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地震液化条件下桩-土-桥梁结构相互作用的研究
| 论文题名： | 地震液化条件下桩-土-桥梁结构相互作用的研究 |
| 关键词： | 液化作用;地震作用;桥梁动力响应;孔隙水压力;不均匀沉降;抗震设计 |
| 摘要： | 地震液化条件下桩-土-桥梁结构动力相互作用的研究是土木工程界的一个前沿课题,但是目前国内外对液化场地条件下桩-土-桥梁结构动力相互作用的研究仍然较少。因此,本文以南京“京沪高铁工程”某标段的铁路桥作为研究对象,采用ABAQUS有限元软件分别建立桩-土-桥梁结构在液化场地条件下和非液化场地条件下的二维有限元模型,对地基土的孔隙水压力、土层和桥梁结构的动力响应、桩基的破坏机理进行了研究和分析。研究结果表明: (1)地基孔隙水压力的发展与输入地震波的强度、土层的性质及深度等有着密切的关系。随着输入地震波的加速度不断增大,超静孔隙水压力不断上升,且孔隙水压力在地震结束以后不会立即消散。 (2)孔隙水压力的变化将会影响地基土强度发生变化,导致土体变形,使基础产生不均匀沉降,地基土丧失承载力和抗剪强度,桥梁结构严重破坏,甚至倒塌。 (3)土层液化后刚度降低,发生软化,传递振动的能力减弱。在一定程度上,对上部结构具有减振隔震作用。 (4)土层液化后,土体对桩的约束减弱,桩基摆动、旋转幅度增大,使得桥梁结构的位移幅值显著增加。这也是导致桥梁结构严重破坏,甚至倒塌的重要因素之一。 (5)液化土体的侧向扩展作用对桩基影响较大。在性质差异较大相邻两土层的交界处,土层相对位移较大,桩身受到较大的弯矩,使桩基有可能发生弯剪破坏,是桩身出现断裂的主要位置。因此,土体发生液化是造成桩基破坏的重要原因之一。 (6)对不同类型的地震波,上部结构的反应差异较大,说明了桥梁结构的破坏不仅与地震的震级有关,还与地震波的波形有关。 本文对液化场地条件下桩-土-桥梁结构相互作用的研究成果,对液化场地的抗震设计和防灾减灾具有重要的指导意义和实用价值。 |
| 作者： | 王凯 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 钱德玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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