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基于ABAQUS有限元软件平台,应用流固耦合两相介质动力模型孔压单元模拟场地饱和土体,进行了饱和土体-地下结构地震反应的计算研究。结果表明：在地震输入的最后时刻结构的两侧底角区域应力值最大;土体的孔隙压力和竖向位移主要集中在结构下方的区域,结构两侧土体的孔压与竖向位移呈对称分布;场地土体的竖向位移随深度的增加逐渐减小;体系最大地震反应出现的时刻对应于输入地震动的最大加速度出现的时刻。表明了流固耦合两相介质动力模型孔压单元在饱和土体-地下结构体系地震反应研究中的有效性。 相似文献
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考虑地基土液化影响的桩基高层建筑体系地震反应分析 总被引：5，自引：2，他引：5
本文建立了土体－结构体系地震反应分析的混合有限元法，并研究了地基土液化对地震反应的影响。本方法把土体－结构体系简化为一个完整的体系，该体系由梁（柱）单元、剪切杆单元、刚体单元、平面四边形等参单元与三角形单元、界面单元的任意组合来模拟。桩与上部结构材料视为线弹性体，土介质视为非线性材料。土的静应力－应变关系之间的非线性用邓肯一张模型来描述；土的动应力－应变关系之间的非线性和振动孔隙水压力对土的软化效 相似文献
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地震波对乌鲁木齐河谷地下管线的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
根据乌鲁木齐河谷的1~3级阶地和地层岩性,分析了在地震波作用下地基土层剧烈复杂振动对地下管线的影响,表明场地内地质构造、地形条件的特殊性加重了地震灾害。通过乌鲁木齐河谷的天然气钢结构管道地震应力计算,讨论了地震波对地下管道的应力作用,其大小主要由表层土体产生的变形或应变决定。提出了建设乌鲁木齐市河滩路地下管线公用隧道工程建议,这是保护地下管线的有效方案。 相似文献
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编制完全耦合的三维排水有效应力动力反应分析程序，对可液化地基进行三维地震响应分析，探讨了不同土性参数、不同土层构成和不同附加压重等因素对可液化地基抗液化性能的影响。结果表明：在地震荷载作用下，天然饱和砂土地基中的超孔隙水压力随深度的增大而增大；在不同深度处，超孔压峰值到达的时刻比地震加速度峰值到达的时刻要晚；随输入地震加速度的减弱，深层处的超孔压开始消散或基本保持不变，浅层处的超孔压保持不变或略有上升，这一现象与土性参数、输入地震荷载的情况等因素有关；土性参数对土体本身的抗液化性能有重要影响，初始孔隙比越小，相对密度越大，土体的抗液化能力越强；附加压重有利于地基抗液化能力的提高；随着附加压重的增大，超孔压比减小；附加压重对地基中超孔隙水压力的增长有明显的抑制作用。 相似文献
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土(尾矿)坝的三维有效应力动力反应分析 总被引：3，自引：0，他引：3
本文首先根据试验资料整理出可用于三维应力状态的振动孔隙水压力增长的公式,然后提出了一个计算饱和土体(尾矿)地震反应的三维动力分析方法。该法不仅考虑到动剪应变与动剪切模量之间的非线性关系,而且还考虑到随振动孔隙水压力的逐渐增长而变化的动力性质。这个方法能够求得地震过程中三维应力状态土坝的加速度、动应力,动应变以及振动孔隙水压力随着时间的发展以及液化的开始和发展的过程。 以安徽铜陵尾矿(副)坝为例,采用空间等参数法,用本文提出的分析方法和振动孔隙水压力公式,详细地分析了该坝在0.1g和0.2g地震情况下的各种反应量和稳定情况。 相似文献
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唐山地震震源区构造应力场强度的初步分析 总被引：7，自引：3，他引：7
利用唐山地区丰富的震源机制解资料反演构造应力场，并结合构造物理研究手段，对唐山地震震源区现代构造应力场的3个主应力绝对量值进行了估算，给出了地壳介质参数取理论平均值的情况下，唐山地震震源区构造应力场３个主应力量值随深度的变化趋势．研究分析了摩擦系数c、孔隙压力P0和应力形因子 等参数与应力值的关系，发现最大主应力1的垂向增长率与摩擦系数c成正比，与孔隙压力P0和应力形因子成反比；而最小应力值3的垂向增长率与孔隙压力P0成正比，与摩擦系数c和应力形因子成反比．本文对应用震源机制解资料反演完整的应力张量进行了一次有意义的尝试． 相似文献
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软件ABAQUS在饱和土体动力响应分析中的应用 总被引：2，自引：1，他引：1
研究表明:地震作用下土体的动力特性及变形特性与超静孔隙水压力的发展变化密切相关,因此,在土体动力分析过程中考虑孔隙水压的影响是非常必要的。本文通过对基本方程的推导,借助于大型有限元软件ABAQUS,进行了饱和土体在动力作用下孔隙水压变化的数值模拟。计算结果表明,ABAQUS完全适用于此类问题的数值模拟,并且稳定性和收敛性较好。 相似文献
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本文以1995年甘肃省境内5．8级地震引起的黄土地区震陷灾害实例，对黄土微结构孔隙性进行了定量研究。通过电镜扫描手段和SEM图像处理技术，对极震区震陷性黄土微观结构的各项指标进行了比较分析，得出不同地点的黄土孔隙分布曲线；对极震区受地震破坏和未受破坏典型架空孔隙结构的黄土进行了定量处理，较好地解释了土体的工程性质，结合激光粒度分析仪对极震区黄土进行了测量和统计分析。同时对无震区与强震区黄土孔隙分布曲线进行了对比研究。结果表明：不同极震区的孔隙分布特征不同，同一深度不同区域孔隙分布曲线亦有明显的差异。 相似文献
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穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析 总被引：2，自引：0，他引：2
穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单元和实体单元进行离散,采用非线性接触力学方法模拟管、土之间的滑移、分离及闭合现象;采用线性位移加载模拟断层的错动,考虑了系统初始应力状态的影响,对土体未开裂前的管土相互作用系统进行了拟静力数值分析;分析了位错量、土体刚度、埋设深度、径厚比及跨越角度对埋地管道反应的影响,得出了一些有益的结论。 相似文献
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将饱和土体视为由弹性骨架和不可压缩流体组成的两相孔隙介质,取固相位移,液相位移,孔隙水压力为场变量。从两相孔介质的动力耦合微分方程出发,利用伽辽金原理和Ｗｉｌｓｏｎ－θ法导出了三场有限元积分方法,该方法可进行二维非均匀饱和土体的地震反应分析,文中通过算例讨论了非均匀饱和土体地震反应的一些特征。 相似文献
