倾斜场地非均匀土-桩-结构地震相互作用振动台试验与数值分析

发布时间：2021-10-19 02:59

　　为了研究地震作用下倾斜场地桩-土-结构的相互作用规律,以西南山区某固体废物处置场为例,采用分离相似设计方法和基于连续介质力学的离散元法,进行了群桩结构模型振动台试验与数值分析。通过输入不同幅值的地震波,探讨了整个体系动力响应、处置场单元位移、桩身动应力变化规律及处置场的整体稳定性。并得出如下结果:（1）岩土体是否饱和对模型结构体系的地震动力响应和体系内力影响较大,饱水后位移和内力均要大于饱水前,但体系最大位移在安全范围内;（2）体系的加速度放大效应主要产生在桩身部分,上部结构整体运动主要以平动为主;（3）桩身轴力沿桩深度呈先增大后减小的趋势,增至强风化带底部最大,整个桩身以受压为主;桩身剪力最大值发生在嵌固段下端,强风化带以上剪力幅值及变化均较小,饱水后桩身剪力自上而下逐渐增大;弯矩自桩顶以下呈先增大后减小,然后再反向增大的趋势,最大弯矩发生在2/3桩身周围;（4）处置场整体稳定,但1号～2号处置场桩基设计应加强,处置场下部斜坡应进行抗滑桩等措施进行加固;（5）本项研究可为倾斜场地非均匀土-桩基-结构体系设计计算提供参考。 

【文章来源】：地震工程与工程振动. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

试验原型及模型

项目距龙门山断裂带北段中央断裂(北川-映秀断裂)约10 km,故选取类似地质条件情况下的产生的汶川清平波作为输入地震波。试验中对模型加载X、Z向地震波,加载峰值为0.15 g、0.33 g。每个工况加载前对模型加载30 s 的高斯白噪声扫描。根据上述布置的加速度传感器,验证输入的地震波是否满足试验要求,加速度时程曲线见图3。4 振动台试验结果分析

以5#处置单元外侧边桩为例,加速度响应规律如图4所示。从图4可以看出,整个体系的加速度放大效应主要产生在桩身部分,上部结构整体性较好,加速度一致性较高,其整体运动主要以平动为主;上部结构的加速度响应与桩体的加速度响应不一致,这导致桩体内部产生剪力和弯矩,在进行桩基设计时,需要满足最危险情况的允许剪力和允许弯矩的要求,并预留足够的安全储备;注水后桩-承台-处置场单元的整体加速度峰值高于注水前,这表明强风化带饱水后,结构本身的惯性力增大,桩周土层受到的侧压力增高,桩体会受到更大的剪力和弯矩作用,整个体系的危险性变大。因此在进行弯矩和剪力分析时,以注水后的桩身反应为主要研究对象,并分析处置场单元设计时的安全储备。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3444020