从高层建筑结构与地基的相互作用谈连续地基的简化计算

从高层建筑结构与地基的相互作用谈连续地基的简化计算

一、从高层建筑结构与地基基础相互作用研讨连续基础简化计算(论文文献综述)

程勋超[1](2021)在《大底盘上地基-基础-上部结构协同沉降分析及应用》文中研究表明随着建筑层数不断增高,越来越多的建筑选择采用复杂的地基、基础和上部结构组合形式,如同一底板下存在天然地基、抗浮桩或抗浮锚杆、桩基础等多种地基和基础形式,同时上部结构形式也千差万别。为此,准确分析建筑物的沉降变形和变形协调非常重要,考虑地基-基础-上部结构协同作用的分析方法日益显示出重要性。传统的单一建筑,在对建筑结构进行受力变形分析过程中,一般将其划分为上部结构、基础和地基分别进行分析,现有求解结构变形的方法一般是针对每一部分单独计算,再合并获得结构总变形量。但应用这种求解方式计算大底盘上存在多栋不同高度的建筑结构时,会因为忽略结构与地基之间的协同作用导致计算结果与实际变形量不符,且随着不同建筑荷载差异的增加,计算偏差会非常大。针对这一问题,很多学者持续不断的开展地基-基础-上部结构协同沉降分析方法的研究,进行较多协同分析计算方法的改进和优化,协同分析高度依赖计算机的计算能力,随着计算机计算能力的不断提高,采用有限元数值模拟软件进行大型复杂结构的协同设计和分析已经成为一种主流手段。本文依托北京未来科技城A21地块大底盘上多栋建筑物沉降问题开展协同分析研究,探索将协同沉降分析结果在岩土工程设计优化中进行应用。获得工作结论如下:1、采用地基-基础-上部结构协同沉降分析方法,将上部结构和基础底板的刚度作为主要因素来分析结构的协调变形作用,利用可靠的区域经验土体本构模型和沉降观测数据,采用大型有限元软件,可较为准确的计算和预测建筑物地基、基础的变形情况,其计算分析结果可以协助优化地基基础结构设计、后浇带浇筑时点确定、停止降水时间确定等。2、进行地基沉降预测和CFG桩复合地基设计时,采用按照后浇带分割块、按照规范规定的分层总和法计算求解时,因没有考虑地下室底板刚度对上部荷载的应力分布改变和沉降协同作用,会导致沉降计算结果普遍偏大;利用有限元软件进行大底盘上不同荷载结构协同沉降分析计算结果,可以有效优化CFG桩复合地基设计方案。3、通过对大底盘基础上的上部结构、基础、地基上中下三部分进行协同沉降计算,可以实现整个基础筏板沉降预测,精准展示出各区域沉降变形程度。本项目有限元协同沉降计算验证了结构设计分楼栋计算的地基基础方案设计的合理性,表明在考虑地基-基础-上部结构协同作用的情况下,项目制定的沉降控制方案是可行。4、通过多种方式分单体、整体等不同情况按照规范法计算后浇带两侧沉降差,与大底盘上地基-基础-上部结构协同沉降分析结果相对照,结合设计筏板所能承受最大差异变形,分析建筑加荷和沉降实测数据变化趋势,确定了后浇带浇筑时间原则,在此基础上,结合场区短期水位预测,给出了停止工程降水的时间节点优化判断方法。

白春[2](2020)在《考虑土—结构相互作用的煤矿采动对RC框架结构模型抗震性能影响与分析》文中认为煤炭作为我国的重要战略资源,由于多年来一直被高强度开采,故而形成了大量的采空区。随着中国工业化发展进程的加快,我国土地资源日趋紧张,诸如建筑物、工业厂房、道桥等工程建设逐渐向采空区边缘地带推进。但我国多数矿区位于有抗震设防烈度要求的地带,地震作用下采空区边缘地带建筑结构遭受煤矿采动灾害与地震灾害的不利影响。目前关于煤矿采动灾害与地震灾害影响下,RC框架结构地震模拟振动台的试验鲜有报道,本文依托国家自然科学基金项目“《地震作用下采动区岩层动力失稳与建筑安全控制研究》项目编号(51474045)”,根据《建筑抗震试验规程》(JGJT101-2015)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),利用PKPM软件设计原型六层钢筋混凝土框架结构。基于开采沉陷学、结构动力学、地震工程学,通过现场调研、试验研究与数值模拟相结合的方法,以采空区边缘地带RC框架结构为研究对象,结构在经过采动灾害长期影响下产生双向不均匀沉降后,对结构在地震灾害作用下其抗震性能劣化机制及动力灾变规律开展研究工作,本文主要在以下几个方面进行探讨,主要研究成果如下:(1)煤矿采动影响下RC框架结构振动台试验设计。为了模拟采动灾害引起的不均匀沉降,设计采动模拟试验台。基于一致相似率理论,设计几何相似比为1/10的强度模型,横向与纵向均为两跨,高宽比为2.25。选用微粒混凝土和镀锌铁丝模拟原型混凝土与钢筋,为了进一步提高振动台试验的精确度,考虑非结构构件自重及活荷载的影响。(2)通过振动台试验,研究试验模型在7度设防、8度设防地震激励下的动力响应,结构破坏形式及破坏机理。煤矿采动扰动下结构产生不均匀沉降,对结构产生初始损伤,结构自振频率降低。不均匀沉降量越大,结构的自振频率降低越多,采动初始损伤会加剧结构在地震作用下的震害。采动影响程度增大,结构底部容易过早的发生塑性损伤,消耗地震传到上部结构的能量,不利于地震能量向上层传递与分散,结构底部极易形成塑性损伤薄弱区。强震扰动下煤矿采动损伤建筑最大层间位移角超过规范限值,薄弱层位置从一层扩展到二层,存在薄弱区向上扩展现象,底部结构塑性铰急剧增加。角柱损坏最严重,中柱损害最小,抗震稳健性降低。动力破坏试验表明,采动损害影响最大的结构,其抗震稳健性衰减速率越快,角柱AI最先发生破坏失稳,倒塌范围逐渐扩大形成竖向倒塌区域,且存在P-△二阶效应作用对结构倒塌的贡献,最终导致整个底部结构的垮塌。(3)单向与双向不均匀沉降对建筑物的损害。两种不均匀沉降影响下,共同点是:首层构件附加应力或附加变形最大,应力集中主要位于梁端、柱端、框架节点处;随着楼层位置增加,采动影响作用大幅度衰减。不同点是:单向不均匀沉降影响下,柱沿建筑物倾斜方向以单向偏心受力为主,梁以弯曲变形为主。而双向不均匀沉降影响下,柱沿对角线方向呈双向偏心,梁存在弯扭变形。(4)双向地震激励下,分别考虑土-结构相互作用与刚性地基假定,对煤矿采动损伤建筑结构抗震性能的影响。为减少数值模拟计算成本,提高结构仿真分析效率,对地基土体的影响范围进行了多种计算,提出了确定有限元模型地基土体有效范围的方法。与刚性地基假设对比可知,考虑土-结构相互作用后,结构的约束相对减弱,表现为柔性体系,结构自振周期变长。与刚性地基相比,结构在X与Z向的顶层加速度反应减弱,煤矿采动影响越大,加速度降低幅值越大。考虑土-结构相互作用后的结构顶点位移要大于刚性地基,加速度时程曲线变化较柔,X方向的动力反应要强于Z向。煤矿采动对建筑物的影响作用越大,结构顶点位移变化越显着。当考虑土-结构相互作用后,结构的最大层间位移角普遍比刚性地基要偏小,层间位移角的变化趋势比刚性地基要缓,尤其是对于不均匀沉降影响下的结构,这种变化更为显着。与刚性地基相比,考虑土-结构相互作用后,水平层间剪力随楼层位置增加而减小。(5)对不同土层下的煤矿采动影响下框架结构倒塌破坏规律进行了研究。不同土体条件下,结构的破坏时间所有差别。基于刚性地基假设下的结构破坏时间多数要早于硬土和软土地基,土质越软,这种破坏延迟效果越显着。在采矿采动影响相同的条件下,软土地基结构整体破坏情况要小于硬土地基,小于刚性地基。地基土体越软,不均匀沉降量越大,结构在地震动力作用下沉入土体的深度越大,结构侧向变形越严重。倒塌破坏过程表明结构的破坏既有“柱铰”破坏,又有“梁铰”破坏,存在“混合倒塌”机制现象。考虑土-结构相互作用后,上部结构反应较大,构件不同程度形成塑性损伤,耗散掉部分地震输入能,底部整体倒塌概率降低。该论文有图122幅,表55个,参考文献204篇。

