砂土液化对基础隔震结构地震反应的影响分析
Influence of Sand Liquefaction on Seismic Response of Base Isolated Structures
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第1期 页码：162-170
- 作者机构：
1.南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009
2.扬州工业职业技术学院建筑工程学院，江苏 扬州 225127
3.南京工程学院建筑工程学院，江苏 南京 211167
4.南京江宁经济技术开发总公司，江苏 南京 211106
- 作者简介：
朱明轩（1995—），男，硕士研究生。主要从事土-结构动力相互作用的隔震结构抗震性能研究。E-mail：914604968@qq.com
于旭（1977—），男，教授，博士。主要从事土-结构动力相互作用的隔震结构抗震性能研究。E-mail：yuxurichard@sina.com
- 基金信息：国家自然科学基金面上基金项目(51778282┫赞助)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201912083
中图分类号： TU443-
纸质出版：2022-02-28
- 稿件说明：
移动端阅览
朱明轩,陈礼飞,于旭等.砂土液化对基础隔震结构地震反应的影响分析[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):162-170.
ZHU Mingxuan,CHEN Lifei,YU Xu,et al.Influence of Sand Liquefaction on Seismic Response of Base Isolated Structures[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):162-170.
朱明轩,陈礼飞,于旭等.砂土液化对基础隔震结构地震反应的影响分析[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):162-170. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201912083.
ZHU Mingxuan,CHEN Lifei,YU Xu,et al.Influence of Sand Liquefaction on Seismic Response of Base Isolated Structures[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):162-170. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201912083.
摘要
砂土液化会对结构的地震反应产生不可忽视的影响，这一现象也将对基础隔震结构地震反应规律产生影响。基于有限元方法，采用ABAQUS建立了土⁃隔震结构非线性动力相互作用的整体有限元分析模型，针对不同地基液化情况对基础隔震结构地震反应规律及隔震效果的影响进行了深入分析。结果表明：隔震结构下部桩基础能够有效提高下部地基的抗液化能力，进而保证隔震结构的整体稳定性。总体来看，液化场地上隔震结构的隔震效果及地震反应与输入地震动的特性相关，近场地震作用下液化地基上隔震结构的隔震性能保持良好，而远场强震作用下液化地基上隔震结构的隔震效果降低。同时隔震层产生较大的位移反应可能导致隔震支座失稳或强度破坏，设计时需特别注意。
Abstract
Sand liquefaction will have a non-negligible impact on the seismic response of the structure， and this phenomenon will also have an impact on the seismic response laws of the base isolation structure. Based on the finite element method， the finite element analysis model of nonlinear dynamic interaction of soil-isolated structures was established by ABAQUS. The influence of different liquefaction conditions on the seismic response laws of base-isolated structures and the isolation effect were analyzed. The research shows that the pile foundation of the isolated structure can effectively improve the liquefaction resistance of the foundation soil， and thus ensure the overall stability of the isolated structure. In general， the isolation effect and seismic response of the isolated structures on the liquefied site are related to the characteristics of the input ground motion. The isolated performance remains good under near-field earthquakes， but reduced under far-field strong earthquakes. Besides， the large response of the isolation layer displacement may lead to the instability or strength damage of the isolation bearings. Particular attention must be paid to the design.
关键词
Keywords
references
马宗晋 ， 杜品仁 ， 高祥林 ， 等 . 东亚与全球地震分布分析 ［J］. 地学前缘 ， 2010 ， 17 （ 5 ）： 215 - 233 .
Ma Z J ， Du P R ， Gao X L ， et al . Analysis of earthquake distributions in East Asia and in the world ［J］. Earth Science Frontiers ， 2010 ， 17 （ 5 ）： 215 - 233 . （in Chinese）
朱宏平 ， 周方圆 ， 袁涌 . 建筑隔震结构研究进展与分析 ［J］. 工程力学 ， 2014 （ 3 ）： 1 - 10
Zhu H P ， Zhou F Y ， Yuan Y . Development and analysis of the research on base isolated structures ［J］. Engineering Mechanics ， 2014 （ 3 ）： 1 - 10 . （in Chinese）
邓长根 ， 曾苗 ， 徐忠根 . 结构工程竖向隔震技术研究进展 ［J］. 建筑科学与工程学报 ， 2019 ， 36 （ 4 ）： 1 - 10
Deng C G ， Zeng M ， Xu Z G . Progress of research on vertical isolation technology in structural engineering ［J］. Journal of Architecture and Civil Engineering ， 2019 ， 36 （ 4 ）： 1 - 10 . （in Chinese）
王志华 ， 周恩全 ， 徐超 . 土体液化大变形研究进展与讨 论 ［J］. 南京工业大学学报（自然科学版） ， 2012 ， 34 （ 5 ）： 143 - 148 .
Wang Z H ， Zhou E Q ， Xu C . Advance and discussion on liquefaction-induced large deformation of soil ［J］. Journal of Nanjing University of Technology （Natural Science Edition） ， 2012 ， 34 （ 5 ）： 143 - 148 . （in Chinese）
中国地震局工程力学研究所“强震及工程震害资料基础数据库”项目组 。 “强震及工程震害资料基础数据库”建成 ［J］. 世界地震工程 ， 2003 （ 4 ）： 22 .
Institute of Engineering Mechanics，China Earthquake Administration "Basic Database of Strong Earthquake and Engineering Damage Information" project team . Basic database of strong earthquake and engineering damage information completed ［J］. World Earthquake Engineering ， 2003 （ 4 ）： 22 . （in Chinese）
郭迅 . 汶川大地震震害特点与成因分析 ［J］. 地震工程 与工程振动 ， 2009 ， 29 （ 6 ）： 74 - 87 .
