一、有关上部结构-桩-土相互作用研究问题探讨（论文文献综述）
李嘉瑞[1]（2021）在《核岛结构模型桩基隔震体系振动台试验及数值模拟》文中研究表明
周捷[2]（2021）在《地震作用下变刚度桩基的三维数值模拟分析研究》文中研究指明从7000～8000年前的新时期时代到迅速发展科技化的当今时代,从在沼泽地里栽木桩到现在满布的钢筋混凝土桩基,桩基经历了漫长而又迅速成长的发展过程,可见桩基是一种历史悠久而又被广泛采用的基础形式。但桩基因其隐蔽性,其破坏很难被人们所发现,与此同时对桩基的修复也成了一大难题。而且地震力和风力是引起高层建筑基底水平剪力和倾覆力矩的主要因素。一般来说,当地震作用为控制因素时,地震引起的基底水平剪力一般不超过高层建筑总重的5%[1],但对建筑整体的影响力和破坏力仍相当可观。因此,对桩-土-结构动力相互作用进行地震数值模拟研究显得尤为重要,具有重要的学术意义以及较强的工程实用价值。变刚度桩基就是利用地基土和群桩的性质,以调整“桩土支承刚度”为中心原则,最终实现不均匀沉降、基础内力以及资源耗能最小化的结果。通过对桩基础采用变刚度的设计方法,不仅可以达到较好的经济效果,还可以对基础、承台的沉降起到很好的调平作用。《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）对桩基设计增加了“变刚度调平设计”。可见变刚度设计方案在实际工程应用中起着越来越重要的作用,但其抗震方面的研究不够充分,仍需继续深入。本文采用ABAQUS大型软件拟建四种三维模型,可以更直观的研究地震作用下变刚度桩基的性能。在尽可能保证桩体总用料相近的前提下,建立了一种等桩长的布桩方式以及三种变桩长的布桩方式。并在此基础上对比分析四种不同方案在竖向荷载和地震荷载作用下的桩身的内力和承台沉降量、差异沉降等数值;上部结构在地震全过程中底端位置、第七层位置（震动位移最大处）以及顶端位置的位移时程曲线分析,对震动较强时刻做震动位移数值对比。通过数据对比分析主要得出如下结果:（1）在竖向荷载作用下,承台的沉降曲线规律一致,均呈现中间大两边小的情况。但是不同的布桩方式对差异沉降值有着明显的影响。随着中间刚度的增大,差异沉降值呈减小趋势。在桩体总用量相同的情况下,变刚度方案相比等桩长方案差异沉降减小。但在地震作用下表现为变刚度方案差异沉降较大,对建筑安全不利。（2）在施加地震荷载的情况下,四种方案的轴力变化趋势均是由大到小;剪力和弯矩则都是桩顶处最大,然后沿着桩长呈现减小的波动趋势;沿桩身的水平位移的变化先增大后减小,位移最大值在8～10m处的位置取得。（3）通过四种方案对11号角桩的内力分析对比,等桩长的方案一比其余三种的变刚度方案的剪力和弯矩在桩顶处的最大值均小,大约减小18%左右。而通过轴力对比可发现方案一的11号桩轴力最大值是其余三种方案的2倍多。（4）在地震荷载作用下,研究上部结构特殊点的时程分析,可以看出变刚度方案对上部结构振动最大位移的减小较为明显。结合曲线图和表格分析大致可以看出从方案一到方案四,上部结构的震动位移是逐渐减小的趋势。看来变刚度方案在地震作用下对上部结构的最大水平位移有减小作用。
邱明兵[3]（2021）在《水平地震作用下桩土相互作用效应研究》文中认为本文采用分离模型,分别考虑桩的运动相互作用和惯性相互作用,用试验获得的相位差求二者矢量和。对运动相互作用,基于弹性地基梁模型研发双弹簧反应位移法,计算桩侧土压力增量和桩身位移、弯矩、剪力。对惯性相互作用,采用成熟的m值法。试验方面,配合振动台10t的载荷量,设计和制作了粘弹性边界,可较好消除模型箱的边界效应,实现无限地基的震动模拟。设计和制作了高位和低位弹性质点体系,研究了不同频率结构的上部质点和场地位移的相位差规律。在振动台试验的基础上,拟合试验位移值,以实测桩身弯矩为基准,利用双弹簧反应位移法,反演获得土弹簧刚度值;并且进行了多工况验证,分析和试验数据的规律吻合度较高。主要结论有:1、叠层剪切箱增加粘弹性边界后,可明显调整试验土层位移幅值和曲线形态,以及加速度幅值。2、桩两侧土压力增量时程呈现反相,一侧达到正向峰值时,另一侧达到负向峰值。正向峰值大于负向峰值。3、压力盒测量的压力值是增量值,是与位移相关的物理量。正动土压力值是由土颗粒压缩产生的接触力增量。负压力值是桩主动侧卸载所致,是压力负增量,具有明确物理含义。应用到双弹簧反应位移法中,主动侧弹簧表现为负刚度。4、通过双弹簧反应位移法反演的试验桩侧土弹簧刚度,被动侧为12MPa/m,落在相关规范取值（3～15MPa/m）范围内。振动台试验土层平均剪应变2.7x10-3,与对应的实际场地平均应变8.2x10-3在同一数量级,达到实际场地平均应变的33%,较为接近。因此,振动台试验反演的土弹簧刚度具有工程实际意义。5、实测相位分析表明,长周期结构质点振动相位与场地土相位的差值均大于90°;短周期结构质点振动相位与场地土相位的差值大部分小于90°,小部分大于90°。偏于保守的,长周期结构的两个相互作用矢量和可以用SRSS法代替,短周期结构矢量和用代数和代替。6、实测相位分析表明,桩身应变与场地位移保持同步。双弹簧反应位移法符合基桩动力响应机理,可用于地震作用下桩土运动相互作用的接触力和桩身效应增量计算分析。
胡天龙[4]（2021）在《基于等效梁基础模型的海上风机基础动力响应研究》文中研究指明由于使用化石能源所造成的环境污染和能源枯竭问题日趋严重,发展绿色可再生能源成为了我国经济可持续发展的重要手段,节能减排、可持续发展的理念已经得到了社会各界的广泛认同。在世界各国的能源发展规划中,可再生能源占据了越来越重要的份额,并成为了未来能源领域利用的重要方向,其中风能由于资源规模庞大、蕴藏量丰富、分布广泛等优势受到了各国能源开发者的一致青睐,具有较高的商业开发价值。其发电量仅次于水力发电,占世界可再生能源发电量的16%。单桩式基础作为最常见的风机基础形式,桩径在不断扩大。目前针对大型海上风机单桩基础结构桩土相互作用的研究尚不成熟。本文拟使用HAWC2针对10 MW大型海上风机及复杂的土壤环境,深入开展基于等效梁基础模型的海上风机基础动力响应研究。研究不同的桩土相互作用简化模型中,土壤与超大直径（直径>8 m）的弹性单桩基础的相互作用机理,这项研究对风机的整体安全运行与成本控制具有较高的理论价值与广阔的工程应用前景。本文主要研究内容包括:（1）基于IEA10 MW陆上风机模型选取刚性基础和等效梁基础模型两种桩土相互作用模型,在风机全耦合分析软件HAWC2中建立10 MW海上单桩基础数值模型,通过与国际能源合作项目的计算结果进行对比,验证HACW2中刚性基础和等效梁基础10 MW海上风机的正确性,对比不同数值模型的计算结果,对正常工作工况和极端海况下风机结构响应特性进行分析。（2）基于等效梁基础模型和刚性基础理论进行桩土相互作用的模拟,以海上10 MW单桩风力机为研究对象,考虑单桩风力机的波浪荷载与风荷载的耦合作用,对10 MW大直径固定式单桩风机开展静力学特性以及在简单荷载作用下的运动响应和动力响应分析。利用工程界常用的刚性基础和等效梁法对模型进行分析,并将等效梁法与刚性基础的两种计算结果进行对比,研究不同桩土相互作用模型对塔筒底部及顶部的动力响应的影响。结果表明塔顶的荷载主要受风荷载影响而位移主要受波浪荷载影响。（3）在风浪联合作用下,开展单桩式风机的动力响应分析。利用风机全耦合分析软件HAWC2建立刚性基础和等效梁基础模型的全耦合数值分析模型,并在多种典型工作环境下进行风机时域分析。研究10 MW海上风力发电机主要节点处的结构荷载和动态响应,主要关注风机在普通海况和恶劣海况下,单桩式风机轮毂剪力、叶片根部的剪力和弯矩、塔架底座的剪力和弯矩、风轮的剪力和倾覆力矩在风浪联合作用下与环境荷载的关系。结果表明,风机塔顶位移受波浪荷载控制,而考虑桩土相互作用的等效梁基础模型在波浪荷载下其塔顶位移大于不考虑桩土作用的刚性基础,等效梁基础模型在风机位移计算上更加准确。
