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

1

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 土−结构相互作用 小型振动台试验 地震反应

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双塔高层建筑-多层地下室-桩-土系统动力相互作用研究 被引量：3

2

作者 田力 严士超 《工程抗震》 2001年第4期8-15,共8页

采用样条子域法、半解析无限元法和直梁的弯剪单元模型相耦合的方法 ,对带有多层地下室的桩承单、双塔高层建筑与周围土体组成的体系 ,在地震作用下的动力相互作用问题进行了分析研究。算例表明 ,本文方法具有输入数据简单、计算量较小... 采用样条子域法、半解析无限元法和直梁的弯剪单元模型相耦合的方法 ,对带有多层地下室的桩承单、双塔高层建筑与周围土体组成的体系 ,在地震作用下的动力相互作用问题进行了分析研究。算例表明 ,本文方法具有输入数据简单、计算量较小、精度较高的优点 。 展开更多

关键词 高层建筑多层地下室桩土相互作用 样条子域法 半解析无限元 多层地下室

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考虑桩-土-结构动力相互作用时高层建筑风致振动的响应计算 被引量：2

3

作者 陈溶 薛松涛 秦岭 《振动与冲击》 EI CSCD 1999年第2期10-16,共7页

本文推导了考虑桩土结构动力相互作用时高层建筑在脉动风荷载作用下的运动方程。然后根据国家规范提供的参数及风洞试验得到的形状系数，推导出脉动风速及风压之间的关系，求出脉动风荷载的时程。利用该荷载对某超高层建筑的动力响... 本文推导了考虑桩土结构动力相互作用时高层建筑在脉动风荷载作用下的运动方程。然后根据国家规范提供的参数及风洞试验得到的形状系数，推导出脉动风速及风压之间的关系，求出脉动风荷载的时程。利用该荷载对某超高层建筑的动力响应进行了计算。计算结果表明：桩土结构动力相互作用对高层建筑的风致振动响应的影响是明显的，应当引起重视。 展开更多

关键词 桩-土-结构 动力相互作用 高层建筑 风致振动

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桩-土-结构相互作用下新型抗拔摩擦摆支座对单层柱面网壳结构地震响应的影响 被引量：10

4

作者 刘毅 薛素铎 +1 位作者 潘克君 李雄彦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期967-976,共10页

基于设计提出的铜基面抗拔摩擦摆支座（FPB）试验研究和数值模拟,将铜基面抗拔摩擦摆支座以双线性模型简化,并结合桩-土-结构相互作用（PSSI）、黏弹性人工边界相关理论,采用整体有限元法建立桩-土-结构相互作用的隔震（PSSII）单层柱... 基于设计提出的铜基面抗拔摩擦摆支座（FPB）试验研究和数值模拟,将铜基面抗拔摩擦摆支座以双线性模型简化,并结合桩-土-结构相互作用（PSSI）、黏弹性人工边界相关理论,采用整体有限元法建立桩-土-结构相互作用的隔震（PSSII）单层柱面网壳结构模型,研究桩-土-结构相互作用下铜基面抗拔摩擦摆支座对网壳结构地震响应的影响及地震波输入的空间效应问题。研究结果表明：铜基面抗拔摩擦摆支座使桩-土-结构作用下的网壳结构的节点加速度峰值衰减50%~60%,网壳杆件的内力衰减50%~80%,地震波频谱特性对抗拔摩擦摆支座的隔震效应有着不可忽略的影响;PSSII体系网壳节点加速度最大值未必在地震波垂直入射时最大,入射角度45°~60°是一重要的考虑区间;当地震波入射角度为55°~80°时,在进行抗震计算时可按国家标准规定进行地震波输入,当不在此范围时,不宜按照规范规定进行地震波输入,应考虑地震波的空间效应。 展开更多

关键词 单层柱面网壳结构 桩-土-结构相互作用 竖向抗拔摩擦摆支座 地震响应 入射角度

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成层软土地区高层建筑PHC管桩抗震性能研究 被引量：6

5

作者 戴轩 郑刚 +1 位作者 张楠 刘景锦 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期248-256,共9页

