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双向地震作用下土工格栅加筋土柔性桥台地震响应分析
| 论文题名： | 双向地震作用下土工格栅加筋土柔性桥台地震响应分析 |
| 关键词： | 柔性桥台;土工格栅加筋土;动态响应;双向地震作用 |
| 摘要： | 地震作用对桥台稳定性的影响一直以来都是桥梁抗震设计的重点研究内容之一，相比重力式桥台，对以土体-加筋材料的复合柔性桥台的抗震研究则相对较少，而仅有的论文中也多是研究水平向的地震作用力对加筋桥台的影响，水平与竖直方向地震作用对柔性桥台的影响的研究较少。相关研究的缺少使得加筋土柔性桥台的抗震设计规范难以形成，加筋土柔性桥台施工时也较多地参考加筋挡土墙的抗震设计规范。为了使设计更加符合加筋土柔性桥台的规范，需要更多的研究报告来为加筋土柔性桥台的抗震设计规范的制定提供参考。 本文主要研究了不同的上覆荷载和搭接长度对加筋土柔性桥台在双向地震作用下的地震响应，从而找出其中的规律，以供参考。为此汇总了地震土压力的理论研究及计算方法；总结了重力式桥台、整体式桥台及加筋土柔性桥台在地震作用下的桥台损伤指标、震害形式及研究方法；建立了有限元加筋土柔性桥台模型，采用了有限元数值分析软件FLAC3D的动力分析模块模拟分析了双向地震作用下的加筋土柔性桥台的地震响应规律，其中，选用了1994年Topanga监测站收集的有关Northridge Earthquake的地震波作为输入动荷载。地震响应的分析角度包括：桥台墙面的水平位移、桥台的沉降及与加筋区外的比较、墙面的加速度比、墙后土体的水平土压力和竖直土压力的变化、加筋材料的应力。本研究的主要结论如下： （1）双向地震作用下，上覆荷载的增大可降低桥台面板的加速度的扩大系数，但过大的荷载会引起地基承载力的问题，宜选取合适的中间值；较大的上覆荷载使桥台面板后的垂直土压力在地震作用前后保持稳定，加筋区末端的土体的垂直土压力会减小。 （2）上覆荷载的增大会引起桥台面板中上部水平位移的增大，应该注意桥梁的结构形式设置，以限制桥台顶部的水平位移；上覆荷载的增大会使桥台的沉降量增大，固定搭接长度下，桥梁的桥跨不宜太长，避免因荷载过大使双向地震作用下的桥台稳定性出现问题。 （3）桥梁搭接长度的增大会减小桥台整体的水平位移，但也会使面板后的水平土压力增大，设计时应根据规范要求选择合适的单跨跨度和搭接长度，避免面板后水平土压力超出设计值。 （4）搭接长度对面板与土体交界处的震前、震后的垂直土压力影响不大，加筋区末端的垂直土压力则会随搭接长度的增加而减小。 （5）土工格栅有效地限制了土体在地震作用中的运动，在桥台加筋设置不变的情况下，随着桥梁单跨跨度的增大、搭接长度的增加会逐渐影响到临近土体，可以防止土体出现较大的水平位移。 |
| 作者： | 裴伟彭 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 董彦莉;张军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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