罗兰芳[3](2020)在《地基土—结构—设备体系振动台试验研究与能量反应分析》文中研究表明建筑结构使用功能需求的增长促使其内部设备等非结构构件大量涌现,建筑结构本身与其内部设备形成了结构-设备耦合体系。对于结构-设备耦合体系的研究多基于刚性地基的假定,而真实地基情况与计算假设之间的差异可能导致结构-设备体系设计出现不合理、乃至不安全的情形。一方面,地基相对柔性可引起上部结构-设备体系动力特性的改变,另一方面,由于地基无限性导致的振动能量远处逸散效应将进一步改变上部结构-设备体系的地震反应机理,因此将地基土、结构、设备三者联合分析更能反映真实情形。然而,由于地基土-结构-设备体系规模庞大性及内部相互作用复杂性,尚缺乏高效的整体体系地震反应计算方法,而试验研究成果更是匮乏。有鉴于此,本文针对地基土-结构-设备体系研究中所涉及的地基土能量逸散效应的模拟、体系振动台试验方法进行了研究,并对体系抗震设计能量法所涉及的基本问题进行探索,研究了考虑土-结构相互作用情况下结构-设备体系能量反应的计算理论,分析了结构-设备体系在真实地基条件下的地震能量输入和能量耗散机理。主要研究内容和成果概述如下:1.提出了模拟远场地基土无限域能量逸散效应的模态综合-阻尼抽取联合法。研究了模态综合法与阻尼抽取法联合应用于远场地基土模拟的相关理论,推导了联合法模拟远场地基土有限元时域模型的计算表达式。以有限元软件ANSYS与编程软件MATLAB联合应用实现模拟远场地基土有限元模型的前处理,并以Simulink状态空间方法实现模拟远场地基土模型的计算。基于算例分析对所提出方法的可靠性进行验证,算例结果表明:所提出的模拟远场地基土能量逸散的模态综合-阻尼抽取联合法计算效率高且不失精度。2.提出了地基土-结构-设备体系基于分枝模态方法的实时耦联振动台试验方法。推导了地基土-结构-设备体系运动方程并变换使得结构-设备体系与地基土之间相互作用以耦合项荷载形式出现,进而可实现结构-设备体系试验子结构与地基土数值子结构之间的数据交互。对单向加载振动台装置上地基土转动效应的模拟进行研究,将地基土转动效应以等效荷载方法模拟进而提出了整体体系的实时耦联振动台试验方法。对数值子结构地基土模型的实施进行研究,并对其应用于实时耦联试验的可行性进行论证,结果表明:本文提出的缩减地基土模型参与地基土-结构-设备体系实时耦联试验满足数据交互时效要求且具有较高的精度。3.提出了考虑地基土影响的复杂相互作用体系中结构-设备体系能量反应计算方法,研究了地基土线性阶段和局部非线性阶段的结构-设备体系能量反应计算理论,并解决了相关能量反应自编程序的计算实现。考虑了结构与设备之间存在连接装置的情形,得到了考虑地基土影响的结构、连接装置与设备各自的能量反应计算方程。提出了实时能量概念并开发了Simulink实时能量反应输出模块。对高层框架结构-设备体系能量反应进行MATLAB自编程序计算实现,为获知结构-设备体系真实的能量需求与耗散机理奠定基础。4.实现了结构-设备体系与地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验,并对基于分枝模态方法的实时耦联振动台试验方法的可靠性进行了验证。基于试验结果分析了连接装置参数以及地基土对结构-设备体系能量反应的影响规律。结果表明:与刚性连接装置相比,采用柔性连接装置对降低结构输入能和滞回耗能占比有利;连接装置参数对设备输入能及其分配影响规律与地震动特性相关。考虑地基土影响后,结构与设备输入能呈相对于刚性地基时降低的状态;且结构与设备输入能分配特性以及连接装置参数对结构和设备能量反应影响的规律改变。刚性地基假定的结构-设备体系能量反应计算结果存在较大误差。5.对局部非线性地基土-结构-设备体系计算方法进行研究,提出了借助不同软件计算优势为特点的地基土-结构-设备体系ANSYS-MATLAB数值交互分析方法,开发了相应的ANSYS-MATLAB交互分析平台,并对交互分析方法的可靠性进行了验证。基于交互分析平台研究了大震阶段地基土对不同参数连接装置的结构-设备体系能量反应的影响规律,结果表明:地基土进入局部非线性阶段后对结构与设备输入能的减小作用有所削弱,同时,局部非线性地基土对结构-设备体系能量反应影响规律与线性地基土假设时的情况有所不同。因此,有必要考虑地基土非线性因素对结构-设备体系能量反应的影响。6.开展了地基土-高层框架结构-设备体系能量反应分析,对结构-设备体系抗震设计能量法中结构与设备输入能、能量耗散机理以及性能协调手段等基本问题进行研究。分析了连接装置参数以及地基土对结构与设备输入能、能量分配和耗能机制的影响规律。结果表明:采用柔性连接装置可减小结构向设备的能量传递,当设备与柔性连接装置构成的设备子体系与结构基频接近1.0时结构输入能明显降低;采用柔性连接装置有利于设备内部能量合理分配,对减小设备反应有利,当柔性连接装置的设备子体系与结构基频接近1.0时,结构与设备可互动减震;刚性地基假定的结果高估了结构与设备输入能,考虑地基土影响后结构与设备输入能最大降幅可至50%;刚性地基假定的结构与设备输入能分配特性存在误差,且结构楼层滞回耗能分布与真实地基条件下不同;考虑地基土影响后连接装置对结构能量反应影响规律与刚性地基时的结果差异明显,且柔性连接装置对设备有利作用削弱。在结构-设备体系抗震设计能量法研究中有必要考虑地基土的影响。

戴启权[4](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》文中研究说明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。

汪过兵[5](2020)在《湿陷性黄土地基不均匀沉降对砌体结构影响的研究》文中指出随着西部大开发战略的实施,我国西部地区基础设施建设得到了快速发展。由于我国西部地区地处黄土高原,分布着大量的湿陷性黄土,许多建筑结构建筑于湿陷性黄土地基上。湿陷性黄土在一定压力作用下浸水后会迅速发生湿陷固结变形。不均匀湿陷固结变形会对上部建筑结构造成不同程度的损坏,引发工程病害时有发生,严重影响结构使用寿命,对人民群众的生命财产安全造成巨大的威胁,湿陷性黄土地基与上部结构协同工作的研究是工程界亟待解决的问题。本文针对湿陷性黄土地基及其上部结构进行了如下方面的研究:(1)对二元介质模型做了改进;基于改进的二元介质模型,结合Biot固结理论、断裂力学、连续介质理论建立了集中力作用下湿陷性黄土地基湿陷固结变形的微分方程组;引入边界条件,应用Laplace变换、Hankel变换数学物理方法进行方程组求解,给出了竖向集中荷载作用下的地基变形数学表达式,通过应用MATLAB自编程序计算,计算结果更接近黄土地基湿陷固结变形;(2)基于改进二元介质的湿陷性黄土地基湿陷固结变形模型、将上部砌体结构简化为置于湿陷性黄土地基上的剪切梁,建立了上部砌体结构与湿陷性黄土地基协调工作模型,给出了协调工作微分方程;应用力的相互作用原理、Fourier级数、Heavi-side阶梯函数推导了湿陷性黄土地区砌体结构建筑物地基基础局部脱空变形的数学表达式;(3)通过GEO studio有限元软件,建立了上部砌体结构与湿陷性黄土地基协调工作有限元模型,并将其结果与解析解进行了对比,结果表明二者符合较好,可认为本文提出的上部砌体结构与湿陷性黄土地基协调工作模型能够反映实际情况,其数学表达式是求解湿陷性黄土地基不均匀沉降引发的砌体结构地基基础局部脱空变形问题的有效方法。

