液化场地微型桩基地震响应三维数值分析

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1、合肥工业大学硕士学位论文液化场地微型桩基地震响应三维数值分析姓名：贺传友申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：汪明武20090301液化场地微型桩基地震响应三维数值分析摘要地震液化是加重桩基础破坏程度的重要原因之一。由于微型桩应用历史较短，其抗震安全性和地震响应特征等方面尚未充分认识，特别是液化场地微型桩基工作性能问题，针对微型桩基的抗震设计理论也不完善，现多采用普通大直径桩的设计方法，而这会导致与实际情况不同，故有必要对液化场地微型桩基的地震响应特性进行深入研究，以探讨地震中液化场地微型桩的工作性状和破坏机制，以便为微型桩的抗震设计提供参考。论文基于三维快速拉格朗日

2、FLAC3D分析软件，构建了三个不同倾斜度微型桩基数值仿真模型，探讨了液化场地微型桩在自重条件和地震作用下的工作性状，并对比分析了桩不同倾斜角度和不同地震强度下的土体加速度、桩身加速度、桩头水平位移、桩身弯矩和土体孔隙水压力的变化规律。研究得出：1)地震作用下，微型桩桩身弯矩最大值出现在距桩头约1／3桩长处。2)不同倾斜度的微型桩模型地震响应规律不同，桩头水平位移随着微型桩的倾斜度增大而减小。3)自由场地土层中超孔隙水压力增长幅度较微型桩间土层的数值大。4)土体加速度自地下而上衰减，且液化土层吸收了大量能量。5)地震波的强度对土体加速度和超孔隙水压力影响较大。6)桩头水平

3、位移随着地震波强度增强而增大。研究结果和有关结论为微型桩基础的抗震设计提供了理论依据和参考。关键词：微型桩地震响应液化超孔隙水压力Three··DimensionalNumericalAnalysisofSeismicResponsesofMicropilesinLiquefiableSoilsAbstractSeriousdamagestopilefoundationinducedbyearthquakeliquefactionareobservedinmanyhistoryearthquakecases．Micropileisanewtypepilefoundatio

4、n．Uptorecent，aseismiesafetyandseismicresponseshasnotyetfullyrecognized，especialtotheseismicperformancesofmicropilefoundontheliquefiablesoils．Nowtheengineersalwaysusetheseismicdesignmethodofnormalpilefoundationforthemicropile．Therefore，inordertoprovidearationalreferenceforseismicdesignofmi

5、cropilesandinvestigatethemechanismofpile—soilinteraction，theresearchontheseismicresponsesofmicropileinliquefiablesoilsisofgreatimportance．BasedonthefastLagrangiananalysisofcontinua，FLAC3D，threenumericalsimulationmodelsinwhichtheinclinationdegreeofmicropilesare00，150，250，respectively,werec

6、onstructedtoinvestigatetheperformancesofmicropileinliquefiablesoilssubjectedtoseismicloadingandself-weightloading．Theprinciplesofaccelerationsofgroundandpile，thelateraldisplacements，thebendingmomentsofthepileandtheexpressporewaterpressureinthegroundwithdifferentboundaryconditionsarediscus

7、sed．Moreover,thepile-soilinteractionmechanismisfurtherinvestigated．Someinterestingresultsarereachedasshowninthefollowing：1)Themaximumbendingmomentofthemicropileoccursat1／3pilelengthfromsurface．2)Theseismicresponsesofmicropileofdifferentpileinclinationandsameinputwav