以天津成层软土地质条件下采用桩筏基础的高层建筑为背景,利用有限元方法建立上部结构-桩-土相互作用模型,对PHC管桩在地震荷载下的内力进行研究。研究表明,桩筏基础在地震荷载作用下,角桩将产生较大的内力,减少承台对管桩转动自由度的... 以天津成层软土地质条件下采用桩筏基础的高层建筑为背景,利用有限元方法建立上部结构-桩-土相互作用模型,对PHC管桩在地震荷载下的内力进行研究。研究表明,桩筏基础在地震荷载作用下,角桩将产生较大的内力,减少承台对管桩转动自由度的约束可有效改善其抗震性能。有地下室的结构在地震荷载下的桩顶内力将小于无地下室的结构,但其影响范围在桩顶以下10倍桩径范围内,此外,桩顶周围软弱土层的存在也会对桩顶内力产生较大影响,因此在进行设计时,应充分考虑地下室和桩顶周围软弱土层的综合作用,仅考虑地下室的影响可能会使管桩在地震荷载下处于不利的受力状态,改良桩顶周围土体的性质可明显降低地震荷载作用下的管桩顶部内力。 展开更多

关键词 PHC管桩 抗震性能 高层建筑 桩筏基础 成层软土

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带深桩基础高层建筑结构的地震动输入问题 被引量：2

6

作者 姬淑艳 韩军 +1 位作者 李英民 刘立平 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第5期231-238,共8页

带深桩基础高层建筑结构的地震反应分析通常按刚性地基假定选择地震动输入,其合理性一直受到工程界关注。本文探讨了此类结构考虑桩-土-结构相互作用的整体有限元分析的地震激励施加、单元网格划分、积分步长确定、边界处理等问题,通过... 带深桩基础高层建筑结构的地震反应分析通常按刚性地基假定选择地震动输入,其合理性一直受到工程界关注。本文探讨了此类结构考虑桩-土-结构相互作用的整体有限元分析的地震激励施加、单元网格划分、积分步长确定、边界处理等问题,通过整体有限元分析模型和常规分析模型的算例分析对比,探讨了常规地震动输入方法的合理程度。结果表明,常规输入法总体偏于安全,是基本可行的,但可能低估结构底部几层的地震反应,应引起注意。 展开更多

关键词 地震动输入 土-结构相互作用 ANSYS 人工边界 高层建筑 桩

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Rayleigh波作用下桩-土-桥梁结构动力相互作用问题研究 被引量：5

7

作者 谷音 于志敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期98-102,134,共6页

基于等效粘弹性人工边界单元建立了可考虑成层介质及Rayleigh波输入的二维有限元时域模型,计算了Rayleigh波作用下成层介质与均匀介质的自由场反应,与理论解比较表明有限元计算结果具有较好的工程精度。针对Rayleigh波作用下桩-土-典型... 基于等效粘弹性人工边界单元建立了可考虑成层介质及Rayleigh波输入的二维有限元时域模型,计算了Rayleigh波作用下成层介质与均匀介质的自由场反应,与理论解比较表明有限元计算结果具有较好的工程精度。针对Rayleigh波作用下桩-土-典型刚构桥梁结构动力反应进行了分析,考虑了场地条件的不同、软夹层位置的改变、不同频率Rayleigh波的输入以及桩长对Rayleigh波传播与场地地震反应的影响,对影响因素进行了讨论。 展开更多