陈宇博[6](2020)在《用最小余能原理求解弹性地基梁问题》文中进行了进一步梳理地基梁是建筑工程中常见的基础结构,广泛应用于各类民用和工业建筑中,例如公路建设、铁路轨道设计中的条形基础、格式梁基础以及桥梁等建筑结构,并且大多数的工程结构都可简化成弹性地基梁的计算。弹性地基梁的计算虽是一个经典的研究领域,但随着时代的进步,新的地基模型和计算方法层出不穷,学者们对地基梁的研究至今仍在不断完善和发展。查阅大量文献后发现,大多数研究人员都基于Winkler地基模型展开研究,所采用的方法多是基于最小势能原理。对于地基梁体系,将地基反视力为基本未知量,则梁所受的外力与地基反力满足力的平衡条件,以及由地基梁的平衡微分方程可知满足力和位移的边界条件。本文求解弹性地基的过程中是基于Boussinesq解答并且设定地基表面与梁的变形处处相等,以及不计地基自重时无穷远处的边界上力和位移趋近于零,表明地基中处处满足力和位移的边界条件及平衡方程。由此可知地基梁体系中可以采用最小余能原理求解。因此,本文选用半空间弹性地基模型,基于Boussinesq解答和最小余能原理对弹性地基梁进行了系统的研究。首先采用分布加载的方式对地基模型的沉降变形公式进行推导,得出了在外力作用下地基产生的形变余能;根据弹性力学叠加原理和能量原理得到地基梁体系的余能泛函,基于最小余能原理建立以地基反力的为基本未知量的线性方程组,结合应力边界条件求解地基反力;结合具体工况,利用数学软件编写计算程序,求解两端自由弹性地基梁和两端有约束条件地基梁,并且与其他求解方法进行对比分析;求解相同工况下Winkler弹性地基梁和半空间弹性地基梁的地基反力和弯矩曲线,具体分析两种地基模型的区别。本文的主要研究成果是推导出了半空间弹性地基和弹性地基梁的余能泛函,基于最小余能原理直接对地基接触反力进行求解。给出求解集中荷载和均布荷载下两端自由弹性地基梁以及两端简支、两端固支弹性地基梁的地基反力和沉降变形的求解方法。对比Winkler地基梁的计算结果,体现出Winkler地基模型的局限性。本文所用方法可以作为研究建筑结构与地基共同作用原理的理论基础。

赵晓光[7](2020)在《地震作用下建筑高低承台群桩基础响应规律试验研究》文中进行了进一步梳理地震作用下桩基础的动力响应规律作为岩土工程中的难点问题,涉及到场地土的动力响应、土-结构相互作用、动力非线性、弹塑性等多项复杂课题。本文在已有研究成果的基础上,主要针对震害特征明显、承受水平荷载不利的高承台群桩基础动力响应规律,以埋入式低承台群桩基础作为比较对象,开展大比例尺振动台试验与数值模拟分析,揭示在一般均匀地基中桩基础的基本地震响应规律,详细分析高、低承台群桩基础在上部结构、承台、桩身以及土-结构接触状态等方面的动力响应规律及差异,取得的主要结论如下:1.在考虑桩基础与地基土相互作用时,上部结构振动能量会通过基础和地基土发生逸散向外传递(辐射阻尼效应),基础承台埋设条件会直接影响上部结构的振动特性与动力反应。由于承台和桩身外露地表,高承台群桩的辐射阻尼作用相对较小。2.相同条件下高桩承台结构的加速度峰值是低桩承台结构的1.35~1.65倍,外露段桩身的加速度峰值明放大系数约为2.0~2.4。与桩周地基土相比,地表处桩-土之间的加速度响应差异明显,地基深处桩身与土体的相对运动趋势较小,反映了桩-土-结构相互作用的影响机理。3.桩头与承台联结的嵌固效应、承台与桩身自由段的外露影响,将会显着改变桩身的地震内力分布。高承台桩身的主要弯曲危险点位于桩顶与承台连接处及地表附近处(地表以下1.5D~2.0D);低承台桩身在桩顶处内力幅值最大。承台及桩身的外露也会影响桩顶的嵌固效应,高承台桩身的受弯影响深度约在桩顶以下1.1m(18D),即地表以下0.8m(13D),而低承台桩身的受弯影响深度约在桩顶以下2.0m(33D)。4.水平地震作用下群桩基础中各基桩的荷载分配与桩身内力差异较大,角桩(前排桩)的桩身弯曲内力比边桩(内排桩)的内力大。对于高承台群桩基础,基桩内力的不均匀程度更大。地震强度的增加将放大不均匀系数。5.动土压力随结构与土体之间的相对运动趋势变化而不断消长。随着地震动强度的增加,结构物上的总土压力(包含动土压力与静力土压力)受动土压力的影响越来越大。地表附近的桩身(承台)与地基土之间的动土压力幅值更大,反映土-结构相互作用的影响程度规律。在低承台桩基础中,承台结构侧向动土压力得到一定发挥,其接触关系应考虑墙前与墙后土压力的叠加效应。6.地震动强度对响应幅值的影响最为显着。场地土体初始动剪切模量的增大,会显着降低土体以及桩身的加速度与位移响应,同时也会在一定程度上减小桩身的内力。桩-土刚度比的增加将降低桩身、承台的加速度响应,放大桩身内力。承台质量的增加主要放大桩顶处的内力幅值,上部结构质量的变化主要影响地表处桩身的内力响应。桩身出露长度的增加会显着放大承台、上部结构的加速度响应,影响桩身内力设计的控制截面位置。桩身入土深度对桩身内力的影响存在一个临界深度,当桩身入土深度增加至20D,其对桩身内力的影响已不明显。7.从实用设计角度出发,在有关地基运动引起的桩身内力有关成果基础上,考虑桩土刚度比、结构惯性作用、桩身出露长度等多因素影响,引入可以反映惯性作用与运动作用耦合方式的关联系数,推导出一个适用于一般均匀地基中桩身最大弯矩的估算公式,为桩基抗震设计的简化计算提供参考。

