黃土地區(qū)密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)靜動力共同作用分析.pdf

1、密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)是一種適應(yīng)我國國情、滿足墻體材料革新及建筑節(jié)能要求的生態(tài)、節(jié)能、減震、裝配整體式住宅結(jié)構(gòu)新體系，目前在地震多發(fā)且烈度較高的黃土地區(qū)已得到較多的應(yīng)用。目前在該結(jié)構(gòu)體系工程應(yīng)用中，均按照基礎(chǔ)剛性假設(shè)進行設(shè)計，而沒有考慮共同作用的影響，這與實際結(jié)構(gòu)的受力特性有較大的出入，顯然不甚合理。
　　 本論文主要對黃土的靜、動力特性進行研究并建立相應(yīng)的本構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上針對某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系展開深入細致的分析，對其進行靜、動荷

2、載作用下的共同作用特性研究，并提出了該結(jié)構(gòu)體系在非飽和黃土地區(qū)與地基基礎(chǔ)動力相互作用的實用計算方法，其主要研究內(nèi)容及取得的成果如下：
　　 1、通過重塑黃土和原狀黃土的靜力三軸試驗，對不同圍壓、不同含水量下原狀土及重塑土的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系進行對比分析，研究相同情況下原狀土和重塑土變形性能的聯(lián)系和區(qū)別，提出合理結(jié)構(gòu)性參數(shù)并研究其變化規(guī)律，建立原狀黃土考慮結(jié)構(gòu)性影響的靜力本構(gòu)模型。
　　 2、通過原狀黃土的動三軸試驗，分析不同

3、圍壓、不同含水量及不同固結(jié)比對原狀黃土動力特性的影響，由此得出原狀黃土的動應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、動模量一動應(yīng)變的關(guān)系以及最大動彈模、阻尼比的數(shù)學(xué)表達式，從而建立原狀黃土的動力本構(gòu)模型。
　　 3、根據(jù)密肋復(fù)合墻體的構(gòu)造特點，采用漸進均勻化方法得到墻體的宏觀復(fù)合本構(gòu)關(guān)系；基于ANSYS二次開發(fā)平臺對原狀黃土的靜力結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型進行二次開發(fā)，在地基與基礎(chǔ)之間設(shè)置Goodman接觸單元，然后在共同作用機理的基礎(chǔ)上，對某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系進行靜

4、力共同作用數(shù)值分析，并就影響共同作用的因素進行了分析。
　　 4、根據(jù)結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)布置以及抗側(cè)剛度的大小分別相等的等效原則建立密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)的動力宏觀力學(xué)模型—一框架一復(fù)合彈性板力學(xué)模型，采用考慮地基非線性的粘彈性邊界模擬土體的側(cè)向邊界，利用所建立的動力本構(gòu)模型，對某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系進行動力共同作用數(shù)值分析，研究在考慮SSI效應(yīng)與基底固結(jié)時結(jié)構(gòu)動力特性及抗震性能的變化，總結(jié)相應(yīng)的規(guī)律，為工程實踐與設(shè)計提供可借鑒的理論依據(jù)。<

5、br>　　 5、針對黃土的非飽和特性，基于單相流固結(jié)理論及Bishop有效應(yīng)力原理，求得非飽和黃土的地基阻抗，在求得上部結(jié)構(gòu)剛度及阻尼的基礎(chǔ)上，采用兩步設(shè)計法，將土一結(jié)構(gòu)動力相互作用的多自由度體系等效為考慮動力相互作用的三自由度體系，進而等效為剛性地基假定的等效單自由度模型，結(jié)合算例驗證其合理性，為工程應(yīng)用提供土-結(jié)構(gòu)動力相互作用體系的實用計算方法。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于：
　　 1.結(jié)合黃土的靜三軸試驗，實現(xiàn)基于

6、ANSYS二次開發(fā)平臺對所得靜力結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型的二次開發(fā)，揭示了考慮共同作用情況下密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系靜力特性的變化規(guī)律。
　　 通過重塑土和原狀土的靜力三軸試驗，建立原狀黃土考慮結(jié)構(gòu)性影響的靜力本構(gòu)模型，并基于ANSYS二次開發(fā)平臺對該模型進行二次開發(fā)；根據(jù)密肋復(fù)合墻體的構(gòu)造特點，采用漸進均勻化方法得到了墻體的宏觀復(fù)合本構(gòu)關(guān)系；隨后在地基與基礎(chǔ)之間設(shè)置Goodman接觸單元，在此基礎(chǔ)上，建立某密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系考慮土一結(jié)構(gòu)相互作

7、用的數(shù)值計算模型，通過數(shù)值計算，揭示了考慮共同作用情況下密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系靜力特性的變化規(guī)律。
　　 2.結(jié)合土一結(jié)構(gòu)動力相互作用理論，建立密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系考慮土一結(jié)構(gòu)動力相互作用的數(shù)值計算模型，揭示了土一結(jié)構(gòu)動力相互作用對密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)振動特性及地震反應(yīng)的影響規(guī)律。
　　 通過原狀黃土的動三軸試驗，建立原狀黃土動力等效線性化模型；根據(jù)結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)布置以及抗側(cè)剛度的大小分別相等的等效原則建立密肋復(fù)合墻結(jié)構(gòu)的宏觀力學(xué)模