不同土性的SSI體系振動臺試驗研究.pdf

1、考慮結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用(SSI)對于正確預(yù)測軟土地區(qū)的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有非常重要的意義,是目前結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論研究的熱點(diǎn)課題之一.由于各種條件限制,這方面研究主要以理論與計算分析為主,試驗研究進(jìn)行得很少,使得許多理論研究結(jié)果得不到試驗驗證難以直接指導(dǎo)工程設(shè)計.開展結(jié)構(gòu)-地基相互作用的試驗研究,對深入了解動力相互作用效果及規(guī)律,用以驗證理論與計算分析的研究成果,推進(jìn)其工程實踐應(yīng)用的研究,具有重要的理論和現(xiàn)實意義.本文工作是在課題組前一階段

2、工作基礎(chǔ)上的延續(xù),研究重點(diǎn)是進(jìn)一步揭示在不同土性時結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用的效果和規(guī)律,開展了如下主要工作:在前兩階段試驗中由于砂質(zhì)粉土的含水量較大,總體而言土性較軟,因此第三階段試驗盡管仍采用分層土,但通過加厚粘性土和砂土層、將砂質(zhì)粉土層改為粘質(zhì)粉土層,設(shè)計了較硬分層土-樁基-上部高層框架結(jié)構(gòu)的振動臺試驗.完成了1:20和1:10兩種縮尺比例的結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用試驗以及1:10縮尺比的剛性地基上框架結(jié)構(gòu)的對比試驗共3次模型振動臺試驗

3、,獲得完整的試驗數(shù)據(jù).根據(jù)第三階段較硬分層土-樁基-高層框架結(jié)構(gòu)動力相互作用體系和剛性地基上高層框架結(jié)構(gòu)的振動臺試驗得到的試驗結(jié)果,從試驗現(xiàn)象、模型的動力特性、加速度反應(yīng)、樁身應(yīng)變和樁土接觸壓力以及多向地震激勵的影響等方面對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析,對規(guī)律性結(jié)果進(jìn)行歸納;然后通過比較結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用試驗和剛性地基上框架結(jié)構(gòu)的對比試驗的試驗結(jié)果,進(jìn)一步討論了動力相互作用效果.三個階段的振動臺模型試驗中所采用的模型土的土性由軟到較硬,通過對

4、比三個階段的試驗結(jié)果,分析討論了在不同土性的地基條件下結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用效果及其變化規(guī)律,包括不同土性的地基對地震波傳遞的影響、SSI對基底地震動的影響、結(jié)構(gòu)-地基動力相互作用效果等方面.從直觀定性分析看,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的存在相當(dāng)于提高了地基土的剛度.本文利用通用有限元程序ANSYS針對地基-基礎(chǔ)-支護(hù)結(jié)構(gòu)-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用體系進(jìn)行了計算分析,探討了支護(hù)結(jié)構(gòu)的存在對高層建筑抗震性能的影響,并研究了支護(hù)排樁長度和剛度、土性、上部結(jié)構(gòu)