李洪江[8](2019)在《软弱地层桩基水平承载特性分析与卸荷响应研究》文中指出桩基础是建筑、交通、海洋、地下工程等领域的重要基础型式,随着我国重大基础设施建设的发展,桩基础呈现出深长、大直径、承载环境复杂等特点。桩基水平承载力是建(构)筑物抵御地震、风浪荷载、地下空间开挖卸荷的根本保证,桩基水平承载性能分析不当往往会诱发重大工程事故。因此,合理评价桩基水平承载性能,预测其在复杂承载环境下的变异响应特征,提出相应的安全控制措施是岩土工程面临的新挑战。本文以国家重点研发计划项目(2016YFC0800201)、国家自然科学基金项目(51878157)、江苏省建设系统科技项目(2014ZD66)和江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYLX160244)为依托,以软弱地层桩基水平承载特征与安全保障技术为研究对象,通过理论分析、原位测试、现场试验和数值模拟的手段,系统开展了软弱地层桩基水平承载特性分析与卸荷响应研究工作,主要研究内容和成果如下:(1)全面总结了国内外特别是近二十年间有关桩基水平承载研究现状,对桩基水平承载计算方法及开挖卸荷响应评价等方面的研究成果进行了综述,指出其存在和需要解决的问题。(2)针对软弱地层桩基复杂承载特点,提出了软弱地层桩基水平承载特性分析方法。通过构建孔压静力触探(CPTU)参数与桩基p-y曲线参数的对应关系,提出了基于CPTU原位测试的桩基水平承载实用分析方法与位移控制标准;针对软弱地层桩基“大变形”问题,提出了基于应力增量的桩基大变形p-y分析方法,该方法能综合反映径向应力增量效应、纵向应力增量效应及桩体深层转动挠曲对桩侧土抗力的影响;针对桩基“大直径”问题,提出了考虑摩擦效应的大直径桩水平承载分析fm方法,该方法在传统m法基础上考虑了侧壁摩擦力在桩身产生的附加弯矩,包括桩轴线挠曲变形引起的摩擦附加弯矩和桩基尺寸效应引起的摩擦附加弯矩,提升了大直径桩水平承载力计算精度。(3)采用现场试验与原位测试相结合的手段,系统研究了基坑开挖卸荷对邻近桩基水平承载性能的影响规律,提出了桩基水平承载卸荷响应评价方法。基坑开挖卸荷会对桩周土体产生应力释放,进而影响桩基的水平承载性能。原位测试结果表明,基坑开挖后土层贯入锥尖阻力衰减,锥尖阻力的衰减与土体卸荷应力路径密切相关,卸荷后的桩基水平承载力较自由场地降低。邻近基坑开挖致使桩基被动受荷,受开挖卸荷过程的影响,被动桩水平承载变形规律复杂,其桩-土相互作用随开挖过程不断改变。为准确计算被动桩水平承载累积变形及桩身内力特征,提出了考虑邻近基坑开挖卸荷全过程的被动桩水平承载分析方法。(4)开展了基坑开挖卸荷对坑底桩基水平承载性能影响试验研究,明确了开挖卸荷前后土体原位测试参数的变化规律及坑底桩基水平承载响应特征。研究指出,开挖卸荷致使坑底土体应力释放,改变了土体应力状态,影响了桩土相互作用p-y曲线的发挥特征。坑底桩基水平承载力的确定须同时考虑地层性质及开挖卸荷应力释放的共同影响,不考虑卸荷效应会过高估计坑底桩基水平承载性能。试验结果表明,采用开挖卸荷后的真实土层原位测试参数可以准确计算坑底桩基水平承载力,与现场实测结果吻合较好。(5)通过精细化构建桩-土-开挖体数值模型,研究了邻近基坑开挖卸荷致被动桩水平承载弱化机理及其影响因素。深入分析了开挖卸荷致土体移动并伴随应力释放(应力变形耦合)条件下的桩-土相互作用特征,明确了基坑开挖方式、土体模量、排水状态和不同加载时机对被动桩p-y曲线的影响规律。研究结果表明,被动桩桩-土相互作用受邻近基坑开挖卸荷的影响而发生变异,被动桩p-y曲线较主动桩p-y曲线表现出明显的软化特征,且开挖速率越快,p-y曲线跌落越快。由此,从桩-土相互作用本质上揭示了邻近基坑开挖卸荷致被动桩水平承载性能演化的内在机理。(6)基于承台-桩基耦合模型,揭示了承台约束效应对邻坑开挖被动桩水平承载性能的影响机制,提出了综合考虑桩头嵌固深度、承台-桩头相对模量和承台-桩头接触刚度等多因素的被动桩承台设计方法及设计参考标准。研究指出,承台约束会显着影响被动桩的水平承载性能,单一影响因素下,桩头嵌固深度宜控制在(515)cm,承台-桩头相对模量比宜控制在(0.15);综合影响因素下,则宜按照承台约束系数法将Kc控制在(0.11)%区间。(7)建立了软弱地层桩基水平承载性能提升与安全控制关键技术。通过现场试验和理论计算,充分论证了软土地层桩基后注浆技术与可液化地层共振法处理技术对桩基水平承载性能的提升效果;并从桩基性能控制角度出发,分别给出了基于参数敏感性和基于开挖效应的主、被动桩水平承载控制方法。研究指出,桩侧桩端后注浆技术可显着提高灌注桩的承载性能,较普通灌注桩水平承载力提高约20%;共振法地基处理技术可大幅改善土体的工程性质,使桩基水平承载力提升约30%;对主动桩而言,其安全控制要素依次为:桩头嵌固形式>尺寸效应>竖向荷载>桩身施工倾角;对被动桩而言,合理的控制开挖方式、桩头约束条件以及加载时机是保障被动桩水平承载性能及建筑物安全稳定的重要途径。

刘介继[9](2017)在《黄土地区高层建筑上部结构—桩筏基础共同作用研究》文中认为房屋建筑结构是由上部结构、基础和地基组成的一个整体,它们是协同受力变形的。为了计算的简便,把它们单独拿出来计算,但是这种计算方法,没有考虑到上部结构、基础和地基之间的协同变形,计算结果往往与实际情况有较大的误差,尤其在高层建筑中,这种共同作用往往越明显。随着计算机的普及,数值模拟软件的出现,研究它们三者之间的共同作用得以实现,并且现在越来越多的高层建筑建造需求,共同作用研究显得越来越重要。随着建筑高度的不断增加,高层建筑越来越多的使用桩筏基础,桩筏基础同时具有筏板基础与桩基础的优点,承载力相对筏板基础大幅提升,但是这种基础形式较为复杂,共同作用研究尚不够深入。另外,针对黄土地区,高层建筑上部结构—基础—地基的共同作用研究更有待进一步深入。本文以西安某高层剪力墙结构为实例进行研究,主要研究内容和成果如下:(1)运用大型有限元软件ABAQUS建立共同作用和非共同作用两种模型,对两种模型在静力学和动力学两方面进行有限元分析并进行对比。(2)在静力分析方面,首先考虑的是竖向荷载。在竖向荷载作用下,按照模拟施工的加载方式对共同作用模型进行逐步加载。研究发现,考虑共同作用后,上部结构的应力要比不考虑共同作用的大,尤其是边缘构件更为明显;筏板的沉降和沉降差和筏板中的应力均比不考虑共同作用的小;非共同作用模型中桩桩顶反力最大,共同作用模型最大的桩顶反力则在角桩。总体上,共同作用模型桩顶反力小于非共同作用模型。由以上可以得知,不考虑共同作用的设计于基础而言是偏保守的,对上部结构而言是不安全的。(3)在动力分析方面,研究考虑共同作用时上部结构的动力特性,得到结构的各阶自振周期和相应的振型,与非共同作用的模型相比结构体系变柔,自振周期变长。(4)利用动力分析所得到的结构自振频率和振型,采用抗震设计规范推荐的振型分解反应谱法计算出水平地震力,再将其以静力的形式施加到结构上。研究发现,考虑共同作用后,由于地基基础的存在,上部结构的侧移比非共同作用模型的大;共同作用模型里上部结构底部平均应力要比非共同作用模型的大,筏板边缘处的最大应力却比非共同作用模型小。(5)改变筏板厚度,研究筏板厚度变化对共同作用的影响规律,在竖向荷载作用下,随着筏板厚度增加,能够大大减小筏板的差异沉降;在水平荷载作用下,能显着减小上部结构的侧移。但筏板厚度增加,又导致筏板中的弯矩变大,不利于筏板的配筋。所以,设计中应当权衡利弊选择合理的筏板厚度。