武心悦[5]（2020）在《地震作用下可液化地基-筏板-框架结构的共同作用》文中指出近年来随着科技进步和土木行业的迅猛发展,土和结构动力共同作用分析方法经常被应用到工程抗震分析中。中国地域辽阔,地质条件复杂多变,建筑物的选址经常遇到可液化地基。在地震作用下,可液化地基中孔隙水压力升高与消散速度不一致,饱和砂土中急剧升高的孔隙水压力来不及迅速消散,容易发生液化现象。土体发生液化会造成地基承载力降低、地面侧移、结构震陷破坏等,给人们的生产和生活带来严重的损失。地震液化问题、土和结构共同作用问题已引起工程界的广泛关注。砂土液化是一个复杂的动力流固耦合过程,准确合理地预测土体液化情况、探究其影响因素、预防砂土液化发生和研究液化对结构产生的影响等仍是未来的研究重点。本文针对海滨常见粉细砂夹层可液化场地,进行了地基-筏板-框架结构相互作用研究,采用FLAC3D有限差分软件建立可液化地基建筑物模型,探讨改变不同影响因素,在地震作用下上部结构与可液化地基相互作用规律,主要工作如下:（1）查阅相关资料,了解砂土液化机理,系统总结了砂土液化、土和结构动力共同作用的研究现状,为多层可液化地基-筏板-框架结构共同作用体系动力分析研究奠定了基础。（2）将建筑物高度、筏板面积作为影响因子,研究了地震作用下可液化场地液化程度和分布特征,总结了饱和砂土中超孔压比、有效应力、超静孔隙水压力的变化规律,分析了建筑物的内力和沉降变形规律。（3）研究了多层可液化地基上覆土层厚度、可液化层厚度对地震作用下土和结构共同作用的影响,对比分析了不同工况饱和砂土中有效应力、超静孔隙水压力变化规律。（4）研究了建筑物基础埋深和地震波加速度幅值这两个因素对土体液化和建筑物位移产生的影响。
李月臻[6]（2020）在《三峡库区深厚覆盖土层对大水位差架空直立式码头结构横向承载性能影响研究》文中提出深厚覆盖层在我国分布广泛,且厚度普遍较大。由于深厚覆盖层具有地质条件差、结构松散等特性,在修建港口码头时,易出现土体不均匀沉降、滑坡、渗漏及砂土液化等问题,进而会对港口码头结构承载性能产生影响。由于深切河槽中沉积了大量风化物及上游堆积物,三峡库区分布着大量深厚覆盖层岸坡。此外,三峡库区较大的水位变化也通过影响岸坡强度而间接影响着码头结构的承载性能。为探究该三峡库区架空直立式码头横向承载性能受深厚覆盖层及水位变化的影响,本论文依托实际工程,建立了码头结构与岸坡土体相互作用有限元模型,进行了较为系统的研究分析。主要研究内容和结论如下:（1）本文以三峡库区重庆奉节地区深厚覆盖层为原型,基于单因素分析法研究了岩土体物理力学性质变化对深厚覆盖层边坡稳定安全系数及土体变形的影响。研究结果表明,稳定安全系数对粘聚力(8值与内摩擦角值较为敏感,而弹性模量与泊松比的变化会对岸坡土体的变形及塑性区的形成与宽度有较大影响。（2）考虑桩-土非线性相互作用,通过有限元软件ABAQUS对架空直立式码头结构进行数值研究,并分析了深厚覆盖层条件下土体变形对架空直立式码头结构横向承载性能的影响。研究分析表明,当桩长超过一定长度后,土体横向变形对桩基的挤压作用成为影响桩基横向承载性能的主要因素。（3）基于数值方法研究了土体参数、后方堆载大小、覆盖层厚度等土体因素及船舶荷载、上部堆载的外部荷载对架空直立式码头结构横向承载性能的影响。研究表明,相对于一般高桩码头,深厚覆盖层条件下架空直立式码头,土体变形对码头结构横向承载性能的影响较大,而外部荷载的影响相对较小。（4）基于有限元强度折减法分析了码头桩基的横向抵抗作用对岸坡稳定性的影响及岸坡失稳变形过程中码头结构承载性能的变化。在此基础上探究了水位循环变化及土体各强度参数演化对码头结构横向承载性能的影响。研究表明,水位循环变化所引起的土体强度参数劣化会导致码头结构的承载性能大幅降低,对码头长期运行不利的。
罗兰芳[7]（2020）在《地基土—结构—设备体系振动台试验研究与能量反应分析》文中指出建筑结构使用功能需求的增长促使其内部设备等非结构构件大量涌现,建筑结构本身与其内部设备形成了结构-设备耦合体系。对于结构-设备耦合体系的研究多基于刚性地基的假定,而真实地基情况与计算假设之间的差异可能导致结构-设备体系设计出现不合理、乃至不安全的情形。一方面,地基相对柔性可引起上部结构-设备体系动力特性的改变,另一方面,由于地基无限性导致的振动能量远处逸散效应将进一步改变上部结构-设备体系的地震反应机理,因此将地基土、结构、设备三者联合分析更能反映真实情形。然而,由于地基土-结构-设备体系规模庞大性及内部相互作用复杂性,尚缺乏高效的整体体系地震反应计算方法,而试验研究成果更是匮乏。有鉴于此,本文针对地基土-结构-设备体系研究中所涉及的地基土能量逸散效应的模拟、体系振动台试验方法进行了研究,并对体系抗震设计能量法所涉及的基本问题进行探索,研究了考虑土-结构相互作用情况下结构-设备体系能量反应的计算理论,分析了结构-设备体系在真实地基条件下的地震能量输入和能量耗散机理。主要研究内容和成果概述如下:1.提出了模拟远场地基土无限域能量逸散效应的模态综合-阻尼抽取联合法。研究了模态综合法与阻尼抽取法联合应用于远场地基土模拟的相关理论,推导了联合法模拟远场地基土有限元时域模型的计算表达式。以有限元软件ANSYS与编程软件MATLAB联合应用实现模拟远场地基土有限元模型的前处理,并以Simulink状态空间方法实现模拟远场地基土模型的计算。基于算例分析对所提出方法的可靠性进行验证,算例结果表明:所提出的模拟远场地基土能量逸散的模态综合-阻尼抽取联合法计算效率高且不失精度。2.提出了地基土-结构-设备体系基于分枝模态方法的实时耦联振动台试验方法。推导了地基土-结构-设备体系运动方程并变换使得结构-设备体系与地基土之间相互作用以耦合项荷载形式出现,进而可实现结构-设备体系试验子结构与地基土数值子结构之间的数据交互。对单向加载振动台装置上地基土转动效应的模拟进行研究,将地基土转动效应以等效荷载方法模拟进而提出了整体体系的实时耦联振动台试验方法。对数值子结构地基土模型的实施进行研究,并对其应用于实时耦联试验的可行性进行论证,结果表明:本文提出的缩减地基土模型参与地基土-结构-设备体系实时耦联试验满足数据交互时效要求且具有较高的精度。3.提出了考虑地基土影响的复杂相互作用体系中结构-设备体系能量反应计算方法,研究了地基土线性阶段和局部非线性阶段的结构-设备体系能量反应计算理论,并解决了相关能量反应自编程序的计算实现。考虑了结构与设备之间存在连接装置的情形,得到了考虑地基土影响的结构、连接装置与设备各自的能量反应计算方程。提出了实时能量概念并开发了Simulink实时能量反应输出模块。对高层框架结构-设备体系能量反应进行MATLAB自编程序计算实现,为获知结构-设备体系真实的能量需求与耗散机理奠定基础。4.实现了结构-设备体系与地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验,并对基于分枝模态方法的实时耦联振动台试验方法的可靠性进行了验证。基于试验结果分析了连接装置参数以及地基土对结构-设备体系能量反应的影响规律。结果表明:与刚性连接装置相比,采用柔性连接装置对降低结构输入能和滞回耗能占比有利;连接装置参数对设备输入能及其分配影响规律与地震动特性相关。考虑地基土影响后,结构与设备输入能呈相对于刚性地基时降低的状态;且结构与设备输入能分配特性以及连接装置参数对结构和设备能量反应影响的规律改变。刚性地基假定的结构-设备体系能量反应计算结果存在较大误差。5.对局部非线性地基土-结构-设备体系计算方法进行研究,提出了借助不同软件计算优势为特点的地基土-结构-设备体系ANSYS-MATLAB数值交互分析方法,开发了相应的ANSYS-MATLAB交互分析平台,并对交互分析方法的可靠性进行了验证。基于交互分析平台研究了大震阶段地基土对不同参数连接装置的结构-设备体系能量反应的影响规律,结果表明:地基土进入局部非线性阶段后对结构与设备输入能的减小作用有所削弱,同时,局部非线性地基土对结构-设备体系能量反应影响规律与线性地基土假设时的情况有所不同。因此,有必要考虑地基土非线性因素对结构-设备体系能量反应的影响。6.开展了地基土-高层框架结构-设备体系能量反应分析,对结构-设备体系抗震设计能量法中结构与设备输入能、能量耗散机理以及性能协调手段等基本问题进行研究。分析了连接装置参数以及地基土对结构与设备输入能、能量分配和耗能机制的影响规律。结果表明:采用柔性连接装置可减小结构向设备的能量传递,当设备与柔性连接装置构成的设备子体系与结构基频接近1.0时结构输入能明显降低;采用柔性连接装置有利于设备内部能量合理分配,对减小设备反应有利,当柔性连接装置的设备子体系与结构基频接近1.0时,结构与设备可互动减震;刚性地基假定的结果高估了结构与设备输入能,考虑地基土影响后结构与设备输入能最大降幅可至50%;刚性地基假定的结构与设备输入能分配特性存在误差,且结构楼层滞回耗能分布与真实地基条件下不同;考虑地基土影响后连接装置对结构能量反应影响规律与刚性地基时的结果差异明显,且柔性连接装置对设备有利作用削弱。在结构-设备体系抗震设计能量法研究中有必要考虑地基土的影响。
