群桩-土-墩柱相互作用体系抗震性能数值模拟研究

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本文以群桩-土介质-桥梁墩柱试验为基础,采用ABAQUS有限元软件建立了对应的有限元模型,并对这一有限元模型进行了抗震性能分析研究,完成了如下主要工作:  1.介绍了桩-土-结构相互作用的发展历史及研究现状,并对桩-土-结构相互作用的主要研究方法进行了介绍,提出了本课题研究的内容及对此进行研究的必要性。介绍了本文中所用到的有限单元法及土体本构,包括常见的有限单元法及其在动力学中的应用、人工边界的选取及划分依据、常见的土体本构模型以及选取依据。  2.介绍了ABAQUS有限元软件的基本功能及应用领域,并对已完成的群桩-土介质-桥梁墩柱拟静力试验进行了介绍;详细阐述了本文中的有限元模型建立过程,对构件的建立、单元网格划分、桩-土接触模拟、加载制度的选用依据等进行了分析说明。将模拟分析所得到滞回曲线、骨架曲线、滞回耗能等参数与实际试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性,同时也说明了试验的准确性。  3.采用ABAQUS有限元软件分析了不同场地条件对群桩-土-墩柱体系抗震性能的影响,得到了墩柱顶点位移时程曲线及其组成部分所占比例,分析了不同条件下时程曲线、破坏形态的变化规律;并对临界破坏状态下的桩身应力、位移分布进行了分析。将 ABAQUS获得的桩身地震响应结果与我国现行规范计算结果进行了比对,分析了我国现行规范中关于桩身地震响应计算的不足之处。  4.采用ABAQUS有限元软件进一步分析了在 II类场地条件下,不同桩长对群桩-土-墩柱体系抗震性能的影响,分析了不同地震加速度幅值下结构在不同桩长条件的地震响应,得到了不同条件下时程曲线、破坏形态的变化,并选取出现破坏的情况,分析了其临界破坏状态下的桩身应力、位移分布,并与我国现行规范计算结果进行了比对。
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