结构-桩-土相互作用体系抗震性能

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高层建筑与桩土共同作用抗震性能

高层建筑与桩土共同作用的抗震性能探讨摘要：地震作用的本质是土体-结构物在地震激励下产生的响应问题。

由于上覆土层对来自基岩的地震激励具有放大或过滤的双重效应，使得结构产生的地震响应具有不同的振动特性。

研究表明，对于地基地表反应或基岩地震动，根据上覆土层性质反演或正演得到土层中每点处的地震动，对基础或桩基础进行多点输入更为合理。

关键词：高层建筑，上部结构，共同作用，抗震一、结构模型某一钢筋混凝土框架-剪力墙结构，总高度31.5m，共10层，底层层高4.5m，2~10层层高为3m，柱网尺寸为6m×6m，承台板厚为800mm，采用柱下桩基，共12根桩，桩长17.5m。

柱网及剪力墙布置见图1。

以大型通用有限元分析软件ansys为平台，建立框架剪力墙上部结构-桩-土耦合有限元模型，以时域有限元方法进行框架剪力墙上部结构-桩-土耦合模型的水平地震响应分析。

场地土采用有限元模型，采用粘弹性人工边界模拟地震能量向远场的耗散效应，横向每3m划分一个单元，纵向每3m划分一个单元；框架梁、柱以及桩采用beam188单元模拟，梁、柱延长度方向每1.5m划分一个单元，桩沿长度方向每3m划分一个单元；楼板、剪力墙及承台板采用shell单元模拟，楼板、剪力墙以及承台板均沿边长每3m划分一个单元。

土-桩-框剪上部结构耦合有限元模型如图图2所示。

二、地震时程响应分析对土-桩-框架剪力墙上部结构耦合动力相互作用体系进行地震时程响应分析，输入三条天然地震动记录，分别为天津波、el-cento 波和汶川波，本文按基本烈度为7度对三条天然地震动进行峰值修正，修正后最大加速度值为122.625cm/s2。

不同地震动输入情况下，土-桩-框剪上部结构耦合系统的顶层加速度时程响应以及1、7层的位移时程响应分别见图3和图4。

同理分析并对比上部为框架结构可得到，当上部结构采用框架-剪力墙结构时，考虑相互作用与不考虑相互作用情况下的结构顶层峰值加速度响应差异较上部结构采用框架情况下要明显，由此可以推断，考虑相互作用与否对刚性较大的框架-剪力墙结构地震加速度响应的影响要比对刚性较小的框架结构显著。

地震作用下桩-土-结构相互作用的分析

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某六层框架结构，高４米，于上海南汇区，区位于长江人海层位该口，冲积平原，质条件较差。构平面图如图２所示，主要承重构属地结其件的截面尺寸及材料力学性能参数如下：框架柱：０ｍ４０４０ｍｘ０ｍｍ混凝土柱外环梁：０ｍ４０３０ｍＸ０ｍｍ混凝土梁楼面粱：０５０丁字钢，Ｈ５０ｍ，Ｂ２０１ｘ０高＝０ｍ宽＝０ｍｍ，缘１１ｍ翼１６ｍ，＝腹板ｔ１ｒｌ２０ｌｌ＝ｌｌ楼面板：Ｏｍ混凝土楼面板ｌＯｍ材料特性：土Ｃ０弹模Ｅ３０１／泊松比Ｖ０２密度Ｐ昆凝３，＝．ｘ０Ｎｍ，＝．，＝
Ｗｉｋｅ地基上的梁模型、ｎｌｒ波动场模型以及有限元模型。３种模型中由于动力Ｗｉｋｒ基上的梁模型力学概念清楚，单实用，于被Ｔ程人ｎｌ地ｅ简易员接受而被广泛运用。本文拟采用这一模型，桩离散为梁单元，节将在点处考虑水平位移和转角，桩体的质量集中在节点处。土体由离散的将弹簧一阻尼器系统代替，简化模型见图１。
９度

水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析

水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析一、本文概述《水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析》这篇文章主要探讨了水平地震作用对桩—土—上部结构体系的影响，并详细分析了这一复杂系统在地震作用下的弹塑性动力相互作用。

本文旨在深入理解地震时桩—土—上部结构体系的动态行为，为工程实践提供理论依据和指导，以提高结构的抗震性能。

本文首先介绍了地震作用下桩—土—上部结构体系的研究背景和意义，阐述了国内外在该领域的研究现状和发展趋势。

接着，文章对桩—土—上部结构体系的弹塑性动力相互作用进行了理论分析，包括桩土相互作用、地震波的传播与散射、结构的动力响应等方面。

在理论分析的基础上，本文进行了数值模拟和实验研究。

通过建立合理的数值模型，模拟了不同地震波作用下的桩—土—上部结构体系的动态响应过程，得到了结构的地震反应特性和破坏模式。

同时，结合实验数据，验证了数值模拟的有效性，并对模拟结果进行了深入分析。

本文总结了地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用的研究成果，指出了现有研究的不足和未来研究方向。