关键词 RAYLEIGH波 桩-土-桥梁结构动力相互作用 人工边界单元 成层介质 参数分析

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成层土中桩土耦合扭转振动特性理论研究

8

作者 胡昌斌 张涛 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第5期138-146,共9页

假设桩周土层为成层黏弹性体,土体材料阻尼为黏性阻尼,从三维轴对称角度出发,对任意激振扭矩作用下,成层土中完整桩与土扭转耦合振动时的桩顶振动特性进行了理论研究。首先建立定解问题,然后利用拉氏变换求解得到其振动角位移的形式解,... 假设桩周土层为成层黏弹性体,土体材料阻尼为黏性阻尼,从三维轴对称角度出发,对任意激振扭矩作用下,成层土中完整桩与土扭转耦合振动时的桩顶振动特性进行了理论研究。首先建立定解问题,然后利用拉氏变换求解得到其振动角位移的形式解,并利用桩土接触界面处的连续条件来考虑桩土耦合作用,使用桩段阻抗函数的传递性进行逐层递推求解,最终得到桩顶频域和时域响应的理论解。通过参数影响分析研究发现,成层土中桩顶复刚度主要受上部土层动力特性及性质影响;随着上层土模量增大桩顶复刚度的刚度部分也相应增大,阻尼部分相应减小。成层土由于土层模量变化,桩的导纳曲线有大峰夹小峰循环的特征。当上层土模量大于下层土模量时,在土层分界面时域波形与初始脉冲反向,反之则同向,土模量突变导致的时域波形的特征反射较平缓,幅度不大。 展开更多

关键词 成层土 扭转振动 黏性阻尼 桩土相互作用

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层状地基中桩基础的竖向荷载位移关系非线性分析方法 被引量：26

9

作者 黄茂松 江杰 +1 位作者 梁发云 顾倩燕 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1423-1429,共7页

基于Winkler地基模型,推导了分层土中单桩处于线弹性和弹塑性状态的荷载传递矩阵,提出了单桩竖向位移内力非线性简化分析方法。考虑群桩中的"被动桩"与周围土体的相互"遮拦效应",对传统的桩–桩相互作用系数进行修... 基于Winkler地基模型,推导了分层土中单桩处于线弹性和弹塑性状态的荷载传递矩阵,提出了单桩竖向位移内力非线性简化分析方法。考虑群桩中的"被动桩"与周围土体的相互"遮拦效应",对传统的桩–桩相互作用系数进行修正,并将其应用于刚性承台下受荷群桩和桩筏基础的非线性分析中。由于考虑了土体的成层性和桩土相互作用的非线性特性,计算模型更好地反映了土体的实际性状。计算结果与有限元计算值和试验结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性,可应用于实际工程问题的分析。 展开更多

关键词 成层土 群桩 桩筏 桩–桩相互作用 非线性

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层状地基中刚性承台群桩竖向力学分析 被引量：14

10

作者 李早 黄茂松 戴兵 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期446-450,共5页

基于Winkler地基模型,建立分层土中单桩的荷载传递矩阵,并考虑被动桩与桩周土的相互作用,建立被动桩的位移控制方程,得到两根桩的相互影响系数α.提出了刚性承台下受荷群桩的位移内力计算的解析方法,并和有限元计算的结果进行了比较,得... 基于Winkler地基模型,建立分层土中单桩的荷载传递矩阵,并考虑被动桩与桩周土的相互作用,建立被动桩的位移控制方程,得到两根桩的相互影响系数α.提出了刚性承台下受荷群桩的位移内力计算的解析方法,并和有限元计算的结果进行了比较,得到了较好的一致性. 展开更多

关键词 群桩 桩-桩相互作用 荷载传递矩阵 成层土

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变截面搅拌桩加固路堤下成层软弱地基数值模拟 被引量：5

11

作者 易耀林 郗文 +1 位作者 刘松玉 经绯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期433-438,共6页