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The evaluation of the wave-induced excess pore pressure around a buried pipeline is particularly important for pipeline engineers involved in the design of offshore pipelines. Existing models for the wave-induced seabed response around submarine pipeline have been limited to poro-elastic soil behavior and de-coupled oscillatory and residual mechanisms for the rise in excess pore water pressure. To overcome the shortcoming of the existing models, in this study a three-dimensional poro-elasto-plastic soil model with submarine pipeline is established, in which both oscillatory and residual mechanisms can be simulated simultaneously. With the proposed model, a parametric study is conducted to investigate the relative differences of the predictions of the wave-induced pore pressure with poro-elasto-plastic model. Based on numerical examples, it can be concluded that the poro-elasto-plastic behaviors of soil have more significant influence on wave-induced pore pressure of seabed around submarine pipeline. As the seabed depth increases, the normalized pore pressures decrease rapidly at the upper part of seabed, and then change slightly at the lower part of the seabed. Soil permeability and wave period have obvious influence on the wave-induced normalized pore pressure. 相似文献
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The evaluation of the wave-induced pore pressure around a buried pipeline is particularly important for pipeline engineers involved in the design of offshore pipelines. Most previous investigations of the wave-induced dynamic response around an offshore pipeline have limited to two-dimensional cases. In this paper, a three-dimensional model including buried pipeline is established, based on the existing DYNE3WAC models. Based on the proposed numerical model and poro-elastic soil material assumption, the effects of wave and soil characteristics, such as wave period, water depth, shear modulus and permeability, and configuration of pipelines, such as pipeline radius and pipeline buried depth, on the wave-induced excess pore pressure will be examined. Numerical results indicated that the normalized excess pore pressures versus z/h near the pipeline increase as the obliquity angle, wave period and water depth increase, and they decrease as the burial depth and radius of pipeline increase above the pipeline. Soil permeability has obvious influence on the wave-induced normalized excess pore pressure, and different soil material will result in distinct computation results. 相似文献
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本文基于Biot动力固结理论和弹性动力学理论,考虑海床（土壤）的两相性、黏弹性人工边界及流（水）-固耦合作用,建立了隧道-土-流体相互作用的力学模型,讨论了P波作用下有无水的情况以及水深、水域隧道埋深、海床土性质和地震波入射角等因素对隧道及其周围海床应力的影响。结果表明:隧道周围海床土的孔隙水压力和隧道内应力随着水深的增加而增加;地震波特性和海床土特性对隧道的内应力和海床土的孔隙水压力均有较大的影响;海床土的渗透性和隧道埋深对隧道的内应力影响较小,而对隧道周围海床土的孔隙水压力影响较大;地震动的入射角对隧道的内应力和隧道附近土层的孔隙水压力均有较大影响。 相似文献
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主应力轴持续旋转条件下饱和松砂的振动孔隙水压力特性 总被引：2，自引：0，他引：2
利用新研制的“土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪”,针对福建标准松砂,在三向非均等固结条件下,进行了能够模拟海洋波浪荷载作用下主应力轴连续旋转的循环耦合剪切试验。通过试验着重探讨了初始主应力方向、振动过程中主应力方向连续变化对不排水条件下砂土的振动孔隙水压力增长特性的影响。实验研究表明:在振动过程中主应力轴连续旋转的条件下,初始主应力方向对砂土的动孔压比与振次比之间关系具有显著的影响,随着初始大主应力与竖向之间夹角的增大,动孔压比的增长速度明显加快,具有较好的规律性;归一化孔压比与广义剪应变之间的关系基本上与初始主应力方向角和振动剪应力幅值无关。 相似文献