文章强调了在实际工程中应考虑桩土相互作用的影响，合理设计抗震结构，以提高结构的整体抗震性能。

通过本文的研究，可以为工程师和科研人员提供有益的参考，推动桩—土—上部结构体系抗震设计方法的改进和完善，为保障人民生命财产安全和提高建筑行业的可持续发展水平做出贡献。

二、桩—土—上部结构相互作用的基本理论桩—土—上部结构的相互作用是一个复杂且关键的动力学问题，涉及到地震波传播、土壤动力学、结构动力学等多个领域。

在水平地震作用下，土壤对桩的约束和桩对土壤的支撑形成了相互作用力，这些力通过桩传递到上部结构，进而影响整个系统的动力响应。

桩—土相互作用的理论基础主要是基于土的动力学特性和桩土之间的接触关系。

土壤在地震作用下的行为受到其本身的物理特性（如密度、弹性模量、泊松比等）和动力特性（如阻尼比、剪切波速等）的影响。

高层结构—桩—土共同作用的地震反应分析

出了更高的要求。只有运用上部结构与基础和地基共同作用理论，才能比较真实地反映高层结构的实际
维普资讯
ｌ卷２８期
２００２年６月
世
界
地
震
工
程
Ｖｏ．８１１，Ｎｏ．２
ＷＯＲＤＡＲＨＱＵＡＮＧＩＥＮＧＬＥＴＫＥＥＮＥＲＩ
Ｊｎ．２０２ｕ，０９０２ — ０９０２０
１引言
随着科学技术的进步和城市建设考虑节约用地的需要，高层建筑得到了很大的发展。国内层数５以０层
上，高度１０以上的高层建筑已为数不少，例如５层，１０的深圳国际贸易中心，高１５的上海商城，６ｍ３６ｍ６ｍ正在建造中的高４０的国际环球金融中心等。高层建筑由于层数多、高度高、重量大，因此对基础和地基提６ｍ
高层结构一一桩土共同作用的地震反应分析
熊仲明，赵鸿铁
（．西安交通大学建筑与力学学院，陕西西安７０４；２西安建筑科技大学土木建筑学院，陕西西安７０５）１１０９．１０５
摘要：采用边界元特解样条函数提出了桩一上与上部结构共同作用的动力分析方程，分析了土桩刚度与阻抗的计算方法：指出在共同作用下，结构的动力特性发生了变化，结构自振频率减小，上部结构的位移、加速度分布不同于传统的以第ｌ型为主的倒三角形分布，而随着地基土软弱程度的加重而越来越接近Ｋ型分布振

桩土相互作用对大跨度桥梁抗震的影响

ｔｅｗｔｒｇｎｏｎｔｒｇｎａｕｅｎｆｉｈｙｔｎｌｒｅｔｔｌｉｅｅｆｓｉｙｎｖｎａｅｆｓｇｔｔａｉｈｅｅｒｉｆｓｎｅｏｍｏｉｉｄｍｅｓｒｏｎａｍｅｔｈｇｗａｎｅｐｏｃ．Ｉｃｒｉｔａｉｌｄａａｔｇｉａｓｔｎｉｏａｕｊａｆｓｈｅｂｉａｄｔｏｕｎｏｌｔｏｎ
Ｒｅｅｒｈｏｈｅｏｔｍｉａｉｎｏｕｅｉｅｍｏｔｒｎｇｓａｃｎｔｐｉｚｔｏｆｔｎｎｌｓｔｎｉｏｉ
ＺＨＵＸａ－ａＷＡＧＧｏｔｉｏｕｎｊＮｕ－ｉ
Ａｓｒｃ：Ｔｈｓａｔｌｔｏｕｅｈｒａｇｍｅｔｐｉｃｐｅｆｍｅｓｒｏｎｓａａｐｏｅｓａｄａａｙｉｏｏｃｕｉｎｂｅｙｃｍｂｎｄ、ｉｂｔａｔｉｒｉｅｉｒｄｃｓｔｅａｒｎｅｎｒｎｉｌｓｏａｕｅｐｉｔ，ｄｔｒｃｓｎｎｌｓｓｆｃｎｌｓｒｆｏｉｅｊ山ｃｎｏｉｌｌ，
时间／ｄ
［］王运金．３某隧道地表沉降监控量测实例分析［．Ｍ］重庆：重
庆大学出版社，０８２０．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
某隧道Ｙ０＋５５断面周边水平收敛变化曲线Ｋ３５
［］陈礼伟．４用全站仪进行隧道收敛量测的误差分析［］铁道Ｊ．
工程学报，００１３：３６．２０，（）６ —６
［］叶５

