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一种土与结构相互作用的无嵌入摩擦单元及其应用
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作者 李同录 王海涛 +5 位作者 袁思凡 李颖喆 孙兴来 沈伟 付昱凯 李萍 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期245-254,共10页
为了解决Goodman单元法向嵌入的缺陷,提出了一种无嵌入摩擦单元,将该单元加入到由土和结构共同作用的有限元模型中,实现了编程计算。以岩土体作为实体弹塑性单元,以斜坡或基坑边坡的支护桩作为梁单元,将土和梁接触处的Goodman 4节点8自... 为了解决Goodman单元法向嵌入的缺陷,提出了一种无嵌入摩擦单元,将该单元加入到由土和结构共同作用的有限元模型中,实现了编程计算。以岩土体作为实体弹塑性单元,以斜坡或基坑边坡的支护桩作为梁单元,将土和梁接触处的Goodman 4节点8自由度的无厚度单元概化为4节点6自由度的无嵌入摩擦单元,即将Goodman单元在受压时,两个相邻的法相自由度合二为一,切向自由度仍为两个,该单元相当于切向可以滑动,法向不嵌入也不分离,由此定义了一种无嵌入摩擦单元。通过构造无嵌入摩擦单元刚度矩阵和组配总刚度矩阵建立了相应的有限元算法,编制了计算程序。算例分析表明,当Goodman单元法向刚度足够大时,其计算结果与无嵌入摩擦单元计算结果基本一致,无嵌入摩擦单元计算结果是Goodman单元法向刚度不断增大的极限解。无嵌入摩擦单元在算法上避免了法向刚度取值不确定引起的嵌入问题,为土与结构相互作用提供了一种严谨的解决方案。 展开更多
关键词 Goodman接触单元 无嵌入接触 有限元 -结构相互作用
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高填土场地不同桩径桩土相互作用及桩基负摩阻力研究
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作者 禄云华 李盛 +3 位作者 马莉 白元光 余云燕 班学锋 《应用力学学报》 北大核心 2025年第4期860-868,共9页
为明确高填黄土场地桩基础桩土相互作用的时效性演化以及桩基础负摩阻力的变化规律,并阐明桩基础内力变化对桩基长期使用性能的影响,考虑回填黄土蠕变变形,使用有限差分软件FLAC3D,采用Burgers模型模拟回填黄土的蠕变特性,分析桩径变化... 为明确高填黄土场地桩基础桩土相互作用的时效性演化以及桩基础负摩阻力的变化规律,并阐明桩基础内力变化对桩基长期使用性能的影响,考虑回填黄土蠕变变形,使用有限差分软件FLAC3D,采用Burgers模型模拟回填黄土的蠕变特性,分析桩径变化时嵌岩桩基础内力、位移以及桩基中性点的时效性演变,基于有效应力法,对规范中缺少的高填土场地蠕变稳定后桩基础负摩阻力公式进行了修正。结果表明:桩身位移要滞后于桩周回填土的沉降,桩径的改变会使桩基础产生较大的沉降和内力增量,蠕变稳定后桩身轴力与未蠕变时存在较大差异;高填土场地蠕变稳定后桩基负摩阻力系数约为0.30~0.61倍的桩径,由此所导致的桩基承载力降低更加明显,严重时危害高回填场地桩基长期安全性能。 展开更多
关键词 高填黄场地 嵌岩桩 蠕变 相互作用 负摩阻力
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土-结构相互作用体系实模态近似解耦及地震响应分析
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作者 王昌盛 林建好 +1 位作者 杨艳 徐家云 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期184-190,共7页
针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换... 针对土-结构相互作用体系运动方程存在耦合模态阻尼矩阵在实数域内无法精确解耦的问题。首先采用强迫解耦法对非经典阻尼矩阵进行解耦,然后分析强迫解耦法造成的误差,提出采用实模态近似解耦法对结构体系进行求解,同时结合Laplace变换将体系响应用系列标准振子的位移和速度的线性组合来表示。通过算例分析可知,采用实模态近似解耦法求得的结构地震响应与精确复模态法求得的结果吻合较好,其精度高于强迫解耦法。尤其在分析土-结构相互作用体系上部结构动力响应时,其优势更为凸出。所提的实模态近似解耦法精度较高、避免了复数域内运算且工程意义便于理解,可推广应用到其他具有非经典阻尼特性的结构体系中。 展开更多
关键词 -结构相互作用 非经典阻尼 实模态近似解耦法 地震响应
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典型黄土场地简支梁桥桩-土相互作用抗震特性
