液化场地大直径变截面单桩动力响应研究

为研究不同地震动强度下液化场地大直径变截面单桩的动力响应规律,基于振动台试验,选取5010波,在地震动强度0.10g~0.45g作用下,研究液化场地砂土孔压比和大直径变截面单桩桩顶水平位移、桩身弯矩、桩身加速度时程响应及桩基损伤等变化规律.试验结果表明：饱和砂土孔压比随着地震动强度的增大上升明显,地震动强度≥0.30g时,饱和砂土孔压比稳定值在0.9附近,此时砂土完全液化;在0.45g地震动强度作用下,桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均达到最大;桩身不同位置处加速度峰值出现时刻均滞后于输入地震波加速度峰值出现时刻,且桩顶及变截面的加速度响应比桩端的响应更弱;不同地震动强度作用下,桩身弯矩最大值均出现在液化土层和非液化土层分界处,且变截面处弯矩小于土层分界面处;地震动强度达到0.30g时,大直径变截面单桩桩身发生损伤.因此,液化场地下大直径变截面桥梁单桩基础抗震设计时,应该重点考虑饱和砂土层分界处、变截面处的抗弯能力,以确保单桩桩身强度满足抗震要求.     

地震作用软土震陷特性及变截面群桩动力响应

为研究不同类型地震波作用时软土场地条件下大直径变截面群桩基础的动力响应特性,依托翔安大桥实体工程,通过振动台试验,选取地震动强度均为0.15g的人工合成5010波、1004波,以及Kobe波和El-Centro波,研究了群桩基础桩周土层震陷量、桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩等动力响应特性. 结果表明：地震作用下,软土层发生震陷,震陷量为0.16~0.22 cm,其值与输入地震波的频谱特性有关;桩端加速度时程响应曲线较桩顶及变截面处更为“密集”;软土对加速度产生放大效果,输入地震波加速度峰值出现时刻均早于桩端、桩顶及变截面处;桩身加速度及桩顶水平位移分别在1004波和Kobe波作用下达到最大值;5010波和1004波作用下,桩顶产生永久侧向位移;Kobe波作用下,桩身弯矩峰值最大,且弯矩峰值出现时刻最晚. 因此,在进行群桩基础抗震设计时,针对不同桩基特性可选用不同类型地震波进行验算.     

地震作用下变截面钢管混凝土单桩动力响应

为了探讨桥梁位于软弱土层时,地震作用下变截面钢管混凝土桩基的动力响应,以翔安大桥为工程背景,利用FLAC3D有限元软件建立地震作用下桩-岩土体-钢管耦合作用的数值模型,研究在不同强度的地震作用下变截面钢管混凝土单桩和变截面普通混凝土单桩桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩的动力响应差异.结果表明：变截面钢管混凝土单桩在地震作用下的桩身加速度、加速度放大系数、桩身位移最大值和桩身弯矩变化规律均同变截面普通混凝土单桩类似,但钢管使桩身加速度放大系数降低、桩基抵抗侧向变形能力和抗弯承载力提高.因此,钢管可以显著提升地震作用下桩基的抵抗变形能力和承载力.     

强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性

为研究强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性,依托海文大桥实体工程,利用Midas/GTS有限元软件,建立了桩-土相互作用模型,分析了地震动峰值为0.35g时4种类型地震波作用下桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩及剪力等动力响应,并根据计算结果对桩基在强震作用下的安全进行了评价.结果表明:在0～10 m的可液化粉细砂层,桩身加速度峰值迅速增加,并在桩顶处达到最大,桩顶加速度出现峰值的时刻与桩底相比均呈现滞后现象,最大滞后时间为2.14 s;不同类型地震波作用下,在可液化的粉细砂层,Kobe波产生的桩顶位移最大,El-Centro波次之,5010波产生的桩顶位移最小;桩身弯矩峰值均出现在液化层和非液化层分界处,桩身剪力峰值均出现在地下0～10 m的可液化土层之间,Kobe波作用时,桩身弯矩和剪力峰值均最大,El-Centro波次之,5010波最小;地震动强度为0.35g,5010、5002、El-Centro地震波作用时,桩身弯矩及剪力峰值均未超过桩身截面抗弯和抗剪承载力,Kobe地震波作用时,桩身弯矩峰值小于桩身截面抗弯承载力,而桩身剪力峰值超出桩身截面抗剪承载力的68.6％,桩基础桩身强度不满足抗震要求,建议增加桩基础纵向配筋.     