周磊[10](2016)在《黄土地基密肋复合墙结构相互作用体系地震响应分析》文中认为密肋复合墙结构作为一种绿色新型可装配式结构,集轻质、节能、环保、保温、减震与一体,具有施工速度快、经济实用等特点。目前已在陕西、河北、宁夏、河南、青海、等多个省市推广使用。由于在结构设计计算中尚未考虑土与结构相互作用,特别在动力相互作用方面的研究欠缺,亟需进一步分析探讨。本文基于密肋复合墙结构前期课题组研究成果,根据国家自然科学基金项目(51178385)要求,采用振动台试验和数值模拟对比进行了黄土地基密肋复合墙结构体系地震响应分析。主要研究内容和结论如下:(1)总结了上部结构与地基基础相互作用和黄土地基的研究现状,探讨了结构与地基基础动力相互作用的研究方法,以某已建密肋复合墙结构为原型,设计并完成了1/15的密肋复合墙结构缩尺振动台模型试验。试验分两阶段来进行,第一阶段为土-筏基-密肋复合墙结构振动台试验;第二阶段为筏基-密肋复合墙结构振动台试验。两阶段试验下分析了黄土地基的地震反应、上部结构的位移反应和加速度反应,揭示了相互作用对密肋复合墙结构位移和加速度影响规律。(2)以两阶段振动台模型试验为原型,建立了数值计算模型,输入地震波。将数值模拟所得结果与振动台试验结果进行对比,取得了较好的吻合。(3)通过有限元模型分析在不同地震烈度下黄土地基的地震反应,研究了地震荷载作用下相互作用对结构的加速度和位移的影响,同时探讨了密肋复合墙结构顶层在相互作用下各位移分量组成。结果表明黄土对地震波有放大作用,且可以过滤一定的地震波,起到隔震的效果。动力相互作用下密肋结构顶层位移主要由结构变形和基础转动位移组成,基础滑动引起的位移所占比重较小。研究结果为密肋复合墙结构的设计计算提供了参考。

二、从高层建筑结构与地基基础相互作用研讨连续基础简化计算(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、从高层建筑结构与地基基础相互作用研讨连续基础简化计算(论文提纲范文)

(1)大底盘上地基-基础-上部结构协同沉降分析及应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的意义
    1.2 地基、基础沉降研究及工程控制
        1.2.1 不均匀沉降带来的危害
        1.2.2 不均匀沉降的工程措施
    1.3 共同作用研究现状
        1.3.1 共同作用的基本理论
        1.3.2 共同作用的国外研究现状
        1.3.3 共同作用的国内研究现状
    1.4 共同作用理论的工程应用问题
    1.5 本文研究的主要内容
第二章 筏板基础和刚性桩复合地基理论分析
    2.1 筏板设计方法
        2.1.1 筏板规范法计算的要求
        2.1.2 刚性板计算法
        2.1.3 弹性板计算法
    2.2 刚性桩复合地基设计计算方法
        2.2.1 CFG桩地基处理方法简介
        2.2.2 CFG桩复合地基承载力计算
        2.2.3 CFG桩复合地基沉降计算
    2.3 本章小结
第三章 地基-基础-上部结构协同沉降分析
    3.1 MIDAS有限元计算方法
        3.1.1 MIDAS/GTS NX有限元软件简介
        3.1.2 MIDAS/GTS NX分析功能
        3.1.3 MIDAS/GTS NX操作流程
    3.2 项目概况
        3.2.1 工程地质条件
        3.2.1.1 场地岩土评价
        3.2.1.2 场地水文地质条件
        3.2.2 基础设计、地基处理设计方案
        3.2.2.1 基础设计方案概述
        3.2.2.2 地基处理设计方案
    3.3 地基-基础-上部结构协同分析
        3.3.1 几何建模
        3.3.2 材料属性及网格划分
        3.3.3 计算参数选
        3.3.4 荷载、边界条件及工况划分
    3.4 本章小结
第四章 地基-基础-上部结构计算结果分析及应用
    4.1 沉降计算结果
        4.1.1 单体建筑规范法独立计算沉降计算结果
        4.1.2 协同分析沉降计算结果
        4.1.3 地基处理设计方案优化
        4.1.4 后浇带浇筑时点优化
        4.1.5 工程降水时间优化
    4.2 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢

(2)考虑土—结构相互作用的煤矿采动对RC框架结构模型抗震性能影响与分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 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 煤矿采动灾害对建筑物损害研究现状
        1.2.1 采动灾害下地基-基础-上部结构相互作用
        1.2.2 采动灾害对地表扰动研究进展
        1.2.3 建筑物抗采动灾害防护措施研究进展
        1.2.4 采动灾害对建筑物的影响
    1.3 主要存在的问题
    1.4 主要研究内容
    1.5 技术路线
2 采动影响下振动台试验设计与模型制作
    2.1 引言
    2.2 相似理论
        2.2.1 Buckingham定理
        2.2.2 一致相似率
    2.3 模型设计
        2.3.1 原型简介
        2.3.2 模型构件配筋计算
        2.3.3 模型材料
        2.3.4 缩尺模型可控相似常数
    2.4 结构模型相似关系
        2.4.1 模型构件自重相似计算
        2.4.2 非结构构件及活载相似计算
        2.4.3 物理量相似计算
    2.5 模型主体及其他配件设计
        2.5.1 模型主体设计
        2.5.2 其他配件设计
        2.5.3 模型配重设计
    2.6 模型吊装上振动台
        2.6.1 模型上振动台前的准备工作
        2.6.2 试验模型上振动台及后续工作
    2.7 本章小结
3 采动影响下建筑结构振动台试验研究
    3.1 研究目的与内容
        3.1.1 试验研究目的
        3.1.2 试验研究内容
    3.2 数据采集与加载方案
        3.2.1 测点布置及采集系统
        3.2.2 试验用地震波
        3.2.3 地震波输入顺序及加载工况
        3.2.4 采动灾害模拟试验台设计
    3.3 模型动力特性分析
    3.4 模型动力响应分析
        3.4.1 数据处理方法研究
        3.4.2 加速度反应分析
        3.4.3 层间变形分析
        3.4.4 能量耗散分析
        3.4.5 应变响应分析
        3.4.6 试验模型宏观破坏分析
    3.5 动力破坏试验研究
    3.6 机理分析
    3.7 本章小结
4 采动影响下建筑结构数值模拟分析
    4.1 引言
    4.2 数值模拟理论
        4.2.1 构件模型及材料本构关系
        4.2.2 接触控制
        4.2.3 网格划分
        4.2.4 有限元模型的建立
    4.3 采动灾害下建筑物损害分析
        4.3.1 建筑物单向不均匀沉降
        4.3.2 建筑物双向不均匀沉降
        4.3.3 建筑物破坏损害分析
    4.4 仿真分析与试验结果对比
        4.4.1 结构动力特性
        4.4.2 位移时程响应
        4.4.3 动力破坏形态对比分析
    4.5 本章小结
5 土-结构相互作用的理论分析
    5.1 引言
    5.2 土-结构相互作用机制
        5.2.1 运动相互作用
        5.2.2 惯性相互作用
    5.3 土-结构相互作用简化理论分析模型
        5.3.1 质点系模型
        5.3.2 三维实体模型
        5.3.3 子结构分析模型
        5.3.4 混合模型
    5.4 土-结构相互作用对结构的影响
        5.4.1 结构体系动力特性影响
        5.4.2 对结构地震反应的影响
        5.4.3 对建筑物地基运动的影响
    5.5 考虑土-结构相互作用的建筑物系统运动方程
    5.6 本章小结
6 土-结构相互作用的采动影响下结构抗震性能研究
    6.1 引言
    6.2 考虑土-结构相互作用的有限元分析参数
        6.2.1 土体动力本构模型
        6.2.2 土体计算范围
        6.2.3 地基土体与上部结构的连接
        6.2.4 土体边界条件
    6.3 煤矿采动影响下结构抗震性能分析
        6.3.1 模态分析
        6.3.2 加速度响应分析
        6.3.3 顶点位移响应分析
        6.3.4 层间变形分析
        6.3.5 结构楼层剪力分析
    6.4 土-结构相互作用的采动影响下结构倒塌破坏研究
        6.4.1 土层参数
        6.4.2 刚性地基下结构倒塌破坏分析
        6.4.3 硬土地基下结构倒塌破坏分析
        6.4.4 软土地基下结构倒塌破坏分析
    6.5 本章小结
7 结论、创新点及展望
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
查新结论
作者简历
学位论文数据集