为了经济、有效地处理软土层位于中间的成层软弱地基,提出了变截面搅拌桩加固方法,在高压缩性土层中采用较高的桩体置换率,在中等压缩性土层中采用较低的桩体置换率,从而形成桩体置换率随土层性质变化的成层复合地基。通过三维数值模拟... 为了经济、有效地处理软土层位于中间的成层软弱地基,提出了变截面搅拌桩加固方法,在高压缩性土层中采用较高的桩体置换率,在中等压缩性土层中采用较低的桩体置换率,从而形成桩体置换率随土层性质变化的成层复合地基。通过三维数值模拟,对变截面搅拌桩加固路堤荷载下成层软弱地基的性状进行了研究,不同设计参数的变截面搅拌桩复合地基的等效面积置换率(体积置换率)相同,但是大小桩径比(扩大头直径/小桩直径,D/d)不同。数值模拟结果表明:变截面搅拌桩复合地基的地表沉降与其大小桩径比密切相关,存在最优的桩径比使得复合地基地表沉降最小,但是路堤坡脚处复合地基最大水平位移受大小桩径比的影响较小。 展开更多

关键词 成层软弱地基 变截面搅拌桩 数值模拟 桩土相互作用 变形

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按土强度参数确定弱化砂土层水平极限抗力的探讨 被引量：5

12

作者 王建华 戚春香 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期454-460,共7页

利用施加反压的方法模拟具有残余孔压的弱化饱和砂土层,针对相对密度为30%和40%的弱化饱和砂土层,进行了单桩水平承载力模型试验,研究了不同弱化状态饱和砂土层的水平极限抗力.结果表明,随饱和砂土层中残余孔压的增加,其水平极限抗力逐... 利用施加反压的方法模拟具有残余孔压的弱化饱和砂土层,针对相对密度为30%和40%的弱化饱和砂土层,进行了单桩水平承载力模型试验,研究了不同弱化状态饱和砂土层的水平极限抗力.结果表明,随饱和砂土层中残余孔压的增加,其水平极限抗力逐渐降低;土层液化后,其水平极限抗力降低约90%,这与已有的振动台及动力离心模型试验结果基本一致.按Reese建议的破坏模式,针对土层表面作用上覆压力的条件,推导了依据土强度参数确定土层水平极限抗力的理论关系式;据此确定了弱化饱和砂土层的水平极限抗力,并与模型试验结果进行了比较.结果表明:饱和砂土层液化前,其理论水平极限抗力与模型试验结果基本吻合;饱和砂土层液化后.其理论水平极限抗力小于模型试验结果.这说明饱和砂土液化前土层的破坏遵循Reese建议的破坏模式. 展开更多

关键词 水平极限抗力 弱化砂土层 土强度参数 桩土相互作用 液化土中桩 砂土液化 p—y曲线

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基于高性能有限单元法的多层地基水平受荷桩受力分析 被引量：7

13

作者 赵海鹏 黎学优 +2 位作者 万建宏 郑翔之 刘思威 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1995-2003,2014,共10页

多层地基水平受荷桩的受力变形特性分析是设计中的关键步骤。针对传统有限单元法在准确性与计算效率上的不足,提出了一种用于分析该类桩基的高性能有限单元法。该法构建了一种桩单元,并采用分布在单元内部的连续"土体弹簧"反... 多层地基水平受荷桩的受力变形特性分析是设计中的关键步骤。针对传统有限单元法在准确性与计算效率上的不足,提出了一种用于分析该类桩基的高性能有限单元法。该法构建了一种桩单元,并采用分布在单元内部的连续"土体弹簧"反映非线性桩-土相互作用。其最大特点是在桩单元内部整合了"土体弹簧",即桩单元同时包含了桩体与土体信息。推导了适用于多层地基中的桩单元,并引入高斯-勒让德方法简化总势能求和过程;推导了单元刚度矩阵并运用在牛顿-拉夫逊增量迭代数值分析中,引入割线关系减少迭代过程中的累计误差。此外,该法还通过更新拉格朗日方法来考虑几何大变形。算例结果表明:高性能有限单元法与解析解及现场试验结果吻合较好;在多层地基条件下,桩单元模型较离散弹簧单元模型可大幅减少单元数目及计算时长,可有效提高计算效率。 展开更多

