基于地表地震输入的深基础结构地震反应分析
桩基是一种历史悠久、且广泛采用的深基础形式，历次大地震中，均出现了各类桩基础的严重破坏现象。由于破坏的隐蔽性，使得破坏桩基的修复极为困难而且耗资巨大，因此，对地震作用下土-桩-结构动力相互作用进行数值分析具有重要的学术意义和较强的工程实用价值。
本文在研读大量国内外文献的基础上，对前人的成果按地震波的反演分析、桩的分析模型、土-桩-结构动力相互作用的分析方法等几个方面进行了系统地分析和总结，并按下述思路开展了本文的研究工作：
(1)推导了线粘弹性土体中垂直入射的剪切波的水平位移方程，根据波动理论，对地表地震加速度记录进行反演分析计算，得到地层某深度处(或基岩处)的地震加速度。结论表明，经过反演，地震波形没有根本性的变化，但土层对地震波的放大作用是很明显的；基岩深度不同，对加速度的影响亦不同，加速度最大幅值放大系数一般随基岩深度的增加而增加。
(2)以动力Winkler地基上的梁模型为基础，以单调加载得到的单桩p-y曲线为骨干曲线，用修正的Ramberg-Osgood模型建立单桩在不规则循环荷载作用下的p-y曲线，从而可以方便地确定不规则循环荷载作用下土体的水平刚度，模拟土体的非线性，并考虑土体的材料和滞回阻尼特性，结合有限元思想建立土-桩-结构体系动力相互作用的控制方程，编制相应的计算程序。运用该模型对单桩支承的剪切性结构体系进行了较全面的参数分析。
(3)基于Penzien提出的集中质量模型，将上部结构和桩基础离散为剪切型质点串，以弹簧和阻尼器模拟桩周围的土体，考虑了等价土体层间剪切和阻尼效应，给出了相互作用参数的确定方法，建立土-桩-结构动力相互作用的简化分析模型，通过对土体模量的等价线性迭代逼近体系的非线性动力响应。将该分析模型退化运用到单桩情况，并与前面单桩简化分析的结果进行比较，结果表明两种模型吻合较好。通过运用该模型对高柔结构以及相对刚性结构进行地震响应时程分析得出：对于高柔结构而言，相互作用对体系地震响应的影响不太显著，对相对刚性的结构则有显著的影响。
波动方程;反演分析;土桩结构;动力相互作用;地震响应
中国海洋大学
硕士
防灾减灾及防护工程
黄维平
2006
中文
TU473.1
60
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）