土—结构动力相互作用问题的理论研究综述及新进展

对土—结构动力相互作用这一热点问题的理论研究作了系统总结,概括了当前土—结构动力相互作用问题的分析方法,介绍了各种分析方法的适用范围和特点,讨论了该领域今后的发展趋势,并就有待深入研究的问题提出了建议。     

振动压路机机—土动力相互作用分析

针对振动压路机的振动特性、土的压实和振动在土中的传播三类问题,建立三维有限元模型进行机—土动力相互作用分析。详述了建模中的若干问题,讨论了压路机的振动特性、土的应力分布和振动在土中的传播范围。     

土与结构动力相互作用的有限元模拟分析

针对某桥墩与地基土层相互作用,采用通用有限元程序ANSYS,进行了二维动力有限元数值模拟计算,计算中均匀地基土体的本构模型采用ANSYS程序里的Drucker-Prager模型,通过EI Centro地震波输入,对比分析了土-结构动力相互作用特性的影响因素.     

饱和土与结构动力相互作用影响函数

依据外力作用下两相饱和土介质动力响应的基本解，构造了柱面荷载作用下，饱和土与结构动力相互作用影响函数，解决了用边界元法分析饱和土与结构动力相互作用的关键问题。     

考虑桩-土-结构相互作用的斜拉桥动力特性分析

以郑州市铁路跨线斜拉桥为工程背景,利用有限元通用软件对该桥建立两种空间有限元模型,分别为模型1和模型2。模型1考虑桩-土-结构相互作用,采用质量-弹簧体系来代表桩基础和地基。模型2不考虑桩-土相互作用,桥墩底部与地固结。分别对以上两种模型进行动力特性分析并进行比较。     

饱和土与结构动力相互作用分析

为了确定饱和土与结构动力相互作用问题的影响函数，用ＦＯＵＲＩＥＲ展开和ＨＡＮＫＥＬ积分变换分析和求解外力作用下三维非轴对软饱和土动力响应方程，得到以饮和土土骨架位移和孔隙水压力为基本未知量的动力响应基本解。基本解可直接用于确定饱和土与结构动力相互作用问题中的影响函数。     

土-承台动力相互作用对砂土场地桩基桥梁地震反应的影响

在桩基桥梁的地震反应分析中,桩-土动力相互作用是个重要的问题,而对于采用低桩承台基础的桥梁,承台埋在土面以下,还存在土与承台之间的动力相互作用。目前,地震反应分析中一般不考虑土-承台动力相互作用的影响,相关研究也很少。为此,利用OpenSees有限元分析程序,基于p-y曲线建立了土-结构一体化桩基单墩模型,选择40条实际岩石场地地震记录作为输入,开展了考虑土-承台动力相互作用的桩基桥梁地震反应分析。结果表明,考虑土-承台动力相互作用后,结构的基本周期会减小,墩底曲率会明显增大,桩顶曲率会大幅减小,但墩顶位移的减小可以忽略。     

振动压路机机-土动力相互作用分析

针对振动压路机的振动特性、土的压实和振动在土中的传播三类问题,建立三维有限元模型进行机-土动力相互作用分析。详述了建模中的若干问题,讨论了压路机的振动特性、土的应力分布和振动在土中的传播范围。     

SH波激励下上覆粘弹性场地土的振动分析

采用工程波动理论,考虑简谐SH波诱发的水平振动和场地土的材料阻尼,假定场地土体系处于反平面应变状态,研究半空间上SH波激励下上覆粘弹性场地土的自由场动力反应。利用正交函数法求解基岩运动输入下上覆土层的振动解,以此解来分析SH波激励下粘弹性场地土的放大效应,并将探讨其影响因素。本文结果为进一步研究土—结构物动力相互作用打下坚实的基础,对建筑抗震设计和震害分析具有理论和工程实际意义。     

地震作用下土质边坡动力稳定性分析

地震作用下边坡稳定性评价指标主要有永久变形和稳定安全系数。永久变形直接通过数值计算得到;稳定安全系数计算是在其地震反应分析基础上进行的。通过数值计算,可确定潜在滑动面上的初始应力及地震作用下各时刻的应力分布,然后根据潜在滑动面单元的初始静应力和动应力时程,计算各时刻的边坡动安全系数,得到边坡的动安全系数时程。文中最后结合一土质边坡进行了动力稳定性分析,得到了地震作用下边坡的变形规律和安全系数变化规律。     

流固耦合效应下的渡槽结构动力特性分析

由于携带大量水体,渡槽槽身的运动会导致槽内水体晃动,而另一方面槽内水体的晃动又会反过来影响槽身的运动,这种流体与固体相互影响的现象称为“流固耦合”现象,对采用考虑流固耦合等效模型的渡槽结构进行动力特性分析.     

