成层地基-桩基-结构动力相互作用体系的计算分析 Computational analysis of dynamic layered soil-pile-structure interaction.pdfVIP

第29卷 第 5 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.29 No.5 2007年 5 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering May, 2007 成层地基–桩基–结构动力相互作用体系的计算分析 1 1 2 卢华喜 ，梁平英 ，尚守平 （1.华东交通大学土木建筑学院，江西 南昌 330013；2.湖南大学土木工程学院，湖南 长沙 410082） 摘 要：以一个 1 ∶2 大比例模型结构–地基的动力相互作用模型试验为基础，结合通用有限元程序 MSC.Marc ，对成 层地基–桩基–结构动力相互作用体系进行了三维有限元分析。计算中采用考虑土非线性特征改进的黏弹性人工边界 模拟外部土域，利用考虑动力相互作用中桩土分离、滑移以及桩基提离效应的接触模型反映桩土接触界面特性，并引 入阻尼项表征桩土动力作用中的能量损耗，土体采用等效线性模型。通过计算分析与试验的比较研究，验证了计算模 型和分析方法的合理性，进行了地震动输入下的地震反应分析，为地基–结构动力相互作用的进一步研究奠定了基础。 关键词：地基–桩基–结构相互作用；大比例模型试验；人工边界；接触模型；地震反应 中图分类号：TU435 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2007)05 –0705 –07 作者简介：卢华喜(1976 – ) ，男，湖北人，博士，副教授，主要从事结构工程研究与教学工作。E-mail: lhxi8516@ 。 Computational analysis of dynamic layered soil-pile-structure interaction 1 1 2 LU Hua-xi , LIANG Ping-ying , SHANG Shou-ping （1. School of Civil Engineering, East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China; 2. Civil Engineering College, Hunan University, Changsha 410082, China ） Abstract: 3D finite element analysis of layered soil-pile-structure model test on a scale of 1 ∶2 was carried out. General finite element program MSC. Marc was adopted in the analysis. The viscous-spring artificial boundary considering the dynamic nonlinear behaviors of soil was used to simulate the far field, and the 3D contact model was applied to simulate the effect of separating, sliding and pile uplifting in the dynamic soil-pile interaction. At the same time, the problem of the energy dissipat