多年凍土退化對(duì)橋墩及其樁基礎(chǔ)抗震性能影響的分析研究.pdf

1、近年來，全球氣候變暖導(dǎo)致多年凍土地區(qū)出現(xiàn)了凍土退化的現(xiàn)象。青藏鐵路和公路沿線凍土高度發(fā)育，而且穿越多處地震帶，凍土的退化勢(shì)必會(huì)對(duì)鐵路橋梁抗震性能產(chǎn)生一定影響。因此研究多年凍土上限退化對(duì)橋梁抗震性能的影響具有重要工程適用意義。
　　論文以青藏線上某32m簡(jiǎn)支梁橋?yàn)楸尘?，運(yùn)用專業(yè)分析軟件Midas Civil建立樁—承臺(tái)—橋墩的單墩有限元數(shù)值模型，分別采用反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法進(jìn)行了多年凍土上限由1.5m退化至5.5m時(shí)，地震荷載作用下

2、橋墩及其基礎(chǔ)的自振特性、內(nèi)力和變位響應(yīng)分析，探討了凍土上限退化對(duì)橋墩及其樁基礎(chǔ)抗震性能影響的變化規(guī)律。結(jié)論如下:
　　(1)通過反應(yīng)譜與時(shí)程分析法的對(duì)數(shù)值模型運(yùn)行分析的結(jié)果對(duì)比，兩種方法得到的分析結(jié)論基本一致，說明時(shí)程分析法所選的地震波是合理的。
　　(2)通過對(duì)單墩及樁基礎(chǔ)模型分析，隨著多年凍土退化的發(fā)展，結(jié)構(gòu)的綜合剛度略有下降，橋墩前兩階的自振周期延長(zhǎng)，以后各階變化不明顯，對(duì)橋墩及其基礎(chǔ)抗震性能影響不大。凍土退化對(duì)橋墩1

3、、3階振型的規(guī)律影響不大，前三階振型參與質(zhì)量達(dá)到90％。
　　(3)對(duì)于不同含冰量的凍土（飽冰、富冰、多冰、少冰）地基中的橋墩分析，樁身、墩頂和地面處的水平位移均隨凍土上限的退化而增大，其中飽冰凍土的變化最大，少冰凍土最小;說明了飽冰凍土對(duì)溫度變化的敏感性最高，其退化對(duì)橋墩抗震性能的影響最不利。
　　(4)針對(duì)不同土質(zhì)（粉土、砂土、碎石土）的均質(zhì)地基中橋墩的分析，樁身、墩頂和地面處的水平位移隨著凍土上限的退化而增大，且以粉土

4、最為敏感，說明粉土地基中的橋墩及其樁基礎(chǔ)抗震性能最差。
　　(5)對(duì)飽冰、富冰、多冰、少冰四種含冰量?jī)鐾林械臉蚨占捌錁痘A(chǔ)進(jìn)行分析，墩底內(nèi)力均隨著凍土上限的退化而依次增大;而對(duì)粉土、砂土、碎石土三種地質(zhì)條件下的地基中橋墩分析，發(fā)現(xiàn)其墩底最大內(nèi)力隨著凍土上限的退化而依次增大，說明多年凍土中，飽冰粉土的退化對(duì)橋墩及其基礎(chǔ)的抗震影響最大。
　　(6)針對(duì)不同含冰量的多土層地基中的橋墩及其樁基礎(chǔ)進(jìn)行分析，得出的結(jié)論與均質(zhì)土層基本一致