张卫平
- 作品数：16 被引量：23H指数：3
- 供职机构：大连理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金创新研究群体项目国家高技术研究发展计划国家海洋公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程天文地球交通运输工程更多>>
- 波浪作用下考虑桩土相互作用的桩柱响应被引量：3
- 2012年
- 以一离岸深水桩柱为例,依据JTJ 2132—1998《海港水文规范》的环境条件和环境荷载规范,对桩柱进行有限元离散。在海洋深水环境条件下考虑流固耦合效应,计算了在海洋极端规则波以及不规则波条件下桩柱的运动响应;为了进一步研究分析泥面以下土体对桩柱运动响应的影响,对比分析了在考虑桩土耦合相互作用下桩柱的响应与基岩面固结解下的响应;考虑到海洋地基为两相饱和土介质,对比了在不同简化阻抗处理下的运动响应结果。结果表明,桩土耦合相互作用对于波浪尤其是不规则波作用下的桩柱响应有很大影响,简化阻抗下的运动响应相比两相饱和地基阻抗处理论误差在10%左右,考虑桩土耦合效应对于工程设计具有指导意义和实用价值。
- 张卫平孙昭晨
- 关键词：波浪作用流固耦合桩土相互作用
- 处于海洋环境的桩柱在瑞利波作用下的响应被引量：3
- 2012年
- 本文以一海洋深水环境桩柱为例,考虑到海洋地基为两相饱和土介质,基于Biot两相饱和多孔介质理论,通过数值算例分析了饱和介质中瑞利波加速度、位移分布规律并与单相弹性介质地基条件下进行了对比,结果表明,瑞利波主要作用于地表附近且振动幅度随深度衰减很快,饱和地基下的瑞利波影响深度要大于单相弹性地基,在瑞利波地震作用下,考虑两相饱和介质下的桩柱位移响应大于单相弹性介质地基。并且由于桩柱处海洋深水环境,本文对环境水体对桩柱振动响应的影响进行了研究,结果表明,流固耦合效应可明显降低桩柱运动响应,在海洋深水环境地震响应分析时,有必要考虑饱和地基以及流固耦合效应对桩柱运动响应的影响。
- 张卫平孙昭晨
- 关键词：饱和土瑞利波流固耦合
- 自平衡抗吸附海床基的吸附力研究分析被引量：8
- 2012年
- 针对自平衡抗吸附海床基,结合其在渤海和北黄海近百次的应用,采用Skempton,Terzaghi经验模型和有限元计算模型方法,分析不同底质、不同浸深和不同起吊方式对海床基的吸附力影响。结果表明:(1)海床基的吸附力主要取决于底质粘聚力的大小,相同浸深条件下粘土底质吸附力最大,以下依次为亚粘土、亚砂土、淤泥和砂土。不同底质吸附力相差较大,粘土底质吸附力最大可达172.6 kN,而在砂土底质下吸附力最大仅有20.4 kN。同一底质条件下随着海床基浸深的增大,海床基的破坏位移也随之增大,相应的吸附力也增大明显;(2)相对于Terzaghi模型,Skempton吸附力模型结果与有限元结果更接近,因此其更适合用来估算海床基吸附力的上限解;(3)海床基侧向单点起吊的吸附力仅为竖向对称起吊的44%～47%。
- 胡展铭陈伟斌胡波张卫平孙兆晨
- 关键词：海洋环境监测
- 土体结构性数值模拟及应用研究
- 2018年
