液化土層中樁基橫向動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、本文對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和深入的分析，在此基礎(chǔ)上，以實(shí)驗(yàn)為主，并與震害調(diào)查和數(shù)值模擬相對(duì)照，對(duì)其中的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，達(dá)到了多工況互相對(duì)比的目標(biāo)，獲得了大量數(shù)據(jù)，對(duì)液化土中樁土相互作用機(jī)制有了更加深入的理解。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(tái)結(jié)構(gòu)；包括靜荷試驗(yàn)，等幅正弦波加荷試驗(yàn)，變幅正弦波加荷試驗(yàn)

2、，正弦波分級(jí)加荷試驗(yàn)，地震波加荷試驗(yàn)；除記錄了不同土層的累積孔壓和樁基應(yīng)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(shí)程反應(yīng)。 2、通過大量振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，對(duì)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(tái)反應(yīng)之間的相互關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析，觀察到了較多的試驗(yàn)現(xiàn)象，得到了較多的認(rèn)識(shí)，其中有一些是新現(xiàn)象和新認(rèn)識(shí)。 試驗(yàn)和分析表明：與非液化土層相比，可液化土層中地表運(yùn)動(dòng)和樁

3、基動(dòng)力反應(yīng)具有特殊性；液化土層中樁土相對(duì)位移遠(yuǎn)大于非液化土層位移；液化情況下樁土相對(duì)作用力是增大的，表明隨液化發(fā)展，樁土相對(duì)位移增長(zhǎng)效應(yīng)的作用要大土模量降低效應(yīng)的作用；非液化土層上地表加速度、承臺(tái)加速度、樁身彎矩與臺(tái)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(dòng)開始時(shí)一段時(shí)間內(nèi)同非液化土層反應(yīng)類似，當(dāng)孔壓比增長(zhǎng)時(shí)，各個(gè)量反應(yīng)進(jìn)一步增大，當(dāng)孔壓比達(dá)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(tái)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(yīng)呈現(xiàn)明顯特殊性，孔壓比達(dá)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(shí)際震害資料分析、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究和以及數(shù)值模擬對(duì)比分析等技術(shù)手段，揭示了液化土中樁土動(dòng)力相互作用機(jī)制。 試驗(yàn)和分析表明：在非液化硬土中，承臺(tái)結(jié)構(gòu)慣性力對(duì)樁基破壞起主導(dǎo)作用，樁土之間是一種樁

5、推土的關(guān)系，由此土和樁基中各種反應(yīng)被土層中加速度所控制，呈現(xiàn)高頻響應(yīng)；在可液化土層中，樁-液化土間相對(duì)位移效應(yīng)的作用要大于砂土模量的降低效應(yīng)的影響，形成一種土推樁的關(guān)系；可液化土層孔壓增長(zhǎng)、土體位移和樁土相互作用力之間存在明確對(duì)應(yīng)關(guān)系，液化使土體位移顯著增大，并對(duì)樁基破壞起控制作用，而慣性力的作用很?。粯锻料鄬?duì)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(yīng)。 4、討論了目前可液化土層中樁基地震橫向承載力主要計(jì)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(dāng)之處。 試驗(yàn)和分析表明：折減系數(shù)法與按現(xiàn)有習(xí)慣思維將樁土相對(duì)側(cè)向位移取為樁身側(cè)向位移的兩種方法與真實(shí)情況下相差很大；擬靜力法基本思想與真實(shí)情況的工作機(jī)理明顯不符，可液化土層中樁橫向承載力計(jì)算不能用非液化土折減側(cè)向剛度的簡(jiǎn)單思想代替得到；擬靜力法得到的計(jì)算結(jié)果與真實(shí)情況明顯不符，擬靜力法計(jì)算中在很小位移情況下相互作用力就迅速增長(zhǎng)，并很快達(dá)到屈服極限，但事實(shí)上在小樁土相對(duì)

7、位移情況下相互作用力并不很大；擬靜力法的結(jié)果，導(dǎo)致在目前工程設(shè)計(jì)上相當(dāng)保守，達(dá)到了難以接受的程度。 5、提出了可液化土層中樁基動(dòng)力p-y曲線修正方法和修正模型，并初步驗(yàn)證了可靠性。 對(duì)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(gòu)造方式進(jìn)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(gòu)造了一個(gè)新的計(jì)算模型，給出了相應(yīng)的計(jì)算公式；提出的新