桩-土-结构地震动力相互作用分析方法对比研究的开题报告

桩-土-结构地震动力相互作用分析方法对比研究的开题报告
一、研究背景
桩-土-结构体系经常受到地震的影响，而土壤和结构的动力特性会对地震响应产生不同的影响，使得相互作用分析成为地震工程中不可缺少的一环。

目前，对于桩-土-结构体系的地震动力相互作用分析，主要采用了有限元方法、位移谱法、时程分析法等多种方法。

但是，目前各种方法的适用范围、精度和实用性等方面都存在一些限制和差异，因此需要对这些方法进行比较研究，以进一步完善地震工程实践中的方法和技术。

二、研究内容和目标
本研究的主要内容是比较和评估不同桩-土-结构体系地震动力相互作用分析方法的适用范围、精度和实用性，并结合实际工程进行案例验证。

具体目标包括：
1.对于有限元法、位移谱法和时程分析法等方法的基本原理和应用范围进行分析和比较；
2.对比不同方法对桩-土-结构体系地震响应的模拟精度；
3.比较不同方法在改善桩-土-结构体系地震响应方面的实用性；
4.以实际工程为例进行验证和比较不同方法的实用性。

三、研究方法和技术路线
1.文献研究法：对现有的有限元法、位移谱法和时程分析法等方法进行文献调研和分析，以对这些方法的基本原理和应用范围有一个比较全面的了解；
2.数值模拟法：采用有限元软件OpenSees和PLAXIS等，对不同桩-土-结构体系进行数值模拟，分析比较不同方法的模拟精度；
3.实际工程应用法：选取代表性的工程实例进行分析和比较，以验证和比较不同方法的实用性。

四、研究意义
本研究通过对比不同桩-土-结构体系地震动力相互作用分析方法，对地震工程领域提供更准确、更可靠的工程设计方案，同时为相关领域的研究和实践提供更深入的理论支持。

桩长对桩土结构共同作用抗震影响分析方春林

桩长对桩土结构共同作用抗震影响分析方春林发布时间：2021-11-26T04:02:20.981Z 来源：《基层建设》2021年第21期作者：方春林[导读] 桩基础是软弱土层地基上高层建筑的主要基础形式，其长度直接影响着建筑结构的承载力和抗震性能。

虽然目前关于桩土结构共同相互作用的抗震分析较多，但研究桩长与结构整体抗震性能的相关性研究还比较少见。

本文依据ABAQUS有限元分析软件，建立了软土地基上桩基础高层建筑三维动力有限元计算模型，上部结构简化为糖葫芦串模型，基础由承台和单桩组成，桩土接触采用摩擦接触，考虑桩-土-结构共同作用。

地震波采用南京人工波，在其他条件不变的情况下选择10m，20m和30m的桩长进行计算，另外建立了纯上部结构的不考虑桩土结构共同作用的有限元模型进行计算，根据计算结果分析讨论在该模型条件下桩长对上部结构以及桩基础整体抗震性能的影响，并给出定性分析。

广州市市政工程设计研究总院有限公司摘要：桩基础是软弱土层地基上高层建筑的主要基础形式，其长度直接影响着建筑结构的承载力和抗震性能。

虽然目前关于桩土结构共同相互作用的抗震分析较多，但研究桩长与结构整体抗震性能的相关性研究还比较少见。

关键词：动力有限元; 桩基础；桩长；抗震1 前言桩基础是深基础的一种基础形式，在上部结构为高层建筑以及地基土软弱时被广泛采用。

在目前的抗震设计中，大部分是将上部结构、基础和地基分开考虑，只考虑荷载传递，通常是将基础作为刚性基础，不考虑桩土结构之间的共同变形，如何考虑地震荷载下桩土结构相互作用的问题成为了抗震设计的热点问题[1]。

桩—土—结构相互作用对超大跨度斜拉桥随机地震动响应影响研究(Ⅰ)

