地震作用下桥梁深水基础流固耦合效应及抗震方法研究2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 引言1

1.1 研究背景1

1.1.1 深水桥梁基础的分类及发展1

1.1.2 深水桥梁震害6

1.2 研究现状8

1.2.1 结构流固耦合振动理论研究8

1.2.2 深水基础-水-土多介质耦合作用研究13

1.2.3 地震下深水桥墩、群桩基础流固耦合试验研究15

1.2.4 存在的问题16

1.3 本书的研究内容17

1.3.1 研究目的17

1.3.2 章节安排18

第2章 基于势流体有限元的三维流固耦合分析理论20

2.1 研究对象20

2.2 φ-U格式势流体流固耦合分析理论21

2.2.1 势流体单元基本方程21

2.2.2 流固耦合动力方程22

2.2.3 边界单元定义24

2.3 软件平台简介26

2.4 方法讨论与验证26

2.4.1 单墩试验概况27

2.4.2 三维有限元建模及讨论27

2.4.3 结果对比31

2.5 深水桥梁流固耦合地震响应算例32

2.5.1 地震动输入32

2.5.2 深水桥墩地震响应分析32

2.5.3 深水连续梁桥地震响应分析36

2.6 本章小节41

第3章 深水桥墩考虑多介质耦合的解析计算43

3.1 研究对象和基本假设43

3.2 地震动水压力与桥墩耦合方程44

3.2.1 包含高阶效应水中桥墩动力响应方程47

3.2.2 公式简化49

3.3 弹性地基的模拟50

3.4 基于不同振型解法的动力方程求解51

3.4.1 基于Euler-Bernoulli解析振型的改进算法52

3.4.2 基于振型有限元解的改进算法55

3.5 水下圆截面桥墩地震响应求解59

3.5.1 结构频域响应59

3.5.2 地震时域响应59

3.5.3 计算分析流程60

3.6 桥墩-水-土耦合自振周期快速计算方法60

3.6.1 已有方法的缺陷63

3.6.2 算法的数学推导64

3.6.3 算法流程图66

3.7 本章小结67

第4章 深水桥墩-水-土耦合地震响应分析69

4.1 算例1 实心圆截面桥墩70

4.1.1 不考虑地基土体刚度70

4.1.2 考虑地基土体刚度74

4.2 算例2 含上部结构空心圆截面桥墩76

4.2.1 不考虑地基土刚度77

4.2.2 考虑地基土刚度78

4.2.3 误差讨论80

4.3 算例3 含上部结构复杂变截面桥墩82

4.3.1 分析工况83

4.3.2 计算结果比较85

4.4 桥墩自振周期算例87

4.5 本章小结89

第5章 深水群桩基础流固耦合模态试验与数值研究91

5.1 研究对象与目标91

5.2 深水群桩基础水池模态试验93

5.2.1 试验目的和内容93

5.2.2 试验设计93

5.2.3 模态实验原理及方法97

5.2.4 模态测试装置与工况101

5.2.5 试验数据采样与处理102

5.3 势流体有限元数值模拟106

5.3.1 数值建模参数108

5.3.2 数值模型图例110

5.4 试验、数值结果对比与分析110

5.4.1 结构自振周期110

5.4.2 动水压力分布116

5.5 本章小结121

第6章 深水高桩承台基础地震响应实用分析方法124

6.1 高桩承台简化分析模型125

6.1.1 简化模型的选择125

6.1.2 桩-土相互作用模拟126

6.2 桩身动水附加质量解析求解126

6.2.1 Morison方程126

6.2.2 Chopra公式127

6.2.3 基于水下桩基尺度的动水附加质量计算129

6.3 承台动水附加质量数值求解130

6.3.1 数值求解模型130

6.3.2 建模方法130

6.3.3 数值求解步骤134

6.3.4 模型合理性验证135

6.4 模态试验验证138

6.5 数值时程分析验证140

6.6 承台动水效应参数化研究141

6.6.1 振动频率的影响142

6.6.2 承台尺寸的影响144

6.6.3 承台入水深度150

6.7 本章小结151

第7章 深水群桩-桁架组合基础抗震体系研究152

7.1 群桩效应对结构模态动水效应的影响152

7.1.1 桩顶自由的相邻桩152

7.1.2 桩顶固结的相邻桩154

7.2 斜桩基础构造方案评价157

7.3 群桩-桁架组合基础结构方案160

7.3.1 方案的提出160

7.3.2 试验验证160

7.4 组合基础抗震性能分析163

7.4.1 工程背景163

7.4.2 地震反应分析165

7.4.3 计算结果与讨论166

7.5 本章小结168

第8章 结论170

8.1 本书的主要工作170

8.2 本书的主要结论171

8.3 未来研究展望173

参考文献175

后记189