吴小锋[8]（2020）在《风机单桩基础地震响应超重力模型试验研究》文中提出我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅山地震带,是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一,已建和拟建的风电场主要分布在“三北”区域及东部沿海。风机采用基于水平变形控制的设计原则,目前对于地震作用下风机基础动力响应方面的认识还不够全面,随着风机从陆地向近海的发展,复杂多变的极端海洋环境使得风机的抗震设计在以下几个方面面临一定的挑战:风机长期不间断受到风、浪、流等水平荷载,当受到地震作用时已存在的初始水平环境荷载对整个风机系统和基础周边土体的地震响应是否会产生影响;海上风机基础周围土体长期受到波流冲刷侵蚀,基础周围容易形成局部冲刷坑。当风机受到地震作用时,这种已经形成的局部冲刷坑对风机基础动力特征及地震响应会产生多大影响;地震由前震、主震、余震这一地震序列组成,传统的研究主要侧重在基础主震方面的响应,对于在整个地震序列中风机单桩基础动力响应演变过程并不清楚,其动力特性在整个地震序列中是否存在与设计值偏离的现象亟需进行界定。本文采用ZJU-400超重力振动台开展了风机单桩基础的物理模拟研究,基于超重力相似性准则制备了与现场风机一阶自振频率相似的离心模型,浇筑了干砂地基、水平饱和砂地基以及具有局部冲刷坑的饱和砂地基,研发了超重力环境下的柔性水平荷载施加装置,开展了一系列超重力试验。主要研究成果如下:（1）对比分析了干砂地基和饱和砂地基中风机单桩基础及其桩周土体动力响应的差异,揭示了超静孔隙水压力发展对单桩基础及桩周土体动力响应的影响。针对地震作用下风机单桩基础动力响应演变问题,分析了一地震序列中单桩基础及其土体动力特性的地震响应演化规律,揭示了地震历史对桩周土体超静孔隙水压力发展、应力-应变、剪切模量演变的影响,阐释了桩周土体动力特性演化是单桩基础自振频率、水平位移、内力以及桩-土相互作用变化的重要因素;（2）针对初始水平荷载下单桩基础响应问题,对比分析了有初始水平荷载和无初始水平荷载工况下动力响应的差异,揭示了初始水平荷载效应影响桩顶水平位移发展模式的内在作用机理。发现了初始水平荷载下桩前土体超孔压发展在地震过程中存在着抑制现象,结合数值模拟分析了桩前土单元应力状态与这种抑制现象的内在联系。通过编写了加速度反演应力-应变曲线程序,获取了单桩基础在静-动连续加载过程中的p-y曲线,揭示了初始水平荷载效应对桩-土相互作用的影响规律;（3）针对单桩基础局部冲刷问题,对比分析了有局部冲刷坑和无局部冲刷坑下单桩基础地震响应的差异性,探讨了局部冲刷效应对桩身内力及变形、桩周土体动力特性产生影响的内在机理。通过计算推导了动力p-y曲线,揭示了局部冲刷效应对桩-土相互作用影响的规律;（4）编写了三轴循环剪切单元体试验Tcl运行代码,评估了多重屈服面模型在模拟初始静剪应力效应方面的适用性。通过OpenSees数值软件编写了相关运行代码,模拟了初始水平荷载下单桩基础在LEAP下的地震响应,并与试验结果进行了对比分析。结合试验和数值计算结果,将超静孔隙水压力对p-y曲线的弱化效应引入到双曲线p-y模型中,构建了极限土反力、地基反力初始模量与超孔压比的关系,建立了能反映超孔压弱化效应的大直径单桩基础p-y曲线。通过非线性Winkler地基梁模型建立了初始环境荷载下单桩基础震后水平位移预测模型和简化模型,并验证了该模型的有效性。
于磊[9]（2020）在《桩-土-结构动力相互作用试验及数值模拟》文中研究表明本文以非基岩场地桩基-核岛结构为研究对象,设计并开展了桩-土-结构地震模拟试验及数值模拟。针对非基岩场地上采用桩基础的上部核电结构具有刚度大、质量大的特点,设计并制作了大型地震模拟振动台桩-土-结构试验模型;为试验中合理的布设各类传感器提供依据,对桩-土-结构振动台试验模型进行了数值模拟。为研究核岛结构桩基地震破坏机理,采用低周水平往复加载试验,研究了桩基配筋率和混凝土标号对桩基强度的影响。具体开展和完成了如下主要工作:（1）设计并制作了单桩-土-结构振动台试验模型,完成了多工况振动台模型试验。采用细粒混凝土制作桩基模型;根据上部核电结构特点设计了核岛结构代替模型,设计并配制了模型土;选择基于RG1.60谱人工合成地震动和两条实际地震记录作为试验输入地震动。通过对多工况的试验结果分析,研究了桩-土-结构在地震荷载下动力相互作用规律,分析了上部结构质量、刚度及地震动输入幅值和频谱特性对桩-土-结构体系的影响。（2）采用ABAQUS软件对试验模型进行了计算分析,研究了上部结构质量与刚度、输入荷载周期、输入地震动频谱特性、分层土分别对桩基地震反应的影响。计算结果表明:随着输入脉冲周期减小、上部结构质量增大、刚度减小,桩身反弯点向桩顶移动。含承台端承嵌固桩,在地震荷载作用下,桩身内力包络线呈“X”状分布,桩顶、底处剪力弯矩较大。上部结构质量增大、刚度减小时,桩身内力均增大。软-硬土分界处将导致桩身内力突变。（3）为了满足桩-土-结构地震模拟振动台桩基破坏机理的研究,设计了3种配筋率桩基模型,采用低周水平往复加载试验,研究了桩身配筋量对桩身强度的影响,并对桩身破坏形态、桩身耗能、桩身刚度退化、桩身弯矩分布等情况进行了详尽分析,确定了后续群桩地震模拟振动台试验中制作桩基模型的配筋率和混凝土强度指标。
范胜帅[10]（2020）在《可变形移动车辆和桩基础支撑周期性高架桥的耦合模型》文中认为在高速铁路中,桥梁结构的占比较大,以桥代路的高架桥模式较为常见,周期性高架桥则是高架桥模式的一种简化模型。列车在桥梁上的运动是一个复杂的动力学过程,随着列车速度的提高,载重的增加,车辆与桥梁相互作用所引起桥梁的振动也相应增大,从而使高架铁路的不安全因素增加,因此,有必要从车桥耦合振动出发,研究车辆与周期性高架桥的相互作用问题。本文引入车辆的刚性体模型和可变形体模型,以车桥相互作用力为纽带,研究了移动车辆作用下,刚性支撑和桩基础支撑的周期性高架桥的动力响应,本文研究成果可为目前国内的高速铁路及列车的设计计算提供理论参考。本文的主要研究内容包括:（1）刚性移动车辆作用下,刚性支撑周期性高架桥（rigidly-supported periodic viaduct,RSPV）的动力响应问题。利用傅里叶级数展开法,将刚性移动车辆与RSPV之间的车桥作用力展开;为得到刚性车辆作用下RSPV动力响应的表达式,本文引入了RSPV的基本解;运用牛顿第二定律,可得刚性移动车辆的动力方程;利用RSPV基本解的周期性,求解控制方程可得各力的各傅里叶系数,从而可确定RSPV及车辆的动力响应。数值结果表明,对于高速运行的大质量列车,车桥作用力会出现负值,这使得列车行驶过程中的不安全性增加,同时随着车辆移动速度的增大,RSPV的动力响应整体上呈增加趋势,同时,RSPV位移响应在低频段的峰值远大于相应的高频段的峰值,车辆的移动速度越大,低频响应越显着。