液化場(chǎng)地群樁―土動(dòng)力相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)及數(shù)值模擬方法.pdf

1、樁基由于具有良好的抗震性能而廣泛應(yīng)用于橋梁工程中。
　　橋梁樁基很多處于液化場(chǎng)地,震害調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果表明:地震作用下,隨著飽和砂土孔壓的上升,砂土的力學(xué)性能發(fā)生很大變化,而且這些改變將會(huì)影響橋梁樁基的抗震性能。然而,目前我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于液化場(chǎng)地的橋梁樁基抗震問題僅有若干定性規(guī)定,加之我國(guó)屬于地震多發(fā)區(qū)域,為了提高液化場(chǎng)地樁基抗震問題的研究,首先應(yīng)深入研究液化場(chǎng)地群樁-土動(dòng)力相互作用,因此研究液化場(chǎng)地群樁-土動(dòng)力相互作用成為改善液化

2、場(chǎng)地的橋梁樁基抗震的必要工作。為此,本論文圍繞影響液化場(chǎng)地中群樁樁基的樁-土動(dòng)力相互作用的影響因素開展如下工作:首先對(duì)國(guó)內(nèi)外樁-土相互作用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和綜述;其次簡(jiǎn)略介紹了已完成的樁-土動(dòng)力相互作用的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)情況,并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了處理和分析;第三基于已完成的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)獲得的物理和幾何參數(shù),建立了三維數(shù)值模型,并通過實(shí)測(cè)數(shù)值和計(jì)算數(shù)值對(duì)比驗(yàn)證模型的可靠性;最后通過變換樁基的一些參數(shù)、承臺(tái)尺寸和樁排數(shù),分析這些改變對(duì)群樁-土動(dòng)力

3、相互作用的影響。主要取得如下認(rèn)識(shí)與成果:
　　(1)完成了液化場(chǎng)地群樁-土動(dòng)力相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。試驗(yàn)土層是上覆粘土層下伏飽和砂土的典型液化場(chǎng)地,建立了0.16m樁徑的2×2群樁基礎(chǔ)?；纵斎氩煌?、不同頻率的正弦波荷載激勵(lì),試驗(yàn)記錄了場(chǎng)地和樁基的動(dòng)力響應(yīng),并分析了試驗(yàn)結(jié)果。表明頻率對(duì)體系加速度的放大系數(shù)作用要高于幅值的作用,孔壓在低頻波作用下孔壓上升快一些。
　　(2)采用砂土的NISHI動(dòng)力本構(gòu)模型及粘土的摩爾庫(kù)倫本構(gòu)

4、模型,基于水土耦合方程的u-p控制方程,直接針對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),建立了液化場(chǎng)地群樁-土動(dòng)力相互作用三維數(shù)值模型,并通過試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模型的正確性。
　　(3)基于上述驗(yàn)證的數(shù)值模型,針對(duì)基底0.05g1Hz正弦波下展開數(shù)值模擬,研究了上部結(jié)構(gòu)配重、樁徑、縱向樁排數(shù)和承臺(tái)尺寸(ma)、縱向排數(shù)和樁間距(/as m)因素對(duì)群樁-土動(dòng)力相互作用的影響。數(shù)值結(jié)果表明,樁徑對(duì)群樁-土動(dòng)力特性的影響強(qiáng)烈,而上部結(jié)構(gòu)的重量對(duì)樁-土動(dòng)力相互作用的