(3)地基土—结构—设备体系振动台试验研究与能量反应分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 结构-设备耦合作用研究现状
        1.2.1 结构-设备体系理论研究
        1.2.2 结构-设备体系试验研究
        1.2.3 结构-设备体系连接效应研究
    1.3 土-结构相互作用研究现状
        1.3.1 土-结构相互作用理论研究
        1.3.2 考虑非结构因素的土-结构相互作用试验研究
    1.4 抗震设计能量法研究现状
        1.4.1 能量反应方程
        1.4.2 能量反应研究现状
    1.5 现阶段研究亟需解决的问题
    1.6 本文的主要研究内容和创新点
第2章 远场地基土能量逸散的模拟方法研究
    2.1 引言
    2.2 模拟远场地基土能量逸散的CMS-DSE联合法
    2.3 CMS-DSE联合法模拟远场地基土有限元模型的建立与计算
        2.3.1 CMS-DSE联合法有限元模型的建立
        2.3.2 CMS-DSE联合法有限元模型计算的状态空间法
    2.4 算例分析
    2.5 本章小结
第3章 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验设计
    3.1 引言
    3.2 试验方案及子结构划分
    3.3 试验子结构模型设计
        3.3.1 试验模型相似比
        3.3.2 结构模型
        3.3.3 设备模型
        3.3.4 连接装置模型
    3.4 数值子结构模型基本参数
    3.5 试验量测
    3.6 试验加载
        3.6.1 试验加载装置及其参数
        3.6.2 加载装置的补偿与控制
        3.6.3 试验时所采用激励
        3.6.4 试验加载工况
    3.7 本章小结
第4章 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验方法研究
    4.1 引言
    4.2 实时耦联试验数据交互的一般形式
    4.3 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验公式推导
        4.3.1 整体体系运动方程
        4.3.2 适用于实时耦联试验的运动方程
    4.4 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验实施
        4.4.1 地基土数值子结构模型的实施
        4.4.2 地基土转动效应模拟的等效荷载法
        4.4.3 地基土数值子结构的计算
        4.4.4 试验地基土模型可行性验证
        4.4.5 实时耦联振动台试验实施步骤
    4.5 本章小结
第5章 地基土-结构-设备体系能量计算与试验结果分析
    5.1 引言
    5.2 结构-设备体系能量反应方程的一般形式
    5.3 地基土-结构-设备体系能量反应计算及实现
        5.3.1 地基土-结构-设备体系能量反应计算方程
        5.3.2 基于Simulink的试验子结构实时能量反应输出
    5.4 模型材料性能试验结果与试件动力特性
        5.4.1 材料性能测试及结果
        5.4.2 结构与设备的动力特性
    5.5 结构-设备体系实时耦联振动台试验结果与能量反应分析
        5.5.1 结构-设备体系实时耦联振动台试验方法验证
        5.5.2 结构与设备输入能
        5.5.3 结构与设备能量分配特性
    5.6 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验结果与能量反应分析
        5.6.1 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验方法验证
        5.6.2 结构与设备输入能
        5.6.3 结构与设备能量分配特性
    5.7 本章小结
第6章 局部非线性地基土-结构-设备体系计算方法与能量分析
    6.1 引言
    6.2 局部非线性地基土-结构-设备体系划分形式
    6.3 局部非线性地基土-结构-设备体系计算方法
        6.3.1 地基土-结构-设备体系运动方程
        6.3.2 地基土-结构-设备体系能量反应方程
    6.4 地基土-结构-设备体系求解的数值交互分析方法
        6.4.1 ANSYS-MATLAB交互分析方法及其实现
        6.4.2 数值交互分析方法的验证
    6.5 地基土-结构-设备体系能量反应分析
        6.5.1 结构与设备输入能
        6.5.2 结构与设备能量分配特性
        6.5.3 地基土变形状态对结构-设备体系反应影响分析
    6.6 本章小结
第7章 地基土-高层框架结构-设备体系能量分析
    7.1 引言
    7.2 地基土-高层框架结构-设备体系计算模型
        7.2.1 结构-设备体系模型
        7.2.2 连接装置模型
        7.2.3 基础和土体材料参数
        7.2.4 地震动输入
    7.3 结构-设备体系能量计算的实现
        7.3.1 总能量反应计算
        7.3.2 滞回耗能分布计算
    7.4 刚性地基条件的结构-设备体系抗震响应及分布分析
        7.4.1 结构与设备输入能
        7.4.2 连接装置耗能
        7.4.3 结构与设备能量分配特性
        7.4.4 层间位移及楼层滞回耗能分布
    7.5 地基土对结构-设备体系抗震响应及分布影响分析
        7.5.1 结构与设备输入能
        7.5.2 连接装置耗能
        7.5.3 结构与设备能量分配特性
        7.5.4 层间位移及楼层滞回耗能分布
    7.6 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
发表论文与参加科研情况说明
致谢

(4)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

(5)湿陷性黄土地基不均匀沉降对砌体结构影响的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 研究目的
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本文技术路线
2 湿陷性黄土地基不均匀湿陷沉降的二元介质模型理论
    2.1 概述
    2.2 湿陷性黄土的概念及特征
        2.2.1 湿陷性黄土的概念
        2.2.2 湿陷性黄土的特征
    2.3 湿陷性黄土的湿陷机理
    2.4 湿陷性黄土二元介质模型
        2.4.1 二元介质模型简化
        2.4.2 二元介质模型变形理论
        2.4.3 二元介质模型基本原理
        2.4.4 二元介质模型参数理论
        2.4.5 二元介质模型增湿变形原理
        2.4.6 二元介质模型流动理论及增量关系
    2.5 本章小结
3 基于改进的二元介质在集中力作用下湿陷性黄土地基变形研究
    3.1 引言
    3.2 相关数学方法
        3.2.1 柱坐标系中的Laplace算子
        3.2.2 Laplace变换的概念及性质
        3.2.3 Hankel变换的概念及性质
    3.3 基于改进的二元介质对集中力作用下湿陷性黄土地基变形研究
        3.3.1 计算模型
        3.3.2 变形理论
        3.3.3 方程求解
        3.3.4 模型验证计算
        3.3.5 模型演化
    3.4 模型分析
        3.4.1 有限元软件GEO
        3.4.2 集中力作用下线性变形分析
        3.4.3 集中力作用下湿陷性黄土地基非线性变形分析
        3.4.4 改进二元介质模型分析
    3.5 本章小结
4 湿陷性黄土地基砌体结构建筑地基—基础局部脱空分析方法
    4.1 引言
    4.2 地基基础上部结构简化
    4.3 中部脱空分析方法
        4.3.1 计算几何模型
        4.3.2 中部脱空分析理论
        4.3.3 边界条件
        4.3.4 方程求解
        4.3.5 模型验证分析
    4.4 端部脱空分析方法
        4.4.1 计算几何模型
        4.4.2 梁端部分析理论
        4.4.3 模型验证分析
        4.4.4 特征值分析
    4.5 本章小结
5 湿陷性黄土地区砌体结构建筑地基—基础局部脱空有限元分析
    5.1 引言
    5.2 有限元模型的建立
        5.2.1 砌体结构有限元建模方法
        5.2.2 单元类型的定义
        5.2.3 几何模型的建立
        5.2.4 划分网格
    5.3 地基-基础局部脱空有限元分析
    5.4 解析计算结果与有限元计算结果对比分析
        5.4.1 变形分析
        5.4.2 内力分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读期间发表的论文
    1 发表论文

