岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 1100-1110.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0700

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

强震区软弱土层差异厚度下单桩动力响应振动台试验

张聪1，冯忠居1，王富春1，孔元元1，王溪清1，马晓谦2   

  1. 1. 长安大学 公路学院，陕西 西安 710064；2. 海南省交通规划勘察设计研究院，海南 海口 570203
  • 收稿日期:2022-05-11 接受日期:2022-09-30 出版日期:2023-04-18 发布日期:2023-04-29
  • 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:zhangcong@chd.edu.cn
  • 作者简介:张聪，男，1994年生，博士研究生，主要从事桥梁桩基础工程、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）；国家自然科学基金青年科学基金（No.4190070568）；长安大学中央高校基本科研业务费专项资金（No.300102218115）。

Shaking table test of dynamic response of a single pile under different thicknesses of soft soil layers in a strong earthquake area

ZHANG Cong1, FENG Zhong-ju1, WANG Fu-chun1, KONG Yuan-yuan1, WANG Xi-qing1, MA Xiao-qian2   

  1. 1. School of Highway, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710064, China; 2. Hainan Provincial Transportation Planning Survey and Design Research Institute, Haikou, Hainan 570203, China
  • Received:2022-05-11 Accepted:2022-09-30 Online:2023-04-18 Published:2023-04-29
  • Supported by:
    This work was supported by the Hainan Provincial Transportation Science and Technology Project (HNZXY2015-045R), the Youth Science Fund of National Natural Science Foundation of China (4190070568) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities, CHD (300102218115).

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摘要： 为探明不同类型地震波作用下软弱土层差异厚度对单桩动力响应特性的影响，采用振动台试验，开展了不同软弱土层厚度变化下桩基础的加速度、水平位移、弯矩动力响应变化特性及桩基损伤分析。试验结果表明：地震波作用下，桩周土体的约束作用受软弱土层厚度的影响显著。桩身加速度在软弱土层中的放大效果最为显著，桩顶加速度放大系数与软弱土层厚度呈正相关；桩顶水平位移在软弱土层厚度最大时达到最大；桩身弯矩最大值出现在软弱土层中，随其厚度增大而增大。不同土层厚度下，桩身弯矩最大值均小于抗弯能力设计值，桩基完整性较好。桩基础抗震设计计算时，应重点加强桩基础在软弱土层中的抗震能力，并选择多种地震波进行抗震验算。

关键词: 桩基础, 软弱土层, 振动台试验, 强震区, 动力响应

Abstract: In order to investigate the influence of the different thicknesses of soft soil layers on the dynamic response characteristics of a single pile under different types of seismic waves, the dynamic response characteristics of acceleration, horizontal displacement, bending moment, and pile foundation damage were analyzed by shaking table test. The test results show that under the seismic wave, the restraint behavior of soil around the pile is significantly affected by the thickness of the soft soil layer. The magnifying effect of pile shaft acceleration in soft soil is the most significant. The acceleration magnification factor of the pile top is positively correlated with the thickness of the soft soil layer. The horizontal displacement of the pile top reaches the maximum when the thickness of the soft soil layer is the maximum. The maximal bending moment of the pile appears in the soft soil layer and increases with its thickness. For different soil thicknesses, the maximal bending moment of the pile shaft is less than the design value of bending capacity, and the pile has good integrity. In the seismic design and calculation of pile foundation, the seismic capacity of pile foundation in soft soil layer should be strengthened, and a variety of seismic waves should be selected for seismic checking.

Key words: pile foundation, soft soil, shaking table test, strong earthquake area, dynamic response

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