结构地基动力相互作用体系振动试验及模拟分析

为了了解箱基与土体接触界面的反应特性，计算中输出了箱基侧面、底面与土体之间的接触压力和滑移量。下面针对接触压力和滑移量分析了基础的滑移、提离与基底接触压力分布。

1.基础底面的提离和滑移

对所有工况下，BS10试验模型基础底面各点的接触压力时程进行分析，得出如下结论：EL2、EL4、EL6、KB2、KB4、KB6和SH2工况没有出现接触压力为零的情况，即没有发生基础的提离现象；SH4和SH6工况出现了基础底面沿X轴端点的接触压力为零的情况，即此时基础在底面端部处发生了提离现象。这进一步说明在上海人工波激励下，相互作用体系的动力反应相对较大。图4-13给出了部分工况下基础底面沿X轴端点的接触压力时程。图4-14给出了SH6工况激励下，某一时刻基础底面与土体之间的提离量等值线，在SH6工况时发生了基础底面与土体的提离现象。由于对称，图中只给出了基础处于Y轴正方向的情况。

图4-15是SH6工况激励下，某时刻基础底面滑移量等值线，整个基础底面都发生了基础与土体之间的滑移现象。图4-16是基础底面沿X轴中线的滑移量峰值分布图，从图中看出：滑移量峰值在基础底面中线呈两边大、中间小的分布；滑移量峰值与激励的大小、输入的波形都有较大的关系。对于同一波形，随输入激励的加速度峰值增大，滑移量峰值增大。当输入激励的加速度峰值一定时，随输入波形不同，滑移量峰值改变，Kobe波情况下最小，El Centro波较大，上海人工波最大。

图4-13　基础底面沿X轴端点的接触压力时程(BS10试验模型)

图4-14　基础底面提离量等值线(SH6工况)

图4-15　基础底面滑移量等值线(SH6工况)

2.基础底面的接触压力峰值分布

图4-17是基础底面中线接触压力峰值分布图，从图中看出：接触压力峰值在基础底面中线呈两边大、中间小的分布，且中间部分的接触压力在较大范围内大小比较接近；接触压力峰值大小与输入激励的波形有关，对于El Centro波和Kobe波激励时接触压力峰值比较接近，上海人工波激励时接触压力峰值比El Centro波和Kobe波激励时大。

图4-16　基础底面沿X轴中线的滑移量峰值分布(BS10试验模型)(www.xing528.com)

图4-17　基础底面沿X轴中线的接触压力峰值分布(BS10试验模型)

3.基础侧面的滑移和提离

图4-18　基础侧面(垂直于振动方向)上下两端接触压力时程(BS10试验模型，SH激励)

图4-19　基础侧面(垂直于振动方向)上下两端接触压力时程(BS10试验模型，KB激励)

图4-18～图4-19是各工况下基础侧面(垂直于振动方向)上下两端接触压力时程图，可看出：在所有工况下，基础侧面下端都出现了接触压力为零的现象，即在基础侧面下侧发生了基础与土体的脱离、闭合现象；而对于基础侧面上端，只有SH4和SH6工况时发生了基础与土体的脱离、闭合现象，其他工况下基础侧面上侧都与土体一直保持接触状态。

图4-20是SH6工况激励下，某一时刻基础侧面与土体之间提离量的等值线，可见，除了图中标注为“H”的线以上的位置有部分基础仍与土体保持接触外，其余部分都发生了基础与土体的脱离现象。图4-21是SH6工况激励下，某一时刻基础侧面滑移量等值线，可见，整个基础侧面都发生了基础与土体的滑移现象。

图4-20　基础侧面提离量等值线(SH6工况)

图4-21　基础侧面滑移量等值线(SH6工况)

从分析中可见，基础侧面和土的接触界面的稳定性远远低于基础底面。因此，基础侧面和土始终是完全接触的假设不一定总是正确的。