岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (7): 2389-2400.doi: 10.16285/j.rsm.2019.2122

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

强震区桩−土−断层耦合作用下桩基动力响应

何静斌1,冯忠居1,董芸秀1, 2,胡海波1,刘闯3, 郭穗柱1,张聪1,武敏1,王振4   

  1. 1. 长安大学 公路学院,陕西 西安 710064;2. 陇东学院 土木工程学院,甘肃 庆阳 745000;3. 海南省交通运输厅,海南 海口 570204; 4. 山东高速科技发展集团有限公司,山东 济南 250001
  • 收稿日期:2019-12-18 修回日期:2020-04-21 出版日期:2020-07-10 发布日期:2020-09-20
  • 通讯作者: 冯忠居,男,1965年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程、地震工程方面的研究。E-mail: ysf@gl.chd.edu.cn E-mail:Hejingbin_0407@163.com
  • 作者简介:何静斌,女,1994年生,硕士研究生,主要从事基础工程、岩土工程方面的研究
  • 基金资助:
    海南省交通科技项目(No. HNZXY2015-045R)。

Dynamic response of pile foundation under pile-soil-fault coupling effect in meizoseismal area

HE Jing-bin1, FENG Zhong-ju1, DONG Yun-xiu1, 2, HU Hai-bo1, LIU Chuang3, GUO Sui-zhu1, ZHANG Cong1, WU Min1, WANG Zhen4   

  1. 1. School of Highway, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China; 2. School of Civil Engineering, Longdong University, Qingyang, Gansu 745000, China; 3. Department of Transport of Hainan Province, Haikou, Hainan 570204 China; 4. Shandong Hi-speed Technology Development Group Co., Ltd., Jinan, Shangdong 250001, China
  • Received:2019-12-18 Revised:2020-04-21 Online:2020-07-10 Published:2020-09-20
  • Supported by:
    This work was supported by the Hainan Provincial Transportation Science and Technology Project (HNZXY2015-045R).

摘要: 为研究桩?土?断层耦合作用下桩基动力响应特性,利用振动台试验选取0.35g地震动峰值加速度时4种类型地震波,研究断层上下盘桩基加速度响应、桩顶相对位移、弯矩及桩基损伤情况。试验表明:断层上盘桩基各项参数明显大于断层下盘,呈现出上盘效应;桩顶峰值加速度大于桩底峰值加速度,上部土层对输入地震波具有滤波作用;桩顶加速度响应相较于桩底具有滞后性;桩顶峰值加速度与桩顶加速度放大系数??在输入El-Centro波时最大;上、下盘??差值在输入Kobe波时最大;弯矩和桩顶相对位移峰值在输入Kobe波时最大;弯矩在土层分界面处较大,输入不同地震波时弯矩峰值均未超过桩身抗弯能力;提出了强震区近断层桩基可根据验算内容选取合理地震波进行验算的抗震设计建议。

关键词: 岩土工程, 桩基础, 振动台试验, 动力响应, 强震区, 近断层

Abstract: In order to study the dynamic response characteristics of pile foundation under the pile-soil-fault coupling effect, four different types of seismic waves with the peak acceleration of 0.35g are selected for shaking table test. The acceleration response, relative displacement of pile top, bending moment of pile body and damage of pile foundation under different types of seismic waves are studied. The test results show that the parameters of the pile on hanging wall are obviously larger than those on the footwall of the fault, showing the hanging wall effect. The peak acceleration of pile top is greater than that of pile bottom, and the upper soil layer has filtering effect on the input seismic wave. The acceleration response of pile top has hysteresis compared with that of pile bottom. The acceleration at the top of the pile and the amplification coefficient α of the peak acceleration are the largest for the El-Centro wave. The α difference between the hanging wall and footwall is the largest for the Kobe wave. The peak values of relative displacement of pile top and bending moment of pile foundation are the largest for the Kobe wave. The bending moment of pile body is larger at the soil interface. When different types of seismic wave are applied, the peak value of bending moment of pile body does not exceed the bending capacity of pile body. It is suggested that the pile foundation of bridge near fault in strong earthquake area can be checked according to different seismic waveforms.

