[發明專利]一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法

在審

• 申請號: 201910169986.8
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109918784A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 卜亞松
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

1.一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法，其特征在于，包括：

S1、基于OpenSees計算平臺，結合離心機試驗原型尺寸建立液化分層場地樁-土相互作用模擬整體三維模型；具體包括：

采用OpenSees材料庫中的20-node brick element四節點水土耦合實體單元對土體單元進行模擬，采用OpenSees材料庫中的elastic Beam-Column單元對樁身單元進行模擬，采用OpenSees材料庫中的zerolength單元對所述土體單元與樁身單元之間的相互作用進行模擬；

S2、建立所述三維模型的邊界條件；具體包括：

將左右側邊界位于同一水平高度處的節點自由度通過equalDOF命令進行綁定，使左右兩邊節點位移同步，以達到數值模擬與試驗條件一致，通過fix命令對模型底部與兩側面邊界處孔壓自由度進行約束，使其成為不透水邊界；

S3、對所述三維模型加載地震波載荷，將模擬結果與所述離心機試驗結果進行比對。

2.根據權利要求1所述的一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法，其特征在于，所述樁身單元與土體單元的主從節點間通過opensees內嵌的equalDOF命令進行綁定，將zero-length單元施加在樁身單元從屬彈簧以及土單元從屬彈簧交接點處，并賦予zero-length單元以彈簧(p-y彈簧、t-z彈簧)屬性，以模擬樁身與土體交界面的相互作用。

3.根據權利要求1所述的一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法，其特征在于，對所述三維模型加載地震波載荷，之前還包括：

基于彈性分析，對施加土體自重，使孔壓得到快速釋放，獲取初始土體應力；塑性分析：基于塑性理論再次對土體進行自重分析，獲取二次場地初始土體應力；樁單元自重施加，進一步獲取場地荷載施加前應力，作為場地的最終初始有效應力。

4.根據權利要求1所述的一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法，其特征在于：所述地震波載荷以加速度的形式施加于所述三維模型底部。

5.根據權利要求1所述的一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法，其特征在于：所述離心機試驗原型的尺寸為：高度為20.5m，上部為中密砂，厚度為9.3m，下部為密砂，厚度為11.4，長度為42.4m。

6.根據權利要求1所述的一種基于OpenSees的三維液化場地樁基礎抗震試驗模擬方法，其特征在于：對所述三維模型的上邊界土體孔壓自由度不做約束，使水位線設置于所述土體單元表面。