此外,当车桥共振时,RSPV的动力响应更显着。（2）可变形移动车辆作用下,刚性支撑周期性高架桥的动力响应问题。用欧拉-伯努利梁理论来描述车体梁的振动,并利用有限元方法建立了车体梁的离散动力方程,再结合车桥耦合方程,可得可变形车体的位移以及各力的傅里叶系数,进而可得可变形移动车辆作用下RSPV的动力响应。数值结果表明,随着车速的增加,RSPV的响应整体呈增加趋势,且呈现似冲击波的响应特征。在车辆自振频率附近,RSPV的剪力响应明显增大,在车辆的基频振动下,桥梁的振动能量较为集中,不利于桥梁结构的安全。可变形车体的变形对车体振动的影响较大,其使得对桥梁的动力作用减小。刚性车体和可变形车体质心竖向位移的比较表明,从响应的量值来看,两种模型所得结果的差异很大,从变化趋势来看,两种模型所得的质心竖向位移的变化规律基本一致。（3）桩基础支撑周期性高架桥（pile-supported periodic viaduct,PSPV）在可变形移动车辆作用下动力响应的计算模型。为考虑桩-土-结构的耦合振动,首先应用边界元方法考虑桩土共同作用,从而确定桩基础顶部的柔度;再利用桥墩和桩基础联结条件,及刚性支撑周期性高架桥的有限元模型,得到PSPV的基本解;利用车桥耦合条件及PSPV的基本解,得到各力的傅里叶系数,进而可得可变形移动车辆作用下桩土耦合周期性高架桥的动力响应。数值结果表明,考虑桩土耦合的周期性高架桥梁在可变形车辆作用下的动力响应要小于只考虑车桥耦合作用下高架桥梁的动力响应。可变形移动车辆和周期性高架桥及桩土耦合的计算模型中,由于桩土耦合作用,车桥耦合振动的能量可向地基辐射,有利于结构的安全。因此,在高架桥动力设计中考虑桩土-结构的耦合作用较为合理。
二、有关上部结构-桩-土相互作用研究问题探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、有关上部结构-桩-土相互作用研究问题探讨（论文提纲范文）
（2）地震作用下变刚度桩基的三维数值模拟分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 桩基国内外研究 |
| 1.3 变刚度桩基国内外研究 |
| 1.4 本文研究内容及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 第2章 桩-土-上部结构相互作用分析 |
| 2.1 上部结构、桩、土共同作用 |
| 2.2 共同作用的机理 |
| 2.2.1 基础刚度的影响 |
| 2.2.2 上部结构刚度的影响 |
| 2.2.3 地基刚度的影响 |
| 2.2.4 相邻建筑物对共同作用的影响 |
| 2.3 共同作用分析方法 |
| 2.3.1 直接法 |
| 2.3.2 子结构法 |
| 2.3.3 有限元与无限元耦合分析法 |
| 2.4 有限元分析 |
| 第3章 有限元软件简介及模型建立要点 |
| 3.1 有限元软件简介 |
| 3.1.1 ABAQUS软件简介 |
| 3.1.2 时程分析法 |
| 3.2 ABAQUS中动力求解方法 |
| 3.2.1 隐式求解法 |
| 3.2.2 显式求解法 |
| 3.3 模型参数的确定 |
| 3.3.1 有限元模型的简化 |
| 3.3.2 模型具体参数 |
| 3.3.3 地震波的选取与输入 |
| 3.4 型建立要点 |
| 3.4.1 模型的假定 |
| 3.4.2 模型计算单元的选取 |
| 3.4.3 初始地应力平衡 |
| 3.4.4 阻尼的选取 |
| 3.4.5 边界条件的选取 |
| 3.4.6 网格划分 |
| 3.5 材料的本构关系的选取 |
| 3.5.1 本构关系的概述 |
| 3.5.2 结构的本构模型选取 |
| 3.5.3 土体的本构模型选取 |
| 第4章 地震作用对变刚度桩基的影响 |
| 4.1 变刚度方案 |
| 4.2 变刚度方案内力分析 |
| 4.2.1 方案一内力分析 |
| 4.2.2 方案二内力分析 |
| 4.2.3 方案三内力分析 |
| 4.2.4 方案四内力分析 |
| 4.2.5 方案之间内力对比分析 |
| 4.3 承台沉降调平 |
| 4.3.1 竖向荷载下承台差异沉降对比 |
| 4.3.2 地震荷载下承台差异沉降对比 |
| 4.4 上部结构时程对比分析 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）水平地震作用下桩土相互作用效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 桩基础地震响应的惯性相互作用与运动相互作用 |
| 1.1.2 桩土动力相互作用试验研究概述 |
| 1.1.3 桩-土运动相互作用理论研究概述 |
| 1.1.4 张建民等任意侧向位移下挡土墙地震土压力理论 |
| 1.1.5 地震动土压力沿深度分布的测试规律既有资料整理 |
| 1.2 与本课题相关的3 台桩基振动台试验 |
| 1.2.1 成层土中桩基与复合地基地震作用下振动台试验研究 |
| 1.2.2 桩端嵌固效应对桩基础的抗震性能影响研究 |
| 1.2.3 高承台桩基础的抗震性能研究 |
| 1.2.4 目前测试动土压力遇到的几个问题总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 研制粘弹性边界剪切箱 |
| 1.3.2 双弹簧反应位移法 |
| 1.3.3 动土压力 |
| 1.3.4 土弹簧刚度系数 |
| 1.4 技术路线与创新点 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 双弹簧反应位移法 |
| 2.1 反应位移法 |
| 2.1.1 反应位移法的研究概况 |
| 2.1.2 反应位移法建模 |
| 2.1.3 地基弹簧刚度的确定 |
| 2.1.4 地表峰值水平位移的选用 |
| 2.1.5 惯性力计算 |
| 2.2 双弹簧反应位移法模型 |
| 2.2.1 反应位移法的建模假定 |
| 2.2.2 双弹簧反应位移法数学模型 |
| 2.2.3 不同边界条件下的位移求解 |
| 2.2.4 与传统反应位移法比较 |
| 2.2.5 弹簧刚度沿深度线性增长的解 |
| 2.3 均匀场地桩身效应的算例 |
| 2.3.1 桩顶自由，桩端自由 |
| 2.3.2 桩顶自由，桩端嵌岩 |
| 2.3.3 桩顶水平滑动，桩端自由 |
| 2.3.4 桩顶水平滑动，桩端嵌岩 |
| 2.3.5 下硬上软渐变土层反应位移法算例 |
| 2.4 成层土的反应位移法 |
| 2.4.1 线性粘弹性成层土的稳态地震反应 |
| 2.4.2 成层土的双弹簧反应位移法数学模型 |
| 2.4.3 成层土场地桩身效应的算例 |
| 2.4.4 流滑土中反应位移法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 小尺寸原型桩振动台试验设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验目的和几个试验重点 |
| 3.3 试验设备 |
| 3.4 粘弹性边界剪切箱设计 |
| 3.4.1 叠层剪切试验箱粘弹性边界改进 |
| 3.4.2 粘弹性边界的参数确定 |
| 3.4.3 叠层框架与刚架设计与制作 |
| 3.5 试验方案设计 |
| 3.5.1 小尺寸原型桩基结构设计 |
| 3.5.2 质量块与弹性质点 |
| 3.5.3 模型土性质 |
| 3.5.4 传感器的选用与布置 |
| 3.6 地震波的选择与加载工况 |
| 3.6.1 地震波种类 |