Ｓｕｄｆｉｆｕｎｅｆｐｌ．ｏｌｓｒｔｒｎｅａｔｏｎｓｏｈｓｉｅｓｉｔｙｏｎｅｃｓｏｉ．ｉ．ｔｕｃｕｅｉｔｒｃｉｎｏｔｃａｔｃｓｉｍｃｌｅｓ．
ｒｓｏｓｆｓｐｒｌｎ —ｐｎｃｂｅｓａｅｒｇ（Ｉ、ｅｐｎｅｏｅ－ｇｓａａｌ－ｔｙｄｂｉｅｕｏｄ）
ｓｙｔｅｃｎｏｉａｉｎｍｏｅｃｎｎｔｂｓｄａ，ｈｏｓｌｔｄａｏｅｕｅ．ｄｏ
Ｋｙｗｒｓｂｄｅｅｇｅｒｇｓｈｔｉａｏ；ａｌ—ｔｅｒｇ；ａｔｑａｅｍｏｏ；ｉ — ｉｓｃｕｅｉｔｒｔｎｅｏｄ：ｒｇｎｎｅｉ；ｔａｉｖｒｔｎｃｅｓｙｄｂｄｅｅｒｕｋｔｎｐｌｓｌｔｔｅｃｉｉｉｎｏｓｃｂｉｂｃａｉｈｉｅｏ－ｒｒｎａｏｕ
０引言
随着桩基础在一些大型越江跨海大桥中的应用，基桥梁的抗震性能越来越为人们所关注。桩桩一土一结构相互作用问题亦成为结构抗震设计理论研究的热点课题。国内外就结构一地基相互作用对结构地震反应的影响进行了多方面的研究，要主有理论研究、算分析以及试验研究。范立础在计
ＡｂｔａｔＢｓｄｏｔｈｔｉｒｔｎｔｅｒｎｏｉｅｔｕｏｇＹｎｔｖｒＨｉｈａｒｄｅｔｅｓｏｈｓｉｅｓｃｒｓｏｓｓｒｃ：ａｅｎｓｏａｉｖｂａｉｏｙａｄｃｍｂｎｄｗｉＳｔｎａｇｚＲｉｅｇｗｙＢｉｇ，ｈｔｃａｔｓｉｍｉｅｐｎｅｃｓｃｏｈｈｅｃ

结构-桩-土相互作用体系抗震性能的研究

结构-桩-土相互作用体系抗震性能的研究结构-桩-土相互作用体系抗震性能的研究摘要：现有抗震设计方法都是把上部结构与地基基础作为两个独立的系统分开考虑，而忽略了结构地基的相互作用。

本文基于结构动力学基本原理，结合桩-土-结构相互作用体系振动台试验成果，研究了结构-桩-土相互作用对上部结构顶层加速度反应的影响。

研究结果将对抗震设计和防震减灾具有重要的研究意义。

关键词：抗震设计方法；结构-桩-土；相互作用；上部结构；顶层加速度反应1 引言2011年3月11日，日本东北部海域发生9.0级特大地震，给日本带来了惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。

这起历史罕见的地震灾害再一次引起了人们对结构抗震设计方法的关注。

目前，国内外建筑抗震设计规范所采用的方法均基于刚性地基假定，即把上部结构与地基基础作为两个独立系统分开考虑，而忽略了上部结构与地基基础的相互作用。

这样的假定只有当采用理想刚性地基时才是正确的。

在实际工程中，当发生地震时，高层建筑、桩基础和地基组成一个复杂的动力体系，在地震波激励下产生相互作用。

地震波通过地基和基础激励上部结构产生振动，而上部结构又将能量反馈到地基和基础上，使整个动力体系处于相互制约、相互影响的变形协调之中[1]。

所以，对于一般地基，特别是软土地基，进行抗震设计时则应考虑上部结构-桩-土相互作用的影响。

2 结构-桩-土相互作用研究理论基础2.1 结构-地基动力相互作用地震发生时，从震源发出的地震波,经过场地土传播输入结构体系使其振动，同时，结构体系产生的惯性力如同新的震源又反过来作用于地基，引起新的地振动再次作用于结构体系，这种结构与地基间循环的振动作用称为结构-地基动力相互作用[2]。

结构-地基动力相互作用包含两层含义，一是地基基础对上部结构体系振动特性的影响；二是上部结构对地基基础的影响，即上部结构对底部输入地震波的反馈作用。

2.2 结构-地基动力相互作用的规律。

考虑桩-土相互作用的高墩桥梁抗震性能

802
同济大学学报（自然科学版）
第 49 卷
外，研究过程中还采用 m 法建立了线弹性空间 6 弹簧基础，以便与 p-y 弹簧模型进行对比，呈现桩土相互作用对高墩桥梁结构抗震性能的影响，如图 3b 所示。 1. 4 分析工况
研究过程共考虑了如下 3 个工况：①工况 1：考虑土层对于基岩地震动的影响，采用合适的地震记录作为输入加载于 p-y 弹簧模型，将所得到的结构反应作为比较基准；②工况 2：直接将基岩地震动输入 6 弹簧模型；③工况 3：将工况 1 中的地震动输入 6 弹簧模型。对比上述工况 1 和工况 3 的结果，可以明确采用 6 弹簧模拟桩基础体系的适用性；对比工况 2 和工况 3 的结果则可以获得基岩地震动经土层传递后对高墩结构地震响应的影响。
2 地震动选择及加载
2. 1 地震动选择为了避免地震动选择不当导致的结构反应偏
差，Baker［14］提出了一种 CMS-ε 方法来选择合适的地震输入。这种方法通过采用 ε 刻画反应谱形状，同时根据场地条件确定目标反应谱（conditional mean spectrum，CMS），随后选择匹配该目标谱的地震动记录作为输入［15］。基于 Lei 等［16］对西部地区进行的地震灾害分析结果构建相应目标谱，并据此从太平洋地震工程研究中心（PEER）的强震数据库中选择了 8 条实际记录作为后续分析的地震动输入。
unconservative design for pile foundations.
Key words： soil-structure-interaction； nonlinear p-y springs；tall pier bridges；seismic performance

