地面横向往返运动下可液化土层中桩基响应机理.pdf

第卷第期土木工程学报
年月
地面横向往返运动下可液化土层中桩基响应机理
袁晓铭李雨润孙锐
中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨河北工业大学天津
摘要通过非液化和液化土层中桩基础宏观震害现象以及等幅波与真实地震波振动台模型实验中桩和土层的加速
度、位移、桩土相互作用力、桩动力曲线、桩身弯矩与孔压发展过程对比研究地震引起的地面横向往返运
动下可液化土层中桩基响应机理。结果表明非液化土层中上部结构惯性力控制着桩的反应性态桩头加速度和
桩身弯矩与土层加速度时程基本保持一致液化过程中桩土相互作用力呈现明显增大现象土体侧向刚度虽然衰
减但同时土层相对位移和桩土相对位移增大的影响更为强烈即土层和桩土相对位移对桩土相互作用力增大的
作用明显大于土体刚度衰减引起桩土相互作用力减小的作用液化土层中桩土相互作用最大反应不是在土层加速
度峰值时刻而是土体相对位移达到最大时响应最大此时土层孔压比为左右非液化土层中桩土相互关系
为桩推土惯性力是控制因素液化土层中则为土推桩土体位移起主要作用而液化发展是这一转变决定性因
素常规仅考虑土体刚度衰减的拟静力方法不适合液化土层中桩基础地震响应计算分析。
关键词地震往返运动桩基液化桩推土土推桩
中图分类号文献标识码
文章编号























基金项目中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项、
国家科技部公益研究专项
作者简介袁晓铭博士研究员
投稿日期
· · 土木工程学报年
的变化趋势即在液化引起土体侧向刚度的减小过程
引言中桩土相互作用力是增大还是减小二是液化过程
中桩土相互作用力增大或减小的原因是土体侧
桩基础曾被认为是抵抗软弱地基的有效工程措向刚度减小后上部结构横向惯性力的作用还是土体
施但在国外近来大地震中屡遭破坏特别在液化土与桩之间相对位移的作用。只有认清这两个问题才
层中桥梁和港口码头的桩基础破坏尤为显著引起了能有合理的分析方法而这两点特别是后一点目前还
国外学者广泛关注。尽管我国年海城地震中缺乏确切证据没有明确的答案。
桥梁桩基础也曾出现过大量破坏但研究相对落伍。本文以振动台模型实验为基本手段结合实际震
年在加拿大召开的第十三届世界地震工程大会害现象研究地震产生的横向往返运动下非液化和液
上桩基抗震研究相关论文有篇而我国为空白。化土层中桩基的工作机理采用对比方法研究上面两
地震中的严重破坏证明桩基础抗震设计方法还存个基本问题目标是为可液化场地中桩基础地震响应
在很大问题究其原因是桩基础本以承载竖向力为主计算原则的确定提供依据。
要设计目标对地震这种以横向运动为主要作用下的
破坏机理缺乏充分认识。因此桩基础抗震研究目前振动台实验设计
重点集中在液化条件下桩基础工作机理。由于震害调
查只能看到最终结果而无法看到整个反应过程模型实验装置
实验就成为认识机理问题的主要手段。国内近来也开实验在中国地震局工程力学研究所小型振动台、
展了一些研究正逐步取得进展。大型振动台上同时进行。小型振动台实验中承台
上部结构横向惯性力和土体横向位移运动是影响桩土相互作用模型