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软弱地基上基础隔震结构动力学特征及其性能研究

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软弱地基上基础隔震结构动力学特征及其性能研究

作者：赵畅华东交通大学

学位级别：硕士

强震下大量建筑物遭受了严重破坏,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。研究表明不良的地基土会对结构的地震反应产生不可忽视的影响,在地震激励下使得地基土处于粘弹塑性、非线性的工作状态,这一现象也将对基础隔震结构地震反应规律产生影... 详细信息

强震下大量建筑物遭受了严重破坏,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。研究表明不良的地基土会对结构的地震反应产生不可忽视的影响,在地震激励下使得地基土处于粘弹塑性、非线性的工作状态,这一现象也将对基础隔震结构地震反应规律产生影响,土-基础-隔震结构之间的动力相互作用不可忽视。为研究软弱地基上基础隔震结构地震响应的变化规律,本文基于土-基础-隔震结构动力相互作用的基本原理,设计并开展了以可液化地基和变刚度地基为代表的两组软弱地基上桩基基础隔震结构的振动台模型试验;同时,基于振动台模型试验参数,使用ABAQUS软件平台建立了可液化地基上隔震结构动力反应的三维有限元模型,将数值模拟结果与实验测得结果进行了对比,验证了数值模型和计算方法的可靠性;最后,以实际工程为背景,使用ABAQUS建立了小高宽比基础隔震框架结构的三维足尺精细化有限元模型,设计扩展出五种场地,针对于该结构给出在软弱地基下的抗震性态水平划分。本文的主要研究内容和结论如下:（1）通过可液化地基上桩基基础隔震结构的振动台模型试验,系统分析了地基液化过程中群桩基础与土共同作用体系的地震响应、基础及隔震层振动特性和隔震结构地震响应规律。在地基液化之后,隔震结构的动力学特性参数与非液化地基上非隔震结构的动力学特性参数基本接近,整体结构体系的动力学行为由隔震结构向非隔震结构转变;（2）通过变刚度地基上桩基基础隔震结构的振动台模型试验,揭示了地基刚度变化对基础隔震结构动力学特性的影响规律,给出了结构-土体相对刚度比与隔震结构一阶自振频率、阻尼比的近似拟合公式;（3）采用ABAQUS建立了可液化地基基础隔震结构三维有限元模型,对比分析了可液化地基结构模型试验与数值模拟地的计算结果,分析了SSI效应对隔震结构地震反应的影响,数值模拟和模型试验的结论均表明基于刚性地基假定设计的隔震结构在地基液化后存在不满足抗震设计要求的情况。（4）以实际工程为背景,针对于软土场地上小高宽比基础隔震框架结构设计出五种不同场地类别,建立了三维有限元足尺模型,对该结构的损伤程度进行了评估,选取了层间位移角、隔震层位移作为抗震性态水平的量化指标,给出了层间位移角、隔震层位移、楼层最大加速度三类指标与结构-地基相对刚度比的预测公式,提出了水平地震作用下考虑场地类别的小高宽比基础隔震结构层间位移、隔震层位移限值。

关键词：软弱地基基础隔震结构 SSI效应振动台模型试验数值模拟抗震性能

软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙数值模拟

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岩石力学与工程学报 2016年第2期35卷 422-432页

作者：陈建峰柳军修石振明同济大学地下建筑与工程系上海200092 安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601

基于软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立原型挡墙三维精细化有限差分数值模型,探讨挡墙在上覆荷载作用下的性状及受力机制。研究结果表明,数值模型计算结果与离心模型试验结果吻合较好,显示该型挡墙具有很好的承载性能... 详细信息

基于软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立原型挡墙三维精细化有限差分数值模型,探讨挡墙在上覆荷载作用下的性状及受力机制。研究结果表明,数值模型计算结果与离心模型试验结果吻合较好,显示该型挡墙具有很好的承载性能,能适应软弱地基的大变形;挡墙在上覆荷载下产生的变形增量和结构受力与填土内部潜在滑移面位置密切相关,当潜在滑移面位置超过连接件埋深范围时,连接件作用降低,使得挡墙变形和筋材拉力增量明显增大,不均匀沉降显著,而刚性墙面墙背水平土压力和连接件拉力减小;由于"张力膜效应",下面布置有连接件的筋材较下面无连接件的筋材,其拉力要大一些;上覆荷载引起的作用在组合墙面上的水平荷载可采用朗肯主动土压力计算,设计上,宜按连接件多承担水平荷载考虑。