Guo X . Characteristics and mechanism analysis of great Wenchuan earthquake ［J］. Journal of earthquake engineering and engineering vibration ， 2009 ， 29 （ 6 ）： 74 - 87 . （in Chinese）
Giona B M ， Villamor P ， Almond P ， et al . Associations between sediment architecture and liquefaction susceptibility in fluvial settings： The 2010‑2011 Canterbury Earthquake Sequence， New Zealand ［J］. Engineering Geology ， 2018 ， 237 ： 181 ‑ 197 .
曹振中 ， 侯龙清 ， 袁晓铭 ， 等 . 汶川8.0级地震液化震害 及特征 ［J］. 岩土力学 ， 2010 ， 31 （ 11 ）： 3549 - 3555 .
Cao Z Z ， Hou L Q ， Yuan X M ， et al . Characteristics of liquefaction-induced damages during Wenchuan Ms 8.0 earthquake ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2010 ， 31 （ 11 ）： 3549 - 3555 . （in Chinese）
于旭 ， 朱超 ， 庄海洋 . 不同场地上多层基础隔震结构振 动台试验对比研究 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2016 ， 36 （ 5 ）： 758 - 765 .
Yu X ， Zhu C ， Zhuang H Y . Seismic responses of a base isolated multi-story structure with different soil foundations by the shaking table tests ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2016 ， 36 （ 5 ）： 758 - 765 . （in Chinese）
刘伟庆 ， 王曙光 ， 林勇 . 宿迁市人防指挥大楼隔震设计方法研究 ［J］. 建筑结构学报 ， 2005 （ 2 ）： 81 - 86 .
Liu W Q ， Wang S G ， Lin Y . Research on the design method of base-isolated structure of Suqian Renfang Zhihui Building ［J］. Journal of Building Structures ， 2005 （ 2 ）： 81 - 86 . （in Chinese）
楼梦麟 ， 陈清军 . 侧向边界对桩基地震反应影响的研 究 ［M］. 上海 ： 同济大学 ， 1999 .
Lou M L ， Chen Q J . Influence of lateral boundary on seismic response of pile foundation ［M］. Shanghai ： Tongji University ， 1999 . （in Chinese）
庄海洋 ， 陈国兴 . 砂土液化大变形本构模型及在 ABAQUS软件上的实现 ［J］. 世界地震工程 ， 2011 ， 27 （ 2 ）： 45 - 50 .
Zhuang H Y ， Chen G X . Constitutive method for large liquefaction deformation of sand and its implementation in ABAQUS software ［J］. World Earthquake Engineering ， 2011 ， 27 （ 2 ）： 45 - 50 . （in Chinese）
ABAQUS ［CP］. Theory Manual Version 6 . 9 . H .K.S. 2009.
建筑抗震设计规范 ： GB 50011—2010 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2010 .
陈国兴 . 岩土地震工程学 ［M］. 北京 ： 科学出版社 ， 2007 .
Chen G X . Geotechnical Earthquake Engineering ［M］. Beijing ： Science Press ， 2007 . （in Chinese）
庄海洋 ， 陈国兴 ， 朱定华 . 土体动力粘塑性记忆型嵌 套面本构模型及其验证 ［J］. 岩土工程学报 ， 2006 ， 28 （ 10 ）： 1267 - 1272 .
Zhuang H Y ， Chen G X ， Zhu D H . Dynamic visco‑plastic memorial nested yield surface model of soil and its verification ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2006 ， 28 （ 10 ）： 1267 ‑ 1272 . （in Chinese）
庄海洋 . 土-地下结构非线性动力相互作用及其大型 振动台试验研究 ［D］. 南京 ： 南京工业大学 ， 2006 .
Zhuang H Y . Study on nonlinear dynamic soil-underground structure interaction and its large-size shaking table test ［D］. Nanjing ： Nanjing Tech University ， 2006 . （in Chinese）
贺拥军 ， 郭文豪 . 圆柱面巨型网格结构的粘滞阻尼器减 震研究 ［J］. 防灾减灾工程学报 ， 2017 ， 37 （ 2 ）： 230 - 236 .
He Y J ， Guo W H . Study on vibration reduction of cylindrical reticulated mega-structures with viscous dampers ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation ， 2017 ， 37 （ 2 ）： 230 - 236 . （in Chinese）
于旭 ， 朱超 ， 庄海洋 ， 等 . 软夹层场地隔震结构动力特 性试验与数值计算对比分析 ［J］. 南京航空航天大学学报 ， 2016 ， 48 （ 4 ）： 590 - 597 .
Yu X ， Zhu C ， Zhuang H Y ， et al . Result comparison between experiment and numerical simulation for base isolated structure on soil ground ［J］. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics ， 2016 ， 48 （ 4 ）： 590 - 597 . （in Chinese）
刘伟庆 ， 李昌平 ， 王曙光 ， 等 . 不同土性地基上高层隔震 结构振动台试验对比研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2013 ， 32 （ 16 ）： 128 - 133，151 .
Liu W Q ， Li C P ， Wang S G ， et al . Comparative study on highrise isolated structure founded on various soil foundations by using shaking table tests ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2013 ， 32 （ 16 ）： 128 - 133，151 . （in Chinese）
0
浏览量
0
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 苏ICP备05012539号-11
苏公网安备32010202012147号 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