| 3.6.2 加载工况 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 试验结果与分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 拟合反演与验证的思路 |
| 4.1.2 场地位移测量和分析要点 |
| 4.1.3 场地加速度测量和分析要点 |
| 4.1.4 桩侧动力土压力增量测量和分析要点 |
| 4.1.5 应变测量重点 |
| 4.1.6 相位测量和分析要点 |
| 4.1.7 两个相互作用的矢量和 |
| 4.1.8 位移形态管 |
| 4.1.9 桩顶嵌固与绑扎SAA影响 |
| 4.2 模型试验体系振动特征 |
| 4.2.1 空土模型试验体系振动特征 |
| 4.2.2 模型地基振动特征 |
| 4.2.3 剪切波速 |
| 4.2.4 轻型动力触探 |
| 4.3 有边界数据规律与分析 |
| 4.3.1 场地加速度特征 |
| 4.3.2 场地位移特征 |
| 4.3.3 桩侧压力增量 |
| 4.3.4 有边界小震孔隙气体压力增量 |
| 4.3.5 峰值和相位值 |
| 4.3.6 位移、加速度与土压力增量的时程关系 |
| 4.3.7 桩身应变特征 |
| 4.4 无边界数据规律与分析 |
| 4.4.1 场地加速度特征 |
| 4.4.2 场地位移特征 |
| 4.4.3 桩侧压力增量 |
| 4.4.4 孔隙气体压力增量 |
| 4.4.5 峰值和相位值 |
| 4.4.6 位移、加速度与土压力增量的时程关系 |
| 4.4.7 桩身应变 |
| 4.5 边界条件和加速度的影响对比 |
| 4.5.1 剪切箱位移 |
| 4.5.2 场地加速度 |
| 4.5.3 桩两侧增量压力增量差 |
| 4.5.4 位移、加速度与土压力增量的时程关系 |
| 4.6 补充试验及分析 |
| 4.6.1 补充试验说明 |
| 4.6.2 压力增量时程分析 |
| 4.6.3 位移分析 |
| 4.7 桩侧土弹簧刚度反演与验证 |
| 4.7.1 拟合与反演 |
| 4.7.2 小直径桩验证 |
| 4.7.3 群桩验证 |
| 4.7.4 反演及验证总结 |
| 4.8 成层土弹簧刚度反演 |
| 4.8.1 成层土振动台试验概况 |
| 4.8.2 成层土振动台试验场地位移 |
| 4.8.3 成层土振动台试验桩身应变特征 |
| 4.8.4 成层土弹簧刚度反演 |
| 4.9 叠层质量块体系试验分析 |
| 4.9.1 工况5 应变规律 |
| 4.9.2 工况17-1应变规律 |
| 4.9.3 工况19-1应变规律 |
| 4.9.4 两个相互作用的相位分析 |
| 4.9.5 拟合与验证 |
| 4.10 高低位弹性质点体系 |
| 4.10.1 位移规律 |
| 4.10.2 加速度规律 |
| 4.10.3 工况28-1应变规律 |
| 4.10.4 工况30-1应变规律 |
| 4.10.5 惯性相互作用与运动相互作用的相位分析 |
| 4.10.6 高低质量块试验验证 |
| 4.11 EL-C波作用下桩身应变规律 |
| 4.12 本章总结 |
| 4.12.1 位移规律 |
| 4.12.2 加速度规律 |
| 4.12.3 土压力增量规律 |
| 4.12.4 两个相互作用相位差 |
| 4.12.5 基桩变形机理与双弹簧反应位移法刚度取值 |
| 4.12.6 试验安装经验 |
| 第5章 双弹簧反应位移法工程应用示例 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 项目条件 |
| 5.2.1 工程概况 |
| 5.2.2 勘察条件 |
| 5.2.3 结构条件 |
| 5.3 桩基础抗震设计 |
| 5.3.1 抗震设计基本规定和参数 |
| 5.3.2 惯性相互作用计算 |
| 5.3.3 运动相互作用计算 |
| 5.3.4 两个作用效应最大值组合及评价 |
| 5.3.5 小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录图1 |
| 附录图2 |
| 附录图3 |
| 附录图4 |
| 附录图5 |
| 精彩瞬间 |
| 在学期间发表的文章和专利 |
| 在学期间参加的主要科研课题 |
| 致谢 |
（4）基于等效梁基础模型的海上风机基础动力响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景以及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 单桩式风机的研究 |
| 1.2.2 单桩式风机耦合数值研究 |
| 1.2.3 桩土相互作用的研究 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.3.3 研究内容及技术路线 |
| 2 海上单桩风机环境荷载计算理论 |
| 2.1 空气动力学荷载计算理论 |
| 2.1.1 风的基本特性 |
| 2.1.4 叶素-动量理论 |
| 2.2 水动力学荷载计算理论 |
| 2.2.1 莫里森方程 |
| 2.2.2 势流理论 |
| 2.3 桩土作用计算 |
| 2.4 全耦合时域运动方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 10 MW单桩海上风机数值模型 |
| 3.1 10 MW单桩海上风机数值模型简介 |
| 3.2 HAWC2 软件介绍及计算流程 |
| 3.3 10 MW单桩海上风机数值模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同桩土作用模型下的10MW单桩海上风机运动响应分析 |
| 4.1 工况定义 |
| 4.2 定常风作用下单桩海上风机运动响应分析 |
| 4.3 规则波作用下单桩海上风机运动响应分析 |
| 4.4 不规则波作用下单桩海上风机运动响应分析 |
| 4.5 湍流风作用下单桩海上风机运动响应分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 不同桩土相互作用模型时域动力响应分析 |
| 5.1 塔顶处剪力 |
| 5.2 塔基剪力以及弯矩 |
| 5.3 叶根处剪力以及弯矩 |
| 5.4 泥面线处剪力以及弯矩 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）地震作用下可液化地基-筏板-框架结构的共同作用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 土-结构静动力相互作用国内外研究现状 |
| 1.3 国内外砂土液化研究现状 |
| 1.3.1 砂土液化现象 |
| 1.3.2 砂土液化的定义和机理 |
| 1.3.3 砂土液化的影响因素和液化地基加固措施 |
| 1.3.4 国内外砂土液化研究方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 三维数值模型的建立 |
| 2.1 FLAC3D简介 |
| 2.2 动孔压模型与饱和砂土液化的判别准则 |
| 2.2.1 动孔压模型 |
| 2.2.2 饱和砂土液化判别准则 |
| 2.3 数值模型建立 |
| 2.3.1 模型尺寸和计算参数 |
| 2.3.2 网格尺寸的划分 |
| 2.3.3 本构模型的选取 |
| 2.3.4 边界条件设置 |
| 2.3.5 力学阻尼 |
| 2.3.6 地震波的选取与调整 |
| 2.3.7 地基与基础的接触 |
| 2.4 研究模型变量监测 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 建筑结构与可液化地基共同作用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 建筑物高度对土体和结构动力响应的影响 |
