[发明专利]一种三维抗震试验模型建立方法

说明书

本发明公开了一种三维抗震试验模型建立方法，基于OpenSeesPL有限元分析软件，其包括以下步骤：S1、建立三维箱体模型；S2、在三维箱体模型内建立土体单元模型；S3、在三维箱体模型内建立桩身单元模型；S4、在土体单元模型与桩身单元模型之间建立相互作用单元；S5、建立三维箱体模型的边界条件；S6、在三维箱体模型底部加载地震波载荷，得到数值模拟结果；S7、从土体孔压变化趋势、土层不同深度处加速度变化、桩身弯矩时程变化角度对三维抗震试验模型的可靠性进行验证。本发明可以很好地模拟试验中砂土与桩基的滑移、摩擦、相互位移等试验现象，可以模拟地震对建筑不同部位的破坏程度，有利于我们对现有的建筑结构进行改进，提高建筑的抗震性能。

技术领域

本发明涉及抗震试验模拟技术领域，特别涉及一种三维抗震试验模型建立方法。

背景技术

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。

当前的科技水平尚无法预测地震的到来，未来相当长的一段时间内，地震也是无法预测的。所谓成功预测地震的例子，基本都是巧合。对于地震，我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御，而不是预测地震。

地震导致的桩基础周围砂土液化从而导致的砂土变形与扩展对桥梁桩基造成的破坏最为严重，是桥梁桩基震害最普遍的表现形式。因此，建立一个有效的抗震试验模型来对地震进行模拟，模拟地震对建筑的破坏程度，有利于我们对现有的建筑结构进行改进，提高建筑的抗震性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种三维抗震试验模型建立方法。其采用如下技术方案：

一种三维抗震试验模型建立方法，基于OpenSeesPL有限元分析软件，其包括以下步骤：

S1、建立三维箱体模型；

S2、在所述三维箱体模型内建立土体单元模型；

S3、在所述三维箱体模型内建立桩身单元模型；

S4、在所述土体单元模型与桩身单元模型之间建立相互作用单元；

S5、建立所述三维箱体模型的边界条件；

S6、在所述三维箱体模型底部加载地震波载荷，得到数值模拟结果；

S7、从土体孔压变化趋势、土层不同深度处加速度变化、桩身弯矩时程变化角度对所述三维抗震试验模型的可靠性进行验证。

作为本发明的进一步改进，所述地震波采用Santa Cruz地震波，其峰值加速度为0.49g，持续时间为20s。

作为本发明的进一步改进，所述土体单元模型有四个节点单元，每个所述节点单元有三个自由度，即自由度1到自由度3。

作为本发明的进一步改进，基于砂土动力多屈服面弹塑性本构模型，通过砂土液化动三轴试验对所述土体单元模型进行参数标定。

作为本发明的进一步改进，所述土层不同深度处加速度变化包括：不同深度处加速度峰值出现时刻、峰值大小、波动规律、波动幅值大小。

本发明的有益效果：

本发明基于OpenSeesPL有限元分析软件，在OpenSeesPL有限元分析软件中建立三维抗震试验模型，可以很好地模拟试验中砂土与桩基的滑移、摩擦、相互位移等试验现象，可以模拟地震对建筑不同部位的破坏程度，有利于我们对现有的建筑结构进行改进，提高建筑的抗震性能。