检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2022年第10期43卷 1433-1439页

作者：张征唐亮凌贤长司盼田爽丛晟亦哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江省寒区轨道交通工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150090 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

为了探究液化过程中桩-土-结构动力相互作用规律,本文基于正弦波加载完成桩-土-结构相互作用振动台试验,建立了液化场地桩-土动力相互作用p-y曲线,阐述了液化过程中桩-土动力相互作用p-y曲线特性。结果表明:高频正弦波加载,砂层孔压增... 详细信息

为了探究液化过程中桩-土-结构动力相互作用规律,本文基于正弦波加载完成桩-土-结构相互作用振动台试验,建立了液化场地桩-土动力相互作用p-y曲线,阐述了液化过程中桩-土动力相互作用p-y曲线特性。结果表明:高频正弦波加载,砂层孔压增长迅速;砂土液化过程中,桩弯矩表现为先增后减的趋势。动力p-y曲线滞回圈在低频加载情况下未软化,在高频加载情况下,动力p-y曲线滞回圈面积增大,且桩侧土反力增加。场地液化后动力p-y曲线呈现出上“凹”形状。本文研究成果可为液化场地桩基设计和工程建设提供参考。

关键词：液化场地正弦波动力p-y曲线桩-土动力相互作用砂土液化过程振动台试验孔压比地震反应

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土体液化过程中桩-土动力相互作用p-y曲线模型

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自然灾害学报 2022年第2期31卷 156-164页

作者：唐亮刘书幸凌贤长刘正滨陈平山傅晓蕾哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江省寒区轨道交通工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150090 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 山东省港口集团有限公司山东青岛266000 中交第四航务工程局有限公司广东广州510290 山东港湾建设集团有限公司山东日照276826

桩-土动力相互作用分析是解决液化场地桥梁桩基抗震设计问题的有效途径。鉴于此,本文依托OpenSees有限元数值模拟平台,分析了桩径、孔压比、砂土相对密度等因素下砂土动力p-y曲线的变化规律,建立了不同孔压比下砂土的动力p-y曲线簇,提... 详细信息

桩-土动力相互作用分析是解决液化场地桥梁桩基抗震设计问题的有效途径。鉴于此,本文依托OpenSees有限元数值模拟平台,分析了桩径、孔压比、砂土相对密度等因素下砂土动力p-y曲线的变化规律,建立了不同孔压比下砂土的动力p-y曲线簇,提出了动力p-y曲线骨干线的修正方法;最后,以孔压比为控制因素,发展了能够表征土体液化过程的动力p-y曲线模型。研究结果对液化场地桩-土动力相互作用分析具有重要借鉴意义。

关键词：桩-土动力相互作用动力p-y曲线公式砂土液化液化过程有限元方法

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考虑冻土效应的桥梁桩-土动力相互作用研究现状与展望

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冰川冻土 2020年第4期42卷 1213-1219页

作者：王万平张熙胤陈兴冲王义于生生兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

冻土和地震是我国西部高寒高烈度地区桥梁工程建设中主要面临的两大挑战。冻土区线路工程广泛采用桩基础桥梁,土体冻结后会显著影响地震作用下桩-土动力相互作用过程,给桩基础桥梁抗震分析带来困难。首先系统总结和分析了冻土对桥梁结... 详细信息

冻土和地震是我国西部高寒高烈度地区桥梁工程建设中主要面临的两大挑战。冻土区线路工程广泛采用桩基础桥梁,土体冻结后会显著影响地震作用下桩-土动力相互作用过程,给桩基础桥梁抗震分析带来困难。首先系统总结和分析了冻土对桥梁结构地震响应的影响、桩-冻土相互作用效应及其计算模型等方面的研究现状,进而对相关成果进行了科学分析。研究表明:冻土的存在对桥梁结构地震反应的影响是显著的,桩基础桥梁抗震设计中不考虑冻土效应是不合理的。目前还存在的问题包括:冻土区桥梁结构地震反应的研究中,未充分考虑冻土效应;现有桩-土相互作用模型无法有效应用于冻土领域;地震作用下桩-冻土体系相互作用机理及其破坏特征不明确。在此基础上,提出了考虑冻土效应后桥梁桩-土动力相互作用为今后需要重点研究的方向。

关键词：冻土区桥梁结构桩-土动力相互作用地震反应

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桩-土动力相互作用接触面研究综述

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水利与建筑工程学报 2008年第3期6卷 5-8页

作者：姚琨冯小娟黄义西安建筑科技大学理学院陕西西安710055

桩-土动力相互作用的问题是岩土工程、地震工程和结构工程的重要研究内容,其复杂性源于土动力性能和桩-土接触面的动力接触行为的复杂性,因而接触面的研究是桩-土动力相互作用的主要课题之一。回顾了接触面的研究历程和现状,介绍了接触... 详细信息

