浅谈土液化横向扩展中的桩土相互作用分析

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1、大连理工大学硕士学位论文土液化横向扩展中的桩土相互作用分析姓名：于卉申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：栾茂田;唐小微20070611大连理工大学硕士学位论文摘要强震中，液化土体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，因此也对液化区域内公路、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。液化土的横向扩展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两相饱和多孔介质动力耦合理论，

2、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坡土体液化横向扩展的桩土相互作用。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大变形。本文通过模拟振动台实验过程，来研究地震中具有坡度土体液化横向扩展中桩土相互作用的机理。主要工作如下：n)模拟单排桩与土相互作用，将这一过程简化为二维的单桩模型进行计算。通过多组不同坡度情况下的计算，分析得到液化土体横向扩展对桩的内力和位移的影响规律以及坡度对桩的内力和位移的影响。(2)建立与单桩模型具有相同荷载条件的自由土体的二维模型，比较单桩模型与自由场模型的液

3、化及变形的差别，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，寻求其对桩内力分布的影响。(3)模拟双排桩与土相互作用，采用简化的二维双桩模型进行计算，得到土液化横向扩展对桩的内力和位移影响规律。分析比较前桩与后桩的内力和位移的不同。对不同坡度情况下的计算结果进行比较分析，得到双桩模型中前桩与后桩内力与位移随坡度的变化规律。关键词：地震液化；横向扩展；FE—FD耦合方法；桩土相互作用；更新的拉格朗日格式土液化横向扩展中的桩土相互作用分析NonlinearAnalysisofPile-SoilInteractioninLateralSpreadingofLique

4、fiedGroundAbstractDarings血'ongearthquake，liquefiedgroundundergravityfrequentlyhashorizontallyspreadingdeformationwhichisusuallylargeandpermanenLAsamaintypeofseismicdamage,itcausesseriousdamagesofhighways,railways,bridges,docks,embankments．buildings，underground$缸-alcturesandlifelineenginee

5、ringsinliquefiedarea．However,thedamageofpilesinducedbylateralspreadingofliquefiedgroundismoreserious．Therefore，theinfluenceofgroundflowonpile-soilintemaionandpiles’internalforceanddeformation,isalwaysthehotspotsingeotecimicalengineering．BasedonBiot’Sdynamicconsolidationtheoryfortwo-phasem

6、ixture，theseismicresponseanalysisforthepile—soilinteractioninthelateralspreadingandliquefiedslope．issimulatedbyaFE-FDcoupledmethod．Innumericalanalysis，u-pformationofdynamicconsolidationequationandcyclicelasto-plasticconstitutivemodelareused．UsingupdatedLagrangianmethod,largedeformationofl

7、iquefiedgroundisconsidered．Simulatingtheprocessofshakingtest,mechanismofpile-softinteractioninliquefiedandlaterallyspreadingslopeisstudied．Mainworkisasfollow：(1)Usingsimplifiedtwo-dimensionalmodelofsinglepile，theinteractionbetweensingle-rowpilesandsoilissimulated．By