結(jié)構(gòu)-樁-水平成層地基系統(tǒng)動力相互作用分析方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程建設(shè)規(guī)模的擴大，樁基礎(chǔ)在高層結(jié)構(gòu)、港口、核電結(jié)構(gòu)等建筑物中廣泛應(yīng)用。樁基礎(chǔ)的動力剛度對這些結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)有很大影響，因此在地震動力分析中需要考慮樁-土-結(jié)構(gòu)動力相互作用。本文針對層狀地基自由場響應(yīng)和樁基礎(chǔ)阻抗函數(shù)進行了研究:
　　(1)對于平面體波垂直入射的情形，基于一維波動方程理論解，利用波動在不同分層之間的傳播關(guān)系，在時域內(nèi)利用逐步遞推方法構(gòu)造出界面處的上行波和下行波，進而求得土層中任意點處的運動。針對地震波垂直入

2、射的粘彈性地基模型，利用三角級數(shù)變換將地震波分解為一系列簡諧波動的疊加，運用逐步遞推方法求解出在簡諧波作用下土層各離散點的運動，最后將所有簡諧波動作用下的運動疊加，從而求得在地震波作用下粘彈性地基中任意點處的運動。利用上述方法求解出的自由場響應(yīng)，運用直接法在有限域內(nèi)施加粘彈邊界也可求解自由場響應(yīng)。數(shù)值算例驗證了方法的有效性和適用性。
　　(2)針對成層地基中樁基礎(chǔ)的阻抗函數(shù)，利用子結(jié)構(gòu)法將成層地基中樁基礎(chǔ)阻抗函數(shù)的求解分解為成層地

3、基半空間、樁基礎(chǔ)和開挖土體三部分阻抗函數(shù)的疊加，分別利用混合數(shù)值算法和有限元法求解，求解方法高效精確。數(shù)值算例驗證了方法的準確性。
　　(3)針對大規(guī)模的群樁系統(tǒng)，結(jié)合粘彈性人工邊界條件運用有限元法，按阻抗函數(shù)定義在ANSYS中運用諧分析完成對樁基礎(chǔ)阻抗函數(shù)的求解。方法可以較為全面地考慮地基中存在各種不均勻特性，如孔洞、夾層、非水平成層等情況。
　　(4)運用文中的方法就樁長徑比、承臺的約束條件、土層的模量對樁-土動力相互作