[发明专利]一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法

权利要求书

1.一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法，其特征在于，包括：

S1、基于OpenSees计算平台，结合离心机试验原型尺寸建立液化分层场地桩-土相互作用模拟整体三维模型；具体包括：

采用OpenSees材料库中的20-node brick element四节点水土耦合实体单元对土体单元进行模拟，采用OpenSees材料库中的elastic Beam-Column单元对桩身单元进行模拟，采用OpenSees材料库中的zerolength单元对所述土体单元与桩身单元之间的相互作用进行模拟；

S2、建立所述三维模型的边界条件；具体包括：

将左右侧边界位于同一水平高度处的节点自由度通过equalDOF命令进行绑定，使左右两边节点位移同步，以达到数值模拟与试验条件一致，通过fix命令对模型底部与两侧面边界处孔压自由度进行约束，使其成为不透水边界；

S3、对所述三维模型加载地震波载荷，将模拟结果与所述离心机试验结果进行比对。

2.根据权利要求1所述的一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法，其特征在于，所述桩身单元与土体单元的主从节点间通过opensees内嵌的equalDOF命令进行绑定，将zero-length单元施加在桩身单元从属弹簧以及土单元从属弹簧交接点处，并赋予zero-length单元以弹簧(p-y弹簧、t-z弹簧)属性，以模拟桩身与土体交界面的相互作用。

3.根据权利要求1所述的一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法，其特征在于，对所述三维模型加载地震波载荷，之前还包括：

基于弹性分析，对施加土体自重，使孔压得到快速释放，获取初始土体应力；塑性分析：基于塑性理论再次对土体进行自重分析，获取二次场地初始土体应力；桩单元自重施加，进一步获取场地荷载施加前应力，作为场地的最终初始有效应力。

4.根据权利要求1所述的一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法，其特征在于：所述地震波载荷以加速度的形式施加于所述三维模型底部。

5.根据权利要求1所述的一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法，其特征在于：所述离心机试验原型的尺寸为：高度为20.5m，上部为中密砂，厚度为9.3m，下部为密砂，厚度为11.4，长度为42.4m。

6.根据权利要求1所述的一种基于OpenSees的三维液化场地桩基础抗震试验模拟方法，其特征在于：对所述三维模型的上边界土体孔压自由度不做约束，使水位线设置于所述土体单元表面。