正断层错动引起单桩与群桩破坏研究
发布时间：2023-11-18 11:22
大量实例研究表明地震中的隐伏断层活动对建筑物桩基产生不同程度破坏,有关建筑物桩基与近断层的破坏机理认识不足。基于上述背景,本文针对正断层错动引起上覆砂土中的单桩与群桩破坏展开数值模拟研究,确定单桩与群桩的安全避让距离。并基于正断层引起上覆土体的变形规律的认识,推导出正断层错动引起单桩变形的理论计算模型。通过有限差分软件FLAC3D,对正断层活动引起上覆砂土中单桩和群桩破坏的离心机试验分别展开反分析,验证数值模拟和计算参数的合理性。数值计算结果表明,当上覆土层厚度为20.0m时,单桩在上盘侧和下盘侧的建议安全避让距离各宜15.0m和20.0m。群桩其上盘与下盘侧的安全避让距离各为23.5m和15.9m。避让区域内的群桩基础由于基桩间发生荷载重分布,加剧基桩受压破坏,需要重点进行避让。针对在正断层错动下各因素对单桩、群桩的影响,分别建立对应组无量纲关键参数组,研究基岩错动量、土层厚度、桩身入土深度等影响因素。分析结果表明,正断层中基岩错动量主要影响单桩与群桩基础的变形程度,并不影响避让距离的范围。采用位置角θ能综合考虑单桩与群桩在不同土层厚度下不同断层相对位置(s)的影响,单桩与群桩的避让...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 活断层错动灾害现象
1.1.2 研究断层错动破坏对建筑的影响的必要性
1.2 正断层错动国内外的研究现状
1.2.1 活断层错动破裂带发展机理研究
1.2.2 对正断层的现场调查研究
1.2.3 有关正断层对建筑物破坏的模型试验
1.2.4 正断层与建筑物相互作用的数值模拟
1.2.5 正断层对建筑物破坏的理论分析
1.3 本文研究主要内容、技术路线与创新点
第2章 正断层错动引起桩基破坏离心机试验的数值反分析
2.1 正断层错动引起桩基破坏离心机试验简介
2.1.1 试验装置
2.1.2 桩基模型制备
2.1.3 土体模型制备与仪器布置
2.1.4 离心机试验步骤
2.2 数值分析软件FlAC3D简介
2.2.1 FLAC3D的基本原理
2.2.2 FLAC3D的桩单元
2.3 数值模型的建立
2.3.1 数值模型尺寸
2.3.2 网格划分与初始边界条件
2.3.3 本构准则
2.3.4 模型的材料参数
2.3.5 数值模型模拟步骤
2.4 计算结果与分析
2.4.1 地表变形
2.4.2 正断层破裂扩展
2.4.3 桩顶位移
2.4.4 桩身受力分析
2.4.5 桩位对单桩位移影响
2.4.6 桩位对群桩位移影响
2.4.7 桩位对桩顶荷载重分布影响
2.4.8 桩位对桩身弯矩分布影响
2.5 本章小结
第3章 正断层错动引起单桩破坏数值分析研究
3.1 量纲分析应用
3.2 数值分析方案
3.3 关键因素计算结果讨论
3.3.1 基岩上盘错动量影响分析
3.3.2 土层厚度影响分析
3.3.3 桩径影响分析
3.3.4 桩入土深度影响分析
3.3.5 桩顶荷载影响分析
3.4 本章小结
第4章 正断层错动引起群桩破坏的数值分析研究
4.1 量纲分析
4.2 数值分析方案
4.3 关键因素分析
4.3.1 基岩上盘错动量影响分析
4.3.2 土层厚度影响分析
4.3.3 桩径影响分析
4.3.4 桩顶荷载影响分析
4.3.5 桩间距影响分析
4.3.6 群桩基础固定情况力分析
4.4 本章小结
第5章 正断层错动对单桩的变形理论研究
5.1 被动桩的简要理论基础
5.1.1 水平受荷桩的控制方程
5.1.2 被动桩的原理
5.1.3 非线性桩土作用参数分析(p?y曲线)
5.2 正断层作用下单桩的变形计算模型
5.2.1 被动桩的单桩控制方程
5.2.2 上盘侧土体抗力
5.2.3 下盘侧土体反力
5.2.4 地基剪切系数
5.3 有限差分解
5.3.1 桩的差分方程
5.3.2 主要求解步骤
5.4 案例验证分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3865187
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 活断层错动灾害现象
1.1.2 研究断层错动破坏对建筑的影响的必要性
1.2 正断层错动国内外的研究现状
1.2.1 活断层错动破裂带发展机理研究
1.2.2 对正断层的现场调查研究
1.2.3 有关正断层对建筑物破坏的模型试验
1.2.4 正断层与建筑物相互作用的数值模拟
1.2.5 正断层对建筑物破坏的理论分析
1.3 本文研究主要内容、技术路线与创新点
第2章 正断层错动引起桩基破坏离心机试验的数值反分析
2.1 正断层错动引起桩基破坏离心机试验简介
2.1.1 试验装置
2.1.2 桩基模型制备
2.1.3 土体模型制备与仪器布置
2.1.4 离心机试验步骤
2.2 数值分析软件FlAC3D简介
2.2.1 FLAC3D的基本原理
2.2.2 FLAC3D的桩单元
2.3 数值模型的建立
2.3.1 数值模型尺寸
2.3.2 网格划分与初始边界条件
2.3.3 本构准则
2.3.4 模型的材料参数
2.3.5 数值模型模拟步骤
2.4 计算结果与分析
2.4.1 地表变形
2.4.2 正断层破裂扩展
2.4.3 桩顶位移
2.4.4 桩身受力分析
2.4.5 桩位对单桩位移影响
2.4.6 桩位对群桩位移影响
2.4.7 桩位对桩顶荷载重分布影响
2.4.8 桩位对桩身弯矩分布影响
2.5 本章小结
第3章 正断层错动引起单桩破坏数值分析研究
3.1 量纲分析应用
3.2 数值分析方案
3.3 关键因素计算结果讨论
3.3.1 基岩上盘错动量影响分析
3.3.2 土层厚度影响分析
3.3.3 桩径影响分析
3.3.4 桩入土深度影响分析
3.3.5 桩顶荷载影响分析
3.4 本章小结
第4章 正断层错动引起群桩破坏的数值分析研究
4.1 量纲分析
4.2 数值分析方案
4.3 关键因素分析
4.3.1 基岩上盘错动量影响分析
4.3.2 土层厚度影响分析
4.3.3 桩径影响分析
4.3.4 桩顶荷载影响分析
4.3.5 桩间距影响分析
4.3.6 群桩基础固定情况力分析
4.4 本章小结
第5章 正断层错动对单桩的变形理论研究
5.1 被动桩的简要理论基础
5.1.1 水平受荷桩的控制方程
5.1.2 被动桩的原理
5.1.3 非线性桩土作用参数分析(p?y曲线)
5.2 正断层作用下单桩的变形计算模型
5.2.1 被动桩的单桩控制方程
5.2.2 上盘侧土体抗力
5.2.3 下盘侧土体反力
5.2.4 地基剪切系数
5.3 有限差分解
5.3.1 桩的差分方程
5.3.2 主要求解步骤
5.4 案例验证分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3865187
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