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多年冻土退化对桥墩及其桩基础抗震性能影响的分析研究
| 论文题名： | 多年冻土退化对桥墩及其桩基础抗震性能影响的分析研究 |
| 关键词： | 桥墩;桩基础;抗震性能;冻土退化;时程分析法 |
| 摘要： | 近年来，全球气候变暖导致多年冻土地区出现了冻土退化的现象。青藏铁路和公路沿线冻土高度发育，而且穿越多处地震带，冻土的退化势必会对铁路桥梁抗震性能产生一定影响。因此研究多年冻土上限退化对桥梁抗震性能的影响具有重要工程适用意义。 论文以青藏线上某32m简支梁桥为背景，运用专业分析软件Midas Civil建立桩—承台—桥墩的单墩有限元数值模型，分别采用反应谱法和时程分析法进行了多年冻土上限由1.5m退化至5.5m时，地震荷载作用下桥墩及其基础的自振特性、内力和变位响应分析，探讨了冻土上限退化对桥墩及其桩基础抗震性能影响的变化规律。结论如下: (1)通过反应谱与时程分析法的对数值模型运行分析的结果对比，两种方法得到的分析结论基本一致，说明时程分析法所选的地震波是合理的。 (2)通过对单墩及桩基础模型分析，随着多年冻土退化的发展，结构的综合刚度略有下降，桥墩前两阶的自振周期延长，以后各阶变化不明显，对桥墩及其基础抗震性能影响不大。冻土退化对桥墩1、3阶振型的规律影响不大，前三阶振型参与质量达到90％。 (3)对于不同含冰量的冻土（饱冰、富冰、多冰、少冰）地基中的桥墩分析，桩身、墩顶和地面处的水平位移均随冻土上限的退化而增大，其中饱冰冻土的变化最大，少冰冻土最小;说明了饱冰冻土对温度变化的敏感性最高，其退化对桥墩抗震性能的影响最不利。 (4)针对不同土质（粉土、砂土、碎石土）的均质地基中桥墩的分析，桩身、墩顶和地面处的水平位移随着冻土上限的退化而增大，且以粉土最为敏感，说明粉土地基中的桥墩及其桩基础抗震性能最差。 (5)对饱冰、富冰、多冰、少冰四种含冰量冻土中的桥墩及其桩基础进行分析，墩底内力均随着冻土上限的退化而依次增大;而对粉土、砂土、碎石土三种地质条件下的地基中桥墩分析，发现其墩底最大内力随着冻土上限的退化而依次增大，说明多年冻土中，饱冰粉土的退化对桥墩及其基础的抗震影响最大。 (6)针对不同含冰量的多土层地基中的桥墩及其桩基础进行分析，得出的结论与均质土层基本一致，即桩身、地面处、墩顶水平位移随冻土上限的退化而增大，墩底内力也随着冻土的退化变大。 |
| 作者： | 张钊 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 宁贵霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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