基于Opensees的桩基横向动力特性数值模拟研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:amoyzhu
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桩基在工程中的广泛应用使得对其研究显得尤为重要,而在可液化场地中的桩基的复杂受力研究观点尚未达成一致。故对在动力作用下桩基的动力相互作用的研究有着重要意义。本文重点研究桩—土—承台结构在动力作用下的研究,并运用Opensees软件进行数值模拟分析。随后提出单桩下桩基抗震简化模型,并对其进行参数敏感性研究分析。主要研究工作如下:首先,在小型振动台试验设计中,第一次采用新型的FBG数据采集系统,以确保能够得到精确的试验数据。此外,对试验用土进行筛选,制作模型箱和模型桩,对监测点进行布置,并对多种试验工况进行设计。通过同时设置非接触式激光位移计进一步验证FBG测量系统在振动台试验中应用的可行性。其次,使用OpenseesPL有限元软件对振动台试验进行数值模拟分析,通过对试验各种工况进行模拟并对比后发现,OpenseesPL有限元软件不仅可以很好的模拟液化土中桩基横向动力响应问题,并且计算收敛速度比其他相关有限元软件快,模拟结果与试验结果符合较好。最后,通过对常用的Winkler弹性地基梁模型分析,首次运用Opensees软件建立土体—单桩—承台体系二维有限元模型,模型中同时考虑自由场土体对桩基动力响应的影响。得出以下主要结论:(1)对于砂土动力p-y单元,内摩擦角对其影响最大,重度次之。(2)对于黏土动力p-y单元,不排水抗剪强度影响最大,极限承载力一半时的应变值也对其影响较大。(3)自由场土体长度对桩结构动力响应的影响,当自由场长度足够长时,土体特性对其影响可以忽略,当自由场土体长度为300米时能够满足计算要求。
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