【摘 要】
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在我国西部山区,高陡边坡繁多,且大都位于印度洋板块与亚欧板块之间,地震断裂带十分活跃。为了满足山区公路选线和保护生态的需求,跨越山区的桥梁桩基不可避免的建立在斜坡地段上。斜坡上桥梁桩基兼具抗滑与承重两方面特性,现阶段对于斜坡上桩基的研究主要集中于静力研究,并且在动力荷载作用时受力相比平地要更为复杂,因此研究斜坡上桩基的动力特性以及其影响因素具有重要的现实意义。本文所做工作的主要内容如下:(1)本文
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在我国西部山区,高陡边坡繁多,且大都位于印度洋板块与亚欧板块之间,地震断裂带十分活跃。为了满足山区公路选线和保护生态的需求,跨越山区的桥梁桩基不可避免的建立在斜坡地段上。斜坡上桥梁桩基兼具抗滑与承重两方面特性,现阶段对于斜坡上桩基的研究主要集中于静力研究,并且在动力荷载作用时受力相比平地要更为复杂,因此研究斜坡上桩基的动力特性以及其影响因素具有重要的现实意义。本文所做工作的主要内容如下:(1)本文通过资料调研,对斜坡上桩基的受力特性与受力分析方法进行了总结,分析比较了不同的桩—土相互作用的分析模型与地震分析方法,经过比选后使用有限元时程分析作为数值模拟手段。(2)结合实例,在考虑了土体本构、桩土相互作用和边界条件等因素后,建立了斜坡—桩基三维有限元计算模型,并通过数值分析与一振动台试验进行了对照,验证了计算方法的可靠性。(3)在此基础之上,将几组峰值加速度大小不同的地震波作为动力荷载,分析地震作用下桩基与斜坡的相互作用,发现桥梁桩基能减小斜坡的动力响应,增强坡体稳定性;由于“斜坡效应”桥梁桩基的动力响应并不对称,靠近桥梁一侧的桩基位移响应更大,靠近斜坡一侧的桩基内力响应更大,另外桩基在群桩基础中的位置对内力影响较大;根据桩身加速度放大系数与桩身高度的规律拟合了相应的关系函数;桩基的动力响应随着地震强度的增加并不是线性增加的,在地震达到0.4g峰值加速度时动力响应会快速加大,此时应注意对结构的薄弱环节例如桩与承台连接处进行抗震加固。(4)采用控制变量法,研究了桩身直径、桩身材料模量、抗滑桩以及不同频谱地震波对于斜坡上桩基动力响应的影响,并对结果进行了分析。桩身直径、桩身模量对位移影响不大,但是会造成较大桩基的内力增长;抗滑桩能很好的减小桩基的动力响应,在本文中后排抗滑桩对于动力响应的减小效果优于前排抗滑桩;不同的地震波由于频谱特性的不同会使桩基的动力响应产生较大的差异。
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