青藏铁路多年冻土区桥梁桩基础地震响应的试验研究与数值分析

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (11): 3516-3524.

青藏铁路多年冻土区桥梁桩基础地震响应的试验研究与数值分析

吴志坚^{1, 3}，车爱兰²，陈拓¹，王平¹

1. 中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000；2. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240； 3. 中国地震局地震预测研究所兰州创新基地，兰州 730000

收稿日期:2009-12-08 出版日期:2010-11-10 发布日期:2010-11-24
作者简介:吴志坚，男，1974年生，博士，副研究员，主要从事冻土工程与岩土工程地震领域的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(No. 40902094)；中国地震局地震预测研究所基本科研业务费资助项目；中国科学院西部行动计划（二期）项目课题（No. KZCX2-XB2-10）；中国科学院冻土工程国家重点实验室开放基金课题（No. SKLFSE200801）。

Test study and numerical analysis of seismic response of pile foundation of bridge at permafrost regions along Qinghai-Tibet Railroad

WU Zhi-jian ^{1, 3}，CHE Ai-lan²，GHEN Tuo¹，WANG Ping¹

1. Lanzhou Institute of Seismology, China Earthquake Administration, Lanzhou 730000, China; 2. School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China; 3. Lanzhou Base of Institute of Earthquake Prediction, China Earthquake Administration, Lanzhou 730000, China

Received:2009-12-08 Online:2010-11-10 Published:2010-11-24

摘要/Abstract

摘要：

基于对负温条件下青藏铁路高温不稳定多年冻土区桥梁桩基础的缩尺模型振动台试验，明确了动荷载作用下模型桩-土界面和两桩中间土体存在温度升高响应。在此基础上，考虑天然状态和地震荷载作用下地温升高两种条件，运用动力有限元方法，对青藏铁路清水河特大桥桩基础进行了地震响应分析。计算表明，在高温状态下（-1 ℃以上），多年冻土的地基及桩基础在地震荷载作用下的动态响应对温度的升高异常敏感；在50年超载概率2%的青藏人工波作用下，因桩基础的相对位移增大了地基与桩基础间的滑移、脱离现象，特别是高温状态下地基与桩基础间的变形出现了明显的不稳定滑移，影响了整个桩基础的稳定性。

关键词: 多年冻土, 桩基础, 振动台试验, 动力有限元分析, 地震响应

Abstract:

Based on shaking table tests for scale model of pile foundation, which belongs to bridges at the unstable permafrost regions of high earth temperatures along the Qinghai-Tibet Railroad, on condition that the soil temperature around pile was below 0 ℃, it discovered that temperature increased at the spot of soil between piles and the interface of the piles and soil under seismic dynamic motions. Moreover, under the conditions of natural state and soil temperature increase, the characteristics of seismic response of pile foundation of the Qingshui River Bridge were analyzed by dynamic finite element analysis. It indicated that seismic response of the permafrost layer and pile foundation, under seismic motions, was obviously sensitive to the increase in temperature, while earth temperature above -1 ℃. Under artificial wave with exceedance probability of 2% in 50 years loading, the slippage and escape, between pile foundation and soil layer around, were enlarged due to relative displacement of pile foundation. Especially, on condition that temperature above -1 ℃, the slippage was so obvious that it influenced the stability of whole pile foundation.

Key words: permafrost, pile foundation, shaking table test, dynamic finite element analysis, seismic response

中图分类号:

TU 435

吴志坚，车爱兰，陈拓，王平. 青藏铁路多年冻土区桥梁桩基础地震响应的试验研究与数值分析[J]. , 2010, 31(11): 3516-3524.

WU Zhi-jian，CHE Ai-lan，GHEN Tuo，WANG Ping. Test study and numerical analysis of seismic response of pile foundation of bridge at permafrost regions along Qinghai-Tibet Railroad[J]. , 2010, 31(11): 3516-3524.

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[1]	吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[2]	夏坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3]	王体强, 王永志, 袁晓铭, 汤兆光, 王海, 段雪锋. 基于振动台试验的加速度积分位移方法可靠性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 565-573.
[4]	高广运, 谢伟, 陈娟, 赵宏, . 高铁运行引起的高架桥群桩基础地面振动衰减分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3197-3206.
[5]	刘新荣, 邓志云, 刘永权, 刘树林, 路雨明, . 地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2507-2516.
[6]	韩俊艳, 钟紫蓝, 李立云, 赵密, 万宁潭, 杜修力. 纵向非一致激励下自由场土体的非线性地震反应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2581-2592.
[7]	王宏磊, 孙志忠, 刘永智, 武贵龙, . 青藏铁路含融化夹层路基热力响应监测分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2815-2824.
[8]	韩俊艳, 侯本伟, 钟紫蓝, 赵密, 李立云, 杜修力. 多点非一致激励下埋地管道多台阵振动台试验方案研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2127-2139.
[9]	卢俊龙, 张荫, . 地基与密肋复合墙结构相互作用系统频域地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2163-2171.
[10]	朱仁杰, 车爱兰, 严飞, 文海, 葛修润, . 含贯通性结构面岩质边坡动力演化规律[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1907-1915.
[11]	张明礼, 温智, 董建华, 王得楷, 侯彦东, 王斌, 郭宗云, 魏浩田, . 考虑降雨作用的气温升高对多年冻土活动层水热影响机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1983-1993.
[12]	刘汉香, 许强, 朱星, 周小棚, 刘文德. 含软弱夹层斜坡地震动力响应过程的边际谱特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1387-1396.
[13]	孙广臣, 谢佳佑, 何山, 傅鹤林, 江学良, 郑亮, . 不同方向地震激励下软岩桥隧搭接段动力响应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 893-902.
[14]	熊仲明, 张朝, 陈轩. 地震作用下地裂缝场地地震动参数试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 421-428.
[15]	叶帅华, 赵壮福, 朱彦鹏, . 框架锚杆支护黄土边坡大型振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4240-4248.

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