【摘要】：震害調(diào)查結(jié)果表明,地震作用下可液化場地地基液化引起的地面大變形是引起樁基破壞的主要原因�？紤]到強(qiáng)震下可液化場地往往在極短時間內(nèi)發(fā)生液化,樁身處于土體側(cè)移與地震動共同作用下發(fā)生破壞。因此,本文以強(qiáng)震下可液化場地中橋梁樁基的內(nèi)力分布規(guī)律為研究目標(biāo),以已液化場地中橋梁樁基的內(nèi)力分布為研究對象,分別對樁-土體系在土體側(cè)移與地震動兩種荷載輸入下的受力進(jìn)行考察,并對比內(nèi)力分布的異同,對樁身設(shè)計提出建議。具體研究內(nèi)容及方法如下:首先,對樁-土結(jié)構(gòu)加載土體側(cè)向位移的模擬。分別針對上覆層厚度、液化層厚度、土體側(cè)移量、樁頂荷載四個因素進(jìn)行模擬。其次,仍舊取上述三層土體模型中樁身受力為研究對象進(jìn)行動力模擬研究。分別加載六個不同強(qiáng)度的地震波,繪制內(nèi)力包絡(luò)圖。并把地震動輸入下樁身的地震動響應(yīng)與樁身的靜力土體側(cè)移作用下的樁身內(nèi)力分布進(jìn)行對比,嘗試得出樁身在兩種情況下的應(yīng)力分布規(guī)律。最后,對上述動力加載模型中樁身施加加固措施,通過比較用于加固樁身的套箍作用效果與原型模擬的內(nèi)力,得出在地震動輸入作用下套箍加固對樁身的保護(hù)程度進(jìn)行評價。通過以上研究工作得出結(jié)論如下:(1)液化層厚度、土體側(cè)移量、上覆非液化層厚度皆對樁基受力有顯著影響。樁頂豎向荷載對樁身的內(nèi)力影響不顯著,但會影響樁身的下沉,有待后續(xù)進(jìn)一步探索。(2)樁身軸力、剪力、彎矩的最大值都隨著地震動強(qiáng)度的增加而增長。對比來看,地震動輸入下的樁身內(nèi)力分布和側(cè)移輸入下樁身內(nèi)力分布有很大差別。尤其是最大值出現(xiàn)的位置很不相同。(3)套箍很好的保護(hù)了樁基,使得樁身受力大大減小。此外,樁身的應(yīng)力分布并未隨著套箍的施加發(fā)生明顯的變化。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U443.15
【圖文】：

“液化”(Liquefaction)概念[1]最早由 Casagrande[2]提出，表示飽和無粘性土體在不排水單調(diào)循環(huán)加載作用下，產(chǎn)生土體變形的一種現(xiàn)象。Terzaghi 等[3]將“液化”定義為由于土體中超孔隙水壓力的增長，散粒狀材料從固體狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。簡單地講，液化是由于循環(huán)加載作用使飽和無粘性土體產(chǎn)生超孔隙水壓、抗剪強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象。隨著土體液化程度加深常伴隨地基土體的側(cè)移的發(fā)生。針對這一現(xiàn)象，Varnes[4]提出“液化側(cè)向擴(kuò)展”(Liquefaction-Induced Lateral Spreading)概念，即由于底層土體的液化和塑性流動使得上層土體發(fā)生拉裂破壞，最終使上層土體發(fā)生沉降、移動、旋轉(zhuǎn)、分解和流動的過程。震害調(diào)查表明，砂土液化會給處于砂土場地中的樁基及建筑物造成極大危害。砂土液化的發(fā)生常伴隨著地面下沉、地表塌陷、地基承載力喪失、地面流滑、涌砂等現(xiàn)象，從而使得處于其中的建筑發(fā)生毀壞，造成生命財產(chǎn)損失。典型的震害如 1995年的日本神戶地震[5]中，分別出現(xiàn)：樁基下沉、引橋破壞、樁頂剪切破壞、樁基與承臺鏈接失效等震害，如圖 1-1 到圖 1-4 所示。

“液化”(Liquefaction)概念[1]最早由 Casagrande[2]提出，表示飽和無粘性土體在不排水單調(diào)循環(huán)加載作用下，產(chǎn)生土體變形的一種現(xiàn)象。Terzaghi 等[3]將“液化”定義為由于土體中超孔隙水壓力的增長，散粒狀材料從固體狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。簡單地講，液化是由于循環(huán)加載作用使飽和無粘性土體產(chǎn)生超孔隙水壓、抗剪強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象。隨著土體液化程度加深常伴隨地基土體的側(cè)移的發(fā)生。針對這一現(xiàn)象，Varnes[4]提出“液化側(cè)向擴(kuò)展”(Liquefaction-Induced Lateral Spreading)概念，即由于底層土體的液化和塑性流動使得上層土體發(fā)生拉裂破壞，最終使上層土體發(fā)生沉降、移動、旋轉(zhuǎn)、分解和流動的過程。震害調(diào)查表明，砂土液化會給處于砂土場地中的樁基及建筑物造成極大危害。砂土液化的發(fā)生常伴隨著地面下沉、地表塌陷、地基承載力喪失、地面流滑、涌砂等現(xiàn)象，從而使得處于其中的建筑發(fā)生毀壞，造成生命財產(chǎn)損失。典型的震害如 1995年的日本神戶地震[5]中，分別出現(xiàn)：樁基下沉、引橋破壞、樁頂剪切破壞、樁基與承臺鏈接失效等震害，如圖 1-1 到圖 1-4 所示。

圖 1-3 日本神戶地震、樁頂剪切破壞 圖 1-4 日本神戶地震中樁基與承臺連接失效2008 年汶川地震[6]中發(fā)生大量的橋梁損毀，據(jù)統(tǒng)計有 6140 座橋梁在地震及隨后余震中被毀，這其中為數(shù)不少是由于地基液化導(dǎo)致橋梁樁基損壞造成的。如映秀鎮(zhèn)郫縣等地區(qū)都出現(xiàn)了飽和砂土液化現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為地表裂縫、噴水冒砂、土體側(cè)移、地面沉降等現(xiàn)象，如圖 1-5、圖 1-6 所示[5]。圖 1-5 龍尾大橋 圖 1-6 小魚洞大橋又如 2016 年 2 月 26 日，臺灣高雄市美農(nóng)區(qū) 6.7 級地震[7]導(dǎo)致砂土液化引起的樁

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本文編號：2798734