关键词：地基基础加筋土挡墙刚/柔性组合墙面软弱地基数值模拟

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软弱地基中地下结构地震可靠性分析

工程抗震与加固改造 2021年第5期43卷 149-156,148页

作者：程学磊刘彦海然李岩张瑞敏中原工学院建筑工程学院河南郑州450007 黄河水利委员会黄河水利科学研究院工程力学研究所河南郑州450003 天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 郑州工商学院工学院河南郑州451400

为研究软土场地地下结构非线性相互作用体系动力可靠性,基于映射变换法发展提出了地下结构动力可靠度分析方法。本文基于u-p格式Biot动力固结方程和饱和两相介质有效应力动力求解方法,采用有限元开源程序平台OpenSEES建立了软土场地地... 详细信息

为研究软土场地地下结构非线性相互作用体系动力可靠性,基于映射变换法发展提出了地下结构动力可靠度分析方法。本文基于u-p格式Biot动力固结方程和饱和两相介质有效应力动力求解方法,采用有限元开源程序平台OpenSEES建立了软土场地地下结构非线性动力相互作用体系有限元数值模型,分析在地震作用下地下结构动应力反应特性,并在此基础上进一步研究了其动力可靠性,得到结构可靠度和失效概率,以此评价软土场地地下结构动力可靠性。研究表明:(1) 0.1g和0.2g地震动作用下,软土场地既定埋深地下结构均具备一定安全可靠性;(2)随着埋深的逐渐增大,地下结构动力可靠性逐渐增大,失效概率减小;(3)在软土夹层位于剪力墙中端时,结构动力可靠度达到最小值,此时,随着软土夹层厚度增加,结构动力可靠度逐渐减小,失效概率增大,当软土夹层厚度增大至与结构高度一致时,结构动力可靠度有增大趋势,但仍显著小于无软土夹层厚度工况。

关键词：软弱地基地下结构映射变换法动力可靠性

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软弱地基预制桩挤土效应及其施工控制措施

建筑技术开发 2024年第2期51卷 162-164页

作者：徐俊上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065

大面积高精度厂房预制桩软基处理面临复杂的挤土效应,且对施工控制措施要求高。基于滨海精密厂房软基处理项目,对软弱地基预制桩挤土效应及其施工控制措施进行总结。通过现场监测对软弱地基预制桩挤土效应进行分析,且对其施工重难点问... 详细信息

大面积高精度厂房预制桩软基处理面临复杂的挤土效应,且对施工控制措施要求高。基于滨海精密厂房软基处理项目,对软弱地基预制桩挤土效应及其施工控制措施进行总结。通过现场监测对软弱地基预制桩挤土效应进行分析,且对其施工重难点问题进行梳理,并总结出一系列的施工控制措施,可为软弱地基预制桩施工提供借鉴。

关键词：软弱地基预制桩挤土效应施工措施

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软弱地基施工中土工合成材料加筋技术的应用

交通世界 2024年第1期 83-85页

作者：叶斌杰丽水市交通工程管理中心浙江丽水323000

软弱地基力学性能不良,稳定性差,必须采取有效措施进行换填、加固,但存在施工成本高,工期长等缺点。为简化加固环节,提升加固效果,提出土工合成材料加筋思路,并对复合土工膜、土工格栅铺设以及级配砂砾垫层设置、格宾网铺设等环节的加... 详细信息

软弱地基力学性能不良,稳定性差,必须采取有效措施进行换填、加固,但存在施工成本高,工期长等缺点。为简化加固环节,提升加固效果,提出土工合成材料加筋思路,并对复合土工膜、土工格栅铺设以及级配砂砾垫层设置、格宾网铺设等环节的加筋方案设计及施工过程展开分析。分析结果表明,此加筋技术中的格宾网能较好控制路面不均匀沉降,土工格栅则能有效降低基底土压力,复合土工膜及砂砾石垫层能更好地抵消应力,工程应用效果良好。

关键词：软弱地基土工合成材料加筋施工技术

单排桩工况下软弱地基刚性桩支承路堤稳定性计算

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自然灾害学报 2023年第6期32卷 197-207页

作者：聂文峰李光慧豆红强李能孙希望中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司云南昆明650200 福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108

刚性桩支承路堤的稳定性评价是近年来研究的热点和难点问题。从刚性桩桩间软弱土是否发生绕流滑动破坏的角度出发,基于Ito T塑性变形理论率先推导了路堤荷载下单排刚性桩桩身被动荷载的分布模式;以极限分析的上限定理为框架,基于单排桩... 详细信息

