大型工程土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的理論和試驗(yàn)研究.pdf

1、本文首先采用大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)對(duì)考慮土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的高層建筑結(jié)構(gòu)TMD控制性能開展研究，并對(duì)該試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值試驗(yàn)及其對(duì)比研究。其次，考慮地震的隨機(jī)性和強(qiáng)度、頻率非平穩(wěn)性，提出一般隨機(jī)地震動(dòng)模型，建立完全非平穩(wěn)隨機(jī)地震反應(yīng)的整體有限元法，從確定性分析和隨機(jī)分析兩方面對(duì)土石壩、特大型橋梁結(jié)構(gòu)中的土－結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用開展研究，主要工作如下： 1.設(shè)計(jì)并完成了土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)。將剛性地基和軟土地基上結(jié)構(gòu)體系

2、進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，探討了土與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響。比較結(jié)構(gòu)頂部調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)在剛性和軟土地基條件下的控制性能，探討了土－結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用對(duì)TMD控制性能的影響。指出了按剛性地基條件對(duì)TMD控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)將使其在軟土地基條件下可能達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，甚至可能產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)； 2.在振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用分析土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的有限元軟件SASSI2000對(duì)試驗(yàn)的各個(gè)工況進(jìn)行數(shù)值模擬，并與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的

3、結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明，數(shù)值模擬結(jié)果與大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性，這彼此驗(yàn)證了數(shù)值模擬與大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)方法的合理性和結(jié)果的可靠性； 3.考慮地震荷載的隨機(jī)性和頻率與強(qiáng)度非平穩(wěn)性，通過(guò)理論分析，提出一種隨機(jī)地震動(dòng)模型，并給出了確定模型參數(shù)的原則和方法。該模型適用于平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程、強(qiáng)度非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程以及強(qiáng)度和頻率完全非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合虛擬激勵(lì)原理，采用復(fù)反應(yīng)分析技術(shù)，建立一種分析土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的完全

4、非平穩(wěn)隨機(jī)地震反應(yīng)整體有限元法； 4.以某一實(shí)際建于深厚覆蓋層上的高土石壩為研究背景，采用時(shí)程積分法探討了深厚覆蓋層與高土石壩在地震過(guò)程中的動(dòng)力相互作用效應(yīng)，結(jié)果表明，深厚覆蓋層對(duì)提高強(qiáng)震區(qū)內(nèi)的高土壩抗震性能具有一定的積極作用。通過(guò)完全非平穩(wěn)隨機(jī)地震激勵(lì)下的土石壩－壩基動(dòng)力相互作用的研究，指出地震頻率非平穩(wěn)性對(duì)壩體地震反應(yīng)具有一定的影響； 5.分別采用二維整體有限元法和三維子結(jié)構(gòu)法對(duì)特大型群樁－土－橋墩結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行數(shù)值模