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强震下液化场地土-桥梁桩相互作用研究
| 论文题名： | 强震下液化场地土-桥梁桩相互作用研究 |
| 关键词： | 强烈地震;液化场地;土-桩作用;仿真分析 |
| 摘要： | 震害调查结果表明,地震地基液化大变形引起的桥梁地基和基础的破坏是桥梁震害的主要形式。地震作用下,地基和基础的破坏属于土-桩-结构相互作用范畴,因此开展强震下液化场地土-桥梁桩相互作用研究势在必行。鉴于上述,本论文针对强震下液化场地土-桥梁桩相互作用进行了研究,主要研究工作和取得的成果如下: 1、进行了地震作用下液化场地土-桥梁桩相互作用的振动台试验研究。输入地震动为:压缩0.15gElCentro波、0.15gElCentro波和0.50gElCentro波。通过试验研究了频率和振幅对土和桩动力反应的影响。在时域和频域范围内分析了土和桩在地震荷载下的超孔压反应、加速度反应、弯矩反应,揭示了不同频率和振幅下液化场地土和桩的动力反应规律。 2、建立了液化场地土-桥梁桩在地震荷载下的三维动力有限元分析模型。该模型考虑了水-土动力耦合作用、土和桩的非线性、土和桩之间的相互作用的影响。从土的动力响应和桩的动力响应两个角度,通过与液化场地土-桥梁桩振动台试验结果的对比分析,证明吻合情况良好。引入均方根误差定量评价所建立模型的可靠性与误差,结果表明该有限元模型具有较好的精度和可靠性。 3、基于上述建立的有限元模型,对强震下液化场地土-桥梁桩地震相互作用进行了细致分析。系统研究了液化场地土和桩的动力反应,包括强震下土的超孔压反应、剪应力-剪应变反应、加速度反应、位移反应及桩的加速度位移反应、弯矩曲率剪力反应。明晰了砂土的相对密度、桩径、上部结构配重及振幅对液化场地土-桥梁桩地震相互作用的影响规律。 4、在参数分析基础之上,基于液化场地桩的弯曲和屈曲失效理论,判断了不同的砂土相对密度、桩径、上部结构配重、振幅下桩基的失效模式,探讨了强震下液化场地振动台模型中桩的动力失效机理。进一步分析了上覆非液化层对桩基内力和变形的影响,据此给出了液化场地桩基的减震建议。 |
| 作者： | 高霞 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 凌贤长 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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