桩-土-结构相互作用对连续梁桥抗震性能的影响

桩基是建于软弱土层中的桥梁最常用的基础形式。桩一土一结构动力相互作用 “ 使结构的动力特性、阻尼和地震
反应发生改变，主要表现为自振周期延长、阻尼增加、内力及位移反应改变等，而忽略这种改变并不总是偏安全
础均采用钻孔灌注桩，边墩和中墩下的桩基础直径分别为１５、２２。两个边墩下的桩长为４ｍ．ｍ．ｍ５，其中基岩中的桩长为２ｍ３，两中墩下的桩长为５ｍ６，其中基岩中的桩长３ｍ０。
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｓｐｐｒｓｕｅｏｔｎｏｓｂｉｇｐｎｎｈｌｗｅｈｎｅ．Ｔｈｓ－ｐｉｇｓｓｅｓｕｓｄｔｉａｅｔｄｉｓｃｎｉｕｕｒｄｅｓａｎｉｇｓａｌｏｓａｃａｎ１ｅｍａｓｓｒｎｙｔｍｗａｅｏｓｍｕａｅｏｎａｉｎｎｓｂｒｄ；ｔｅｉｎｔｅｅｅｔｏｍｏｓｆｗａｅｗａｕｅｔｂｉｔｅｗｈｌ．ｉｍｏｅｉｌｔｆｕｄｔａｄｕｇａｅｈｆｉｏｅｌｍｎｃｍｎｏｔｒｓｓｄｏｕｌｈｏｅｐｌｄｅｄｌｃｎｉｅｉｇｉ．ｏｌｓｒｃｕｅｎｅａｔｏ．ｔｅｎｏｌｔ．ｉｏｅｏｓｄｒｎｐｌ．ｏｌｓｒｃｕｅｎｅａｔｎｗｉｏｓｄｒｎｐｌｓｉｔｕｔｒｉｔｒｃｉｎｈｉｃｍｐｅｅｐｌｍｄｌｃｎｉｅｉｇｉｓｉ－ｔｕｔｒｉｔｒｃｉｔｅ．ｅｅｏｈ

桩-土-结构相互作用对铁路大跨连续刚构桥地震反应的影响

收稿日期5作者简介蒋成强(),男,年毕业于兰州交通大学土木工程学院桥梁与隧道工程专业,工学硕士,助理工程师。

文章编号:1672-7479(2010)05-0082-03桩-土-结构相互作用对铁路大跨连续刚构桥地震反应的影响蒋成强(铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300142)In fl uence of In teraction bet ween P ile and Soil o n Anti seis m ic P erform anceof Ra ilroad Con ti nuous R igi d F ra m e Bridge w ith Large SpanJi ang Chengq i ang摘要以某铁路跨黄河连续刚构桥为研究对象,应用大型有限元分析软件M I D AS ,建立了该桥的三维有限元模型,采用质量弹簧体系模拟基础和地基,分析了地质条件改变对该桥动力特性和地震响应的影响,所得结论可为今后大型桥梁的设计研究提供参考。

关键词桩-土-结构相互作用大跨连续刚构桥动力特性地震反应分析中图分类号:U44823文献标识码:B地震是一种自然现象。

全球每年平均发生破坏性地震近千次,其中震级达7级或7级以上的大地震约十几次,给人类带来了极大的灾难,严重地威胁到人们的财产及生命安全[1]。

有关地基基础的震害在各次地震中都有发生,造成的破坏及其后果令人震惊。

桩基是建于软弱土层中的桥梁最常用的基础形式。

桩-土-结构动力相互作用使结构的动力特性、阻尼和地震反应发生改变,主要表现为自振周期延长、阻尼增加、内力及位移反应改变等[2],而忽略这种改变并不总是偏安全的。

因此,对建立在桩基上的上部结构进行抗震分析时,有必要将桩-土-结构作为一个整体来研究,并且考虑其相互作用的影响。

以某铁路跨黄河连续刚构桥为例,建立了该桥的空间有限元模型,并通过改变地质条件,研究场地土的刚度对该桥动力特性和地震反应的影响,得出了有益的结论,可供抗震设计时参考。