- 随着现代地基原位取土技术的发展以及对土体微观结构认识的提高,越来越多的研究认识到未扰动状态下的自然原状土与重塑土相比其力学特性存在显著差异。为研究土体结构性的影响,在剑桥模型基础上考虑超固结与结构性状态变量因素的影响,在上下负荷面剑桥模型理论框架下,通过三轴压缩试验对结构性土的受力响应特性进行了模拟试验研究,对受结构性因素影响下土体的屈服过程、可压缩性、在循环加载作用下超孔隙水压的发展以及相应状态变量演化规律进行了详细对比分析。试验研究结果表明:与重塑土相比,结构性土的加载响应存在明显的屈服软化过程,加载过程中伴随着结构性的破坏表现出更高的可压缩性且更容易导致动力液化的发生。在对土体结构性详细研究的基础上,通过数值模拟桩柱结构在自然地基环境下的地震响应,对结构性因素对结构动力响应的影响进行了研究分析。研究结果表明:由于更高的非线性以及可压缩性特征,自然原状土地基在地震作用下能够引起更高的超孔隙水压,加速土体力学强度的衰减进程,进而表现出更大位移响应以及震后塑性位移,直接影响结构的稳定与安全。研究结论加深了对自然土体结构性的认识,可为高结构性自然原状土地基条件下的结构受力分析与设计提供参考。
- 郭传科张卫平
- 关键词：结构性土重塑土状态变量地震响应
- 层状地基桩柱结构地震响应特性研究被引量：1
- 2017年
- 为研究自然地质环境条件下非均质层状地基对结构物地震响应的影响,本文通过层状饱和土的刚度矩阵的建立,对不同夹层条件下的地基地震响应进行了对比研究。研究结果表明:相较于均质土层地基,由于非均质地基土层存在的非连续性界面,非均质夹层能明显影响地基的波动响应特征,对地震波有着显著的选择性滤波作用,尤其在含软夹层地基条件下能极大削弱入射波中的高频成分,而硬夹层则能极大滤除地震波中的低频成分。在对地基地震响应研究的基础上,通过对单桩和群桩码头结构的地震响应的数值模拟,对含夹层地基条件下不同刚度结构地震响应特性进行了对比研究。对比研究表明:对不同刚度的结构物,由于其固有自振频率的差异,不同夹层地基对其地震动力响应存在显著不同的影响规律,由于单桩结构较低的固有频率,使得其对低频波更为敏感,其固有振型在含软夹层地基条件下更容易被激发引起结构共振,而群桩结构则刚好相反,由于其更高的固有频率,在软夹层地基条件下由于高频波的滤除使得结构的地震动力响应显著降低,而在均质或含硬夹层条件下更容易激发其固有振型。通过对不同夹层地基条件下结构地震动力响应规律的研究,可以看出结构的地震动力响应同时受地基夹层条件以及结构自身动力特性的影响,相关研究结论可为非均质地基条件下的结构地震响应研究提供参考。
- 杨章锋杨章锋
- 关键词：地震波地震动力响应
- 地震波倾斜入射下两相饱和土层响应数值模拟被引量：3
- 2014年
- 基于Biot两相饱和多孔介质理论建立了频域内饱和土层的刚度矩阵,对从基岩倾斜入射地震波下饱和土层的波动响应进行了数值研究,入射波采取修正的Kanai-Tajimi谱。通过土层地表面处的水平以及竖直放大系数研究了在不同工况条件下土层的波动响应,研究结果表明,土层的波动响应在入射角接近临界入射角时达到峰值;土层的波动响应随着基岩埋深基以及土层阻尼比的增大显著减小;而土层与基岩的波速比对土层的波动响应的影响存在临界波速比,使土层响应达到极值。对于含有夹层的地质环境,研究了波动响应沿深度的分布,通过与均质土层下响应对比,显示非均质夹层能显著减小土层地表处的波动响应,尤其软夹层能较好地阻止入射波向上的传播。
- 张卫平孙昭晨梁书秀
- 关键词：BIOT方程
- 饱和可液化地基下桩柱结构地震响应数值模拟研究
- 地震作用下饱和地基液化的预测以及预防是抗震工程界普遍关注的重要问题，其研究也一直是工程抗震研究领域的前沿课题。桩基作为一种历史悠久又广泛采用的基础形式，因其承载力高，易于工程施工，抗液化能力强等诸多优点，被广泛应用于高层...
