通过可视化动三轴试验、精细化数值模拟、小型振动台试验和离心机模型试验,揭示了强震作用下砂土液化引发地下结构动力灾变的宏细观内在机理。从细观角度分析了液化过程中砂土细观组构的演化和砂土液化的力学机理,建立了砂土液化的细观数值模型。建立了土体离散-连续耦合分析模块,在此模块中给出适用于Lagrange乘子法求解的优化模型来强化离散-连续耦合边界上力的相容性,该分析模块可以有效描述地震响应中地下结构周围重点考察区域土体的细观特性,并且有效降低离散元的模拟规模和模拟时间。分析了强震作用下砂土-地下结构耦合体系的全过程动力响应,针对近场砂土液化破坏区域进行细观精细化分析。开发了动力离心机试验和小型振动台试验细观结构测量系统,通过模型试验,从砂土颗粒细观组构变化特征揭示了砂土液化的细观内因,验证了精细化数值模拟结果。本研究为砂土-地下结构动力耦合效应分析提供了新方法,也为地下结构抗震设计理论的补充和完善提供科学基础。
英文主题词sand liquefaction;underground structure;dynamic centrifuge tests;meso-mechanism;coupled fluid-solid system