特殊地形上結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,天津市提出了對(duì)海河兩岸進(jìn)行開(kāi)發(fā)規(guī)劃,規(guī)劃中大量建筑物和地下工程將沿河而建.在地震作用下,這些地下工程及河流的存在將使附近建筑物的動(dòng)力反應(yīng)受到影響,對(duì)其進(jìn)行研究將具有十分重要的理論和實(shí)際工程意義,為此本文結(jié)合天津市海河兩岸實(shí)際情況,主要做了以下幾個(gè)方面的研究工作: (1)確定了適合本文相互作用動(dòng)力分析的土體、結(jié)構(gòu)彈塑性本構(gòu)模型,推導(dǎo)了土體、結(jié)構(gòu)的彈塑性矩陣表達(dá)式和流體有限元矩陣的表達(dá)式,構(gòu)建了特殊地形上土-

2、結(jié)構(gòu)相互作用體系的彈塑性整體有限元模型,確定了有限元網(wǎng)格劃分的大小和動(dòng)力時(shí)程分析的解決方案,在ANSYS中成功實(shí)現(xiàn)了粘彈性邊界的模擬和重力的引入. (2)研究了河流對(duì)周圍場(chǎng)地地震反應(yīng)特性的影響和地層中間帶有軟、硬夾層對(duì)場(chǎng)地地震反應(yīng)的影響.結(jié)果表明河流的存在使周圍場(chǎng)地地表地震反應(yīng)比一般自由場(chǎng)時(shí)有所增大,河流越深這一現(xiàn)象越明顯；軟夾層的存在使一般自由場(chǎng)和有河流場(chǎng)地地表位移反應(yīng)增大,土體剪應(yīng)力減小,軟夾層處土體位移發(fā)生突變；而硬夾層對(duì)

3、場(chǎng)地動(dòng)力反應(yīng)的影響程度很小. (3)分析了地震作用下河流對(duì)不同場(chǎng)地類型、不同土層分布、不同基礎(chǔ)形式的相互作用體系動(dòng)力反應(yīng)的影響,結(jié)果表明,建筑物距河流越近,地震作用下體系的頂層總位移、基底平動(dòng)和擺動(dòng)越大；彈塑性分析時(shí)結(jié)構(gòu)頂層總位移、基礎(chǔ)的平動(dòng)和擺動(dòng)都發(fā)生了向河流一側(cè)不可恢復(fù)的偏移,當(dāng)土體中存在軟弱夾層時(shí),偏移現(xiàn)象更明顯；淺基礎(chǔ)體系偏移大于深基礎(chǔ),并導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)受力不對(duì)稱. (4)通過(guò)分析建筑物正下方不同寬度隧道對(duì)其地震反

4、應(yīng)的影響和隧道對(duì)不同基礎(chǔ)形式建筑物地震反應(yīng)的影響發(fā)現(xiàn),隧道在建筑物正下方時(shí),隨著隧道寬度增加,上部結(jié)構(gòu)頂層總位移反應(yīng)增大；隧道緊靠建筑物一側(cè)且基礎(chǔ)埋深較淺時(shí),上部結(jié)構(gòu)易發(fā)生向無(wú)隧道一側(cè)的不可恢復(fù)偏移,并導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)受力不對(duì)稱,而深基礎(chǔ)相互作用體系未發(fā)生明顯偏移. (5)在特殊地形上進(jìn)行土一結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的實(shí)際工程分析時(shí),為縮小計(jì)算規(guī)模,運(yùn)用了分支模態(tài)二步分析法,事實(shí)表明該方法能很好地與現(xiàn)有廣泛流行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合,為工程設(shè)