缓倾斜场地液化侧移简化计算及影响因素研究

论文摘要

我国地震频发,各类震害造成的人员死伤和经济损失不可忽视,而地震液化诱发的土层侧移是造成液化区内各类岩土结构及结构工程震害的最主要原因之一。岩土工程安全的决定性因素是变形问题,基于以变形控制为准则的抗震安全理念,需要对地震液化诱发侧移进行预测。液化能否诱发土体侧移,以及侧移大小的估计近几十年来已成为工程地震学科的研究热点。由于场地侧移涉及到的液化土层在地震液化过程中的动力特性复杂,天然土体的孔隙水压力变化情况难以精确计算,地震作用下场地侧移预测也是工程地震研究的一大难点。随着等效线性及非线性分析程序等动力分析工具的不断发展,数值模拟使得侧移预测研究具有可行性,并成为研究液化土层侧移问题的重要手段。DEEPSOIL是国际通用的一维场地地震反应分析程序,其采用的非线性分析程序适合用于进行场地大变形分析。FLAC3D软件具有模拟实际场地大变形的强大功能,其内置的Finn模型可用于三维可液化场地侧移模拟计算。本文主要研究内容及成果如下:1.采用DEEPSOIL对Wildlife场地进行动力分析,考虑实际液化侧移发生情况,将残余抗剪强度和经验公式作为Newmark滑块法中确定屈服加速度的重要依据,在此基础上研究采用Newmark滑块法时的侧移影响因素。2.根据Newmark滑块法的计算原理,在Excel中搭建可实现加速度筛选、二次积分后累加的程序,并实现了基于Newmark滑块法的侧移计算。3.接着根据WLA台站记录的Wildlife场地资料,将计算结果与实际记录进行对比分析,得出模拟计算地表分布规律与实际场地的异同。4.利用FLAC3D对多组三维液化场地模型进行侧移计算,分析了地表侧移分布规律和侧移影响因素。

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第1章绪论

1.1 液化与侧移的定义

1.2 地震液化侧移危害

1.3 侧移发生机制

1.4 侧移预测方法研究现状

1.4.1 经验公式法

1.4.2 Newmark滑块法

1.4.3 数值计算法

1.4.4 模型试验法

1.4.5 机器学习法

1.5 本文研究意义及主要内容

第2章基于Wildlife案例的场地液化侧移简化计算

2.1 场地侧移的Newmark滑块法计算假设

2.1.1 滑移面位置假设

2.1.2 液化土体应力-应变关系假设

2.1.3 饱和砂土屈服强度假设

2.2 DEEPSOIL程序介绍

2.3 Excel中Newmark滑块法的实现

2.4 Wildlife案例介绍

2.5 参数选取

2.6 计算结果

2.7 本章小结

第3章缓倾斜场地液化侧移简化计算影响因素研究

3.1 算例介绍

3.1.1 模型尺寸

3.1.2 模型参数

3.1.3 输入地震波

3.2 计算结果示例

3.3 侧移影响因素分析

3.3.1 输入地震加速度对场地液化的影响

3.3.2 场地模型尺寸对侧移量的影响

3.4 本章小结

第4章基于Wildlife案例的场地液化侧移三维模拟计算

3D软件介绍'> 4.1 FLAC^3D软件介绍

4.1.1 有限差分法介绍

3D动力分析模块介绍'> 4.1.2 FLAC^3D动力分析模块介绍

4.1.3 Finn模型介绍

3D建模'> 4.2 FLAC^3D建模

4.2.1 模型尺寸及网格划分

4.2.2 模型力学参数

4.2.3 边界条件设置

4.2.4 变量监测

4.3 计算结果

4.4 本章小结

第5章缓倾斜场地液化侧移影响因素模拟分析

3D建模及工况介绍'> 5.1 FLAC^3D建模及工况介绍

5.2 侧移影响因素分析

5.2.1 输入地震波

5.2.2 液化土层厚度

5.2.3 上覆土层厚度

5.2.4 自由临空面倾斜率

5.3 本章小结

结论和展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 林大富

导师: 马建林

关键词: 液化,侧移,滑块法,非线性分析,有限差分法,缓倾斜场地

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 西南交通大学

分类号: TU435

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002839

总页数: 82

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