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作者 叶晨阳 王平 +4 位作者 周婷如 王会娟 王雅丽 于浩然 张兴富 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期415-425,467,共12页
为研究黄土场地地震动放大效应对基础设施的影响,以某简支梁桥为研究对象,基于有限元理论,建立考虑El-Centro波水平耦合作用的桩-土-桥梁模型,并分析其加速度响应、频谱特性以及位移变化,以阐明黄土场地桩-土相互作用特性。研究结果表明... 为研究黄土场地地震动放大效应对基础设施的影响,以某简支梁桥为研究对象,基于有限元理论,建立考虑El-Centro波水平耦合作用的桩-土-桥梁模型,并分析其加速度响应、频谱特性以及位移变化,以阐明黄土场地桩-土相互作用特性。研究结果表明:随着地震动峰值加速度(PGA)的增大,桩-土相对位移和桩基峰值加速度均呈明显的增趋势;PGA放大系数随着高程的增加呈正比例增大,结构的卓越频率随着高程的增加逐渐向低频方向移动;傅里叶幅值随着高程的增加逐渐增大;相对于远场土体,桩周土0~20 m范围内峰值加速度最大增加了30.87%。随着桩基长度的增加,桩-土间的相对位移以及桩基加速度响应都明显增大;桩基直径的增大能有效减小桩-土相对位移以及结构的加速度响应。 展开更多
关键词 场地 桩-相互作用 PGA 频谱特性 地震动响应
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考虑桩土相互作用的高墩大跨黄河引水渡槽稳定性计算方法研究 被引量:1
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作者 赵菲 张基强 +1 位作者 王栋 赵林 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期65-70,83,共7页
山西忻州地区山高谷深、沟壑纵横,黄河引水渡槽为适应地形条件在桥头段采用高墩大跨形式,其稳定问题备受关注。目前大部分学者对渡槽进行稳定性分析时采用墩底固结边界条件,片面夸大了土体对桩体的约束作用。针对上述问题本文依托桥头... 山西忻州地区山高谷深、沟壑纵横,黄河引水渡槽为适应地形条件在桥头段采用高墩大跨形式,其稳定问题备受关注。目前大部分学者对渡槽进行稳定性分析时采用墩底固结边界条件,片面夸大了土体对桩体的约束作用。针对上述问题本文依托桥头渡槽工程,通过三弹簧边界条件模拟桩土间相互作用,推导了最大悬臂状态及成槽状态的高墩稳定临界荷载计算公式。最后通过数值模拟对计算公式进行校核,验证了公式的正确性,为黄河引水渡槽的灾变防控提供了理论依据。 展开更多
关键词 渡槽 稳定性 最大悬臂状态 边界条件 相互作用
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交通荷载作用下管土相互作用规律
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作者 姜玥 李丹阳 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10397-10406,共10页
作为城市生命线的重要组成部分,城市地下管线的安全极大影响人们的日常生产生活。为实现对城市地下管线的精准维护,迫切需要研究交通荷载作用下管土相互作用规律。通过建立荷载-土层-管线三维数值模型,综合考虑载荷类型、土体种类、管... 作为城市生命线的重要组成部分,城市地下管线的安全极大影响人们的日常生产生活。为实现对城市地下管线的精准维护,迫切需要研究交通荷载作用下管土相互作用规律。通过建立荷载-土层-管线三维数值模型,综合考虑载荷类型、土体种类、管道材质与管道埋深等因素,分析管土相互作用规律,并定量评价各因素影响程度。结果表明:浅埋条件下动荷载对埋地管道及土体的变形特征影响显著,路面结构及管道埋深提高了管道及土体的承载变形能力;相较于无管道情况,埋地管道的存在增强了土体抵抗变形能力;通过开展多元线性分析,获取了各因素的敏感性程度。研究成果可为城市管道的设计、埋设及维护提供指导依据。 展开更多
关键词 道路工程 管-相互作用 数值模拟 交通荷载 浅埋管道 力学响应
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考虑土-结构相互作用的核电安全壳结构地震响应分析
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作者 吴利华 蒋迪 +4 位作者 姚迪 吴杨周 赵密 高经纬 高志懂 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第1期108-118,共11页