(6)用最小余能原理求解弹性地基梁问题(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 引言
    1.1 选题依据
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地基反力呈线性分布
        1.2.2 Winkler地基模型
        1.2.3 双参数和三参数地基模型
        1.2.4 弹性半空间地基模型
        1.2.5 有限压缩层地基模型
        1.2.6 层状横向各向同性弹性半空间模型
    1.3 课题的研究纲要
        1.3.1 研究的主要内容
        1.3.2 研究方法及步骤
        1.3.3 课题的创新点
2 地基梁的计算方法及变分原理
    2.1 地基梁的计算方法
        2.1.1 初参数法
        2.1.2 有限差分法
        2.1.3 郭氏法
        2.1.4 链杆法
        2.1.5 蔡四维法
        2.1.6 有限单元法
    2.2 弹性力学变分原理介绍
        2.2.1 变分原理的定义及弹性力学问题中的变分原理
        2.2.2 最小势能原理
        2.2.3 瑞利-里兹法
        2.2.4 最小余能原理
3 半空间弹性地基模型分析
    3.1 受荷载单元内部的沉降分析
        3.1.1 推导单元中心点处产生的位移
        3.1.2 单元内(x轴上)任意点处的位移
    3.2 荷载对于作用点外地基的沉降
        3.2.1 接触区域内任意一点的沉降计算
    3.3 地基中的形变能
    3.4 梁与地基接触区域中(q_(ij))的简化计算
    3.5 本章小结
4 弹性地基梁体系的求解及算例
    4.1 对于弹性地基梁的受力分析
        4.1.1 地基梁的形变余能
        4.1.2 地基中的形变余能
        4.1.3 最小余能原理求解
    4.2 算例分析
    4.3 简支地基梁与两端固支地基梁的求解
        4.3.1 简支地基梁分析
        4.3.2 简支地基梁算例分析
        4.3.3 两端固支地基梁分析
        4.3.4 两端固支地基梁算例分析
    4.4 本章小结
5 对比其他计算方法和Winkler地基梁
    5.1 与其他计算方法对比分析
        5.1.1 与基于最小势能原理的变分法对比
        5.1.2 与有限元法对比
        5.1.3 划分单元数量不同对比
    5.2 与Winkler地基模型对比分析
        5.2.1 Winkler地基梁计算
        5.2.2 算例
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集

(7)地震作用下建筑高低承台群桩基础响应规律试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 桩基震害特点与抗震设计
        1.2.1 桩基础震害特点概述
        1.2.2 桩基础抗震设计方法研究现状
    1.3 桩-土-结构动力相互作用机理的认识
        1.3.1 桩-土-结构动力相互作用理论研究现状
        1.3.2 桩-土-结构动力相互作用试验研究现状
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 本文研究目的
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 研究的技术路线
        1.4.4 研究的创新点
第2章 桩-土-结构振动台试验设计与实现
    2.1 引言
    2.2 试验设备
        2.2.1 振动台系统
        2.2.2 层状剪切试验土箱
    2.3 模型试验相似关系
        2.3.1 相似比关系理论研究
        2.3.2 模型相似关系设计
    2.4 试验方案设计与模型制作
        2.4.1 总体试验方案设计
        2.4.2 上部结构模型设计与制作
        2.4.3 桩基础模型设计与制作
        2.4.4 地基土制备装填与模型安装
    2.5 传感器选用与布置
    2.6 地震波选取与加载工况
        2.6.1 地震波选取
        2.6.2 加载工况
第3章 试验结果与分析
    3.1 引言
    3.2 试验宏观现象
    3.3 模型试验体系的动力特性
    3.4 模型地基的动力响应
        3.4.1 波速分析
        3.4.2 模型地基的边界效应分析
        3.4.3 地基土的放大效应
        3.4.4 地基土的滤波作用
        3.4.5 小结
    3.5 模型结构的动力响应
        3.5.1 上部结构的动力响应
        3.5.2 承台结构的动力响应
        3.5.3 桩身结构的加速度响应
        3.5.4 小结
    3.6 基桩桩身内力的动力响应
        3.6.1 桩身应变时程分析
        3.6.2 桩身内力分析
        3.6.3 小结
    3.7 土-结构的接触动土压力响应
        3.7.1 土-结构接触动土压力时程分析
        3.7.2 桩-土接触动土压力分布规律
        3.7.3 埋入承台结构-土接触动土压力响应
        3.7.4 小结
    3.8 本章小结
第4章 基于ABAQUS的有限元计算
    4.1 引言
    4.2 基于ABAQUS的运动控制方程建立
    4.3 有限元计算模型的建立
        4.3.1 土体的本构模型
        4.3.2 土-结构接触关系模拟
        4.3.3 时空网格的离散化原则
        4.3.4 计算模型的建立
        4.3.5 模型边界条件
        4.3.6 计算步骤
    4.4 计算结果与模型试验值对比
        4.4.1 加速度时程与反应谱
        4.4.2 桩身变形与内力
        4.4.3 土-结构接触动土压力
    4.5 本章小结
第5章 高承台桩基础响应规律的影响因素分析
    5.1 引言
    5.2 桩土初始刚度比的影响
    5.3 桩身出露长度的影响
    5.4 桩身入土深度的影响
    5.5 承台质量的影响
    5.6 上部结构质量的影响
    5.7 场地土性质的影响
    5.8 振动幅值的影响
    5.9 本章小结
第6章 地震作用下均质地基中桩身最大弯矩估算研究
    6.1 引言
    6.2 地基运动引起的桩身弯矩计算研究现状
        6.2.1 桩土运动一致的简化公式
        6.2.2 考虑桩-土相互作用的简化公式
        6.2.3 基于动力文克尔地基梁的简化公式
    6.3 桩顶最大弯矩的简化计算公式
        6.3.1 运动作用下的桩顶最大弯矩估算
        6.3.2 惯性作用下的桩顶最大弯矩估算
        6.3.3 惯性与运动两种作用的耦合估算
    6.4 简化计算公式验证
        6.4.1 惯性作用与运动作用耦合系数的确定
        6.4.2 简化公式与试验及数值结果对比
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 后续展望
参考文献
在学期间发表的主要论文
在学期间参加的主要科研课题
致谢

