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天津站交通枢纽工程振动台试验仿真模拟

许俊琪  
【摘要】: 随着我国国民经济的迅速发展,隧道和地铁等地下结构建设规模不断扩大,土与结构物动力相互作用问题成为地震工程和土木工程领域的前沿课题。目前其在理论分析、试验和观测上取得了一些研究成果,然而由于课题的复杂性,还有许多问题远远没有解决,因此开展土与结构动力相互作用的试验研究,对深入了解动力相互作用机理,验证理论和计算分析的正确性,推动其工程应用,具有重要的理论和现实意义。 本文以天津站交通枢纽工程大型振动台试验设计方案为依据,利用ANSYS有限元软件对振动台缩尺模型进行横向抗震仿真模拟,本文的研究工作主要有以下几个方面: 1、以1:50的缩尺比例并考虑施加三维粘弹性人工边界建立三维振动台试验有限元模型; 2、在ANSYS建模中创造性地使用结点数为9、10、12的SOLID95退化六面体单元作为过渡单元,在保证结果准确性的前提下使得模型单元总数目大大地减少,提高了程序运行的速度; 3、按照试验方案相似比并考虑振动台实际情况对原始地震波的频率和加速度幅值进行调整,作为振动台实际输入的地震波; 4、选取EL-Centro波、天津波,天津人工波对模型进行小,中,大震作用下的时程分析,计算并比较结构各层的最大变形,分析结构和桩在各种地震作用下受力最大部位以及土塑性的出现区域,通过数据分析比较模型地基土对三种地震作用效应的影响程度和三种地震对结构的破坏程度。


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