| 3.2.1 土体动力响应对比分析 |
| 3.2.2 结构动力响应对比分析 |
| 3.3 筏板基础面积对土体和结构动力响应的影响 |
| 3.3.1 土体动力响应对比分析 |
| 3.3.2 结构动力响应对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 土层厚度对共同作用体系的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 上覆土层厚度产生的影响 |
| 4.2.1 土体动力响应对比分析 |
| 4.2.2 结构动力响应对比分析 |
| 4.3 可液化层厚度产生的影响 |
| 4.3.1 土体动力响应对比分析 |
| 4.3.2 结构动力响应对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基础埋深和地震波加速度产生的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基础埋深对土体液化的影响 |
| 5.2.1 超孔压比对比分析 |
| 5.2.2 结构位移响应分析 |
| 5.3 地震加速度幅值对土体液化的影响 |
| 5.3.1 超孔压比对比分析 |
| 5.3.2 结构位移响应分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要成果 |
| 致谢 |
（6）三峡库区深厚覆盖土层对大水位差架空直立式码头结构横向承载性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 三峡库区深厚覆盖土层研究现状 |
| 1.2.2 三峡库区岸坡稳定性研究现状 |
| 1.2.3 桩-土相互作用研究现状 |
| 1.2.4 架空直立式码头承载性能研究现状 |
| 1.2.5 目前研究现状中存在的主要问题 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 深厚覆盖层岸坡稳定性分析 |
| 2.1 岸坡稳定性分析方法 |
| 2.1.1 极限平衡法 |
| 2.1.2 有限元强度折减法 |
| 2.2 三峡库区深厚覆盖层岸坡稳定性计算模型 |
| 2.2.1 模型参数 |
| 2.2.2 岸坡稳定性模型计算 |
| 2.2.3 稳定性分析结果及两种分析方法结果比较 |
| 2.2.4 土体强度参数对稳定安全系数影响分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 码头结构横向承载性能的影响因素分析 |
| 3.1 分析方法的选择 |
| 3.2 模型工程概况 |
| 3.2.1 工程地质条件 |
| 3.2.2 码头结构的基本特征 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.1 有限元桩-土非线性相互作用 |
| 3.3.2 荷载工况 |
| 3.3.3 地应力平衡 |
| 3.5 有限元计算结果与分析 |
| 3.5.1 架空直立式码头整体性能分析 |
| 3.5.2 码头结构桩基 |
| 3.6 桩基横向承载性能分析 |
| 3.7 深厚覆盖土层的影响 |
| 3.7.1 土体强度参数的影响 |
| 3.7.2 后方堆载的影响 |
| 3.7.3 覆盖土层厚度及持力层的影响 |
| 3.8 外部荷载的影响 |
| 3.8.1 船舶荷载计算 |
| 3.8.2 船舶系缆力的影响 |
| 3.8.3 船舶撞击力的影响 |
| 3.8.4 上部荷载的影响 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 水位循环变化对码头横向承载性能影响 |
| 4.1 基于强度折减法的码头结构与岸坡相互作用分析 |
| 4.1.1 码头桩基对岸坡稳定性的影响 |
| 4.1.2 土体变形引起码头结构承载性能的变化 |
| 4.2 覆盖层强度参数在循环作用下劣化特性 |
| 4.3 多年水位循环作用对码头横向承载性能的影响 |
| 4.3.1 三峡库区水位变化条件 |
| 4.3.2 多年水位循环变化作用下岸坡应力与变形 |
| 4.3.3 多年水位循环变化作用下结构横向承载性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在校期间发表的论着及取得的科研成果 |
（7）地基土—结构—设备体系振动台试验研究与能量反应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 结构-设备耦合作用研究现状 |
| 1.2.1 结构-设备体系理论研究 |
| 1.2.2 结构-设备体系试验研究 |
| 1.2.3 结构-设备体系连接效应研究 |
| 1.3 土-结构相互作用研究现状 |
| 1.3.1 土-结构相互作用理论研究 |
| 1.3.2 考虑非结构因素的土-结构相互作用试验研究 |
| 1.4 抗震设计能量法研究现状 |
| 1.4.1 能量反应方程 |
| 1.4.2 能量反应研究现状 |
| 1.5 现阶段研究亟需解决的问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容和创新点 |
| 第2章 远场地基土能量逸散的模拟方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟远场地基土能量逸散的CMS-DSE联合法 |
| 2.3 CMS-DSE联合法模拟远场地基土有限元模型的建立与计算 |
| 2.3.1 CMS-DSE联合法有限元模型的建立 |
| 2.3.2 CMS-DSE联合法有限元模型计算的状态空间法 |
| 2.4 算例分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案及子结构划分 |
| 3.3 试验子结构模型设计 |
| 3.3.1 试验模型相似比 |
| 3.3.2 结构模型 |
| 3.3.3 设备模型 |
| 3.3.4 连接装置模型 |
| 3.4 数值子结构模型基本参数 |
| 3.5 试验量测 |
| 3.6 试验加载 |
| 3.6.1 试验加载装置及其参数 |
| 3.6.2 加载装置的补偿与控制 |
| 3.6.3 试验时所采用激励 |
| 3.6.4 试验加载工况 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实时耦联试验数据交互的一般形式 |
| 4.3 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验公式推导 |
| 4.3.1 整体体系运动方程 |
| 4.3.2 适用于实时耦联试验的运动方程 |
| 4.4 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验实施 |
| 4.4.1 地基土数值子结构模型的实施 |
| 4.4.2 地基土转动效应模拟的等效荷载法 |
| 4.4.3 地基土数值子结构的计算 |
| 4.4.4 试验地基土模型可行性验证 |
| 4.4.5 实时耦联振动台试验实施步骤 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 地基土-结构-设备体系能量计算与试验结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结构-设备体系能量反应方程的一般形式 |
| 5.3 地基土-结构-设备体系能量反应计算及实现 |
