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《北京交通大学》 2012年
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地基液化与非液化条件下土—桩—桥墩体系振动台模型试验和数值模拟研究

黄常红  
【摘要】:地震作用下土—结构相互作用的研究已经成为抗震领域和岩土工程领域研究的热点,而考虑地基液化的影响使其研究更具有复杂性。目前,振动台模型试验在研究土—结构动力相互作用的问题上得到了广泛的应用。通过振动台试验研究土—桥梁结构体系的反应特性和作用机理对于加深震害理解、促进桥梁抗震的发展均具有十分重要的意义。 本文依托山东沭河特大桥工程项目,分别设计了可液化地基和非液化地基土—桩—桥墩体系的振动台对比试验。通过试验研究,旨在考查液化地基模型和非液化地基模型下土—桩—桥墩体系地震相互作用机理和桩基桥梁的地震反应规律。另外,采用FLAC3D软件,对液化地基模型的反应规律进行数值模拟,对比饱和砂土层超孔压比变化曲线,分析了土—桩—桥墩之间的相互作用机制。 对振动台试验现象、试验结果分析和数值模拟分析的主要结论总结如下: 1.在小幅值加速度激励下(0.1g),液化地基模型试验未出现液化迹象。两种地基模型中桩土相互作用主要受墩顶惯性力控制,宏观表现为桩推土;桩身的峰值应变出现在墩底或者在上部土层的分界处;两种地基模型试验监测到的峰值加速度差异不大。 2.在大幅值加速度激励下(0.4g),液化地基模型试验监测到孔隙水压力迅速增长并且消散较慢,地基土表出现明显的液化现象。在液化地基模型试验中,砂土层中的峰值加速度竖向分布规律性不明显,而非液化试验则呈现向上放大的规律。由于土层液化的影响,液化试验监测到的桩身最大应变位置比非液化试验更靠下。 3.液化地基模型试验的数值模拟能很好地再现孔隙水压的变化过程。小幅值加速度激励下桩身峰值弯矩分布的模拟结果与试验结果基本吻合。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U442.55;U443.1

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