强地震下考虑不同流固耦合状态的可液化土中群桩基础抗震机理与试验研究

目前可液化土中桩基抗震性能研究已有所开展，但研究成果较少,还远远没有达到设计实用阶段，本课题基于饱和土-桩相互作用理论，研究强地震下考虑三种不同流固耦合状态（分别为：液化前水-土-桩耦合状态、液化后强地震作用下含具有惯性力的悬浮砂粒的可液化土-桩耦合状态以及地震后重固结条件下考虑余震的水-土-桩耦合状态）情况下群桩基础强地震全过程抗震机理与试验研究。研究内容主要包括：1、不同流固耦合状态的有限元模型的确定；2、不同流固耦合状态转换参数的确定；3、在强震作用全过程中桩基抗震性能研究；4、进行为上述理论分析提供参数和验证的可液化土中群桩基础振动台试验。通过本项目研究，得到一种适用于强震作用下可液化土中桩基抗震全过程分析方法，对指导桩基实际工程设计有着重要的实际意义。

本研究项目的成果主要有以下内容：（1）研究不同Biot动力固结模型的适用性，研究忽略流体惯性项忽略竖向连续模型、考虑流体惯性项忽略竖向连续模型以及考虑流体惯性项考虑竖向连续模型的适用性及能退化为单项土模型、等效单项土模型的条件，可为复杂的饱和土计算分析提供简化；（2）进行砂土动三轴试验及液化全过程参数拟合分析，得到砂土液化过程的应力应变变化规律；（3）分析饱和介质中两类压缩波单独作用效应，为进一步研究简化分析模型和人工边界条件提供理论支持；（4）针对不同液化状态提出相应流固耦合模型，并给出忽略流体及土体压缩、考虑流体和土体压缩、忽略土体压缩考虑流体压缩的饱和土人工边界条件以及考虑能量耗散的粘弹性介质有限元人工边界条件；（5）编制液化土分析有限元材料子程序，基于以上研究，提出液化过程分析方法。