桩-土-结构相互作用体系非线性地震反应分析的开题报告

桩-土-结构相互作用体系非线性地震反应分析的开题报告一、研究背景及意义桩-土-结构相互作用是地震中涉及到的一个复杂的问题，涉及到了结构物、土壤和桩三者的力学特性和相互作用关系。

在地震作用下，桩、土、结构之间的相互作用会发生极大的变化，土层的非线性特性以及土-结构耦合效应等因素对桩-土-结构体系的反应产生了重要影响，而出现这些非线性问题的原因主要与以下方面有关：震动波形的复杂性、地震波导过程中异常水平变形所引起的摩擦力、底部非均匀土层的反应和排水、桩-土-结构之间动静力相互的作用、材料的非线性等等。

因此，从理论和实践角度分析桩-土-结构相互作用体系的非线性地震反应对抗地震灾害，对地震工程的发展具有重要意义。

二、研究目的本文主要旨在对桩-土-结构相互作用体系在地震荷载下的非线性反应和影响因素进行详细研究，为了达到这个目的，必须做到以下几点：1、深入理解桩-土-结构相互作用体系的物理本质以及桩-土-结构之间的相互作用机理；2、研究车辆荷载对固定端单桩在不同地质情况下的动力特性以及受振幅、频率等复杂地震荷载的影响；3、基于数值模拟方法，建立桩-土-结构相互作用的非线性地震反应模型并对其进行数值模拟计算，分析桩-土-结构相互作用下的非线性反应特性、荷载传递和损伤演化等因素的影响；4、对比对不同材料参数、结构体系、和地质基础情况等参数下的反应特性差异，分析其与非线性反应的关系，以期为相关地震安全预警提供参考依据。

三、预期成果本文的预期成果主要包括以下几点：1、通过深入理解桩-土-结构相互作用体系的物理本质以及其相互作用机理，掌握桩-土-结构相互作用体系在地震荷载下的非线性反应机制；2、通过对固定端单桩在不同地质情况下的动力特性及其对变幅、频率等复杂振动荷载的响应研究，掌握固定端单桩的动力响应特性及其与地震荷载之间的关系；3、通过建立桩-土-结构相互作用的非线性地震反应模型，并进行数值模拟计算，分析桩-土-结构相互作用下的非线性反应特性，明确荷载传递和损伤演化等因素影响桩-土-结构体系的关键因素；4、探究不同参数下的反应特性的差异，深入分析其与非线性反应的关系，并为相关地震安全预警提供参考；5、对比实验结果与数值模拟结果的一致性，验证模型的可靠性。

斜拉-悬索协作体系桥基于桩-土-结构相互作用的地震响应研究

２２动力特性分析．
基于以上论述，分别建立了大连湾跨海大桥地
第１期１
北方交通
・３・５
斜拉一悬索协作体系桥基于桩一土一结构
相互作用的地震响应研究
石磊
（．１大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，大连１６２；．０３２大连理工大学土木工程学院，１大连
桩一一土结构相互作用时，由于主缆锚固条件的不同，图３～图８可以发现：从由于主缆直接锚固在主梁上，劲梁承受主缆较大的水平分力，加因此减
小了加劲梁的竖向位移，却增加了主塔的纵向位移；
了大量的参数研究，将整个群桩结构浓缩为一根合
摘
１６２）０３１
要：以大连湾跨海大桥协作体系桥方案为研究对象，基于大型有限元分析软件ＡＳＳ建立了该桥的三维ＮＹ
有限元模型，用等效嵌固模型模拟了土一桩一结构的相互作用，采以此为基础对该方案桥的自振特性进行了分析，
成的桩，图２所示，成桩的面积Ａ、弯惯矩Ｉ如合抗、
主缆锚固在主梁上，降低了加劲梁的抗弯刚度，促使
抗扭惯矩Ｉ是各单桩的面积、抗弯惯矩、抗扭惯矩之和。这种模式比较简单，所用单元和节点数很少，而且只与场地土划分层数有关，群桩所含单桩数与
（当于单桩的水平抗推刚度）１相；。为桩在冲刷线或地面线以上的长度。

饱和黄土动力本构模型及其在桩—土—结构体系地震动力相互作用中的应用

饱和黄土动力本构模型及其在桩—土—结构体系地震动力相互作用中的应用饱和黄土动力本构模型及其在桩—土—结构体系地震动力相互作用中的应用地震对于建筑结构的影响是一个长期以来备受关注的问题。

