结构地基动力相互作用系统的振动台试验和计算模拟分析成果

以上简要介绍了有关结构-地基动力相互作用的试验研究及理论分析研究的方法和现状，并结合本书的内容，指出了其中存在的问题和有待进一步研究的内容。除了深感试验研究的不足以及深入开展结构-地基动力相互作用试验研究的紧迫，还认识到试验研究要和计算分析相结合，更多地为计算提供合理、必需的参数，为计算模型和计算方法的验证服务，从而积极推动结构-地基动力相互作用问题的研究从科学研究领域进入工程实践领域，将科研成果应用于实际工程。

本书主要开展了如下工作：

(1)土-箱基-高层结构相互作用体系振动台模型试验

完成了1∶20和1∶10两种缩尺比例的均匀土-箱基-单柱体系、分层土-箱基-12层框架结构体系的振动台模型试验，获得了一整套试验数据，并对主要试验结果和规律进行了分析，为进行结构-地基相互作用研究、验证计算分析的力学模型和计算方法的合理性等打下了基础。试验中采用柔性容器来模拟土体的边界条件，土、基础、结构遵循了相同的动力相似关系。

(2)模型试验的计算分析及其与试验结果的对照研究

利用通用有限元程序ANSYS，针对结构-地基动力相互作用体系振动台模型试验进行三维有限元分析，在ANSYS程序中建立了计算模型，摸索了一套用ANSYS程序进行相互作用研究的计算分析方法。通过与试验结果的对照研究验证了计算模型的合理性，并对计算结果进行了归纳和整理，得出了一些有意义的结论。在计算建模时着重考虑了比较难实现的柔性容器模拟、土体材料非线性模拟、土体与结构接触界面上的状态非线性模拟问题，同时还讨论了网格划分、阻尼模型的选取、重力的影响、对称性利用、自由度不协调的处理等问题。(www.xing528.com)

(3)结构-地基动力相互作用体系实例分析

以上面的研究工作为基础，针对实际工程开展结构-地基动力相互作用的研究，在ANSYS程序中实现了土体黏-弹性人工边界的施加，并讨论了土体边界取值、上部结构刚度、上部结构形式、地震波激励类型、土性、基础埋深以及基础形式等参数对相互作用体系动力特性、动力反应以及相互作用效果的影响。

(4)结构-地基动力相互作用体系的有效应力分析

为了研究地基土液化对桩基及高层建筑体系地震反应的影响，在前人提出的分时段等效线性化有效应力动力分析方法的基础上，将其中的等效线性化法改进为逐步叠代非线性方法，利用ANSYS程序的参数化设计语言将这一分析方法并入ANSYS程序中，并分析了桩基-高层建筑体系的地震反应。