随着核电适建厂址减少,核电厂址的选择将不可避免地遇到非基岩场地,因此需要研究土-结构相互作用(SSI)对核电结构地震响应的影响。本研究建立了包括核安全壳结构、附属厂房和土体的精细化三维整体有限元模型,采用施加自由场荷载和黏弹... 随着核电适建厂址减少,核电厂址的选择将不可避免地遇到非基岩场地,因此需要研究土-结构相互作用(SSI)对核电结构地震响应的影响。本研究建立了包括核安全壳结构、附属厂房和土体的精细化三维整体有限元模型,采用施加自由场荷载和黏弹性人工边界的波动输入方法,研究了不同频谱特性的地震动作用下SSI效应和附属厂房对核电安全壳结构地震响应的影响。结果表明,相较于基岩场地,考虑SSI效应会增大结构的位移响应,对加速度响应的影响与输入地震动频谱特性相关,对楼面谱峰值附近的频段影响显著。SSI效应显著时,周围附属厂房的存在会增大结构的地震响应。当土体剪切波速大于1500 m/s时,SSI效应对结构地震响应的影响较小。 展开更多
关键词 核电安全壳结构 非基岩场地 -结构相互作用 附属厂房 抗震分析
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考虑截面扁平化和翘曲的土-隧相互作用模型
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作者 刘颖彬 廖少明 +1 位作者 肖明清 门燕青 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期43-53,共11页
基于广义梁理论与三维空间土抗力,将隧道视为在弹性地基梁上的具有弯曲、剪切、翘曲和扁平化4个变形模态的薄壁圆环结构,推导了横纵向相互耦合的土隧相互作用模型。结合案例验证了模型的有效性,并通过参数化分析得到了隧道厚径比、土抗... 基于广义梁理论与三维空间土抗力,将隧道视为在弹性地基梁上的具有弯曲、剪切、翘曲和扁平化4个变形模态的薄壁圆环结构,推导了横纵向相互耦合的土隧相互作用模型。结合案例验证了模型的有效性,并通过参数化分析得到了隧道厚径比、土抗力系数对隧道横纵向结构响应的影响规律。研究表明:高应力压载条件下大直径隧道翘曲和扁平化效应显著,截面呈现典型的“横鸭蛋”形式。翘曲将加剧隧道的纵向应变,增幅可达30%以上。隧道厚径比越小,其横纵向变形越大,增幅均可达30%左右。相较于法向土抗力系数,隧道纵向受力性能对切向土抗力系数更为敏感而横截面受力性能对双向抗力系数的敏感性一致。 展开更多
关键词 相互作用 广义梁理论 椭圆变形 翘曲 隧道横纵向力传递机制
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基于桩土相互作用的抗滑圆桩影响参数研究
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作者 杨松 陈昌俊 +3 位作者 熊文涛 何刚 李欢 陈怀林 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期762-767,共6页
抗滑桩是一种广泛运用于提高边坡稳定性的支护措施,合理选择抗滑桩参数,对于提高边坡稳定性、节省成本具有重要意义。以甘洛县某小型滑坡为研究对象,利用FLAC3D数值分析软件,考虑桩径与桩间距两项设计参数对桩土相互作用的影响,分析了... 抗滑桩是一种广泛运用于提高边坡稳定性的支护措施,合理选择抗滑桩参数,对于提高边坡稳定性、节省成本具有重要意义。以甘洛县某小型滑坡为研究对象,利用FLAC3D数值分析软件,考虑桩径与桩间距两项设计参数对桩土相互作用的影响,分析了桩径和桩间距对抗滑圆桩受力变形的影响和对滑坡的加固效果。结果表明:随着桩间距的增大,滑坡推力、桩前抗力、桩身位移、坡体最大位移和桩身内力逐渐增大,抗滑圆桩加固后的滑坡稳定性随桩间距的增大而逐渐降低,桩间距不宜超过6.25 m方可保证桩土的协调作用。随着桩径的增大,滑坡推力、桩前抗力、桩身位移和坡体最大位移逐渐降低,抗滑圆桩加固后滑坡稳定性、桩身内力随桩径的增大而逐渐增大,桩径应不小于1 m且最大桩径宜取1.5 m。 展开更多
关键词 抗滑桩 滑坡治理 数值模拟 桩间距 桩径 相互作用
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考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中桩身变形研究
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作者 孙国栋 李书兆 +1 位作者 贾旭 陶敬天 《海洋工程》 北大核心 2025年第4期186-195,共10页
随着导管架平台的应用尺度和重量不断增加,导管架平台桩基础逐渐表现出超长桩的特性,给长桩基础打桩过程中的自由站立分析带来了新的挑战。为了校核长桩基础的自由站立稳定性,明确打桩过程中的桩身变形特性,建立了考虑桩土相互作用的桩... 随着导管架平台的应用尺度和重量不断增加,导管架平台桩基础逐渐表现出超长桩的特性,给长桩基础打桩过程中的自由站立分析带来了新的挑战。为了校核长桩基础的自由站立稳定性,明确打桩过程中的桩身变形特性,建立了考虑桩土相互作用的桩身受力分析模型,借鉴压杆稳定理论推导了桩身挠曲变形微分方程,探究了桩基入泥深度、桩基尺寸以及地基反力模量对桩身变形的影响。研究结果表明:桩基入泥深度、桩径以及壁厚的增加提高了桩基础的截面刚度,导致桩身变形随着桩基入泥深度、桩径以及壁厚的增加而减小;地基反力模量的增大有利于改善桩身变形,但改善效果随着地基反力模量的进一步增大而不断衰减。研究成果为长桩基础的自由站立分析提供了一种考虑桩土相互作用的新的理论方法,能够更好地反映工程实际,可为长桩基础的打桩分析提供参考。 展开更多