桩-土动力相互作用的问题是岩土工程、地震工程和结构工程的重要研究内容,其复杂性源于土动力性能和桩-土接触面的动力接触行为的复杂性,因而接触面的研究是桩-土动力相互作用的主要课题之一。回顾了接触面的研究历程和现状,介绍了接触面的变形机理和接触面数值计算方法,阐述了桩-土接触面分离和滑移的判断方法,并对今后的研究提出了几点看法。

关键词：桩-土动力相互作用接触面变形机理数值方法判断方法

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考虑流固耦合和桩—土动力相互作用的大型隔震渡槽地震响应研究

考虑流固耦合和桩—土动力相互作用的大型隔震渡槽地震响应研究

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作者：彭银杰华中科技大学

学位级别：硕士

为了改变我国水资源分配不均衡的局面,促进国内经济、社会与人口、资源、环境等协调发展,渡槽作为跨越山谷河流的运水建筑物在其中扮演着非常重要的角色。大型渡槽结构作为I级建筑物,其抗震设防要求较高,而目前很多学者对大型渡槽进行... 详细信息

为了改变我国水资源分配不均衡的局面,促进国内经济、社会与人口、资源、环境等协调发展,渡槽作为跨越山谷河流的运水建筑物在其中扮演着非常重要的角色。大型渡槽结构作为I级建筑物,其抗震设防要求较高,而目前很多学者对大型渡槽进行抗震研究时,都将槽内水体作为附加质量进行简化考虑,实则与真实情况存在一定的误差。本文将以淠河总干渠渡槽为背景,采用有限元数值模拟的方法,对比分析等效质量简化节段模型与流固耦合节段模型结构动力响应差异,以验证考虑流体震荡的必要性,并对多种工况下地震动输入方式对考虑流固耦合的渡槽整槽模型动力响应的影响规律进行研究。本文内容主要概括如下: (1)基于有限元软件ABAQUS,根据算例建立ALE(自适应网格)流固耦合水槽刚体模型与弹性模型,将模拟与算例结果对比以验证模拟方法的合理性;建立摩擦摆支座简化数值模型,并对文献中的摩擦摆支座振动台试验进行模拟,以验证支座简化模型的可行性;基于前人提出的粘弹性边界理论,在渡槽上下游截止处设置粘弹性边界以吸收流体波,并通过数值算例对其吸收效果进行验证。 (2)将摩擦摆支座简化模型应用于渡槽节段模拟,建立节段等效质量模型和ALE流固耦合模型,比较两种模型在地震作用下结构动力响应的差异,讨论渡槽抗震分析中考虑流固耦合作用的必要性,并研究了流固耦合模型中支座摩擦系数、地震荷载、水体等参数对节段模型隔震支座隔震效果的影响。 (3)基于摩擦摆支座简化模型和流固耦合模型建立了未考虑桩-土动力相互作用和考虑桩-土动力相互作用的整槽模型(包含桥墩、支座、渡槽、水体),对比这些模型在地震作用下动力响应的差异。分析结果表明,在大型渡槽抗震分析中,考虑桩-土-渡槽结构动力相互作用同样是非常必要的。未考虑槽墩基础与地基的动力相互作用的一致地震输入分析会造成偏小的动力响应,而在槽墩基础直接输入非一致地震激励会带来不真实的动力响应。

关键词：渡槽 ALE流固耦合模型摩擦摆支座简化模型桩-土动力相互作用

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水平瞬态荷载作用下桩土动力相互作用研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第11期51卷 187-196页

作者：余云燕冯一帆王立安兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学铁道技术学院甘肃兰州730070

为研究桩基在桩-土界面连续条件下,桩顶受撞击等水平瞬态荷载作用时桩基位移响应、桩-土界面动力响应和桩周土的应力分布规律,根据Biot理论和Novak平面应变假定,采用Euler梁建立桩-饱和土耦合振动的平面应变简化模型,利用Laplace变换和... 详细信息

为研究桩基在桩-土界面连续条件下,桩顶受撞击等水平瞬态荷载作用时桩基位移响应、桩-土界面动力响应和桩周土的应力分布规律,根据Biot理论和Novak平面应变假定,采用Euler梁建立桩-饱和土耦合振动的平面应变简化模型,利用Laplace变换和势函数分解求解系统动力控制方程.针对桩-土系统在水平三角形冲击荷载作用下的振动状态,着重对桩基位移响应、桩-土界面和桩周土的动力响应开展时域分析.研究发现:桩-土系统的位移场响应滞后于应力场响应;桩土模量比越小,桩-土界面有效径向应力、切应力及孔压响应越显著;土体渗透系数减小引起桩-土界面孔压增大,导致有效径向应力减小,桩-土界面处切应力几乎不受渗透系数变化的影响;渗透系数较大时,桩周土孔压分布较分散,最大有效径向应力出现在桩-土界面附近;渗透系数较小时,桩周土孔压分布较为集中,最大有效径向应力则出现在桩-土界面较远处.

