浅谈液化场地群桩地震响应的三维数值分析

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1、合肥工业大学硕士学位论文液化场地群桩地震响应的三维数值分析姓名：张继宝申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：汪明武20090301液化场地群桩地震响应的三维数值分析摘要桩基是处理软弱基础的主要形式之一。然而历史桩基震害调查表明地震液化可加重桩基础破环程度，故当今液化场地桩基抗震性能研究已成为一个迫切解决的课题，开展液化场地群桩地震响应研究，对探讨液化场地桩土动力相互作用机制，提出合理有效的抗震措施具有重要的意义。本文基于三维有限差分分析方法，构建了液化场地群桩地震响应的数值分析模型，数值研究分析了在相同的地震

2、波作用下、有无上部荷载条件下两个模型的群桩动力响应特征，总结了土体加速度、桩土侧向位移、桩身弯矩和土体超孑L隙水压力分布规律，进而探讨了液化场地群桩的地震响应特征和桩土动力相互作用机制。研究得出：(1)液化场地群桩地震中水平位移随着埋深的加大而减少，液化现象有从上向下趋势；(2)桩头是否固定对桩身的水平位移和弯矩计算结果的影响较大。桩头固定条件下桩身水平位移较桩头自由模型结果小，桩顶弯矩值则比桩头自由计算模型大；(3)桩身的最大弯矩发生在桩底的1／3处，在桩头固定或自由时中心桩桩身的最大弯矩值则均小于外边角桩的最

3、大弯矩值；(4)本文计算模型中，超孔隙水压力的发展速度在一定程度上受群桩效应的影响，但较土层深度影响程度弱。论文研究成果对液化场地群桩基础的抗震设计和饱和砂土液化评价具有一定的理论和现实意义，并为工程应用提供理论依据和技术支持。关键词：有限差分液化场地FLAC3D群桩效应桩土相互作用43DNumericalSimulationofSeismicResponsesofPileGrouosonLiquefiableSoilsroupS0nueahie0ilSAbstractPilefoundationiSonemai

4、ntreatmentmethodforSOftfoundation．Pilefoundationsinliquefiablesoilsaredamagedseriouslyinduedbyearthquakeliquefactionfrommanyearthquakecase．Consequently,inordertoinvestigatethemechanismofpile-soilinteractionanddeveloparationalseismicdesignofpilegroupsonliquefi

5、ablesoils，theanalysisofseismicresponsesofpilegroupsfoundonliquefiablesoilsarekeyproblemeargingtoovercomingforgeotechnicalengineers．BasedontheFlac3Dprogram，thenumericalmodellingfortheanalysisofseismicresponsesofpile-groupsonliquefiablesoilsaredescribedinthisdi

6、ssertation．Twocasesofsameinputseismicwave，andwithorwithoutloadingwerecarriedouttoinvestigatetheseismicresponsesofpilegroupsinliquefiablesoils．Moreover,thecontributionprinciplesofsoilacceleration，excessporewaterpressure，bendingmomentsofpilearefurtherdiscussed．

7、Andresultsarereachedasshowninthefollowing：(1)Thelateraldisplacementofpilegroupsdecreaseswithinincreaseofburriedpiledepth．Thephenomenonofliquefactiontrendingtodownwardareobserved．(2)Thevaluesofdisplacementandbendingmomentsareinfluencedbythefixedorfreepiletop．T

8、hevalueofdisplacementinthefixedpiletopmodelislargerthanthatinfreepiletopmodel．(3)Thebendingmomentsofthepilesareon1／3partfrompilebottom．Thebendingmomentsofcenterpilesarelessthanthoseofedge