关键词 长桩基础 打桩 相互作用 桩身变形 体扰动
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黏土地层中海上风电桩基桩土相互作用循环p-y模型
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作者 张祖国 陈宣宇 《人民长江》 北大核心 2025年第8期209-215,共7页
海上风电在其服役期间会受到风、浪等循环荷载的作用,其桩基的稳定性是设计中的一个关键问题。p-y曲线法计算简单快捷,是目前水平受荷桩分析中最常用的方法。通过建立桩土相互作用切片模型,并系统性地开展有限元分析,计算得到了不同刚... 海上风电在其服役期间会受到风、浪等循环荷载的作用,其桩基的稳定性是设计中的一个关键问题。p-y曲线法计算简单快捷,是目前水平受荷桩分析中最常用的方法。通过建立桩土相互作用切片模型,并系统性地开展有限元分析,计算得到了不同刚度桩满流区p-y曲线。计算表明:相同桩长下桩径会对静力p-y曲线的强度和刚度产生影响,桩径越大,p-y曲线表现出的刚度越大,桩侧极限土阻力也越大。在相同的循环幅值作用下,累积位移随着桩径的增大而增加,且通过极限土阻力和桩径对桩侧土阻力以及累积位移进行归一化处理后能得到一条统一的p-y曲线。根据上述发现,在边界面理论的框架下,引入了全新的映射法则和塑性模量表达式,构建了一个适用于黏土地层的循环p-y模型。采用离心机试验对该模型进行了验证,验证结果表明该模型能够有效模拟循环荷载作用下桩基的响应。研究成果为海上风电桩基p-y模型的构建提供了新的思路及方法。 展开更多
关键词 p-y模型 循环荷载 相互作用 有限元分析 海上风电工程
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考虑地震动非相干性的时域土-结相互作用分析
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作者 崔华杰 陈少林 孙晓颖 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期372-384,共13页
目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法,其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法,首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进... 目前核电领域考虑地震动非相干性的土-结相互作用分析主要为频域方法,其在考虑土体强非线性和接触非线性方面存在不足。本文考虑时域分析方法,首先采用相干效应分解和多尺度方案对采用Cholesky分解的非相干地震动条件模拟方法进行了改进,使其可稳定高效地模拟大规模非相干地震动场;然后以非相干地震动场作为输入,采用PASSI方法进行土-结相互作用分析。采用上述时域方法,以CAP1400核电结构模型为例,分析了地震动非相干性对其反应的影响。算例结果表明:(1)本文提出的条件模拟改进方法可以用于大规模非相干地震动场的模拟,模拟结果可以反映所采用的相干模型特性;(2)地震动非相干性加大了核电结构位移反应峰值,在控制点地震动主要频段范围,地震动非相干性略微增加了低频加速度反应谱值,减小了中高频反应谱值。 展开更多
关键词 相干模型 非相干地震动模拟 CHOLESKY分解 -结相互作用 核电结构
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近海桥梁深长桩与软弱土相互作用拟静力试验研究
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作者 陈永锋 《世界桥梁》 北大核心 2025年第3期64-71,共8页
为研究软弱土层对深长桩-土相互作用的影响,以某近海桥梁为背景,依据相似性原理制作深长群桩缩尺模型,进行拟静力试验,分析在水平荷载作用下处于软弱土层下深长桩的应变、弯矩、桩周土压力、桩周土孔隙水压力、滞回曲线和骨架曲线的变... 为研究软弱土层对深长桩-土相互作用的影响,以某近海桥梁为背景,依据相似性原理制作深长群桩缩尺模型,进行拟静力试验,分析在水平荷载作用下处于软弱土层下深长桩的应变、弯矩、桩周土压力、桩周土孔隙水压力、滞回曲线和骨架曲线的变化规律。结果表明:随着位移荷载的增加,深长桩桩周土体、桩身先后出现裂缝,加载到6.75倍桩体屈服位移时,桩顶处发生折断;加载过程中,桩身应变、桩身弯矩和桩周土压力峰值均出现在桩顶附近,软弱地基的土抗力发挥主要集中在浅层;桩周土孔隙水压力沿桩深方向逐渐增大,随着位移荷载的增加,桩周土孔隙水压力的增长速度较快;随着位移荷载的增加,桩身滞回曲线的滞回环形状由狭窄的线形变为梭形再向S形过渡,桩身滞回曲线在弹塑性阶段滞回环形状相对饱满;由于淤泥质土的耗能特性,等效粘滞阻尼系数的变化范围波动幅度较小,表明在软弱土层下深长桩具有相对稳定的能量耗散能力;桩身骨架曲线的刚度退化在加载初期比较剧烈,加载后期刚度退化速率较慢。 展开更多
