关于地基液化离心机试验分析
导读:本文上海安亭科学仪器厂采用大连理工大学改进广义塑性模型模拟土体在循环荷载作用下的本构关系，该模型可以考虑土体的剪缩和剪胀特性，进而反映饱和砂土在地震等复杂循环荷载
来源：未知
发布日期：2020-01-07 14:29【大 中 小】
地基液化引起的结构破坏在地震中屡有发生，也一直是岩土工程领域的热点问题。相比模型试验方法，数值方法因其具有高效、易于实施、成本低廉等优点，且可以求解具有高度非线性本构关系和复杂初始、边界条件的实际问题，是评价液化问题的主要手段之一。
本文上海安亭科学仪器厂采用大连理工大学改进广义塑性模型模拟土体在循环荷载作用下的本构关系，该模型可以考虑土体的剪缩和剪胀特性，进而反映饱和砂土在地震等复杂循环荷载下的液化及循环活动性。应用基于u-p形式的Biot动力固结方程的非线性有限元程序GEODYNA和改进的广义塑性模型对LEAP中的饱和斜坡地基离心机模型试验进行了动力弹塑性有效应力数值分析，并将数值结果与试验数据进行对比。
(1)数值模拟得到的地基深层测点的加速度反应谱与实测数据吻合较好，浅层测点除在高频部分存在偏差外也与实测值较为接近;典型节点处的加速度时程和试验规律也较为接近。
(2)上海安亭科学仪器厂发现振动过程中超孔隙水压力的上升趋势和振后超孔隙水压力的消散趋势与试验数据基本一致，孔压的大小也与试验数据较为吻合。数值分析可以再现地基液化前、液化和孔压消散阶段土体的应力路径和循环剪切作用下土体的剪胀现象。
(3)数值模拟和模型试验得到的地表沉降规律基本相符。数值模拟合理地再现了地基典型位置处竖向和侧向变形在振动液化过程的累积过程，振动初始阶段变形以可恢复的弹性变形为主，随着输入振幅的增加，土体刚度显著降低，土体发生明显的侧向和竖向残余变形。
(4)上海安亭科学仪器厂考虑土水耦合作用的非线性有限元程序GEODYNA和大连理工大学改进的广义塑性模型可以合理再现离心机试验中饱和斜坡地基的动力响应，验证了本文方法的可靠性，为工程实践中饱和土液化安全评价提供了有效、可信的数值工具。数值模拟与试验数据存在的偏差可能源于地基土与刚性箱边界的简化以及三维模型向二维平面应变模型的简化等。模型边界简化形式的影响、模型维度的影响有待于进一步研究。