Key words: geotechnical engineering, piles foundation, shaking table test, dynamic response, meizoseismal area, near fault

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 张纪蒙, 张陈蓉, 张凯, . 砂土中大直径单桩水平循环加载模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 783-789.
[2] 杨军, 孙晓立, 卞德存, 邵继喜, . 基于平行地震波法探测桩基缺陷的试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 874-881.
[3] 赖天文, 雷浩, 武志信, 吴红刚, . 玄武岩纤维增强复合材料在高边坡防护中的 振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 390-400.
[4] 刘春林, 唐孟雄, 胡贺松, 岳云鹏, 侯振坤, 陈航, . 考虑桩底沉渣的随钻跟管桩竖向承载 特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 177-185.
[5] 徐超, 罗敏敏, 任非凡, 沈盼盼, 杨子凡. 加筋土柔性桥台复合结构抗震性能的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 179-186.
[6] 李福秀, 吴志坚, 严武建, 赵多银, . 基于振动台试验的黄土塬边斜坡 动力响应特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2880-2890.
[7] 庄妍, 李劭邦, 崔晓艳, 董晓强, 王康宇, . 高铁荷载下桩承式路基动力响应及土拱效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3119-3130.
[8] 许成顺, 豆鹏飞, 杜修力, 陈苏, 韩俊艳, . 基于自由场大型振动台试验的饱和砂土 固-液相变特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2189-2198.
[9] 杨长卫, 童心豪, 王栋, 谭信荣, 郭雪岩, 曹礼聪, . 地震作用下有砟轨道路基动力响应 规律振动台试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2215-2223.
[10] 张磊, 海维深, 甘浩, 曹卫平, 王铁行, . 水平与上拔组合荷载下柔性单桩 承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2261-2270.
[11] 乔向进, 梁庆国, 曹小平, 王丽丽, . 桥隧相连体系隧道洞口段动力响应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2342-2348.
[12] 刘争宏, 张龙, 郑建国, 张炜, 于永堂, . 滑动测微管抗渗能力的测试装置及试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2504-2515.
[13] 任洋, 李天斌, 赖林. 强震区隧道洞口段边坡动力响应 特征离心振动台试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1605-1612.
[14] 韩俊艳, 李满君, 钟紫蓝, 许敬叔, 李立云, 兰景岩, 杜修力. 基于埋地管道非一致激励振动台 试验的土层地震响应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1653-1662.
[15] 张卢明, 周勇, 范刚, 蔡红雨, 董云. 强震作用下核安全级反倾层状软岩高陡边坡组合支挡结构抗震性能研究与加固效果评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1740-1749.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[3] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[4] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[5] 楚锡华,徐远杰. 基于形状改变比能对M-C准则与 D-P系列准则匹配关系的研究[J]. , 2009, 30(10): 2985 -2990 .
[6] 郭军辉,程卫国,张 滨. 土工格栅低温下蠕变特性试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3009 -3012 .
[7] 冷伍明,杨 奇,刘庆潭,聂如松. 软基高桥台桩-土相互作用计算新方法研究[J]. , 2009, 30(10): 3079 -3085 .
[8] 周晓杰,介玉新,李广信1. 基于渗流和管流耦合的管涌数值模拟[J]. , 2009, 30(10): 3154 -3158 .
[9] 蒋小伟,万 力,王旭升,武 雄,程惠红. 利用RQD估算岩体不同深度的平均渗透系数和平均变形模量[J]. , 2009, 30(10): 3163 -3167 .
[10] 刘 晓,唐辉明,罗红明,陈守义. 对滑坡防治工程相关规范中渗流问题的研究[J]. , 2009, 30(10): 3173 -3180 .