液化场地群桩地震响应有效应力分析

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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有效应力分析姓名：吴大国申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：汪明武20071101液化场地群桩地震响应有效应力分析摘要液化场地桩土动力相互作用研究是岩土工程界的一个前沿课题。目前在桩基设计中对于地震作用下液化土中桩基承载力的计算存在着一些简化方法，但是都缺乏实际震害的校核或模型试验的验证。为构建液化场地桩基基础防震减灾有效对策，研究液化场地的桩土动力相互作用问题对桩基础的抗震设计有着重要的实际意义。本文应用基于多重剪切机构塑性模型的有效应力分析方法，探讨了液化场地群

2、桩的地震响应特征和桩土动力相互作用机制。构建了三个桩土体系动力数值计算模型，对比分析了不同边界条件下和不同强度地震波作用下群桩动力响应特征、加速度和土体超孔隙水压力分布规律，研究得出：(1)在地震作用下，土体液化与地震强度有关，地震越强土体越容易液化，且上部土体较下部土体先液化。(2)地基液化明显加大了桩的水平位移，桩的水平位移随地震强度加大而增大；液化地基对于输入地震波具有选择性滤波作用，不同地震波在土体中的衰减幅度不同。(3)不同边界条件对桩身的水平位移和弯矩计算结果的影响较大。在粘性边界条件下桩身的水平位移较

3、铰接边界条件的大，而弯矩最大值则比铰接边界小。(4)桩身的最大弯矩发生在离桩底I／3处，桩土最大相对位移发生在地表处，中心桩桩身的弯矩和桩土相对位移均小于边桩，且随桩闻距和地震强度增大而增大。(5)超孔隙水压力的发展速度与输入地震波的强度有关，而边界条件和桩间距的影响很小。(6)由于群桩效应，群桩模型的桩身的水平位移和弯矩均小于单桩模型。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：液化场地多重剪切机构塑性模型有效应力分析群桩效应桩土

4、相互作用EffectiveStressAnalysisofSeismicResponsesofPileGroupsinLiquefiableSoilsAbstractThestudyonpile-soildynamicinteractioninliquefiablesoilsisoneofthefronttopicsingeotechnicalengineering．Therearesomesimplifieddesignmethodsforpredictingthebearingcapacityofthepile

5、inliquefiablesoilsunderseismicloading，butthesemethodshavenotbeenverifiedbyphysicaldataduringtherealearthquakeorthemodeltest．Inordertosetupcountermeasuresforprotectingagainstandmitigatingearthquakedisaster,theresearchfortheseismicdesignofpilefoundationbuiltinli

6、quefiablesoilsissignificant．Basedonthemethodofeffectivestressanalysisandthesandmodelofmultiple—inelasticspringmodel，thepile—soilinteractionofpilegroupsinliquefiablesoilsisdiscussedin、thisdissertation．Thfeemodelsofpile．soilsystemwereestablishedforsimulation．The

7、dynamicresDonsecharacteristiesandthedevelopmentrulesofporewaterpressureandaccelerationwereinvestigatedunderdifferentboundaryconditionsandearthquakemotions．Somemainachievementsofthisdissertationarereachedasfollows：(1)Thesoilliquefactionhassomethingtodowithearth

8、quakeintensity．Thestrongerearthquake，thesoiliseasiertoliquefy．Moreover,theupperlayersoilliquefiedbeforethelowerlayer．(2)Thehorizontaldisplacementofpilesisobviouslylargerwhenthesoil