关键词：桩-土动力相互作用饱和土 Novak平面应变假定三角形冲击荷载时域分析

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液化场地桥梁桩—土动力相互作用p-y曲线特性研究

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防灾减灾工程学报 2014年第5期34卷 619-625页

作者：张效禹唐亮凌贤长苏雷刘春辉高霞哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

针对液化场地桩—土动力相互作用振动台试验,基于OpenSees有限元数值计算平台,建立了三维有限元数值模型。采用振动台试验结果,验证了数值模型的正确性。基于此数值模型,进行液化场地桩—土动力相互作用p-y曲线特性的参数分析,研究了砂... 详细信息

针对液化场地桩—土动力相互作用振动台试验,基于OpenSees有限元数值计算平台,建立了三维有限元数值模型。采用振动台试验结果,验证了数值模型的正确性。基于此数值模型,进行液化场地桩—土动力相互作用p-y曲线特性的参数分析,研究了砂土的渗透系数、内摩擦角和相对密度、上覆粘土层厚度及桩径对曲线的影响效应。研究表明,砂土液化后,动力p-y曲线的滞回圈面积较液化前有明显增大;砂土的渗透系数控制着砂土超孔压的增长趋势;砂土的内摩擦角、相对密度的增大及粘土层厚度的增加使动力p-y曲线滞回圈的面积趋于减小,而桩径的增大使动力p-y曲线滞回圈面积变大。

关键词：液化场地 p-y曲线桩-土动力相互作用有限元法振动台试验

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考虑桩土动力相互作用的桥梁结构简化计算方法研究

考虑桩土动力相互作用的桥梁结构简化计算方法研究

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作者：郭鸿翔福州大学

学位级别：硕士

地震作用下桥梁桩-土动力相互作用问题十分重要。目前研究桩-土动力相互作用的方法主要有理论分析方法和试验研究方法。动力p-y曲线简化计算方法由于物理概念清晰,计算简便而被广泛应用于工程实践和研究中,目前常用的试验方法推导动力p-... 详细信息

地震作用下桥梁桩-土动力相互作用问题十分重要。目前研究桩-土动力相互作用的方法主要有理论分析方法和试验研究方法。动力p-y曲线简化计算方法由于物理概念清晰,计算简便而被广泛应用于工程实践和研究中,目前常用的试验方法推导动力p-y曲线受限于资源需求大,试验周期长,参数分析不便等局限性。随着动力计算方法和计算机水平的不断提高,提出基于数值方法建立考虑桩-土动力相互作用简化模型的方法,采用ABAQUS有限元软件建立考虑桩-土动力相互作用的数值整体模型,根据整体模型分析和推导了动力p-y曲线,提出建立桩-土动力简化模型的步骤和方法,并与小直径桩-土振动台试验结果进行了对比。通过建立桥梁大直径桩的简化模型,比较了单桩和群桩不同情况下地震动结果响应,分析动力p-y曲线相关参数的影响及群桩相关参数影响下模型的地震结果和差异。本文工作内容如下:(1)采用ABAQUS有限元软件,基于等效一致粘弹性人工边界建立了考虑单桩-土动力相互作用的数值整体模型,土体采用摩尔库伦材料本构并设定了桩-土接触,提出了基于数值整体模型获得动力p-y骨架曲线的相关方法,通过双曲线函数形式建立动力p-y骨架曲线,并将获得的动力p-y骨架曲线与单桩振动台试验和API规范的动力p-y骨架曲线进行对比,验证了数值方法获得动力p-y曲线的可行性。(2)以数值方法推导的动力p-y骨架曲线为基础,引入弹簧阻尼系统模拟土体非线性抗力和阻尼耗能作用,采用ABAQUS有限元软件建立了考虑桩-土动力相互作用的单桩简化模型,并采用简化模型进行分析,通过和考虑桩-土作用的单桩振动台模型与整体模型的地震响应结果进行对比,验证了简化模型的适用性。(3)基于某连续梁桥为工程背景,建立大直径单桩-土-桥梁数值整体模型和简化模型,比较了单层土和多层土情况下整体模型和简化模型的地震响应结果,验证了大直径桩-土简化模型的适用性。对影响砂土动力p-y曲线的相关参数进行参数分析,包括桩-土初始刚度比,上部结构配重,砂土有效容重和桩径,了解了相关参数对砂土动力p-y曲线的影响,为后续研究者对动力p-y曲线的研究提供一定的建议。(4)基于某连续梁桥为工程背景,建立考虑群桩桩-土-桥梁动力相互作用的数值整体模型和简化模型,对比了单层砂土情况下桥梁群桩整体模型和简化模型的地震响应结果和差异。进行了包括上部结构配重,桩距和桩径的群桩动力相互作用参数分析,总结了地震作用下群桩基础的响应规律。

