强震区桩-土-断层耦合作用下桩基动力响应
发布时间：2021-01-08 08:12
为研究桩-土-断层耦合作用下桩基动力响应特性,利用振动台试验选取0.35g地震动峰值加速度时4种类型地震波,研究断层上下盘桩基加速度响应、桩顶相对位移、弯矩及桩基损伤情况。试验表明:断层上盘桩基各项参数明显大于断层下盘,呈现出上盘效应;桩顶峰值加速度大于桩底峰值加速度,上部土层对输入地震波具有滤波作用;桩顶加速度响应相较于桩底具有滞后性;桩顶峰值加速度与桩顶加速度放大系数?在输入El-Centro波时最大;上、下盘?差值在输入Kobe波时最大;弯矩和桩顶相对位移峰值在输入Kobe波时最大;弯矩在土层分界面处较大,输入不同地震波时弯矩峰值均未超过桩身抗弯能力;提出了强震区近断层桩基可根据验算内容选取合理地震波进行验算的抗震设计建议。
【文章来源】：岩土力学. 2020,41(07)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
4 桩基础弯矩峰值
断层上盘b-1#桩与断层下盘a-1#桩的桩顶相对位移变化如图12所示。由图12可知，当输入不同类型地震波时，上、下盘桩基础之间的桩顶相对位移最大值差异显著。当输入地震波分别为5010波、5002波、El-Centro波和Kobe波时，断层上盘b-1#桩的桩顶相对位移最大值分别为4.32、5.04、3.76、5.79 mm，断层下盘a-1#桩分别为3.84、4.63、3.55、5.41 mm，断层上盘的b-1#桩基础桩顶相对位移最大值分别大于断层下盘的a-1#桩基础12.5%、8.8%、7.0%和5.9%，同样表现出了发震断层的“上盘效应”。其中在Kobe波作用下各桩基础桩顶相对位移均达到最大值，这是因为Kobe波的频谱特性与桩基础基频更为接近，产生较其他波形更为显著的共振作用。
图1 0 上盘b-1#桩顶和桩底加速度时程响应从图10可以看出，当输入地震波类型不同时，桩基加速度时程响应曲线变化规律不同，桩基础的桩顶和桩底加速度时程响应曲线均与相应输入地震波线型相似；桩底加速度时程响应的频率较高、振幅较小，与输入地震波的频率、振幅较接近；桩顶加速度时程响应与桩底相比频率较低、振幅较大。这是因为上层土的滤波作用使得桩土惯性相互作用下桩顶对地震波高频成分的响应程度及敏感度降低，且地震波频率对基岩影响较小，地震波在基岩中传递时频率、振幅基本不变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液化场地–群桩基础–结构体系动力响应分析——大型振动台模型试验研究[J]. 许成顺,豆鹏飞,杜修力,陈苏,李霞. 岩土工程学报. 2019(12)
[2]强震作用下饱和粉细砂液化振动台试验[J]. 冯忠居,董芸秀,何静斌,刘闯,张福强,李孝雄. 哈尔滨工业大学学报. 2019(09)
[3]不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构地震响应试验研究[J]. 吴琪,丁选明,陈志雄,陈育民,彭宇. 岩土力学. 2020(02)
[4]桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性[J]. 冯忠居,陈慧芸,袁枫斌,尹洪桦,李孝雄,刘闯,张福强,王蒙蒙,李少杰. 交通运输工程学报. 2019(02)
[5]强震作用下的砂土液化对桩基力学特性影响[J]. 冯忠居,王溪清,李孝雄,胡明华,袁枫斌,尹洪桦,董芸秀. 交通运输工程学报. 2019(01)
[6]地震作用下特大型桥梁嵌岩桩基础动力响应[J]. 刘闯,冯忠居,张福强,吴敬武,董芸秀,尹洪桦,袁枫斌,李孝雄,文军强. 交通运输工程学报. 2018(04)
[7]跨越走滑断层黏土地层动力响应离心机试验研究[J]. 蔡奇鹏,吴宏伟,胡平,陈星欣,李升才. 岩土力学. 2018(07)
[8]饱和砂土地基中群桩侧向动力响应试验与数值模拟对比研究[J]. 李雨润,陈张升,史精. 世界地震工程. 2016(04)
[9]基于FLAC3D群桩侧向动力特性试验与数值模拟对比研究[J]. 李雨润,张玉彬,潘鑫鑫. 地震工程与工程振动. 2016(03)
