本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)震下深水橋梁群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)及非線性損傷特性研究　出處：《北京交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：群樁基礎(chǔ)是深水橋梁結(jié)構(gòu)中常見的一種橋梁下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式,并且往往是地震中的易損部位和薄弱環(huán)節(jié)。動(dòng)水效應(yīng)是深水橋梁抗震設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問(wèn)題,不僅會(huì)改變深水橋梁的動(dòng)力性態(tài),也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)產(chǎn)生明顯影響。本文以一座典型的深水橋梁為對(duì)象,基于流固耦合理論和方法,分別建立考慮結(jié)構(gòu)-水體動(dòng)力耦合作用的群樁基礎(chǔ)彈性和非線性分析模型,討論了Morison方程法、相關(guān)簡(jiǎn)化公式在樁身和承臺(tái)的動(dòng)水效應(yīng)計(jì)算中的有效性。以此為基礎(chǔ),對(duì)深水橋梁群樁基礎(chǔ)在近、遠(yuǎn)場(chǎng)地震作用下的響應(yīng)特性和強(qiáng)震下的損傷分布規(guī)律進(jìn)行了分析研究。主要內(nèi)容包括： (1)采用勢(shì)流體方法建立考慮流固耦合效應(yīng)的深水橋梁群樁基礎(chǔ),對(duì)流體域?qū)挾确秶⒘黧w域網(wǎng)格劃分精度進(jìn)行了討論,明確了相關(guān)參數(shù)的取值,為后續(xù)研究奠定了重要數(shù)值基礎(chǔ)。 (2)以基于勢(shì)流體方法的群樁基礎(chǔ)彈性分析模型為對(duì)象,以7條具有明顯速度脈沖效應(yīng)的近場(chǎng)地震波為輸入,分析了不同水深下群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)特性及樁間距的變化對(duì)其響應(yīng)特性的影響。研究表明,隨著水深的增加,結(jié)構(gòu)自振周期不斷延長(zhǎng),動(dòng)水壓力的存在使得群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)顯著增大。隨著樁間距的增大,結(jié)構(gòu)自振周期和動(dòng)力響應(yīng)都有減小的趨勢(shì)。 (3)基于勢(shì)流體全數(shù)值計(jì)算方法,檢驗(yàn)了Morison方程法、王寶喜簡(jiǎn)化公式和魏凱簡(jiǎn)化公式在分別用于計(jì)算群樁基礎(chǔ)的樁身和承臺(tái)動(dòng)水附加效應(yīng)時(shí)的有效性,并對(duì)不同方法在位移、彎矩以及剪力等響應(yīng)指標(biāo)上的誤差率進(jìn)行了具體評(píng)價(jià)。 (4)建立群樁基礎(chǔ)的非線性分析模型,選取成組近、遠(yuǎn)場(chǎng)地震記錄為輸入,對(duì)不同水深下群樁基礎(chǔ)在近、遠(yuǎn)場(chǎng)地震下的動(dòng)力響應(yīng)和損傷分布規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,近場(chǎng)地震下深水橋梁群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)及其損傷明顯大于遠(yuǎn)場(chǎng)地震；承臺(tái)底與樁頂?shù)慕唤缣幨侨簶痘A(chǔ)的易損部位,在地面以下一定深度的土層交界處,樁身可能出現(xiàn)損傷破壞,且該損傷會(huì)隨著地震強(qiáng)度的增強(qiáng)而向兩端擴(kuò)散。
[Abstract]:In this paper , based on the theory and method of fluid - solid coupling , a typical deep - water bridge is used as the object , which not only changes the dynamic state of the deep water bridge , but also has obvious influence on the structural response . ( 1 ) The deep water bridge group pile foundation considering the flow - solid coupling effect is established by using the potential fluid method , the range of the width of the fluid domain and the division precision of the grid of the fluid domain are discussed , the value of the relevant parameters is clarified , and the important numerical basis is laid for the subsequent study . ( 2 ) Based on the elastic analysis model of group pile foundation based on potential fluid method , the influence of dynamic response characteristics of pile foundation and the change of pile spacing on the response characteristics of pile foundation under different water depths are analyzed . ( 3 ) Based on the whole numerical calculation method of potential fluid , the validity of Morison equation method , the simplified formula of Wang Baoxi and the simplified formula of Weikai are tested , and the error rate of different methods in response indexes such as displacement , bending moment and shear force are evaluated . ( 4 ) The nonlinear analysis model of pile foundation is established , and the dynamic response and damage distribution law of the pile foundation of deep water bridge group under different water depths are compared and analyzed . The results show that the dynamic response and damage of pile foundation of deep water bridge group under near field earthquake are more than far field earthquake .

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U443.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1386369