西北寒区多年冻土场地地震动特性及桩基动力响应分析

发布时间：2020-06-13 07:21

【摘要】：我国西北地区分布着众多的多年冻土,而且随着西北经济的发展,一带一路政策的执行,交通基础建设也在逐渐加强。由于冻土的力学性质随着温度变化,极不稳定,因此交通基础建设中多采用桩基基础,具有很好的稳定性。同时西北地区也是地震多发地带,因此为了交通基础的安全性和耐久性,对冻土环境下的冻土场地和桩基体系进行地震分析具有很大的现实意义,也是对西北寒区的抗震设计提供了一定的参考。要对寒区冻土场地和桩基体系进行地震响应分析,首先应对冻土的动力特性进行研究。因此对冻结粉质亚黏土进行了动三轴试验,分析冻土的动应力应变关系、动弹性模量和阻尼比,得出动应力应变曲线符合Hardin-Drnevich双曲线模型,动弹性模量随温度升高而减小,围压对动弹性模量的影响试温度而定,动弹性模量随含水量增大先减小后增大,阻尼比随温度的升高而增大。其次建立冻土场地和非冻土场地的有限元模型,对冻土场地与非冻土场地的地震响应进行对比,分析冻土变化对地震响应的影响,得出在地震P波下,冻土会对地震响应有一定的抑制作用,在地震S波下,冻土场地的横向加速度大于未冻土场地,横向位移在地震前期大于未冻土场地,地震荷载较大时未冻土场由于强度较小,出现较大累积变形。最后对冻土-桩-承台体系进行地震响应分析,分析不同温度的冻土环境下桩基体系的应力、位移和桩土相对位移变化。在地震P波下,-6℃冻土环境时虽然桩基体系会产生较大应力,但是承台的竖向位移会较小,并且从位移增长速率来看,温度越高,位移增长速率越快。因此对于P波的抗震设计,温度在-1℃以上的冻土环境下应给予重视。在地震S波下,不同温度下桩基体系的应力和位移相差很大,-1℃桩与冻土会产生滑移现象,-6℃时承台会出现较大的横向位移。因此对于S波的抗震设计,应考虑温度的因素。
【图文】：

分布图,分布图,绪论,国土

第一章绪论第一章绪论及意义布辽阔，其中季节冻土面积约 515 万 km2，占国土总面207 万 km2，是国土总面积的 21.5%，，位居世界第三[1]。置见图 1-1。从图 1-1 可以看出全国大范围分布着冻土地区的青藏高原和东北地区的大、小兴安岭，具有高海布在秦岭淮河一线以北的地区以及新疆西北等地。短时地区。

桥梁,冻土

图 1-2 桥梁钻孔坍塌图 1-3 公路表层断裂已有研究表明，冻土会改变场地的动力特性，从而使冻土区建筑物的震害发生明显的变化[4]。另外未来气候升温影响将引起多年冻土物理参数及力学特性的变化，冻土场地的地震响应也会随之变化，桩基体系的抗震安全性也会受到影响。因此，需考虑未来相伴出现多年冻土性质变化、地震发生这两种极为不利的情况，对冻土区的冻土场地及冻土-桩-承台进行地震动力分析是很有现实意义的。青藏铁路开工建设以来，有关研究
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU445;TU435

【参考文献】