论文摘要
近年来对震害实例的调查研究和室内初步试验研究表明,饱和黄土甚至高含水量的黄土具有很大的液化势,目前国内对这方面的研究资料较少,相关的研究主要涉及美国、日本、前苏联。随着经济的发展,我国饱和黄土地区的建筑物结构会越来越多,因而对饱和黄土地基的抗震技术进行研究,通过工程措施提高抗震性能对我国黄土地区的抗震减灾具有重要的现实意义。本文以饱和黄土CFG桩复合地基工程为背景开展研究,目的在于确定复合地基承载力是否达到设计要求,以及在地震荷载下复合地基的抗震性能。首先介绍了饱和黄土抗震研究的现状。在相同地震动荷载作用下,与饱和砂土、饱和粉土相比,饱和黄土液化的可能性更大。总结了饱和黄土的液化机理,孔压增长规律、液化标准,以及饱和黄土液化的工程判别方法。通过分析,内蒙古薛家湾饱和黄土场地在地震荷载作用下存在液化可能。介绍了CFG桩的加固机理、工程特性,并通过现场静载试验方法确定CFG桩复合地基承载力。其次,介绍了桩—土有效应力动力分析的方法以及研究的现状。有限单元法相对成熟,可以进行非线性分析和实体分析,可以很好地考虑桩基和土体之间的接触状态非线性,可以方便地分析各种力学参数对桩—土动力作用体系的影响。因此对通用有限元程序ADINA建模的方法进行了探讨,主要包括粘—弹性人工边界的施加、阻尼模型的选择、桩土作用界面上状态非线性的模拟等。根据有限元理论和上述的建模方法建立有限元实体模型,其计算内容包括以下几个部分:静力作用下桩身应力、应变及持力层所受压力;单桩复合体系的模态分析;单桩复合体系孔压比动力响应,判断饱和黄土层是否发生液化;CFG桩身应力应变动力响应:CFG桩复合地基不考虑孔隙水压力时桩身动力响应,以此研究饱和黄土CFG桩复合地基承载性质的特殊性。对上述计算结果进行分析得出如下结论:通过静载实验饱和黄土CFG桩复合地基承载力满足设计值。通过动力分析饱和黄土在加速度幅值为0.2gELcentro地震波作用下会发生液化,桩体在承载过程中,桩头和桩底处有应力集中,桩身出现拉应力,但是并未达到桩身混凝土的破坏标准。
论文目录
摘要Abstract第1章 绪论1.1 引言1.2 地震液化研究现状1.3 地震液化机理1.4 饱和黄土抗震研究1.5 CFG桩复合地基1.6 选题背景与意义1.6.1 选题背景及意义1.6.2 本文的主要内容第2章 饱和黄土的工程特性2.1 黄土的分布及基本特征2.2 饱和黄土的工程性质2.3 黄土的动力特性2.3.1 黄土动力特性的分类2.3.2 黄土的动本构关系2.3.3 黄土的动强度与液化机理2.3.4 黄土的动变形2.3.5 加荷方式对黄土动力特性的影响2.3.6 黄土液化的工程判别指标与方法2.3.7 饱和黄土孔压增长模式2.3.8 饱和黄土液化的孔压标准第3章 饱和黄土CFG桩复合地基承载性质3.1 CFG桩加固地基的机理3.1.1 CFG桩复合地基各部分的作用3.1.2 CFG桩对松散砂土、粉土地层的加固机理3.1.3 CFG桩的复合地基的工程特性3.2 CFG桩的复合地基的破坏模式及极限承载力的确定方法3.2.1 复合地基的破坏模式3.2.2 CFG桩的复合地基的极限承载力的计算方法3.3 CFG桩复合地基承载力静载试验3.3.1 实验概况3.3.2 单桩静载实验3.3.3 单桩复合静载实验第4章 有限元模型的建立4.1 动力分析方法理论4.1.1 动力平衡方程的建立方法4.1.2 动荷载列阵4.1.3 单元运动微分方程4.1.4 质量矩阵4.1.5 阻尼矩阵4.1.6 应变矩阵4.1.7 应力—应变关系4.1.8 动力平衡方程的求解4.1.9 非线性动力分析理论4.2 有效应力分析方法理论4.2.1 有效应力方法概述4.2.2 有效应力分析基本方程4.3 土体本构模型的选择4.4 边界条件的处理4.5 地震波的选取4.6 单元网格划分及合理计算宽度的确定4.7 桩土接触有限元模拟第5章 有限元模拟CFG桩复合地基地震反应5.1 概述5.2 模型介绍5.3 静载分析5.4 模态分析5.5 动力有效应力计算结果分析5.5.1 孔压响应5.5.2 饱和黄土液化层厚度确定5.5.3 桩基动力响应5.5.4 不考虑孔隙水压力情况下桩基动力响应5.6 本章小结第6章 结论与展望6.1 结论6.2 展望致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果在读工程硕士研究生简介
相关论文文献
标签：饱和黄土论文; 桩复合地基论文; 有限元法论文; 有效应力分析论文; 动力分析论文;
