可液化地基单桩基础离心机模型试验的三维数值分析

作者：包小华; 刘志鹏; 徐长节; 苏栋; 明海燕; 谢雄耀

来源：土木工程学报, 2019, 52(S1): 53-63.

DOI：10.15951/j.tmgcxb.2019.s1.008

• 砂土液化
• 数值模拟
• 交变移动模型
• 三维水土耦合

文章通过三维水土耦合动-静一体有限元程序DBLEAVES对饱和砂土地基(Dr=40%)单桩基础的离心机模型试验进行模型试验相对应的原型三维有限元数值模拟和分析。对比分析小震(峰值加速度0.08g)和大震(峰值加速度0.47g)情况下的土体加速度、超静孔隙水压、沉降位移以及桩身弯矩等变化规律。其中,地基土的性质采用应力诱导各向异性的交变移动弹塑性模型模拟,基桩采用弹性梁单元模型模拟。结果表明:①超静孔隙水压会"隔断"振动波的传递,当土体接近完全液化时,土表面峰值加速度会明显小于输入波峰值加速度,而当超静孔隙水压比较小时,土表面加速度相对于输入波则可能会放大;②地震时所达到的最大超静孔隙水压比是地基土沉降量的主要因素之一,且一大部分沉降发生在震后的孔压消散期;③数值模拟与模型试验结果的对比分析表明,交变移动模型可以较好地反映土体在交变荷载下的动力响应特性,验证了所采用的DBLEAVES程序和有限元方法的有效性。

• 单位
  同济大学; 华东交通大学; 深圳大学