- 张卫平
- 关键词：数值模拟地震响应
- 统一模型下粘性土和砂性土液化特性数值研究被引量：1
- 2019年
- 考虑到土体介质材料经历弹性卸载后即进入超固结状态,而其反过来又能影响土体的力学与抗液化特性,通过考虑超固结因素的影响,在统一下负荷面剑桥模型下对砂性土与粘性土的力学与抗液化特性进行了数值试验对比研究。结果表明,与粘性土相比,砂性土在加载过程中表现出更高的非线性特征与可压缩性,且在非排水加载下更容易引发屈服和液化。通过考虑土体超固结因素的影响以及不同土体条件下超固结比演化规律的差异,下负荷面剑桥模型在统一理论框架下很好的模拟出了砂性土与粘性土间力学与抗液化能力的差异。同时考虑到土体超固结状态与密实度间的关系,模型也从超固结状态的角度很好的解释了土体抗液化能力与相对密度的关系,且与液化试验实测结果取得了较高的一致性。
- 刘必劲张卫平
- 关键词：粘性土砂性土超固结
- 超固结因素影响下桩柱结构地震响应
- 2018年
- 地震荷载作用下饱和地基的循环加载响应以及动力液化问题成为地震工程研究中的重要课题。为更好研究饱和地基在考虑超固结因素下的影响及其在循环加载下的演化规律,在下负荷面剑桥模型理论框架下分别通过排水和非排水三轴压缩试验对循环加载下土体的加载响应进行数值模拟研究。在以上研究基础上,基于ADINA81平台开发负荷面剑桥模型本构关系模块,建立两相饱和地基下的桩-土耦合体系的动力非线性有限元数值模型,对不同模型下桩柱结构的地震响应进行了数值模拟对比研究。研究发现在下负荷面剑桥模型下结构的动力响应数值模拟结果介于弹性模型与经典剑桥模型之间,考虑超固结因素影响后,地基表现出更好的抗液化特性与更高的承载能力,能改善结构的动力响应与受力状况。
- 杨章锋杨章锋
- 关键词：超固结地震响应
- 桩柱结构在地震作用下非线性响应研究被引量：1
- 2016年
- 基于试验基础上建立的经典弹塑性模型——剑桥模型能够准确描述正常固结土的应力-应变关系。当土体的应力历史上经历过卸载或受到循环交变荷载作用即进入超固结状态,它作为土的应力历史的反映,相比正常固结土受力特性有着显著的差异。为研究超固结因素对土体加载特性的影响,在引入能考虑超固结状态影响的下负荷面剑桥模型后,通过三轴压缩和剪切试验对处于超固结状态下土体的受力特性进行了对比分析,并对循环剪切加载下的应力-应变关系以及超固结比的演化规律进行了研究。结果表明,下负荷面剑桥模型能准确反映超固结因素对土体力学特性的影响,相比原状土有着更高的屈服强度。而通过数值模拟自由场地基在地震作用下的动力响应可以看出,超固结因素对地基的动力响应起到了不可忽略的影响,尤其在强震下更需要考虑其影响。在自由场地基地震动力响应基础上,通过对桩柱结构桩-土耦合系统在地震作用下非线性动力响应的模拟对土体非线性以及超固结因素的影响进行了对比研究,研究表明:土体的非线性因素能显著降低结构振动响应中的高频成分,由于土体在交变加载下很快进入超固结状态,相对于剑桥模型,下负荷面剑桥模型在考虑超固结因素后土体的承载性能显著提高,尤其在强震作用下超固结因素带来的影响更加明显,因此,建议对桩基结构物地震响应研究考虑超固结因素影响,以提高桩基结构物地震响应模拟的精确度和可靠性。
- 梁书秀孙昭晨张卫平王兴刚
- 关键词：超固结