(8)软弱地层桩基水平承载特性分析与卸荷响应研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及问题的提出
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 桩基础水平承载分析计算研究现状
        1.2.2 原位测试技术(CPT)在桩基水平承载中的应用研究现状
        1.2.3 地下工程开挖卸荷对既有桩基承载影响研究现状
    1.3 现有研究存在的不足
    1.4 本文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 基于CPTU测试的软弱地层桩基水平承载分析方法研究
    2.1 江苏典型软弱地层分布特征
        2.1.1 软土
        2.1.2 可液化土
    2.2 基于CPTU原位测试的桩基水平承载分析方法
        2.2.1 基于CPTU测试p-y模型构建
        2.2.2 试验分析与模型验证
        2.2.3 案例应用评价
    2.3 基于CPTU的刚柔性桩水平承载位移控制标准
        2.3.1 桩基水平承载机制
        2.3.2 软黏土p-y曲线的双折线简化
        2.3.3 刚、柔性桩的界定
        2.3.4 p-y参数的描述
        2.3.5 刚、柔性桩位移控制标准
        2.3.6 工程验证分析
    2.4 基于应力增量的桩基大变形p-y分析方法
        2.4.1 分析原理
        2.4.2 基于应力增量p-y曲线模型
        2.4.3 算例分析与验证
    2.5 考虑摩擦效应的大直径桩水平承载分析方法
        2.5.1 问题描述
        2.5.2 考虑摩擦效应的桩基水平承载计算模型
        2.5.3 算例分析与验证
    2.6 本章小结
第三章 基于原位测试的桩基水平承载卸荷响应评价研究
    3.1 基坑开挖卸荷对邻近桩基水平承载影响分析
        3.1.1 试验设计
        3.1.2 静力触探测试
        3.1.3 开挖前后CPT测试p-y曲线对比
        3.1.4 卸荷过程桩基水平承载特征及分析模型
        3.1.5 开挖卸荷后桩基水平承载力损失评价
    3.2 基坑开挖卸荷对坑底桩基水平承载影响分析
        3.2.1 试验方法描述
        3.2.2 试验测试结果分析
        3.2.3 坑底桩基卸荷响应特征及评价
    3.3 本章小结
第四章 邻近基坑开挖致桩基水平承载弱化机理与承台约束效应分析
    4.1 数值分析模型
        4.1.1 已有数值分析存在的不足
        4.1.2 精细化数值模型构建
    4.2 被动桩桩-土相互作用机理
        4.2.1 被动桩p-y曲线演化
        4.2.2 桩-土相互作用特征
    4.3 不同影响因素下的被动桩p-y响应规律
        4.3.1 不同开挖方式
        4.3.2 土体模量
        4.3.3 排水状态
        4.3.4 不同加载时机
    4.4 承台约束效应对被动桩水平承载影响
        4.4.1 承台效应
        4.4.2 承台-桩-土耦合模型
        4.4.3 桩头嵌入承台深度的影响
        4.4.4 承台-桩头相对模量的影响
        4.4.5 开挖卸荷被动桩承台设计方法
    4.5 本章小结
第五章 软弱地层桩基水平承载性能提升与控制方法研究
    5.1 软弱地层桩基水平承载性能提升技术
        5.1.1 软土地层桩基后注浆技术
        5.1.2 可液化地层共振法处理技术
    5.2 基于参数敏感性的主动桩水平承载控制方法
        5.2.1 试验描述与模型构建
        5.2.2 尺寸效应
        5.2.3 桩头嵌固形式
        5.2.4 桩身倾斜度
        5.2.5 竖向载荷
        5.2.6 参数敏感度
    5.3 基于开挖效应的被动桩水平承载控制方法
        5.3.1 开挖方式
        5.3.2 加载时机
        5.3.3 承台约束
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 下一步研究工作的展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间成果发表

(9)黄土地区高层建筑上部结构—桩筏基础共同作用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 高层建筑共同作用研究概述
        1.1.1 共同作用概念
        1.1.2 共同作用发展过程
        1.1.3 共同作用国内外研究现状
    1.2 本文主要研究内容及意义
        1.2.1 研究的背景及意义
        1.2.2 本文主要研究内容
2 上部结构—基础—地基共同作用理论分析
    2.1 共同作用机理
        2.1.1 上部结构刚度的影响
        2.1.2 基础刚度的影响
        2.1.3 地基刚度的影响
    2.2 共同作用分析方法
        2.2.1 共同作用基本方程
        2.2.2 上部结构的子结构分析法
        2.2.3 共同作用筏板的分析方法
    2.3 共同作用常用地基模型
        2.3.1 线弹性模型
        2.3.2 非线弹性模型
        2.3.3 弹塑性地基模型
    2.4 地基参数的确定
        2.4.1 地基土弹性模量E的确定
        2.4.2 地基土的泊松比的确定
    2.5 本章小结
3 竖向荷载作用下共同作用数值分析
    3.1 工程实例及模型介绍
        3.1.1 有限元软件ABAQUS简介
        3.1.2 共同作用有限元模型简述
    3.2 模型的建立与计算结果分析
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 初始地应力平衡
        3.2.3 计算结果分析
        3.2.4 筏板厚度变化对共同作用的影响分析
    3.3 本章小结
4 结构动力特性分析
    4.1 动力特性分析概述
        4.1.1 动力特性分析的意义
        4.1.2 结构动力学基本方程
    4.2 ABAQUS模态分析简介
    4.3 ABAQUS模型的建立与计算结果分析
        4.3.1 模型的建立
        4.3.2 计算结果分析
    4.4 本章小结
5 水平地震荷载作用下共同作用数值分析
    5.1 水平地震荷载取值
    5.2 模型的建立与计算结果分析
        5.2.1 模型的建立
        5.2.2 计算结果分析
        5.2.3 筏板厚度变化对共同作用的影响分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文研究成果
        6.1.1 竖向荷载
        6.1.2 动力特性
        6.1.3 水平地震荷载
    6.2 展望
致谢
参考文献

(10)黄土地基密肋复合墙结构相互作用体系地震响应分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 国内外相关内容研究现状
        1.2.1 上部结构-地基基础相互作用研究现状
        1.2.2 黄土的研究现状
        1.2.3 密肋复合墙结构体系研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
2 密肋复合墙结构与地基基础动力相互作用基本理论和分析方法
    2.1 引言
    2.2 上部结构-地基基础动力相互作用的基本概念
    2.3 影响结构与地基基础相互作用因素分析
        2.3.1 上部结构刚度的影响
        2.3.2 基础刚度的影响
        2.3.3 地基刚度的影响
    2.4 土-上部结构动力相互作用的分析研究方法
        2.4.1 理论分析方法
        2.4.2 试验研究分析方法
    2.5 密肋复合墙结构的简化数值计算方法
        2.5.1 框架-复合弹性板力学模型的等效原则
        2.5.2 复合材料等效弹性板力学模型
    2.6 本章小结
3 密肋复合墙结构地基基础动力相互作用体系振动台模型试验
    3.1 引言
    3.2 试验内容
    3.3 试验装置
    3.4 试验模型的设计与制作
        3.4.1 原型结构概况
        3.4.2 模型的相似关系设计
        3.4.3 模型试件设计及制作
    3.5 模型土的性能指标
    3.6 测点布置及试验装置
    3.7 加速度输入波的选择及加载制度
    3.8 试验主要结果与规律
        3.8.1 土-筏基-密肋复合墙结构振动台试验
        3.8.2 筏基-密肋复合墙结构振动台试验
    3.9 本章小结
4 密肋复合墙结构振动台试验的有限元计算分析
    4.1 引言
    4.2 有限元模型建立的相关问题处理
        4.2.1 初始地应力平衡
        4.2.2 接触问题
        4.2.3 材料的本构模型
        4.2.4 模型土体的模拟
    4.3 有限元模型基本假定及简化
    4.4 有限元模型的计算分析
        4.4.1 试验与计算结果的对比比较
        4.4.2 黄土的地震反应分析
        4.4.3 相互作用对密肋复合墙结构动力特性的影响
        4.4.4 相互作用对密肋复合墙结构动力反应的影响
        4.4.5 土-结构相互作用下密肋复合墙结构顶层位移组成分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要工作与结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文和参加的科研项目

四、从高层建筑结构与地基基础相互作用研讨连续基础简化计算(论文参考文献)

  • [1]大底盘上地基-基础-上部结构协同沉降分析及应用[D]. 程勋超. 桂林理工大学, 2021(01)
  • [2]考虑土—结构相互作用的煤矿采动对RC框架结构模型抗震性能影响与分析[D]. 白春. 辽宁工程技术大学, 2020(01)
  • [3]地基土—结构—设备体系振动台试验研究与能量反应分析[D]. 罗兰芳. 天津大学, 2020(01)
  • [4]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)
  • [5]湿陷性黄土地基不均匀沉降对砌体结构影响的研究[D]. 汪过兵. 兰州交通大学, 2020(01)
  • [6]用最小余能原理求解弹性地基梁问题[D]. 陈宇博. 河南理工大学, 2020(01)
  • [7]地震作用下建筑高低承台群桩基础响应规律试验研究[D]. 赵晓光. 中国建筑科学研究院, 2020(04)
  • [8]软弱地层桩基水平承载特性分析与卸荷响应研究[D]. 李洪江. 东南大学, 2019
  • [9]黄土地区高层建筑上部结构—桩筏基础共同作用研究[D]. 刘介继. 西安建筑科技大学, 2017(07)
  • [10]黄土地基密肋复合墙结构相互作用体系地震响应分析[D]. 周磊. 西安建筑科技大学, 2016

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从高层建筑结构与地基的相互作用谈连续地基的简化计算
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