特别是当建筑结构位于饱和黄土地区时，地震作用下桩—土—结构体系的相互作用将更为复杂。

因此，研究饱和黄土的动力本构模型以及其在地震动力相互作用中的应用是非常重要的。

首先，我们需要了解什么是饱和黄土。

饱和黄土是一种具有特殊土性质的土壤，其主要成分是粘粒和胶体颗粒。

它具有较高的含水量和较强的液态状态，因此在地震中容易发生液化现象。

液化是指土壤在地震作用下失去强度，表现出类似液体的特性。

这就给建筑结构的稳定性和安全性带来了较大的挑战。

在研究饱和黄土的动力本构模型时，我们需要考虑一系列因素，包括土壤的基本性质、动力特性、孔隙水压力以及土体的非线性行为等。

在地震中，土壤的动力特性是非常重要的，它包括土体的固有周期、阻尼特性以及动力刚度等。

固有周期是指土体在地震作用下振动的周期，可以用来评估土体的稳定性。

阻尼特性则是指土体消耗能量的能力，对减小地震作用对建筑结构的影响至关重要。

在考虑土体的非线性行为时，我们需要将土体看作一个复杂的弹塑性体。

在地震动力下，饱和黄土的应变—应力关系呈现出非线性特点，包括弹性阶段、塑性阶段以及液化阶段等。

了解这些非线性特点可以帮助我们更好地预测地震对建筑结构的影响，并提出有效的改善措施。

在地震动力相互作用中，桩—土—结构体系也发挥着重要的作用。

桩和土体之间的相互作用可以通过简化的数值模型来表示，但在实际工程中，需要从更细致的角度考虑各种因素。

例如，土壤的液化将导致桩的承载力减小，从而影响结构的稳定性。

因此，我们需要建立更精确的模型来描述桩—土—结构体系的相互作用，并通过合理的设计来抵抗地震的影响。

近年来，随着地震工程的发展，研究者们提出了一些新的方法和技术来解决饱和黄土动力本构模型及其在桩—土—结构体系地震动力相互作用中的问题。

高层建筑考虑桩-土-结构相互作用的地震响应分析

的生命财产安全。对于高层建筑的抗震设计，现今规范中采用的抗震分析方法都是以刚性地基假定为前提，虽然抗震验算方便，但经常与实际情况不符。由于土一结构相互作用的存在，这样就增大了结构体系的振动周期和阻尼，致使按刚性地基假定计算得到的
目前应用较多的桩一土相互作用的模型主要有多
质点系模型、弹性介质中的梁模型和有限元模型等。多质点系模型又称集中质量模型，以Ｐｎｉｎ模型ｅｚｅ
其基本假定为：（１）将土看作为弹性变形介质，其地基系数在地面（冲刷线）处为零，并随深度成正比例增长。或（）在水平力和竖直力作用下，任何深度处土的２压缩性均用地基系数表示。
质粘土、粘土、粉砂。考虑到模拟的真实性，建模时
近似，其采用广义的ＶｎＭｉｅ屈服条件，其表达式为：ｏｓｓ
／＝√，＋旺，＝０，一Ｋ
式中：，为应力张量第一不变量，．
ｌ＝（＋仃、ｌ『＋盯＝＝３－；Ｊ为应力偏量第二不变量；００２ｃ为试验常数，吼：
｛ — Ｓｎ驴ｌｊＩ
，式巾为土体内摩擦角；，式中妒为土体内摩擦角。

考虑土-桩-结构相互作用的体育馆看台地震响应分析

２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｔｒａｃｔｏｒＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１００３０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｉｍｐｅｄａｎｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｐｉｌｅ・ｓｏｉｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｌａｙｅｒｅｄｓｏｉｌ，ｉｔｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｔａｄｉｕｍｓｔａｎｄｓｗｉｔｈｐｉｌｅ — ｓｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎ —
摘要：基于对分层土条件下的土一群桩基础动力阻抗函数的求解，采用常数阻抗法结合子结构方法对体育馆看台进行了考虑土一桩一结构相互作用的地震响应分析．结果表明：由于地震波频谱特性的差别，体育馆看台结构在不同
地震波作用下的最大位移、最大加速度等响应有所差别，ＥＬ — Ｃｅｎｔｒｏ波与人工波接近，ＴＡＲ＿ＴＡＲＺＡＮＡ波作用下响应
略小；三层看台的地震响应总体上较一层看台响应有明显的放大．关键词：体育馆看台；动力阻抗；子结构方法；桩土相互作用；地震响应

