正断层影响下摩擦群桩失效机理与避让措施研究
发布时间：2025-05-27 23:15
断层活动对近断层建筑物桩基产生不同程度破坏,目前有关近断层活动影响下群桩基础的破坏机理和隔离措施的研究不足。本文通过离心机试验和FLAC3D数值模拟,展开正断层影响下摩擦群桩基础失效机理研究,确定群桩安全避让距离,提出一项减缓正断层错动对群桩影响的膨润土隔离墙措施,并考察影响隔离墙减缓性能的设计参数。低承台群桩的承台底土反力对破裂带的扩展路径有显著影响。承台底土体承担部分上部荷载时,承台底土应力增加,抗剪强度提高。正断层错动使承台底土体发生显著的应力重分布,部分承台底甚至与土体发生脱离,土体应力释放,土体抗剪强度降低。土体破裂带靠近承台时向土应力较低的位置偏移。根据不同桩位处的承台位移和倾斜的响应特征,可划分出安全区、避让区和平移区三个特征区域。群桩基础位于安全区内,不受断层错动影响,保持相对静止。位于避让区内的群桩基础整体倾斜超过多高层建筑桩基的倾斜允许值0.004（JGJ94-2008）,桩顶荷载重分布显著,促使基桩发生压弯或拉弯破坏,需要重点设防。群桩基础位于平移区内,与桩周土体沿断层错动方向做刚体平移,群桩基础不发生倾斜。地表破裂带在群桩承台附近发生偏移,沿...
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.1.1 断层活动灾害现象及“避让带”的提出
1.1.2 断层活动对建筑物的影响案例分析
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地震灾后现场考察和避让距离确定
1.2.2 断层错动引起基岩上覆土体破裂扩展规律研究
1.2.3 断层错动引起浅基础破坏机理研究
1.2.4 断层错动引起深基础破坏机理研究
1.2.5 近断层基础失效的防御措施研究
1.3 本文的主要研究内容和技术路线
第2章 正断层影响下低承台群桩破坏的离心机试验和数值反分析
2.1 离心机试验方案
2.2 离心机试验模型制备
2.2.1 群桩模型制备
2.2.2 砂土模型制备和仪器布置
2.3 离心机试验步骤
2.4 正断层影响下低承台群桩破坏数值模型建立
2.4.1 有限差分软件FLAC3D简介
2.4.2 网格划分和边界条件
2.4.3 数值模型材料参数
2.4.4 数值模拟步骤
2.5 正断层影响下低承台群桩破坏分析
2.5.1 地表沉降曲线
2.5.2 土体破裂扩展路径
2.5.3 承台位移和倾斜
2.5.4 群桩内力分析
2.6 本章小结
第3章 正断层影响下高低承台群桩失效机理对比分析
3.1 数值模拟研究方案
3.1.1 高低承台群桩数值模型
3.1.2 数值分析方案
3.2 基本算例中正断层影响下高低承台群桩失效对比分析
3.2.1 地表位移
3.2.2 低承台群桩基底反力
3.2.3 低承台群桩荷载分担比随基岩错动的变化
3.2.4 土体破裂扩展
3.2.5 承台位移和倾斜
3.2.6 群桩内力分析
3.3 正断层影响下高低承台群桩避让距离研究
3.3.1 桩位对承台位移和倾斜的影响
3.3.2 桩位对群桩荷载重分布的影响
3.3.3 桩位对承台底土反力的影响
3.3.4 桩位对土体破裂扩展的影响
3.3.5 桩位对桩身弯矩分布的影响
3.4 本章小结
第4章 正断层影响下低承台群桩失效的影响因素分析
4.1 不同布桩形式下低承台群桩-正断层相互作用
4.1.1 不同布桩形式的数值方案
4.1.2 数值计算结果分析
4.2 关键参数对低承台群桩-正断层相互作用的影响
4.2.1 数值分析方案
4.2.2 土层厚度的影响
4.2.3 断层倾角的影响
4.2.4 荷载水平的影响
4.3 本章小结
第5章 针对正断层影响下低承台群桩的隔离措施研究
5.1 隔离墙基本算例模型简介
5.1.1 基本算例的数值模型建立
5.1.2 数值模拟步骤
5.2 正断层影响下隔离墙基本算例减缓效果分析
