数对衬砌结构动力响应的影响。\n (4)推导了饱和土中突加荷载作用下衬砌结构的位移、应力、孔压表达式。应用复变函数和保角变换，将任意形状边界映射为圆形边界，利用饱和土与衬砌结构的连续条件和边界条件，求得了任意形状衬砌结构的动力响应解答。\n (5)采用大半径凸圆弧来近似半空间表面，将半空间饱和土中的波动方程展开成无穷级数的形式，应用Graff加法公式进行坐标变换，根据问题的连续性条件和边界条件，确定波函数展开式中的未知系数，求得了半空间饱和土中均布突加荷载作用下圆柱形衬砌的动力响应解答，讨论了衬砌埋深对圆柱形衬砌动力响应的影响。\n (6)求解了单位阶跃SH波入射条件下，饱和土中圆柱形衬砌的动力响应解答，研究了衬砌结构的动应力集中系数的波型特性及材料剪切模量和衬砌厚度对动应力集中系数的影响。

关键词：隧道衬砌土体动力相互作用瞬态特性 Laplace逆变换波函数展开法

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