关键词 桥梁工程 深长桩基 软弱 缩尺模型 桩-相互作用 拟静力试验
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隧道-土-桥桩相互作用体系振动台试验与数值模拟研究 被引量:4
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作者 路沙沙 赵东旭 +2 位作者 白举科 刘少栋 尹航 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期168-181,共14页
以大连实际工程为背景,通过振动台试验研究了双隧道-砂土-桥桩系统在地震作用下的动力相互作用(SSSI),得到结构、场地的动力响应规律,并与ABAQUS数值模拟结果进行对比。数值模型引入Kelvin本构模型子程序,利用等效线性方法处理砂土在计... 以大连实际工程为背景,通过振动台试验研究了双隧道-砂土-桥桩系统在地震作用下的动力相互作用(SSSI),得到结构、场地的动力响应规律,并与ABAQUS数值模拟结果进行对比。数值模型引入Kelvin本构模型子程序,利用等效线性方法处理砂土在计算过程中的非线性问题。将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证了数值模拟的可靠性。在此基础上设计了8种工况,通过对比分析研究了体系内各结构之间的相互作用规律。结果表明,隧道会放大桥桩、临近隧道的峰值加速度,而桥桩却会对侧穿隧道的峰值加速度起到减弱作用;隧道与桥桩的存在均会增大彼此的截面剪力与弯矩,其中受影响的区域主要集中在隧道上下拱,桥桩的桩底与桩-土交界面。 展开更多
关键词 结构--结构相互作用 振动台试验 数值模拟 动力响应 放大系数
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斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析 被引量:1
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作者 韩庆华 王月 +2 位作者 芦燕 李亚明 薛原 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期255-264,共10页
为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应... 为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。 展开更多
关键词 单层球面网壳结构 -结构相互作用 斜入射P波 斜入射SV波 黏弹性人工边界
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考虑土−结构相互作用的地下室层对高层建筑地震反应影响研究 被引量:1
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作者 马建勋 MOHAMMED El Hoseny +2 位作者 庞盼望 李文枭 闫洪祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2808-2822,共15页
当前建筑抗震设计中往往忽略了地下室层及土−结构相互作用(soil-structure interaction,简称SSI)效应的影响,研究旨在通过振动台试验和数值模拟,研究考虑SSI效应时不同地下室层数的高层建筑在不同地震作用下的地震反应。首先选择相似系... 当前建筑抗震设计中往往忽略了地下室层及土−结构相互作用(soil-structure interaction,简称SSI)效应的影响,研究旨在通过振动台试验和数值模拟,研究考虑SSI效应时不同地下室层数的高层建筑在不同地震作用下的地震反应。首先选择相似系数λ(λ=1:50)进行缩尺模型的振动台试验,以模拟真实建筑的地震反应。为了模拟复杂的结构系统,利用PLAXIS 3D对有无SSI效应的缩尺模型和真实模型分别进行了数值模拟。试验和数值模拟的结果取得了很好的精确度并具有良好的一致性,同时也验证了所选相似系数λ=1:50足以反映不同地震作用下建筑的真实情况。通过对试验和数值模拟的结果进行分析,发现SSI效应和地下室对高层建筑的地震反应的影响显著。虽然目前大多数规范都认为SSI效应会减小建筑的剪力,增加相对侧向位移,但研究发现,在某些情况下SSI效应会增加建筑的剪力和相对侧向位移。 展开更多
关键词 地下室层 −结构相互作用 小型振动台试验 地震反应
