第七届全国防灾减灾工程学术会议

随着我国城市建设扩展至复杂地质区域，高回填场地和软土地区的工程增多，传统的抗震设计方法难以满足精细化分析需求。本文以高回填地基上的框架结构为研究对象，基于粘弹性人工边界理论，探讨了土层、桩身参数变化及隔震支座对结构地震响应的影响，研究内容如下： （1）详细阐述了地震动模拟和粘弹性边界的基本原理，介绍了三维粘弹性边界单元的构建方法。通过引入人工边界，能够更真实地模拟地震荷载下的结构响应，并通过数值算例验证了其在模拟半无限地基环境中的有效性与精度，为后续土-桩-结构耦合分析提供了理论依据。 （2）基于实际工程项目，使用ABAQUS有限元平台建立了桩-土弹簧与整体桩土实体抗震框架模型，以及隔震框架模型，分析了结构的动力特性。结果表明，整体桩土实体模型的自振频率低于桩-土弹簧模型，隔震结构的自振周期达到抗震结构的2.5倍以上，表明考虑地基整体模型能有效改变结构动力特性，隔震装置显著减小了结构地震响应。 （3）地基土自由场分析表明，成层地基的地表加速度为基岩地震动的1.31倍，软弱地基土对地震作用有放大效应。在设计地震和罕遇地震作用下，整体桩土实体模型相比桩-土弹簧模型，结构的顶层加速度、层间位移角和楼层剪力较大。因此，考虑高回填场地的土质条件时，整体桩土实体模型能更准确评估结构的抗震性能。 （4）研究还探讨了土层弹性模量、桩身参数及隔震支座参数变化对结构抗震响应的影响。结果表明，土层弹性模量、桩长、桩径等因素直接影响结构响应，而合理的隔震支座配置能显著减小结构加速度和剪力，提升抗震能力。 研究结果表明，高回填地基区域的抗震设计需充分考虑土-桩-结构相互作用，引入粘弹性边界有效模拟半无限地基特性，隔震技术显著提升结构抗震性能，为高回填场地建筑抗震设计提供了理论支持和工程指导。

黏弹性人工边界;地震响应;框架结构