液化土層中樁基橫向動力響應研究.pdf

1、本文對國內(nèi)相關研究進行了系統(tǒng)的總結(jié)和深入的分析，在此基礎上，以實驗為主，并與震害調(diào)查和數(shù)值模擬相對照，對其中的幾個關鍵問題進行了研究，主要工作和創(chuàng)新如下： 1、完成了液化土層中樁土相互作用振動臺試驗設計，達到了多工況互相對比的目標，獲得了大量數(shù)據(jù)，對液化土中樁土相互作用機制有了更加深入的理解。 試驗設計上，包括四種密度飽和砂土、干砂和飽和粉土；包括兩套模型樁和承臺結(jié)構；包括靜荷試驗，等幅正弦波加荷試驗，變幅正弦波加荷試驗

2、，正弦波分級加荷試驗，地震波加荷試驗；除記錄了不同土層的累積孔壓和樁基應變外，也記錄了樁土間相互作用力以及土層表面和樁頭的位移、加速度時程反應。 2、通過大量振動臺試驗，對土體加速度、孔壓、變形、模量以及樁土相互作用下樁身加速度、樁身彎矩、樁土相互作用力、承臺反應之間的相互關系進行了詳細分析，觀察到了較多的試驗現(xiàn)象，得到了較多的認識，其中有一些是新現(xiàn)象和新認識。 試驗和分析表明：與非液化土層相比，可液化土層中地表運動和樁

3、基動力反應具有特殊性；液化土層中樁土相對位移遠大于非液化土層位移；液化情況下樁土相對作用力是增大的，表明隨液化發(fā)展，樁土相對位移增長效應的作用要大土模量降低效應的作用；非液化土層上地表加速度、承臺加速度、樁身彎矩與臺面輸入加速度波型基本保持一致，且接近樁底處樁身彎矩要小于土表處樁身彎矩；可液化土層地表加速度在振動開始時一段時間內(nèi)同非液化土層反應類似，當孔壓比增長時，各個量反應進一步增大，當孔壓比達到0.8左右出現(xiàn)最大值，之后，等幅波作用

4、下開始明顯衰減，地震波作用下高頻衰減、低頻放大，但都與臺面輸入加速度波型基本保持一致；地震荷載作用下可液化土層樁身彎矩反應呈現(xiàn)明顯特殊性，孔壓比達到0.8后樁底處樁身彎矩都要接近甚至大于土表處樁身彎矩，之后不衰減反而明顯放大。 3、通過實際震害資料分析、振動臺試驗研究和以及數(shù)值模擬對比分析等技術手段，揭示了液化土中樁土動力相互作用機制。 試驗和分析表明：在非液化硬土中，承臺結(jié)構慣性力對樁基破壞起主導作用，樁土之間是一種樁

5、推土的關系，由此土和樁基中各種反應被土層中加速度所控制，呈現(xiàn)高頻響應；在可液化土層中，樁-液化土間相對位移效應的作用要大于砂土模量的降低效應的影響，形成一種土推樁的關系；可液化土層孔壓增長、土體位移和樁土相互作用力之間存在明確對應關系，液化使土體位移顯著增大，并對樁基破壞起控制作用，而慣性力的作用很??；樁土相對位移、樁土相互作用力和樁身彎矩被液化土層位移所控制，呈現(xiàn)低頻響應。 4、討論了目前可液化土層中樁基地震橫向承載力主要計算

6、方法的思想和結(jié)果的合理性，指出了現(xiàn)有擬靜力法和折減系數(shù)法的不當之處。 試驗和分析表明：折減系數(shù)法與按現(xiàn)有習慣思維將樁土相對側(cè)向位移取為樁身側(cè)向位移的兩種方法與真實情況下相差很大；擬靜力法基本思想與真實情況的工作機理明顯不符，可液化土層中樁橫向承載力計算不能用非液化土折減側(cè)向剛度的簡單思想代替得到；擬靜力法得到的計算結(jié)果與真實情況明顯不符，擬靜力法計算中在很小位移情況下相互作用力就迅速增長，并很快達到屈服極限，但事實上在小樁土相對

7、位移情況下相互作用力并不很大；擬靜力法的結(jié)果，導致在目前工程設計上相當保守，達到了難以接受的程度。 5、提出了可液化土層中樁基動力p-y曲線修正方法和修正模型，并初步驗證了可靠性。 對可液化土層中p-y滯洄曲線影響因素、表現(xiàn)形式、修正方法和新模型構造方式進行了研究，得到了樁身p-y滯洄曲線主干線基本形式，指出了與API規(guī)范中p-y曲線的區(qū)別和聯(lián)系；采用雙參數(shù)修正方法，構造了一個新的計算模型，給出了相應的計算公式；提出的新