【摘要】：震害調(diào)查結(jié)果表明,地震作用下可液化場(chǎng)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(chǎng)地往往在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生液化,樁身處于土體側(cè)移與地震動(dòng)共同作用下發(fā)生破壞。因此,本文以強(qiáng)震下可液化場(chǎng)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(chǎng)地中橋梁樁基的內(nèi)力分布為研究對(duì)象,分別對(duì)樁-土體系在土體側(cè)移與地震動(dòng)兩種荷載輸入下的受力進(jìn)行考察,并對(duì)比內(nèi)力分布的異同,對(duì)樁身設(shè)計(jì)提出建議。具體研究?jī)?nèi)容及方法如下:首先,對(duì)樁-土結(jié)構(gòu)加載土體側(cè)向位移的模擬。分別針對(duì)上覆層厚度、液化層厚度、土體側(cè)移量、樁頂荷載四個(gè)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(duì)象進(jìn)行動(dòng)力模擬研究。分別加載六個(gè)不同強(qiáng)度的地震波,繪制內(nèi)力包絡(luò)圖。并把地震動(dòng)輸入下樁身的地震動(dòng)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(duì)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(duì)上述動(dòng)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(dòng)輸入作用下套箍加固對(duì)樁身的保護(hù)程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。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(duì)樁基受力有顯著影響。樁頂豎向荷載對(duì)樁身的內(nèi)力影響不顯著,但會(huì)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(dòng)強(qiáng)度的增加而增長(zhǎng)。對(duì)比來看,地震動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U443.15
【圖文】：

“液化”(Liquefaction)概念[1]最早由 Casagrande[2]提出，表示飽和無(wú)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(zhǎng)，散粒狀材料從固體狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。簡(jiǎn)單地講，液化是由于循環(huán)加載作用使飽和無(wú)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(duì)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(dòng)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(dòng)、旋轉(zhuǎn)、分解和流動(dòng)的過程。震害調(diào)查表明，砂土液化會(huì)給處于砂土場(chǎng)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(cái)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(tái)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(wú)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(zhǎng)，散粒狀材料從固體狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。簡(jiǎn)單地講，液化是由于循環(huán)加載作用使飽和無(wú)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(duì)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(dòng)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(dòng)、旋轉(zhuǎn)、分解和流動(dòng)的過程。震害調(diào)查表明，砂土液化會(huì)給處于砂土場(chǎng)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(cái)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(tái)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(tái)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(jì)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(tái)灣高雄市美農(nóng)區(qū) 6.7 級(jí)地震[7]導(dǎo)致砂土液化引起的樁

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本文編號(hào)：2798734