液化場地群樁―土動力相互作用振動臺試驗及數(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用于橋梁工程中。
　　橋梁樁基很多處于液化場地,震害調查和試驗結果表明:地震作用下,隨著飽和砂土孔壓的上升,砂土的力學性能發(fā)生很大變化,而且這些改變將會影響橋梁樁基的抗震性能。然而,目前我國現(xiàn)行規(guī)范對于液化場地的橋梁樁基抗震問題僅有若干定性規(guī)定,加之我國屬于地震多發(fā)區(qū)域,為了提高液化場地樁基抗震問題的研究,首先應深入研究液化場地群樁-土動力相互作用,因此研究液化場地群樁-土動力相互作用成為改善液化

2、場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地中群樁樁基的樁-土動力相互作用的影響因素開展如下工作:首先對國內外樁-土相互作用的研究現(xiàn)狀進行了總結和綜述;其次簡略介紹了已完成的樁-土動力相互作用的振動臺試驗情況,并對試驗結果進行了處理和分析;第三基于已完成的振動臺試驗獲得的物理和幾何參數(shù),建立了三維數(shù)值模型,并通過實測數(shù)值和計算數(shù)值對比驗證模型的可靠性;最后通過變換樁基的一些參數(shù)、承臺尺寸和樁排數(shù),分析這些改變對群樁-土動力

3、相互作用的影響。主要取得如下認識與成果:
　　(1)完成了液化場地群樁-土動力相互作用振動臺試驗。試驗土層是上覆粘土層下伏飽和砂土的典型液化場地,建立了0.16m樁徑的2×2群樁基礎。基底輸入不同幅值、不同頻率的正弦波荷載激勵,試驗記錄了場地和樁基的動力響應,并分析了試驗結果。表明頻率對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動力本構模型及粘土的摩爾庫倫本構

4、模型,基于水土耦合方程的u-p控制方程,直接針對振動臺試驗,建立了液化場地群樁-土動力相互作用三維數(shù)值模型,并通過試驗結果驗證了數(shù)值模型的正確性。
　　(3)基于上述驗證的數(shù)值模型,針對基底0.05g1Hz正弦波下展開數(shù)值模擬,研究了上部結構配重、樁徑、縱向樁排數(shù)和承臺尺寸(ma)、縱向排數(shù)和樁間距(/as m)因素對群樁-土動力相互作用的影響。數(shù)值結果表明,樁徑對群樁-土動力特性的影響強烈,而上部結構的重量對樁-土動力相互作用的