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考虑土-储罐-液体相互作用的隔震储罐简化力学模型及地震响应研究
17
作者 李想 张书进 +4 位作者 孙建刚 王尊策 徐蕾 崔利富 吕远 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期436-447,共12页
为了寻求一种既能减震又能降低成本的储罐结构,提出一种隔震储罐结构体系,根据力的平衡原则推导了滚动隔震装置恢复力模型,得出了复合滚动隔震装置的恢复力模型。基于三质点模型和场地土模型,提出了考虑土-储罐-液体相互作用(STLI)的隔... 为了寻求一种既能减震又能降低成本的储罐结构,提出一种隔震储罐结构体系,根据力的平衡原则推导了滚动隔震装置恢复力模型,得出了复合滚动隔震装置的恢复力模型。基于三质点模型和场地土模型,提出了考虑土-储罐-液体相互作用(STLI)的隔震储罐的简化力学模型和运动方程,并研究了考虑STLI效应和不考虑STLI效应时抗震储罐和隔震储罐在不同场地的地震响应。结果表明:隔震储罐能够有效地降低其基底剪力及倾覆弯矩,但对晃动波高的控制有限,建议在高烈度区,满足晃动波高的前提下,隔震储罐在设计时可以降低烈度。考虑STLI效应后,抗震储罐的基底剪力和倾覆弯矩明显降低,且从Ⅰ类场地到Ⅳ类场地差异率逐渐增大,软土场地降低最为显著。隔震储罐地震响应受STLI效应的影响较小,可以有效地隔断上部结构与场地土之间的耦联,弱化STLI效应对上部结构的影响。 展开更多
关键词 -储罐-液体相互作用 隔震储罐 复合滚动隔震 简化力学模型 地震响应
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水平瞬态荷载作用下桩土动力相互作用研究
18
作者 余云燕 冯一帆 王立安 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期187-196,共10页
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... 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. 展开更多
关键词 桩-动力相互作用 饱和 Novak平面应变假定 三角形冲击荷载 时域分析
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桥桩-土-隧道体系动力相互作用的振动台试验研究
19
作者 许洪春 张亚楠 +1 位作者 赵东旭 白晓晓 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1063-1073,共11页
为研究地震作用下桥桩-土-隧道体系的动力响应特性,依托某实际工程,设计出8个试验工况,选取3种不同地震波类型及地震强度,开展几何相似比为1/30的振动台模型试验,并从体系的固有频率和加速度响应等方面进行分析。通过对比分析各个工况,... 为研究地震作用下桥桩-土-隧道体系的动力响应特性,依托某实际工程,设计出8个试验工况,选取3种不同地震波类型及地震强度,开展几何相似比为1/30的振动台模型试验,并从体系的固有频率和加速度响应等方面进行分析。通过对比分析各个工况,结果表明:桥桩的存在会削弱周围土体以及侧穿隧道的加速度响应,而隧道的存在则会放大场地土以及附近桥桩的加速度响应;不同类型的地震波对桥桩-土-隧道体系动力响应的影响不同。试验结论可为类似工程的抗震设计提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 桥桩--隧道体系 动力相互作用 振动台试验 加速度响应
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考虑桩-土相互作用的超大型单桩式海上风机结构地震响应
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作者 许成顺 李超越 +1 位作者 石世刚 孙毅龙 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1301-1311,共11页
为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震... 为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震联合作用,分析桩-土相互作用对超大型固定式单桩海上风机结构动力响应的影响。结果表明:针对超大型海上风机,桩-土相互作用效应使风机支撑结构的特征频率降低3%~6%;考虑桩-土相互作用的大兆瓦风机动力响应远大于泥面固定风机模型的动力响应;海上风机尺寸越大,桩-土相互作用引起的海上风机结构动力响应偏差越显著。 展开更多
关键词 桩-相互作用 风-波浪-地震联合作用 单桩式海上风机 支撑结构 特征频率 动力响应
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