地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 引言1

1.1 研究背景1

1.1.1 深水桥梁基础的分类及发展1

1.1.2 深水桥梁震害5

1.2 研究现状7

1.2.1 结构流固耦合振动理论研究7

1.2.2 深水基础—水—土多介质耦合作用研究12

1.2.3 地震下深水桥墩、群桩基础流固耦合试验研究15

1.2.4 存在的问题16

1.3 本文的研究内容17

1.3.1 研究目的17

1.3.2 章节安排17

第2章 基于势流体有限元的三维流固耦合分析理论20

2.1 研究对象20

2.2 φ—U格式势流体流固耦合分析理论21

2.2.1 势流体单元基本方程21

2.2.2 流固耦合动力方程22

2.2.3 边界单元定义24

2.3 软件平台简介25

2.4 方法讨论与验证26

2.4.1 单墩试验概况26

2.4.2 三维有限元建模及讨论26

2.4.3 结果对比30

2.5 深水桥梁流固耦合地震响应算例31

2.5.1 地震动输入31

2.5.2 深水桥墩地震响应分析31

2.5.3 深水连续梁桥地震响应分析34

2.6 本章小节40

第3章 深水桥墩考虑多介质耦合的解析计算41

3.1 研究对象和基本假设41

3.2 地震动水压力与桥墩耦合方程42

3.2.1 包含高阶效应水中桥墩动力响应方程45

3.2.2 公式简化46

3.3 弹性地基的模拟47

3.4 基于不同振型解法的动力方程求解48

3.4.1 基于Euler-Bernoulli解析振型的改进算法48

3.4.2 基于振型有限元解的改进算法52

3.5 水下圆截面桥墩地震响应求解56

3.5.1 结构频域响应56

3.5.2 地震时域响应56

3.5.3 计算分析流程57

3.6 桥墩—水—土耦合自振周期快速计算方法57

3.6.1 已有方法的缺陷57

3.6.2 算法的数学推导60

3.6.3 算法流程图62

3.7 本章小结62

第4章 深水桥墩—水—土耦合地震响应分析65

4.1 算例1：实心圆截面桥墩65

4.1.1 不考虑地基土体刚度66

4.1.2 考虑地基土体刚度69

4.2 算例2：含上部结构空心圆截面桥墩72

4.2.1 不考虑地基土刚度72

4.2.2 考虑地基土刚度74

4.2.3 误差讨论76

4.3 算例3：含上部结构复杂变截面桥墩77

4.3.1 分析工况78

4.3.2 计算结果比较80

4.4 桥墩自振周期算例82

4.5 本章小结84

第5章 深水群桩基础流固耦合模态试验与数值研究86

5.1 研究对象与目标86

5.2 深水群桩基础水池模态试验87

5.2.1 试验目的和内容87

5.2.2 试验设计88

5.2.3 模态实验原理及方法92

5.2.4 模态测试装置与工况95

5.2.5 试验数据采样与处理97

5.3 势流体有限元数值模拟99

5.3.1 数值建模参数99

5.3.2 数值模型图例101

5.4 试验、数值结果对比与分析103

5.4.1 结构自振周期103

5.4.2 动水压力分布109

5.5 本章小结117

第6章 深水高桩承台基础地震响应实用分析方法119

6.1 高桩承台简化分析模型119

6.1.1 简化模型的选择120

6.1.2 桩—土相互作用模拟121

6.2 桩身动水附加质量解析求解121

6.2.1 Morison方程121

6.2.2 Chopra公式122

6.2.3 基于水下桩基尺度的动水附加质量计算123

6.3 承台动水附加质量数值求解124

6.3.1 数值求解模型124

6.3.2 建模方法125

6.3.3 数值求解步骤127

6.3.4 模型合理性验证129

6.4 模态试验验证131

6.5 数值时程分析验证132

6.6 承台动水效应参数化研究133

6.6.1 振动频率的影响134

6.6.2 承台尺寸的影响136

6.6.3 承台入水深度141

6.7 本章小结143

第7章 深水群桩—桁架组合基础抗震体系研究144

7.1 群桩效应对结构模态动水效应的影响144

7.1.1 桩顶自由的相邻桩144

7.1.2 桩顶固结的相邻桩147

7.2 斜桩基础构造方案评价149

7.3 群桩—桁架组合基础结构方案150

7.3.1 方案的提出150

7.3.2 试验验证151

7.4 组合基础抗震性能分析153

7.4.1 工程背景153

7.4.2 地震反应分析154

7.4.3 计算结果与讨论154

7.5 本章小结158

第8章 结论159

8.1 本文的主要工作159

8.2 本文的主要结论161

8.3 未来研究展望161

致谢163

参考文献165

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果176