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原文传递动水压力作用下地基-桩基础-桥墩结构地震响应分析

论文题名：	动水压力作用下地基-桩基础-桥墩结构地震响应分析
关键词：	Morison方程法;自振频率;地震响应;桩-土相互作用;动水压力;地基-桩基础-桥墩结构
摘要：	为适应经济与技术的快速发展，我国建立了越来越多的跨海跨江桥梁，这些桥梁大多处于深水之中，此类桥梁一旦遭受地震灾害的破坏，其加固和修复工作将耗费大量的人力物力。已有研究表明，当桥墩处于深水复杂环境中时墩-水相互作用不但会改变桥墩的自振特性，并且会对地震作用下的结构响应产生较大影响，因此必需对深水桥梁的抗震性能进行正确的评估。　　本文基于目前关于研究动水压力的Morison方程法，以附加质量考虑动水压力作用。利用有限元软件ABAQUS建立了刚性地基桥墩与地基-桩基础-桥墩模型，对两种结构进行自振频率和地震响应分析，主要内容及结论包括：　　1、对刚性地基桥墩进行自振频率和地震时程分析，结果表明：动水压力作用会折减桥墩的自振频率，折减系数随着水深的增加而增大；动水压力作用下，桥墩的地震响应幅值会增大，其增幅随着水深的增加而增大。当桥墩入水深度小于5m时可忽略动水压力作用，当水深大于5m时需计入水体的影响。　　2、对地基-桩基础-桥墩进行自振频率和水平单向地震时程分析，结果表明：相对于刚性地基桥墩，动水压力对地基-桩基础-桥墩自振频率折减和地震响应增幅作用有所降低，但仍不能忽视其影响。同时，动水压力作用对地基-桩基础-桥墩下部桩基础地震响应产生了较大影响，桩基础和桩截面位置不同所受动水压力影响程度不同。可见在深水桥梁抗震设计时，不仅要考虑动水压力作用对桥墩动力响应的影响，也要重点考虑其对下部桩基产生的影响。　　3、对地基-桩基础-桥墩进行水平双向地震时程分析，结果表明：相对于水平单向地震作用，考虑水平双向地震作用后，动水压力作用对地基-桩基础-桥墩地震响应的影响有所增大。　　4、考虑不同土性与下部结构对动水压力作用的影响，主要研究参数有：土体弹性模量；第一层软土层厚度；软硬夹层位置；桩长径比。结果表明：（1）土体弹性模量不同时，动水压力作用对桥墩的地震响应影响差别很大，当土体较软时，动水压力作用对桥墩地震响应的影响较小；（2）当第一层软土层厚度较大时，动水压力作用对桥墩地震响应的增幅作用越小，随着第一层软土层厚度增大，动水压力作用可能会降低桥墩的地震响应；（3）当土层中软硬夹层所处位置不同时，动水压力作用对桥墩地震响应的影响有所不同：对于软夹层，在土层中越深，动水压力作用对桥墩的地震响应影响越大，而对于硬夹层则刚好相反；（4）当桩截面直径越大，即桩长径比越小时，动水压力作用对桥墩地震响应的影响越大。可见当深水桥墩所处场地土性不同时，动水压力作用对结构的地震响应影响有较大差别，因此在深水桥梁抗震设计时，建议先做好场地勘察工作。
作者：	郑孝辉
专业：	结构工程
导师：	卢华喜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华东交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文