5.2.1 隔离墙对土体变形的影响
5.2.2 隔离墙对承台底土反力的影响
5.2.3 隔离墙对承台位移和倾斜的影响
5.2.4 隔离墙对桩身弯矩的影响
5.3 影响隔离墙减缓效果的参数分析
5.3.1 影响隔离墙减缓效果的数值分析方案
5.3.2 隔离墙深度的影响
5.3.3 隔离墙平面布置的影响
5.3.4 隔离墙宽度的影响
5.3.5 隔离墙刚度的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：4047701
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.1.1 断层活动灾害现象及“避让带”的提出
1.1.2 断层活动对建筑物的影响案例分析
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地震灾后现场考察和避让距离确定
1.2.2 断层错动引起基岩上覆土体破裂扩展规律研究
1.2.3 断层错动引起浅基础破坏机理研究
1.2.4 断层错动引起深基础破坏机理研究
1.2.5 近断层基础失效的防御措施研究
1.3 本文的主要研究内容和技术路线
第2章 正断层影响下低承台群桩破坏的离心机试验和数值反分析
2.1 离心机试验方案
2.2 离心机试验模型制备
2.2.1 群桩模型制备
2.2.2 砂土模型制备和仪器布置
2.3 离心机试验步骤
2.4 正断层影响下低承台群桩破坏数值模型建立
2.4.1 有限差分软件FLAC3D简介
2.4.2 网格划分和边界条件
2.4.3 数值模型材料参数
2.4.4 数值模拟步骤
2.5 正断层影响下低承台群桩破坏分析
2.5.1 地表沉降曲线
2.5.2 土体破裂扩展路径
2.5.3 承台位移和倾斜
2.5.4 群桩内力分析
2.6 本章小结
第3章 正断层影响下高低承台群桩失效机理对比分析
3.1 数值模拟研究方案
3.1.1 高低承台群桩数值模型
3.1.2 数值分析方案
3.2 基本算例中正断层影响下高低承台群桩失效对比分析
3.2.1 地表位移
3.2.2 低承台群桩基底反力
3.2.3 低承台群桩荷载分担比随基岩错动的变化
3.2.4 土体破裂扩展
3.2.5 承台位移和倾斜
3.2.6 群桩内力分析
3.3 正断层影响下高低承台群桩避让距离研究
3.3.1 桩位对承台位移和倾斜的影响
3.3.2 桩位对群桩荷载重分布的影响
3.3.3 桩位对承台底土反力的影响
3.3.4 桩位对土体破裂扩展的影响
3.3.5 桩位对桩身弯矩分布的影响
3.4 本章小结
第4章 正断层影响下低承台群桩失效的影响因素分析
4.1 不同布桩形式下低承台群桩-正断层相互作用
4.1.1 不同布桩形式的数值方案
4.1.2 数值计算结果分析
4.2 关键参数对低承台群桩-正断层相互作用的影响
4.2.1 数值分析方案
4.2.2 土层厚度的影响
4.2.3 断层倾角的影响
4.2.4 荷载水平的影响
4.3 本章小结
第5章 针对正断层影响下低承台群桩的隔离措施研究
5.1 隔离墙基本算例模型简介
5.1.1 基本算例的数值模型建立
5.1.2 数值模拟步骤
5.2 正断层影响下隔离墙基本算例减缓效果分析
5.2.1 隔离墙对土体变形的影响
5.2.2 隔离墙对承台底土反力的影响
5.2.3 隔离墙对承台位移和倾斜的影响
5.2.4 隔离墙对桩身弯矩的影响
5.3 影响隔离墙减缓效果的参数分析
5.3.1 影响隔离墙减缓效果的数值分析方案
5.3.2 隔离墙深度的影响
5.3.3 隔离墙平面布置的影响
5.3.4 隔离墙宽度的影响
5.3.5 隔离墙刚度的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：4047701
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