地震激励下桩-土-结构动力相互作用分析

了简单起见，本文只考虑端承桩，于嵌岩桩可以类似对
考虑，摩擦桩因其复杂性本文暂不考虑。由于桩一土一
构对地基变形和强度要求时，常采用桩基础来解决。土的开挖和结构的建造会改变土的动力体系，结构在埋设的界面上与土发生相互作用，而改变自由场的地震从动］。分析地震激励下土一结构动力相互作用要包括两个不同的方面：一，定场地的自由场反应；第确第二，计算在地震环境下自由场上建造结构后地震动的改变和实际的相互作用～。地震作用下桩一土一结构
段林李刚，
４０８）１０２
（．广州市海珠区建设和市政局，东广州５０２；１广１２０２．湖南大学土木工程学院，南长沙湖
摘
要：该文采用连续统一体模型，假设桩一土一结构都为具有粘性阻尼的弹性体，将地震波简化为简谐ＳＨ波诱发的水平
振动，用基岩运动输入下桩土相互作用的振动解来分析粘弹性半空间场地土的动力反应，对地震激励下桩一土一结构耦并
合相互作用进行分析，可为高层建筑和桥梁抗震抗风设计以及地震灾害分析提供理论和实际的参考依据。关键词：一土一结构动力相互作用；桩自由场；水平剪切波；大系数；放激励频率中图分类号：Ｕ１．Ｔ３１３文献标ｉ￣：，ｉＢＥ－ｑ文章编号：０８— １２２０）６～０８— ５１００１（０８００００

桩-土-结构相互作用对大跨度连续钢桁拱桥的地震响应影响分析

（）一土一结构的相互作用以及地基土刚度２桩
对大跨度连续钢桁拱桥的地震响应性能影响很大，而且比较复杂，因此在设计过程中必须要考虑桩一土一结构的相互作用。（）３在顺桥向、横桥向地震激励作用下，随着地
弹簧
铁道勘测与设计
１８）＿０（０２
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桩一土一结构相互作用对大跨度连续钢桁拱桥的地震响应影响分析
刘
坤
５结
论
（）不同的地基土情况下，１在随着地基土刚度
中软土层、中硬土层和岩石地基土层对该桥的动力特性及地震响应性能的影响。
大跨度连续钢桁拱桥具有较大的跨越能力，所以被广泛应用。但是由于这种桥型构造比较复杂，
而且新的抗震规范也没有明确拱桥、斜拉桥等一些
和位移影响较大。
【关键词】连续钢桁拱桥
桩基础
动力特性
地震
响应
× １．桥上为道碴桥面、４０ｍ。四线铁路，主桁节点采
１刖 — １上．百１ —
・ —
用整体节点形式，桥面采用正交异性板整体桥面。文中以该桥为研究对象，详细分析研究了软弱土层、
仰Ｕ戟到
０４９边跨平行弦桁高１ｍ，．；０４拱项桁高９加劲弦ｍ，高２ｍ，０拱肋采用二次抛桥向采用三片主桁，间距２０ｍ；５桁

一种新型桩_土_结构体系抗震性能的研究

第28卷第1期　2005年1月合肥工业大学学报(自然科学版)JOU RNAL O F H EFE IUN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GYV o l .28N o.1　Jan .2005　收稿日期:2004202223基金项目:国家自然科学基金资助项目(50278030)作者简介:钱德玲(1956-),女,安徽安庆人,博士,合肥工业大学教授,硕士生导师.一种新型桩2土2结构体系抗震性能的研究钱德玲,　孙昌玲(合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥　230009)摘　要:根据支盘桩抗压、抗拔及抗扭曲的阻抗性能,提出了由支盘桩代替直杆桩,组成支盘桩2地基2上部结构体系,并对该体系进行了理论分析。

通过分析认为:支盘与阻尼器具有相似性原理,在地震作用下,盘在土体中作位移极小的往复运动,提供刚度和阻尼、消耗地震能量、减轻地震动对结构的地震反应。

针对该体系的抗震特性,提出了相应的计算分析方法和模型试验方法。

关键词:支盘桩;阻抗性能;相互作用中图分类号:TU 473 文献标识码:A 文章编号:100325060(2005)0120064204Study on se is m ic behav ior of the d isk p ile -so il -structure systemQ I AN D e 2ling ,　SU N Chang 2ling(Schoo l of C ivil Engineering ,H efei U niversity of T echno logy ,H efei 230009,Ch ina )Abstract :Con sidering that disk p iles po ssess m arkedly resistance to com p ressi on ,ex tracti on and to rsi on ,it is p u t fo rw ard that straigh t p iles can be sub stitu ted by disk p iles to fo rm a disk p ile 2so il 2sup erstructu re system .It is though t that the w o rk ing p rinci p le of disk p iles is si m ilar to that of dashpo ts .T he disk s m ove back and fo rth in the so il w ith s m all disp lacem en t under the seis m ic acti on ,w h ich p rovides rigidity and dam p ing ,dep letes the seis m ic energy ,and ligh ten s the seis m ic acti on on the structu re .T he m ethods of com p u tati on and m odel exp eri m en t are in troduced fo r the study of the in teracti on in the system .Key words :disk p ile ;i m p edance behavi o r ;in teracti on 随着全球地震活动引发的灾难日趋严重,高层建筑抗震设防的问题也越来越受到人们的关注[1,2]。