可液化场地桩-土结构相互作用研究综述

近年来,可液化场地桩-土-桥梁结构互作用问题一直是理论研究的热点。首先回顾了国内外破坏性地震中由于场地液化造成的桩基震害现象及其损伤破坏机理;然后梳理了国内外学者在液化场地桩-土相互作用领域开展的数值模拟、实验研究,系统总结了两种典型数值模拟方法、三类实验研究方法,并对其优劣进行了初步分析;最后,分析了现有研究存在的不足,提出了亟待解决的相关问题,给出了研究建议。研究成果可为该领域研究人员提供基础性借鉴。     

砂土场地高承台群桩基础地震响应特征试验研究

基于干砂场地和饱和砂场地中高承台直群桩和高承台斜群桩离心机振动台试验,分析干砂和饱和砂地基土、高承台直斜群桩基础动力特征参数,并对比研究干砂与饱和砂场地中地震动强度对地基土和高承台群桩基础动力响应的影响.结果表明：1）饱和砂土地基的主周期更长,且包含更多长周期成分;同相对密实度的饱和砂土地基阻尼比是干砂地基的两倍;土-...     

群桩基础后压浆地震动力响应研究

针对黄土与砂土在地震作用下发生液化、丧失承载力的问题,将后压浆用于土体抗液化,建立3×3群桩三维模型,研究群桩基础在不同峰值加速度El Centro地震波与上部均布荷载共同作用下的动力响应,并分析了后压浆对黄土与砂土抗震性能的影响。研究结果表明：在0.3g El Centro地震波作用下,黄土与砂土层大部分区域土体液化。黄土与砂土层经压浆加固后,群桩基础承载力提高4.87%;土体在地震波作用下以整体平动位移为主;土体加速度得到不同程度的降低;土体加固范围内的桩身动弯矩峰值较压浆前增大;桩身弯矩最值点上移;桩土应力分担比改变。     

变截面门式刚架的动力特性

考虑材料非线性,采用ANSYS程序建立变截面门式刚架动力特性的数值模拟分析模型.通过对不同跨度和柱长细比的变截面门式刚架的动力特性分析表明,变截面门式刚架结构的滞回曲线比较饱满,呈梭形,具有良好的塑性变形能力和滞回耗能能力.变截面门式刚架在低周反复循环荷载作用下发生了刚度与强度的退化,且程度不断加大.门式刚架结构的延性随着跨度或柱长细比的增大而降低;当跨度大于42 m和柱长细比大于90后,门式刚架的刚度和强度退化速率加快,结构的延性迅速降低.变截面门式刚架的正负向荷载及相应的位移并不完全对称,表现出鲍辛格效应.     

波浪作用下液化场地高桩码头动力响应试验研究

高桩码头广泛应用于深水港口工程建设中,且大多位于可液化场地,波浪作用对液化场地高桩码头工作性能的影响不可忽视,但鲜有研究报道.进行液化场地高桩码头模型波浪水槽试验,考虑波浪、码头和土层三者之间的相互作用,真实再现高桩码头使用环境,探索波浪作用下码头内部响应差异,分析波浪作用下码头桩基和土层动力响应,探讨波高变化对各动力响应的影响规律.结果表明：高桩码头面板加速度和位移响应随波浪作用时间增加先逐渐变大最终保持相对稳定;群桩内各桩受到的动水压力和变形差异明显,其变化规律与桩位置有直接联系;自由场和桩周土层孔压响应幅值随埋深增大而减小,群桩的存在会降低桩周土层孔压的响应,增大土层加速度的响应;波高的增加对土层的影响随深度的增加而减小.上述研究成果可为波浪作用下类似高桩码头试验提供参考,为高桩码头合理化设计和防波浪侵袭提供支持.     