关键词 水平受荷桩 有限单元法 桩-土相互作用 桩单元 多层地基

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桩基-结构体系的地震响应分析 被引量：23

14

作者 楼梦麟 吴京宁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期56-61,共6页

通过确定桩间动力相互作用因子的近似方法，建立了群桩基础在水平和转动振动相耦合时的动力阻抗矩阵，并讨论了桩－土－结构系统地震响应分析的简化计算方法。算例表明，这一简化方法具有良好的计算精度。

关键词 群桩 桩-土-结构 相互作用 高层建筑 地震响应

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双排抗滑桩与门架抗滑桩的有限元分析对比 被引量：13

15

作者 邹盛堂 戴自航 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期769-774,共6页

对于滑坡推力很大的大型滑坡,常可能需要采用两排或两排以上抗滑桩进行治理。为合理确定滑坡推力在各排桩上的分布形式或大小,计算各排桩的实际受力和变形,采用ABAQUS有限元软件,建立了双排抗滑桩和门架抗滑桩治理顺层滑坡的三维数值分... 对于滑坡推力很大的大型滑坡,常可能需要采用两排或两排以上抗滑桩进行治理。为合理确定滑坡推力在各排桩上的分布形式或大小,计算各排桩的实际受力和变形,采用ABAQUS有限元软件,建立了双排抗滑桩和门架抗滑桩治理顺层滑坡的三维数值分析模型。通过在桩—土间设置库仑摩擦接触面模拟桩—土相互作用,用滑带岩土体强度折减方法来施加滑坡推力,探讨双排抗滑桩和门架抗滑桩的受力情况,对二者的位移、内力、桩身土压力分布进行了对比分析,研究结果表明,后者的位移、内力明显小于前者,说明门架抗滑桩受力更为合理,是更值得推广的抗滑支挡结构形式。 展开更多

关键词 双排抗滑桩 门架抗滑桩 三维有限元分析 桩—土相互作用 顺层滑坡

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对桩承结构上下部水平抗震理解的联合预估

16

作者 熊辉 吕西林 邹银生 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1166-1170,共5页

结合平面动力有限元与简化三维集中质量法(S-R模型)对水平地震作用下的群桩-土-结构体系的动力性能进行了理论预测,可用来计算不同构型、桩数、土层属性下的结构系统动力反应。算例分析表明,由于土与基础的参与,考虑相互作用后结构位移... 结合平面动力有限元与简化三维集中质量法(S-R模型)对水平地震作用下的群桩-土-结构体系的动力性能进行了理论预测,可用来计算不同构型、桩数、土层属性下的结构系统动力反应。算例分析表明,由于土与基础的参与,考虑相互作用后结构位移及层间位移反应增大;受结构、桩基础及土层属性等多因素影响,结构内力在某些地震频谱作用下反而会有所增加,而固基情形下的加速度反应谱曲线对相互作用的反应结果并不一定形成包络,两种方法在对相互作用结构进行动力反应的量化数值分析和定性评价上均有良好的一致性。 展开更多

关键词 土-桩-结构相互作用 平面动力有限元 层间模型 桩-土-桩效应 动力反应谱

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复合地基与变刚度复合地基模型试验与数值模拟

17

作者 乔京生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期488-,共1页

著译者:乔京生,版次:第一版,出版时间:2016-06,开本:小16开,出版单位:中国建筑工业出版社,装帧:平膜,标准书号:978-7-112-19233-5。内容简介:本文以模型试验和数值模拟为基础,对传统复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的力学性... 著译者:乔京生,版次:第一版,出版时间:2016-06,开本:小16开,出版单位:中国建筑工业出版社,装帧:平膜,标准书号:978-7-112-19233-5。内容简介:本文以模型试验和数值模拟为基础,对传统复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的力学性状进行分析研究,主要完成工作如下:1.完成模型试验14组,对改变桩长和褥垫层厚度的单桩、群桩复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的内力及变形进行了量测和记录,试验揭示了桩土相互作用、荷载传递过程、应力分布特点。 展开更多

关键词 复合地基 变刚度 模型试验 褥垫层厚度 竖向荷载 桩土相互作用 力学性状 荷载传递 群桩 单桩

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