關于地基液化離心機試驗分析
導讀:本文上海安亭科學儀器廠采用大連理工大學改進廣義塑性模型模擬土體在循環荷載作用下的本構關系，該模型可以考慮土體的剪縮和剪脹特性，進而反映飽和砂土在地震等復雜循環荷載
來源：未知
發布日期：2020-01-07 14:29【大 中 小】
地基液化引起的結構破壞在地震中屢有發生，也一直是巖土工程領域的熱點問題。相比模型試驗方法，數值方法因其具有高效、易于實施、成本低廉等優點，且可以求解具有高度非線性本構關系和復雜初始、邊界條件的實際問題，是評價液化問題的主要手段之一。
本文上海安亭科學儀器廠采用大連理工大學改進廣義塑性模型模擬土體在循環荷載作用下的本構關系，該模型可以考慮土體的剪縮和剪脹特性，進而反映飽和砂土在地震等復雜循環荷載下的液化及循環活動性。應用基于u-p形式的Biot動力固結方程的非線性有限元程序GEODYNA和改進的廣義塑性模型對LEAP中的飽和斜坡地基離心機模型試驗進行了動力彈塑性有效應力數值分析，并將數值結果與試驗數據進行對比。
(1)數值模擬得到的地基深層測點的加速度反應譜與實測數據吻合較好，淺層測點除在高頻部分存在偏差外也與實測值較為接近;典型節點處的加速度時程和試驗規律也較為接近。
(2)上海安亭科學儀器廠發現振動過程中超孔隙水壓力的上升趨勢和振后超孔隙水壓力的消散趨勢與試驗數據基本一致，孔壓的大小也與試驗數據較為吻合。數值分析可以再現地基液化前、液化和孔壓消散階段土體的應力路徑和循環剪切作用下土體的剪脹現象。
(3)數值模擬和模型試驗得到的地表沉降規律基本相符。數值模擬合理地再現了地基典型位置處豎向和側向變形在振動液化過程的累積過程，振動初始階段變形以可恢復的彈性變形為主，隨著輸入振幅的增加，土體剛度顯著降低，土體發生明顯的側向和豎向殘余變形。
(4)上海安亭科學儀器廠考慮土水耦合作用的非線性有限元程序GEODYNA和大連理工大學改進的廣義塑性模型可以合理再現離心機試驗中飽和斜坡地基的動力響應，驗證了本文方法的可靠性，為工程實踐中飽和土液化安全評價提供了有效、可信的數值工具。數值模擬與試驗數據存在的偏差可能源于地基土與剛性箱邊界的簡化以及三維模型向二維平面應變模型的簡化等。模型邊界簡化形式的影響、模型維度的影響有待于進一步研究。