高桩承台基础与桥梁结构的动力相互作用

采用两质点模型近似模拟群桩基础和基础以上桥梁结构的动力特性,推导出桥墩、基础地震反应的计算公式,然后用数学工具MATLAB编制了一个程序,最后以一个实际结构为背景建立两质点模型进行了动力相互作用规律的探讨.结果表明,承台质量较大的高桩承台基础和基础以上桥梁结构之间的动力相互作用现象非常显著,计算桥墩和基础的地震反应时,承台质量的影响不可忽略,否则可能会引起很大的误差.     

变截面叠合结构力学特性数值模拟

为了探讨不同预制板截面高度与叠合后截面总高度比例对叠合结构力学特性的影响,利用ABAQUS软件对比例为0.6、0.5和3/7的叠合板进行有限元分析.模拟结果表明,该比例的变化对后浇层受压混凝土的"应变滞后"和钢筋的"应力超前"等叠合结构的典型力学性能具有重要影响.本文的研究为叠合结构的设计和工程应用提供了理论基础.     

抗震设计中桩基受力的实例分析

以实例分析了抗震设计中桩基受力计算过程,并得出结论,提出建议.     

SASW法在液化地基加固处理中的应用研究

介绍了SASW法的基本原理与测试方法,并将该方法用来评判液化地基的液化势,通过试验对比,采用SASW法对强夯法和挤密桩法加固液化地基的效果进行了评价,并建立SASW法剪切波速与标准贯入击数之间的相关关系。     

桩基动测法建模的研究

目前工程施工中对桩基质量和实际承载能力的检测大量采用动测法，通过测试中获得的动态参数间接求桩基的静态参数，基于对目前最常用的动测法研究的基础上，提出了具有普遍性规律的4种建模形式，且对每一种模型的理论基础、计算方程都进行了详细的分析、推导，根据每一种建模形式的特点，在动测法与建模形式之间建立起有机的联系，并通过试验，验证了桩基动测法建模研究的实际意义，对其他动测法的提出也作了理论性的探讨。     

桩体参数对CFG桩复合地基沉降影响数值分析

通过数值模拟,分析CFG桩复合地基的沉降与桩长、桩径、桩体模量的关系及规律,为模型试验及生产实践提供指导性的意见,为更好地进行基础设施建设提供必要资料。     

可液化河谷场地不同形式梁式桥的地震反应

场地液化对河谷场地中不同结构体系、不同基础形式的梁式桥的地震反应可能具有不同程度的影响.针对该问题,以典型可液化河谷场地三跨梁式桥为背景,建立了二维场地-桥梁结构一体化有限元模型,包括群桩基础简支梁桥、群桩基础连续梁桥和桩柱式基础简支梁桥3种桥型,并进行非线性地震反应分析.从场地和桥梁震后变形、桩基础变形分布、桥墩漂移率、滑动支座位移和桥台伸缩缝位移等方面,探究不同形式梁桥的地震反应规律,重点揭示场地液化对不同形式梁式桥地震反应的影响规律.结果表明:场地液化会显著增大群桩基础简支梁桥的落梁风险,群桩基础连续梁桥受场地液化的影响次之,桥台处的落梁、台梁碰撞风险也较大,而桩柱式基础简支梁桥受场地液化的影响较小.     

水泥粉煤灰碎石桩复合地基对于软基的加固效果研究

基于福州市一个路桥过渡段CFG桩复合地基工程,运用MIDAS GTS/NX建立纵断面模型,分别建立天然地基与CFG桩复合地基模型,进行静力固结分析。提取相同位置的沉降值,与横断面模拟沉降值以及现场沉降监测数据进行对比分析,结果显示：CFG桩复合地基的沉降比天然地基减小了13.6cm,且纵断面模型模拟沉降结果与横断面模拟沉降值以及现场监测结果基本一致,沉降变化趋势也相近,说明CFG桩复合地基加固软基的有效性以及有限元模拟的可靠性。研究结果可为软土地基的加固工程提供一定的理论参考与借鉴。