土-结构动力作用体系混合试验研究进展与探讨

土-结构相互作用机制的研究通常需要借助试验方法来检验相关分析理论和模拟方法的合理性。混合试验是一种结合物理试验与数值模拟各自优势的试验方法,近年来发展迅速并逐渐向应用研究拓展,而土-结构作用体系是混合试验的一个重要应用领域。首先根据不同子结构对象对试验进行分类,分别归纳总结土体数值域-结构试验域、土体试验域-结构数值域、地层特性混合试验这3类土-结构作用体系混合试验的研究进展。从多跨桥梁结构、浅埋基础框架结构等传统土-结构作用体系,到液化场地桩基、海洋自升式平台、隧道-桩基-地上结构等复杂土-结构作用体系,混合试验为不同类型的土-结构动力作用体系的相互作用机制均提供了有效探究手段。笔者团队在强震作用下地下结构动力混合试验模拟方面的研究工作包括:在OpenSees-OpenFresco平台构建地下结构混合试验框架,以大开车站为例对试验框架进行验证,并对不同加载边界条件下的混合试验精度进行评价。研究结果表明:虚拟混合试验结果与纯数值模拟结果吻合良好;反弯点加载边界与完备加载边界的试验精度在小震工况(0.12g)下十分接近,但在大震工况下(0.58g)偏差较大。最后探讨了目前土-结构作用体系...     

基于结构与填土相互作用的涵管内力影响参数分析

涵管周围土体的应力状态与半无限大均质弹性土中的应力状态不同,由于涵管与周围填土的相互作用,管周存在不同程度的土压力集中现象。因此,考虑涵管与土相互作用的结构分析方法,更能反映涵管的实际受力状态。论证了这种方法的合理性,在此基础上,通过涵管内力影响参数的分析,研究涵管与填土的相互作用特性。结果表明,涵管内力随周围填土变形模量与涵管刚度比值E/E1 I的增大而减小;通过涵管结构与土的相互作用分析,对涵管刚度以及填土土性和密实度等内力影响因素进行综合设计,可以创造条件改善涵管的受力状况。     

汶川地震诱发边坡动力失稳影响因素分析

通过实地调研5·12大地震后汶川震区附近道路沿线的滑坡与崩塌灾害分布情况,对地震烈度、地形地貌及地质构造等影响边坡动力稳定性的主要因素进行了分析.经过统计表明,沿发震断层长轴方向的地质灾害点数目明显地比垂直于断层的短轴方向比较多;地震滑坡、崩塌等地质灾害在该区域分布上以沿河流水系呈线状分布;地震引发的滑坡多集中在坡度2...     

岩质边坡稳定性数值模拟及动力响应分析

采用快速拉格朗日方法,以差分技术引入时问因素实现了从连续介质小变形到大变形的分析模拟,对湖南省对121援建项目一四川理县至小金公路工程中豹子嘴边坡建立了三维模型,并采用2008年5．12汶川M8．0级地震中木卡站实测的地震波,在对地震波进行校正的基础上,进行动力数值模拟,分析了地震荷载作用下岩质边坡的位移、加速度和速度的动力响应过程和规律。岩质边坡动力响应分析表明地震荷载下岩质边坡最小水平永久位移、最小水平加速度反应峰值及最小水平速度反应峰值均发生在坡脚处,且在竖向方向均存在较明显的放大效应,其位移、加速度和速度的放大效应存在一定差异,放大倍数分别为18,1．3和6．35。     

公路路基截面参数对地震动力响应的影响分析

基于有限元软件,采用D-P材料模拟路基填土,加载汶川地震波,对公路路基路面结构进行弹塑性瞬态动力学分析。分析了不同路基填土高度、路基边坡坡率及路基宽度等参数影响下的路基顶面动力响应。在给定参数的情况下,相比于位移响应而言,路基顶部加速度响应由路基截面尺寸的变化引起的变化幅度较小。     

土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析

考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一.由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性.在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响.结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求.因此,在设计时应加以考虑.