| 5.3.1 地基土-结构-设备体系能量反应计算方程 |
| 5.3.2 基于Simulink的试验子结构实时能量反应输出 |
| 5.4 模型材料性能试验结果与试件动力特性 |
| 5.4.1 材料性能测试及结果 |
| 5.4.2 结构与设备的动力特性 |
| 5.5 结构-设备体系实时耦联振动台试验结果与能量反应分析 |
| 5.5.1 结构-设备体系实时耦联振动台试验方法验证 |
| 5.5.2 结构与设备输入能 |
| 5.5.3 结构与设备能量分配特性 |
| 5.6 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验结果与能量反应分析 |
| 5.6.1 地基土-结构-设备体系实时耦联振动台试验方法验证 |
| 5.6.2 结构与设备输入能 |
| 5.6.3 结构与设备能量分配特性 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 局部非线性地基土-结构-设备体系计算方法与能量分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 局部非线性地基土-结构-设备体系划分形式 |
| 6.3 局部非线性地基土-结构-设备体系计算方法 |
| 6.3.1 地基土-结构-设备体系运动方程 |
| 6.3.2 地基土-结构-设备体系能量反应方程 |
| 6.4 地基土-结构-设备体系求解的数值交互分析方法 |
| 6.4.1 ANSYS-MATLAB交互分析方法及其实现 |
| 6.4.2 数值交互分析方法的验证 |
| 6.5 地基土-结构-设备体系能量反应分析 |
| 6.5.1 结构与设备输入能 |
| 6.5.2 结构与设备能量分配特性 |
| 6.5.3 地基土变形状态对结构-设备体系反应影响分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 地基土-高层框架结构-设备体系能量分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 地基土-高层框架结构-设备体系计算模型 |
| 7.2.1 结构-设备体系模型 |
| 7.2.2 连接装置模型 |
| 7.2.3 基础和土体材料参数 |
| 7.2.4 地震动输入 |
| 7.3 结构-设备体系能量计算的实现 |
| 7.3.1 总能量反应计算 |
| 7.3.2 滞回耗能分布计算 |
| 7.4 刚性地基条件的结构-设备体系抗震响应及分布分析 |
| 7.4.1 结构与设备输入能 |
| 7.4.2 连接装置耗能 |
| 7.4.3 结构与设备能量分配特性 |
| 7.4.4 层间位移及楼层滞回耗能分布 |
| 7.5 地基土对结构-设备体系抗震响应及分布影响分析 |
| 7.5.1 结构与设备输入能 |
| 7.5.2 连接装置耗能 |
| 7.5.3 结构与设备能量分配特性 |
| 7.5.4 层间位移及楼层滞回耗能分布 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文与参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）风机单桩基础地震响应超重力模型试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 初始水平荷载对风机基础地震响应的影响 |
| 1.1.2 局部冲刷效应对风机基础地震响应的影响 |
| 1.1.3 地震序列对风机基础地震响应的影响 |
| 1.1.4 风机系统地震作用下物理模拟的难点及挑战 |
| 1.2 地震作用下基础侧向震害的破坏机理及研究方法 |
| 1.2.1 液化场地传统桩基侧向震害的主要特征及破坏机制 |
| 1.2.2 液化场地传统桩基侧向地震响应分析与设计方法 |
| 1.3 近海风机桩基地震响应研究进展 |
| 1.3.1 初始水平荷载下近海桩基响应的研究进展 |
| 1.3.2 局部冲刷效应下桩基地震响应的研究进展 |
| 1.3.3 地震序列下风机桩基动力响应演变 |
| 1.3.4 液化场地桩基物理模拟的研究进展 |
| 1.4 本文的研究内容以及技术路线 |
| 2 风机单桩基础超重力动力模型试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ZJU-400离心机及振动台装备 |
| 2.3 风机单桩基础离心模型设计与标定 |
| 2.4 模型地基制备及传感器布设 |
| 2.4.1 模型地基制备 |
| 2.4.2 传感器布设 |
| 2.5 水平荷载施加装置 |
| 2.6 试验工况及加载流程 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 干砂与饱和砂地基中风机单桩基础地震响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验振动次序安排及介绍 |
| 3.3 试验结果及分析 |
| 3.3.1 台面加速度输入对比 |
| 3.3.2 桩周土体地震响应及分析 |
| 3.3.3 近海风机单桩基础的地震响应及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 初始水平荷载下风机单桩基础地震响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验振动次序安排及介绍 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.3.1 初始水平力下桩周土体动力响应研究 |
| 4.3.2 初始水平荷载下单桩基础地震响应 |
| 4.3.3 初始水平荷载下风机单桩基础的p-y曲线研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 局部冲刷效应下风机单桩基础地震响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验振动次序安排及介绍 |
| 5.3 试验结果及分析 |
| 5.3.1 局部冲刷坑对桩周土体地震响应的影响 |
| 5.3.2 局部冲刷坑对单桩基础地震响应的影响 |
| 5.3.3 局部冲刷坑对桩-土相互作用的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 风机单桩基础动力响应数值模拟研究及预测模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 OpenSees简介 |
| 6.3 多重屈服面本构模型验证 |
| 6.3.1 多重屈服面本构介绍 |
| 6.3.2 模型有效性单元体验证 |
| 6.4 初始水平荷载下的单桩基础动力响应数值模拟研究 |
| 6.4.1 单桩基础数值建模 |
| 6.4.2 数值模拟与超重力模型试验对比 |
| 6.5 初始水平荷载下的单桩基础震后预测模型 |
| 6.5.1 震后预测模型构建 |
| 6.5.2 震后预测简化模型 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 进一步研究工作建议 |
| 参考文献 |
| 作者简历及发表文章情况 |
（9）桩-土-结构动力相互作用试验及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 桩基震害现象及特征 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 解析研究 |
| 1.3.2 数值研究 |
| 1.3.3 试验研究 |