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Liquefaction of seabed under seismic loading is one of the main points that govern the overall stability of submarine pipeline. However, most previous investigations concerned only with free seabed and searched for seismic accumulative excess pore pressure by solving Terzaghi's consolidation equation containing pore pressure source term. It is not able to introduce two-dimensional structures such as submarine pipelines in one-dimensional problem, and it is also not able to obtain the distribution of seismic accumulative excess pore pressure in seabed around submarine pipelines by such a way. In this study, a FEM numerical analysis method for determining the liquefaction of sandy seabed around a buried pipeline under seismic loading is presented. The empirical mode of dynamic increase of pore pressure under undrained shearing induced by seismic loading is incorporated with two-dimensional dynamic consolidation equation and a numerical procedure based on FEM is developed to assess the accumulative excess pore pressure. By numerical computations, the accumulative process of pore pressure and liquefaction potential of seabed soil during seismic loading is evaluated. From a series of numerical computations based on the presented model with various parameters, the effects of soil characteristic parameters and pipeline geometry on seismic accumulative excess pore pressure around submarine pipeline and along the depth of seabed are explored in detail. 相似文献
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An effective stress method is presented for analysis of seismic response and liquefaction of irregular ground including soil–structure interaction, based on an implicit–explicit finite element method. A pore water pressure is computed with iteration from the total stress considering an undrained condition. The simulated pore water pressure is in reasonably good agreement with the experimental data. The proposed method of analysis is compared with other well-known methods for a one-dimensional model, which is in good agreement. The present effective stress method is also applied to liquefaction problems involving a two-dimensional soil–structure model. The structure is modelled by not only a rigid model but also as a multi-degree-of-freedom system with bi-linear springs. The numerical results are considered to be significant from the viewpoint of earthquake engineering. 相似文献
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孕震过程中孔隙压及地下水位变化的数值模拟 总被引：2，自引：2，他引：2
地震孕育过程中孕震区内各点的应力应变都将发生变化，介质的物性参数也将改变，因此孔隙压和地下水位随之改变。本文在研究孕震过程中包括扩容和断层蠕变效应在内的应力应变场的基础上，根据应力场与孔隙压场的耦合方程，把孔隙压场随应力场的应力变化定量地计算出来。计算结果表明，孕震过程中孔隙压的变化与应力场变的化的强弱及南的渗透性能等因素相关。孕震过程后期，震源区表现为扩容区并且孔隙压强以负压为主，此结果显示着震 相似文献
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复杂应力条件下饱和松砂单调与循环剪切特性的比较研究 总被引：4，自引：0，他引：4
本文利用大连理工大学新引进与开发的“土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪”,针对福建标准砂,在不排水条件下同时进行了单调剪切试验与循环剪切试验,进而对其进行了对比分析。通过比较表明,应力-应变关系的应变软化和硬化特性与流滑变形和循环流动特性密切相关,当循环剪切应力水平高于单调剪切过程中应变软化阶段最小强度时将会发生流滑变形。无论在单调剪切中,还是在循环剪切中,稳定状态时的有效偏应力比随着大主应力方向与竖向之间夹角的增大而减小,在中主应力系数相同的条件下,循环剪切中呈现显著剪胀时的有效偏应力比和最终稳定状态时的有效偏应力比峰值分别与单调剪切中达到相变状态时的有效偏应力比和最终稳定有效偏应力比基本上一致。然而不排水条件下单调与循环剪切过程中孔隙水压力的增长特性却并不相同,循环剪切中的最大孔隙水压力随着初始主应力方向角的增大而减小,单调剪切中的最大孔隙水压力却随着主应力方向角的增大而增大。 相似文献