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).

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

中图分类号: TU473
[1] 可文海, 杨文海, 李源, 吴磊, . SH波作用下斜坡地形中桩基的动力响应研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1545-1544.
[2] 杨明辉, 蔡明辉, 陈波, 杨汉, . 考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1563-1572.
[3] 董建华, 杨博, 田文通, 吴晓磊, 何鹏飞, 赵律华, 连博, . 新型防液化抗滑桩研发与地震响应振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1084-1094.
[4] 周文强, 蒋良潍, 罗强, 肖卓琦, 罗義錬, 魏明, . 锚杆框架梁柔性外锚头减震性能振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1163-1173.
[5] 周光远, 干飞, 郑刚, 周海祚, 王宏, 毕靖, 刘彪, 张元胤, . 基于土体变形的端承桩负摩阻力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 930-942.
[6] 刘文静, 邓辉, 周昕. 地震作用下含双层韧性剪切带高陡岩质边坡动力响应研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3534-3548.
[7] 赵飞, 石振明, 俞松波, 周圆媛, 李博, 陈建峰, 张清照, 郑鸿超. 层状岩质边坡动力失稳及加固研究进展[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3585-3614.
[8] 蔡晓光, 徐洪路, 王海云, 李思汉, 李莹, .

土工格栅加筋土挡墙水平地震系数研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3033-3044.

[9] 田雷, 谢强, 段军, 陶富涛, 班宇鑫, 傅翔, 晏彬淇, . 三向斜锚短桩基础拉拔荷载作用下桩锚节点的受力特性分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 278-288.
[10] 杨耀辉, 辛公锋, 陈育民, 李召峰, . 排水桩-网复合地基处置可液化路堤地基的振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 178-186.
[11] 马建勋, MOHAMMED El Hoseny, 庞盼望, 李文枭, 闫洪祥. 考虑土−结构相互作用的地下室层对高层建筑地震反应影响研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2808-2822.
[12] 谢周州, 赵炼恒, 李亮, 黄栋梁, 张子健, 周靖, . 基于振动台试验的不同含石率土-石混合体边坡地震动响应差异性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2324-2337.
[13] 高鲁超, 戴国亮, 张继生, 万志辉, 姚中原, 王洋, . 软黏土大直径单桩水平循环加载离心机模型试验[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2411-2420.
[14] 李福秀, 郭文灏, 郑烨炜. 刚性墙面双面加筋土挡墙动力响应振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 1957-1966.
[15] 何梓雷, 蒋关鲁, 冯海洲, 潘申鑫, 何晓龙, 李杰, . 地震作用下桩板墙-锚索组合支护基覆型边坡的动力响应特性[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2011-2023.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!