论文摘要
地震作为一种具有极大破坏性的自然灾害,一旦发生,将产生十分严重的后果,使人的生命和财产遭受巨大的损失。因此,对建筑物进行结构抗震设计和设防是十分必要的。在近几年的多次大型地震中,土工格栅加筋土结构良好的抗震性能得到了很好的证明。整体式加筋土桥台是一种新型桥台结构,室内模型实验证明,该种结构形式的桥台能够显著改善传统桥台结构的抗震性能。本文基于整体式加筋土桥台模型试验研究成果,采用有限元方法建立数值分析模型,对整体式加筋土桥台进行了动力作用下工作特性的系统研究。首先系统分析和论述了整体式加筋土桥台提出的背景,结构组成部分、工作原理和国内外的研究现状,对比分析了现行中国、美国和日本对加筋土桥台的抗震设计方法进行加筋土桥台设计计算的差异性。然后,利用岩土工程专业数值分析软件Z_Soil,建立整体式加筋土桥台的有限元模型,对日本东京大学完成的一个整体式加筋土桥台的振动台实验进行了动力响应数值模拟,计算值与实验值有较好的一致性,验证了有限元分析模型的合理性和可靠性。再者,采用算域缩减法(DRM)建立足尺整体式加筋土桥台的有限元数值模型开展地震作用下整体式加筋土桥台的动力响应分析,探讨振动作用下土体表面沉降、面板侧向位移、土压力、土工格栅拉力、加速度放大效应的变化规律作了总结。最后,基于有限元数值模型,进一步模拟分析土工格栅长度、土工格栅模量、填土模量、面板密度、面板砼材料和加速度大小等参数,对整体式加筋土桥台的工作性状的影响规律作分析,为整体式加筋土桥台抗震设计提供有价值的参考。本文的研究结论:整体式加筋土桥台在地震作用下,桥台顶部的侧向位移不随振动时间的增加而增大;在振动结束后,桥台各高度位置的侧向位移较小;整体式加筋土桥台的台后土体沉降值很小,沉降值没有随时间增加而累积;土工格栅的最大拉力出现在台高z/H=1/3附近;土压力峰值出现在1/6~3/4台高范围内;加速度沿墙高有明显的放大效应。在振动过程中,受力与变形随地震加速度的增加而增大。土工格栅长度增加,面板的侧向变形增加,格栅拉力减小,表面沉降减小,土压力减小。土工格栅模量的增加,土工格栅拉力增加。当填土模量增大时,桥台的受力与变形都减小。面板密度和面板砼类型对整体式加筋土桥台动力响应影响不明显。
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标签：整体式加筋土桥台论文; 动力响应论文; 抗震设计论文; 有限元论文;