水平地震作用下單樁橫向非線性動力響應(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力響應(yīng)問題。首先，利用有限元分析軟件ANSYS，構(gòu)造了一個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、地震動輸入方法、重力因素等，并對模型進行了靜力學(xué)和動力學(xué)驗證，以證明幾何模型的正確性。其次，運用該模型，輸入地震動，研究了常數(shù)阻尼和瑞雷阻尼兩種不同計算模式下的自由場和單樁－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力響應(yīng)，分析了樁頭反應(yīng)譜、地震波傅里葉譜等，進行了樁土彈性模量比、土體材料阻尼比、地震動輸入水平等因素對單樁橫向非線性動力響應(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力響應(yīng)簡化分析模型，編制了單樁橫向非線性動力響應(yīng)簡化分析的有限元程序。通過與三維有限元數(shù)值模擬結(jié)果的比較，驗證了簡化分析模型

3、的合理性和正確性。最后，運用簡化分析模型，進行了設(shè)計烈度分別為7,8和9度時，不同地震動輸入水平下樁頭的反應(yīng)譜和位移、加速度計算，為實際工程提供參考。通過以上分析，得到如下結(jié)論：
　　 1、自由場模型分析的結(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，說明土體的材料非線性特性對自由場的地震響應(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，其計算結(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，對單樁橫向地震響應(yīng)有一定影響，考慮這兩個非線性因素，能更準(zhǔn)確的描述單樁橫向地震運動響應(yīng)。
　　 3、較之自由場，設(shè)置樁體后位移、速度、加速度明顯減小，說明樁身的存在起到了隔震減震的作用。
　　 4、水平地震時樁體最大動力響應(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、輸入地震動水平等參數(shù)，對樁土動力相互作用有影響，其中，樁土模