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单桩纵向非线性响应简化分析方法研究

作　者: 陈铖
导　师: 刘忠
学　校: 湘潭大学
专　业: 结构工程
关键词: 结构工程单桩纵向非线性响应有限元 Bouc-Wen 模型简化分析
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文主要研究单桩纵向非线性响应问题。首先,利用有限元分析软件ANSYS,构造了一个能够反映非线性因素影响的三维有限元模型。利用该有限元模型,较为全面地研究了不同类型荷载作用下的单桩纵向响应,以及各种几何、物理参数和非线性因素对单桩纵向响应的影响。其次,采用描述迟滞非线性材料本构关系的Bouc-Wen 模型,在Winkler 地基梁模型的基础上,建立了一个新的、能够考虑各种非线性因素影响的、研究单桩纵向非线性响应的简化分析模型。该简化分析模型,将地基土对桩轴的纵向非线性作用力,用随深度均匀分布的纵向非线性弹簧模拟,非线性弹簧恢复力由Bouc-Wen 模型描述。计算参数都为土力学参数,可通过现行的设计规范和现场试验数据曲线,加以确定和校准。最后,利用该简化分析模型和相关的计算方法,结合两个具体的工程实例,对本文建立的简化分析模型进行验证,并进一步讨论了各种系统参数和非线性因素,对单桩纵向响应的影响。计算结果表明,本文建立的简化分析模型,能够有效地模拟单桩纵向非线性响应问题,具有一定的实用性。

全文目录

第一章绪论  8-22
  第一节桩基础概述  8-12
  第二节纵向荷载作用下桩—土相互作用的研究现状  12-19
  第三节问题的提出及本文的工作  19-22
第二章单桩纵向非线性响应的三维有限元数值模拟  22-39
  第一节单桩—地基土系统三维有限元几何模型  22-26
  第二节三维有限元模型的单元类型和单元划分  26-27
  第三节单桩和地基土性能  27-28
  第四节单桩—地基土系统三维有限元模型验证  28-31
  第五节单桩纵向非线性响应的三维有限元数值模拟  31-39
第三章单桩纵向非线性响应的简化分析模型  39-60
  第一节引言  39-40
  第二节单桩纵向非线性响应简化分析模型  40-53
  第三节单桩纵向运动控制方程和边界条件  53-54
  第四节单桩纵向运动控制方程的求解方法  54-60
第四章单桩纵向非线性响应的简化分析  60-77
  第一节单桩纵向非线性响应简化分析方法的有限元验证  60-64
  第二节单桩纵向非线性响应简化分析方法的试验验证  64-72
  第三节模型参数对单桩纵向非线性响应的影响  72-77
第五章结论与建议  77-79
参考文献  79-85
附录:攻读硕士学位期间已公开发表的论文  85-94
致谢  94-95
详细摘要  95-108

单桩纵向非线性响应简化分析方法研究

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