水平地震作用下單樁橫向非線性動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、本文主要研究水平地震作用下單樁橫向非線性動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題。首先，利用有限元分析軟件ANSYS，構(gòu)造了一個(gè)考慮土的材料非線性和樁土界面狀態(tài)非線性因素影響的三維有限元模型，該模型考慮了樁土單元的選取、土體邊界的模擬、網(wǎng)格大小的劃分、地震動(dòng)輸入方法、重力因素等，并對(duì)模型進(jìn)行了靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)驗(yàn)證，以證明幾何模型的正確性。其次，運(yùn)用該模型，輸入地震動(dòng)，研究了常數(shù)阻尼和瑞雷阻尼兩種不同計(jì)算模式下的自由場(chǎng)和單樁－地基土模型的橫向地震響應(yīng)。第二，利用該有限

2、元模型，較為全面地研究了地震荷載作用下的單樁橫向非線性動(dòng)力響應(yīng)，分析了樁頭反應(yīng)譜、地震波傅里葉譜等，進(jìn)行了樁土彈性模量比、土體材料阻尼比、地震動(dòng)輸入水平等因素對(duì)單樁橫向非線性動(dòng)力響應(yīng)的參數(shù)敏感性分析。第三，以單調(diào)加載條件下的p-y曲線為骨干曲線，采用動(dòng)力Winkler地基梁模型，建立了水平地震作用下單樁橫向非線性動(dòng)力響應(yīng)簡(jiǎn)化分析模型，編制了單樁橫向非線性動(dòng)力響應(yīng)簡(jiǎn)化分析的有限元程序。通過(guò)與三維有限元數(shù)值模擬結(jié)果的比較，驗(yàn)證了簡(jiǎn)化分析模型

3、的合理性和正確性。最后，運(yùn)用簡(jiǎn)化分析模型，進(jìn)行了設(shè)計(jì)烈度分別為7,8和9度時(shí)，不同地震動(dòng)輸入水平下樁頭的反應(yīng)譜和位移、加速度計(jì)算，為實(shí)際工程提供參考。通過(guò)以上分析，得到如下結(jié)論：
　　 1、自由場(chǎng)模型分析的結(jié)果表明，土體能將從基巖輸入的加速度加以放大，且塑性土模型較之彈性土模型的位移、速度、加速度更大，說(shuō)明土體的材料非線性特性對(duì)自由場(chǎng)的地震響應(yīng)，有著一定影響。
　　 2、考慮土體的彈塑性和樁土界面是否分離時(shí)，其計(jì)算結(jié)果表

4、明：土體的材料非線性和樁－土界面狀態(tài)非線性特性，對(duì)單樁橫向地震響應(yīng)有一定影響，考慮這兩個(gè)非線性因素，能更準(zhǔn)確的描述單樁橫向地震運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。
　　 3、較之自由場(chǎng)，設(shè)置樁體后位移、速度、加速度明顯減小，說(shuō)明樁身的存在起到了隔震減震的作用。
　　 4、水平地震時(shí)樁體最大動(dòng)力響應(yīng)（位移、加速度等）出現(xiàn)在樁頂或樁的上段部分。
　　 5、樁土彈模比、土體材料阻尼比、輸入地震動(dòng)水平等參數(shù)，對(duì)樁土動(dòng)力相互作用有影響，其中，樁土模