摘要
采用适宜于将一维应力-应变关系向三维空间扩展的等效剪应变算法和加卸载判据,构造了三维应力空间中的Davidenkov本构模型;基于Biot动力固结方程以及对剪应力和正应力差耦合剪切引起的不可逆性体应变的数学描述,建立了一个可描述可液化地基中土-地下结构相互作用的有效应力分析方法.基于FLAC3D软件平台,实现了该有效应力算法,适用于二维和三维可液化场地土-地下结构体系非线性地震效应分析.采用不同模型对饱和砂土不排水循环扭剪试验进行了模拟,对比结果表明:相较于单一循环直剪试验结果建立的修正Byrne模型,该方法可以更为合理表征复杂动应力路径下饱和砂土的孔压发展规律及液化过程.类似地,进一步分析了某可液化地基中隧道周围场地地震反应规律,探究了可液化地基-地下结构的相互作用机理.结果表明:地震波垂直向上传播引起远场土体保持正应力不变条件下规则的往复水平剪应力,当地震波传播至在土-结构接触界面时发生反射与透射现象,结构周围土体处于往复剪应力和正应力差耦合剪切状态,显著加大了结构孔压的累积速度和液化区域.采用修正Byrne模型可以较好预测远场的动力响应,却低估了结构周围场地的超孔压累积速度和液化区域,该方法能够较好反映土-地下结构相互作用对结构周围场地动力响应的影响.
基金项目
国家自然科学基金(51978335)
国家自然科学基金(51608267)
国家重点研发计划(2017YFC15004003)
NETL
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