浅谈土液化横向流动中桩土相互作用三维数值分析

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1、大连理工大学硕士学位论文土液化横向流动中桩土相互作用三维数值分析姓名：邵琪申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：唐小微20090626大连理工大学硕士学位论文摘要强震中，液化土在重力作用下往往发生水平扩展流动，这种变形通常是巨大和永久的，对液化区域内公路、铁路、桥梁、码头、堤坝、房屋、地下结构与生命线工程造成严重的破坏，是地震灾害的主要形式之一。液化土的横向流动对桩基础造成的破坏更为严重，在近些年全球强震震害调查中屡有记录。因此，有关液化土体流动对桩土相互作用以及桩内力与变形的影响，一直是岩土工程领域研究的热点。本文基于Biot两相饱和多孔

2、介质动力耦合理论，采用FE．FD耦合的数值分析方法计算模拟地震荷载作用下有一定流速土体液化横向流动的桩土相互作用。在数值分析过程中，采用u-p形式的动力固结方程和循环弹塑性本构关系，并引入更新的拉格朗日格式以适应土体液化后产生的变形。通过模拟振动台实验过程，来研究地震中具有流速土体液化横向流动中桩土相互作用的机理。主要工作如下：(1)模拟单排桩与土相互作用，将这一过程简化为三维的单桩模型进行计算。通过多组不同流速情况下的计算，分析得到液化土横向流动及其流速对桩内力和位移的影响规律。(2)建立与单桩模型具有相同荷载和边界条件的自由场土体的三维模型

3、，比较单桩模型与自由场模型的液化流动及变形的差别，获得考虑桩土相互作用时桩的变形与自由场地时变形的相对位移，寻求液化土体流动对桩内力分布的影响规律。(3)模拟群桩与土相互作用，采用简化的三维四桩模型进行计算，得到土体液化横向流动对桩内力和位移的影响规律。分析比较前桩与后桩的内力和位移的不同；对不同流速情况下的计算结果进行比较分析，得到四桩模型中前桩与后桩内力与位移随流速的变化规律。格式关键词：地震液化；横向流动；FE-FD耦合方法；桩土相互作用；更新的拉格朗日土液化横向流动中桩土相互作用三维数值分析3DNonlinearAnalysisofPi

4、le—SoilInteractioninLateralSpreadingofLiquefiedGroundLlquet]edkiroUndAbstractDurings扛ongearthquake，liquefiedgroundundergravityfrequentlyhashorizontallyspreadingdeformationwhichisusuallylargeandpermanent．Asamaintypeofseismicdamage，itcausesseriousdamageofhighways，railways，brid

5、ges，docks，embankments，buildings，undergroundstructuresandlifelineengineeringsinliquefiedarea．However，thedamageofpilesinducedbylateralspreadingofliquefiedgroundismoreserious．Therefore，theinfluenceofgroundflowonpile—soilinteractionandpiles’internalforceanddeformation，isalwaysth

6、ehotspotsingeotechnicalengineering．BasedonBiot’Sdynamicconsolidationtheoryfortwo-phasemixture，theseismicresponseanalysisforthepile—soilinteractioninthelateralspreadingwithdifferentvelocitiesissimulatedbyaFE—FDcoupledmethod．Innumericalanalysis，u-pformationofdynamicconsolidati

7、onequationandcyclicelasto—plasticconstitutivemodelareused．UsingupdatedLagrangianmethod，largedeformationofliquefiedgroundisconsidered．Simulatingtheprocessofshaking’test，mechanismofpile-soilinteractioninliquefiedandlaterallyspreadingisstudied．Themainworkisasfollows：(1)Usingsim

8、plifiedthree—dimensionalmodelofsinglepile，theinteractionbetweensingle—pilea