| 1.4 研究思路 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 单桩-土体-结构振动台试验设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 振动台试验目的 |
| 2.3 振动台试验设备选取 |
| 2.3.1 地震模拟振动台 |
| 2.3.2 模型箱的选择 |
| 2.4 混凝土配合比设计 |
| 2.5 土压力盒的标定 |
| 2.6 模型土的制备 |
| 2.6.1 模型箱内土体的配制 |
| 2.6.2 模型箱内剪切波速测试 |
| 2.7 相关材料试验 |
| 2.7.1 试件混凝土抗压强度及弹性模量试验 |
| 2.7.2 钢筋性能试验 |
| 2.7.3 模型土性能试验 |
| 2.8 模型结构设计及制作 |
| 2.8.1 试验模型结构设计 |
| 2.8.2 试验模型的制作 |
| 2.9 试验测试仪器的选择和监测点的布置 |
| 2.10 试验的加载制度 |
| 2.10.1 地震波的选择 |
| 2.10.2 试验加载制度 |
| 2.11 本章小结 |
| 第三章 土-单桩-结构振动台试验模型数值计算分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ABAQUS有限元软件简介 |
| 3.3 单桩数值计算模型 |
| 3.3.1 试验模型介绍 |
| 3.3.2 有限元模型建立 |
| 3.3.3 阻尼设置 |
| 3.3.4 人工边界设置 |
| 3.3.5 数值模拟参数选取 |
| 3.4 桩-土-结构相互作用分析 |
| 3.4.1 输入脉冲周期对桩身地震反应的影响 |
| 3.4.2 输入地震动频谱特性对桩身地震反应的影响 |
| 3.4.3 分层土对桩身地震反应的影响 |
| 3.5 数值模拟与振动台试验的加速度规律对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 桩-土-上部结构振动台试验数据分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 振动台试验土箱边界效应验证 |
| 4.3 承台的加速度放大效应 |
| 4.4 考虑运动相互作用的桩-土动力响应分析 |
| 4.4.1 土层分析 |
| 4.4.2 桩身邻近土体分析 |
| 4.5 考虑惯性相互作用的桩身动力响应分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 单桩-承台拟静力模型试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究进展 |
| 5.3 试验概况 |
| 5.3.1 试件设计 |
| 5.3.2 试验加载装置及加载制度 |
| 5.3.3 试验测量方案 |
| 5.4 试验结果及分析 |
| 5.4.1 试件的破坏形态 |
| 5.4.2 试件加载点位移-荷载滞回曲线 |
| 5.4.3 滞回耗能规律 |
| 5.4.4 试件刚度退化规律 |
| 5.4.5 桩身弯矩分析 |
| 5.4.6 桩身位移分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间发表的文章 |
| 攻读硕士期间参与的科研项目 |
（10）可变形移动车辆和桩基础支撑周期性高架桥的耦合模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据、目的和意义 |
| 1.2 本课题及相关领域的国内外研究现状 |
| 1.2.1 车桥耦合研究 |
| 1.2.2 周期性结构的研究 |
| 1.2.3 考虑桩-土-结构共同作用的研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容和创新点 |
| 第二章 刚性车辆作用下刚性支撑周期性高架桥的动力响应 |
| 2.1 刚性移动车辆和周期性高架桥耦合的简化力学模型 |
| 2.2 刚性移动车辆作用下周期性高架桥动力响应的一般表达式 |
| 2.3 刚性支撑周期性高架桥在频率波数域内的动力响应基本解 |
| 2.3.1 刚性支撑周期性高架桥的梁、墩控制方程 |
| 2.3.2 刚性支撑周期性高架桥的有限元模型 |
| 2.4 移动车辆自振频率的计算 |
| 2.5 数值计算方法 |
| 2.6 模型验证与数值结果分析 |
| 2.6.1 模型验证 |
| 2.6.2 作用力的收敛性研究及分析 |
| 2.6.3 动力响应分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 本章附录 |
| 第三章 可变形车辆作用下刚性支撑周期性高架桥的动力响应 |
| 3.1 可变形移动车辆和刚性支撑周期性高架桥耦合的简化力学模型 |
| 3.2 可变形移动车辆的有限元模型 |
| 3.3 可变形移动车辆和周期性高架桥的耦合条件 |
| 3.4 车体位移、车桥作用力及弹簧力的数值计算方法 |
| 3.5 模型验证与数值结果分析 |
| 3.5.1 模型验证 |
| 3.5.2 作用力的收敛性研究及分析 |
| 3.5.3 动力响应分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 本章附录 |
| 第四章 考虑桩土作用的周期性高架桥对可变形移动车辆的动力响应 |
| 4.1 可变形移动车辆和桩基础支撑周期性高架桥耦合的简化力学模型 |
| 4.2 桩-土耦合的边界元模型 |
| 4.2.1 频率波数域内桩土耦合边界元模型的建立 |
| 4.2.2 桩基础的柔度 |
| 4.3 考虑桩土作用的周期性高架桥频率波数域的动力响应基本解 |
| 4.4 模型验证与数值结果分析 |
| 4.4.1 模型验证 |
| 4.4.2 桩基础的柔度计算结果 |
| 4.4.3 动力响应分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 本章附录 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文的主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间参与课题与完成论文 |
四、有关上部结构-桩-土相互作用研究问题探讨（论文参考文献）
- [1]核岛结构模型桩基隔震体系振动台试验及数值模拟[D]. 李嘉瑞. 中国地震局工程力学研究所, 2021
- [2]地震作用下变刚度桩基的三维数值模拟分析研究[D]. 周捷. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]水平地震作用下桩土相互作用效应研究[D]. 邱明兵. 中国建筑科学研究院有限公司, 2021(01)
- [4]基于等效梁基础模型的海上风机基础动力响应研究[D]. 胡天龙. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]地震作用下可液化地基-筏板-框架结构的共同作用[D]. 武心悦. 燕山大学, 2020(01)
- [6]三峡库区深厚覆盖土层对大水位差架空直立式码头结构横向承载性能影响研究[D]. 李月臻. 重庆交通大学, 2020(01)
- [7]地基土—结构—设备体系振动台试验研究与能量反应分析[D]. 罗兰芳. 天津大学, 2020(01)
- [8]风机单桩基础地震响应超重力模型试验研究[D]. 吴小锋. 浙江大学, 2020(01)
- [9]桩-土-结构动力相互作用试验及数值模拟[D]. 于磊. 中国地震局工程力学研究所, 2020(02)
- [10]可变形移动车辆和桩基础支撑周期性高架桥的耦合模型[D]. 范胜帅. 江苏大学, 2020(02)