本文關鍵詞：地震波斜入射時土—基礎—橋梁相互作用分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在地震作用下,不僅橋梁結構自身與地基土之間存在相互作用,而且相鄰基礎間也會有相互作用存在。研究分析這種相互作用的作用機理和影響規(guī)律,對橋梁抗震具有重要意義。本文的主要工作如下:(1)本文運用顯式有限元方法結合透射人工邊界模擬土體,結構采用隱式時步積分方法,提出了一種分析三維土-結構動力相互作用的高效時域直接法。通過坐標變換,可以考慮地震波以空間角度(以兩個角度描述)入射情形。(2)采用所提出的方法,模擬了單跨橋模型在三種不同的地震波(SH波、P波和SV波),不同入射角度情形時的土-結相互作用響應,分析了13種工況下單跨橋的運動規(guī)律。由于入射波行波效應,端墻和基礎呈現(xiàn)出三種非常有特點的運動形式即對稱運動、反對稱運動和揮舞運動。這些運動形式決定了入射波結束后,橋梁自由振動的主要振型。(3)分析了入射波類型、入射角度、橋梁與土體相對剛度、基礎與被基礎替代土體質量比、橋梁與被基礎替代土體質量比等因素的影響,并通過示例闡示了地震波斜入射時土-橋梁相互作用的效應。(4)建立了高原大橋土-結相互作用的三維模型,通過示例證明本文采用的方法可以計算更加復雜的橋梁模型。
【關鍵詞】：地震波 土-基礎-橋梁相互作用 顯-隱式積分方法 有限元法 多次透射人工邊界 橋梁抗震
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 引言14-16
• 1.1.1 地震作用14-15
• 1.1.2 剛性地基假定15
• 1.1.3 土-結構相互作用15
• 1.1.4 行波效應15-16
• 1.2 土-結構相互作用的國內外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 土-基礎-橋梁動力相互作用研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 土-結構相互作用的分析方法和試驗研究21-23
• 1.3.1 分析方法21-22
• 1.3.2 試驗研究22-23
• 1.4 行波效應分析方法23-26
• 1.4.1 擬靜力位移法23-24
• 1.4.2 大剛度法24-25
• 1.4.3 大質量法25-26
• 1.5 本文的研究目的和主要內容26-29
• 1.5.1 研究目的和意義26
• 1.5.2 各章主要內容26-28
• 1.5.3 論文框架28-29
• 第二章 三維土-結構相互作用時域直接法基本理論29-44
• 2.1 引言29
• 2.2 地震波29-31
• 2.2.1 地震波的特性29-30
• 2.2.2 地震波一維波動方程30-31
• 2.3 土體的運動31-40
• 2.3.1 土體的尺寸及離散31-32
• 2.3.2 土體內節(jié)點的運動32-36
• 2.3.3 透射人工邊界節(jié)點的運動36-40
• 2.4 上部結構的運動40
• 2.5 基礎的運動40-43
• 2.5.1 土體對基礎的作用力40-41
• 2.5.2 上部結構對基礎的作用力41
• 2.5.3 基礎的運動41-43
• 2.6 時域直接法的基本步驟43-44
• 第三章 地震波入射單跨橋動力響應44-69
• 3.1 引言44
• 3.2 計算模型44-47
• 3.2.1 單跨橋參數44-45
• 3.2.2 單跨橋振型和頻率45
• 3.2.3 入射地震波45-46
• 3.2.4 無量綱頻率46-47
• 3.2.5 土體的離散化47
• 3.3 SH波入射土-基礎-橋梁相互作用分析47-56
• 3.3.1 CASE1（SH,θ_1 =θ_2=0°）48-51
• 3.3.2 CASE2（SH,θ_1 =90°,θ_2=0°）51-52
• 3.3.3 CASE3（SH,θ_1 =0°,θ_2=90°）52-53
• 3.3.4 CASE4（SH,θ_1 =θ_2=90°）53-55
• 3.3.5 CASE5（SH,θ_1 =θ_2=45°)55-56
• 3.4 SV波入射土-基礎-橋梁相互作用分析56-61
• 3.4.1 CASE6（SV,θ_1 =θ_2=0°）57
• 3.4.2 CASE7（SV,θ_1 =30°,θ_2=0°）57-59
• 3.4.3 CASE8（SV,θ_1=θ_2=30°）59-61
• 3.5 P波入射土-基礎-橋梁相互作用分析61-68
• 3.5.1 CASE9（P,θ_1=θ_2=0°）62-63
• 3.5.2 CASE10（P,θ_1=90°,θ_2=0°）63-64
• 3.5.3 CASE11（P,θ_1 =0°,θ_2=90°）64-65
• 3.5.4 CASE12（P,θ_1=θ_2=90°）65-66
• 3.5.5 CASE13（P,θ_1=θ_2=45°)66-68
• 3.6 本章小結68-69
• 第四章 土-基礎-橋梁相互作用影響參數分析69-88
• 4.1 引言69
• 4.2 計算模型及無量綱參數69-70
• 4.2.1 計算模型69
• 4.2.2 無量綱參數69-70
• 4.3 SH波入射單跨橋參數分析70-76
• 4.3.1 基礎響應分析70-75
• 4.3.2 結構響應分析75-76
• 4.4 SV波入射單跨橋參數分析76-81
• 4.4.1 基礎響應分析76
• 4.4.2 結構響應分析76-81
• 4.5 P波入射單跨橋參數分析81-87
• 4.5.1 基礎響應分析81-86
• 4.5.2 結構響應分析86-87
• 4.6 本章小結87-88
• 第五章 高原大橋示例分析88-102
• 5.1 引言88-89
• 5.2 高原大橋設計及震害介紹89-90
• 5.2.1 高原大橋設計參數89
• 5.2.2 高原大橋震害89-90
• 5.3 高原大橋動力響應分析模型90-91
• 5.4 位移脈沖入射高原大橋動力響應分析91-97
• 5.4.1 SH波入射高原大橋動力響應分析91-93
• 5.4.2 SV波入射高原大橋動力響應分析93-95
• 5.4.3 P波入射高原大橋動力響應分析95-97
• 5.5 實測地震波入射高原大橋動力響應分析97-101
• 5.6 本章小結101-102
• 第六章 結論與展望102-104
• 6.1 全文小結102-103
• 6.2 展望103-104
• 參考文獻104-108
• 致謝108

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本文編號：262018