关键词：桩-土动力相互作用动力p-y曲线整体模型简化模型地震响应分析

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大型桩土动力相互作用的非线性分析

大型桩土动力相互作用的非线性分析

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作者：张育乐西安理工大学

学位级别：硕士

桩土相互作用问题,尤其是大型群桩在动力荷载作用下的相互作用问题,一直是工程界、学术界比较棘手而热门的话题。由于桩和土的物理特性相差较大,在地震作用的激励下,桩与土之间可能会产生张开和滑移等非线性特性,使得问题更为复杂。传... 详细信息

桩土相互作用问题,尤其是大型群桩在动力荷载作用下的相互作用问题,一直是工程界、学术界比较棘手而热门的话题。由于桩和土的物理特性相差较大,在地震作用的激励下,桩与土之间可能会产生张开和滑移等非线性特性,使得问题更为复杂。传统的方法是用m法模拟桩土相互作用,这种方法虽然简单易行,但在一定程度不能真实反映桩土间的非线性问题,因此其在工程中的精确程度和适用性有待于进一步的研究和验证。本文重点研究了桩体与土体的动力相互作用问题,分析了桩土接触内界面上的运动状态,建立了运动和动力边界条件,提出并采用能够反映其动力相互作用机理桩土域无限接触点对的瞬态接触内力为待定变量,应用经典变分原理(Hamilton原理)和Lagrange乘子法、罚函数法建立了桩土动力相互作用的广义变分方程。用三维八节点等参元及桩土接触面上的接触点对单元,对桩土相互系统进行了离散化处理,建立了有限元控制方程。并将Wilsion-θ法成功地扩展到桩土动力相互作用的时程分析中。研编了功能性强,包括动力吸收边界(粘弹性边界)的桩土动力相互作用的分析计算程序,并对程序正确性进行了考核,证明程序是正确的。采用本文建立的桩与土动力相互作用有限元模型,研究了最简单、最基本的单桩与土体的相互作用及受力机制,并建立了m法模型,结合工程实例对两种模型进行了静动力分析的探讨和比较。结果表明:静力作用下两种模型的结果比较接近,动力作用下的结果相差较大,m法模型的结果要大一些。作为实际工程应用,本文以中线穿黄U形渡槽工程为研究对象,对已采用m法确定弹簧刚度的梁杆模型处理桩基础的中线穿黄U形渡槽抗震评估进行了探讨,应用本文建立的桩体土体动力相互作用模型和计算程序,分别比较了这两种模型的上部结构和桩体的位移和内力特性,结果表明对于桩体的内力和位移,无论是动力还是静力结果,两种模型比较接近,但上部结构的内力和位移,静力情况还相当接近,动力作用下却有一定差别,大部分量值有限元法大,个别量值m法偏大,这是值得注意的。虽然本文的研究只是特例,但对中线穿黄U形渡槽及其它工程的抗震评估具有一定的参考价值。

关键词：桩-土动力相互作用 Hamilton原理 Lagrange乘子法罚函数法 m法接触单元粘弹性边界动力特性人工地震波

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非饱和黄土场地桩-土动力相互作用试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2023年第4期57卷 824-832页

作者：周敉冯鹏飞刘平均长安大学、旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室陕西西安710064 中电建路桥集团有限公司北京100160

为了研究非饱和黄土场地桩-土动力相互作用,利用土工离心机振动台进行桩-土动力模型试验.获得桩身弯矩、桩侧土抗力、桩-土相对位移及动力p-y曲线,分析加速度幅值、桩基埋深对动力p-y曲线的影响.基于非线性文克尔地基梁模型,建立考虑远... 详细信息

为了研究非饱和黄土场地桩-土动力相互作用,利用土工离心机振动台进行桩-土动力模型试验.获得桩身弯矩、桩侧土抗力、桩-土相对位移及动力p-y曲线,分析加速度幅值、桩基埋深对动力p-y曲线的影响.基于非线性文克尔地基梁模型,建立考虑远场阻尼效应、桩-土间隙效应的非线性动力p-y单元,通过有限元分析结果和该试验记录对动力p-y单元的有效性进行验证.结果表明,随着加速度幅值的增加,桩-土体系的耗能增强,土体刚度逐渐退化;桩侧土抗力与桩-土相对位移之间存在滞后性;采用建立的动力p-y单元,能够相对真实地模拟非饱和黄土场地的桩-土动力响应.

关键词：非饱和黄土场地桩-土动力相互作用离心机振动台试验动力p-y曲线动力p-y单元

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