刚性桩支承路堤的稳定性评价是近年来研究的热点和难点问题。从刚性桩桩间软弱土是否发生绕流滑动破坏的角度出发,基于Ito T塑性变形理论率先推导了路堤荷载下单排刚性桩桩身被动荷载的分布模式;以极限分析的上限定理为框架,基于单排桩支承路堤旋转破坏机构的内外功能平衡关系构建了以安全系数为目标函数的约束方程,提出了软弱地基单排刚性桩支承路堤的稳定性计算方法,并借助数值模拟验证了该方法的合理性。计算结果表明:当路堤潜在滑裂面经过单排桩时,单排桩加固位置由路堤坡趾向路堤中心移动,其安全系数总体上呈现出先增大后减小的趋势;单排桩的最大加固比受路堤堆载高度影响不大,但随着软弱地基抗剪强度的降低而增大,亦随着路堤坡率的降低而降低;单排桩的最优加固位置则受路堤堆载高度、路堤坡率以及地基内摩擦角等的影响显著,受地基土黏聚力的影响较小。研究结果为刚性桩支承路堤的稳定性计算提供了一种新的思路和理论支撑。

关键词：路基工程软弱地基上限定理被动桩稳定性

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软弱地基中地下通道不均匀沉降控制技术研究

福建建材 2024年第4期 98-101页

作者：王先荣蔡春龙何嘉齐龚虎中国建筑第五工程局有限公司湖北随州441300

以软弱地基中地下通道结构为研究对象,探讨了控制其不均匀沉降的控制技术及应用效果。应用了袖阀管压力注浆技术对软基进行改良加固、在地下通道不同地基承载力节段交界部位增设变形缝、加强地下通道工后荷载控制3种措施,结合地下通道... 详细信息

以软弱地基中地下通道结构为研究对象,探讨了控制其不均匀沉降的控制技术及应用效果。应用了袖阀管压力注浆技术对软基进行改良加固、在地下通道不同地基承载力节段交界部位增设变形缝、加强地下通道工后荷载控制3种措施,结合地下通道结构沉降观测数据,分析了地下通道不均匀沉降及结构病害发生情况。结果表明,袖阀管压力注浆技术对软弱地基的加固具有良好的效果;增设变形缝改善了地下通道的协调变形关系;合理控制工后荷载分布,有利于预防地下通道变形缝处的不均匀沉降;3种措施并用对控制软弱地基中地下通道的不均匀沉降有良好效果。

关键词：地下通道软弱地基不均匀沉降控制技术

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软弱地基现浇梁连续施工技术

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第2期 0183-0186页

作者：程向阳首辅工程设计有限公司四川成都610041

近年来,我国公路工程建设质量逐步提升,形成了诸多先进的施工技术,满足各类地质条件下公路工程的建设需求。尤其当遇到软弱地基这种特殊施工条件时,往往更需要严格按照各项施工工艺规范执行,避免影响工程建设的成效。其中现浇梁连续施... 详细信息

近年来,我国公路工程建设质量逐步提升,形成了诸多先进的施工技术,满足各类地质条件下公路工程的建设需求。尤其当遇到软弱地基这种特殊施工条件时,往往更需要严格按照各项施工工艺规范执行,避免影响工程建设的成效。其中现浇梁连续施工技术是当下公路工程中极其重要的施工办法之一,应用于软弱地基路段,能提高建设的整体效率,并且还能最大程度缩短工期,加快施工进度水平。本文将从现浇梁连续施工工艺的原理和特点出发,分析软弱地基现浇梁连续施工技术的各项规范和标准,以供参考。

关键词：软弱地基现浇梁连续施工技术混凝土浇筑

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软弱地基加固处理方案探讨

福建建材 2023年第8期 69-72页

作者：李日敏厦门航空工业建设发展有限公司福建厦门361006

某沿海吹填造地建设项目,在场地存在较大厚度淤泥等软弱地基的客观条件下,通过对不同软弱地基处理方案进行了分析研究,比选出了既能满足设计对室外道路、综合管网、建筑室内地面沉降及抗震等要求,且安全可行,又能有效控制工程建造成本... 详细信息

某沿海吹填造地建设项目,在场地存在较大厚度淤泥等软弱地基的客观条件下,通过对不同软弱地基处理方案进行了分析研究,比选出了既能满足设计对室外道路、综合管网、建筑室内地面沉降及抗震等要求,且安全可行,又能有效控制工程建造成本及施工工期的软弱地基加固处理方案。

关键词：软弱地基地基处理方案分析方案比选