[10]近断层地震动特征及其对工程结构影响的研究进展[J]. 贾俊峰,杜修力,韩强. 建筑结构学报. 2015(01)
硕士论文
[1]近断层地震动作用下TFPS支座矮塔斜拉桥隔震性能研究[D]. 翟启远.兰州交通大学 2018
本文编号：2964248
【文章来源】：岩土力学. 2020,41(07)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
4 桩基础弯矩峰值
断层上盘b-1#桩与断层下盘a-1#桩的桩顶相对位移变化如图12所示。由图12可知，当输入不同类型地震波时，上、下盘桩基础之间的桩顶相对位移最大值差异显著。当输入地震波分别为5010波、5002波、El-Centro波和Kobe波时，断层上盘b-1#桩的桩顶相对位移最大值分别为4.32、5.04、3.76、5.79 mm，断层下盘a-1#桩分别为3.84、4.63、3.55、5.41 mm，断层上盘的b-1#桩基础桩顶相对位移最大值分别大于断层下盘的a-1#桩基础12.5%、8.8%、7.0%和5.9%，同样表现出了发震断层的“上盘效应”。其中在Kobe波作用下各桩基础桩顶相对位移均达到最大值，这是因为Kobe波的频谱特性与桩基础基频更为接近，产生较其他波形更为显著的共振作用。
图1 0 上盘b-1#桩顶和桩底加速度时程响应从图10可以看出，当输入地震波类型不同时，桩基加速度时程响应曲线变化规律不同，桩基础的桩顶和桩底加速度时程响应曲线均与相应输入地震波线型相似；桩底加速度时程响应的频率较高、振幅较小，与输入地震波的频率、振幅较接近；桩顶加速度时程响应与桩底相比频率较低、振幅较大。这是因为上层土的滤波作用使得桩土惯性相互作用下桩顶对地震波高频成分的响应程度及敏感度降低，且地震波频率对基岩影响较小，地震波在基岩中传递时频率、振幅基本不变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液化场地–群桩基础–结构体系动力响应分析——大型振动台模型试验研究[J]. 许成顺,豆鹏飞,杜修力,陈苏,李霞. 岩土工程学报. 2019(12)
[2]强震作用下饱和粉细砂液化振动台试验[J]. 冯忠居,董芸秀,何静斌,刘闯,张福强,李孝雄. 哈尔滨工业大学学报. 2019(09)
[3]不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构地震响应试验研究[J]. 吴琪,丁选明,陈志雄,陈育民,彭宇. 岩土力学. 2020(02)
[4]桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性[J]. 冯忠居,陈慧芸,袁枫斌,尹洪桦,李孝雄,刘闯,张福强,王蒙蒙,李少杰. 交通运输工程学报. 2019(02)
[5]强震作用下的砂土液化对桩基力学特性影响[J]. 冯忠居,王溪清,李孝雄,胡明华,袁枫斌,尹洪桦,董芸秀. 交通运输工程学报. 2019(01)
[6]地震作用下特大型桥梁嵌岩桩基础动力响应[J]. 刘闯,冯忠居,张福强,吴敬武,董芸秀,尹洪桦,袁枫斌,李孝雄,文军强. 交通运输工程学报. 2018(04)
[7]跨越走滑断层黏土地层动力响应离心机试验研究[J]. 蔡奇鹏,吴宏伟,胡平,陈星欣,李升才. 岩土力学. 2018(07)
[8]饱和砂土地基中群桩侧向动力响应试验与数值模拟对比研究[J]. 李雨润,陈张升,史精. 世界地震工程. 2016(04)
[9]基于FLAC3D群桩侧向动力特性试验与数值模拟对比研究[J]. 李雨润,张玉彬,潘鑫鑫. 地震工程与工程振动. 2016(03)
[10]近断层地震动特征及其对工程结构影响的研究进展[J]. 贾俊峰,杜修力,韩强. 建筑结构学报. 2015(01)
硕士论文
[1]近断层地震动作用下TFPS支座矮塔斜拉桥隔震性能研究[D]. 翟启远.兰州交通大学 2018
本文编号：2964248
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