[發明專利]一種三維抗震試驗模型建立方法

在審

• 申請號: 201910169996.1
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109711112A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 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;G01M7/00
• 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

本發明公開了一種三維抗震試驗模型建立方法，基于OpenSeesPL有限元分析軟件，其包括以下步驟：S1、建立三維箱體模型；S2、在三維箱體模型內建立土體單元模型；S3、在三維箱體模型內建立樁身單元模型；S4、在土體單元模型與樁身單元模型之間建立相互作用單元；S5、建立三維箱體模型的邊界條件；S6、在三維箱體模型底部加載地震波載荷，得到數值模擬結果；S7、從土體孔壓變化趨勢、土層不同深度處加速度變化、樁身彎矩時程變化角度對三維抗震試驗模型的可靠性進行驗證。本發明可以很好地模擬試驗中砂土與樁基的滑移、摩擦、相互位移等試驗現象，可以模擬地震對建筑不同部位的破壞程度，有利于我們對現有的建筑結構進行改進，提高建筑的抗震性能。

技術領域

本發明涉及抗震試驗模擬技術領域，特別涉及一種三維抗震試驗模型建立方法。

背景技術

地震又稱地動、地振動，是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，期間會產生地震波的一種自然現象。地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，造成板塊邊沿及板塊內部產生錯動和破裂，是引起地震的主要原因。

當前的科技水平尚無法預測地震的到來，未來相當長的一段時間內，地震也是無法預測的。所謂成功預測地震的例子，基本都是巧合。對于地震，我們更應該做的是提高建筑抗震等級、做好防御，而不是預測地震。

地震導致的樁基礎周圍砂土液化從而導致的砂土變形與擴展對橋梁樁基造成的破壞最為嚴重，是橋梁樁基震害最普遍的表現形式。因此，建立一個有效的抗震試驗模型來對地震進行模擬，模擬地震對建筑的破壞程度，有利于我們對現有的建筑結構進行改進，提高建筑的抗震性能。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明目的在于提供一種三維抗震試驗模型建立方法。其采用如下技術方案：

一種三維抗震試驗模型建立方法，基于OpenSeesPL有限元分析軟件，其包括以下步驟：

S1、建立三維箱體模型；

S2、在所述三維箱體模型內建立土體單元模型；

S3、在所述三維箱體模型內建立樁身單元模型；

S4、在所述土體單元模型與樁身單元模型之間建立相互作用單元；

S5、建立所述三維箱體模型的邊界條件；

S6、在所述三維箱體模型底部加載地震波載荷，得到數值模擬結果；

S7、從土體孔壓變化趨勢、土層不同深度處加速度變化、樁身彎矩時程變化角度對所述三維抗震試驗模型的可靠性進行驗證。

作為本發明的進一步改進，所述地震波采用Santa Cruz地震波，其峰值加速度為0.49g，持續時間為20s。

作為本發明的進一步改進，所述土體單元模型有四個節點單元，每個所述節點單元有三個自由度，即自由度1到自由度3。

作為本發明的進一步改進，基于砂土動力多屈服面彈塑性本構模型，通過砂土液化動三軸試驗對所述土體單元模型進行參數標定。

作為本發明的進一步改進，所述土層不同深度處加速度變化包括：不同深度處加速度峰值出現時刻、峰值大小、波動規律、波動幅值大小。

本發明的有益效果：

本發明基于OpenSeesPL有限元分析軟件，在OpenSeesPL有限元分析軟件中建立三維抗震試驗模型，可以很好地模擬試驗中砂土與樁基的滑移、摩擦、相互位移等試驗現象，可以模擬地震對建筑不同部位的破壞程度，有利于我們對現有的建筑結構進行改進，提高建筑的抗震性能。