液化场地桥梁群桩基地震反应影响因素分析

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1、硕士学位论文液化场地桥梁群桩基地震反应影响因素分析PARAMETRICSTUDYONSEISMICRESPONSEOFBRIDGEPILE-GROUPFOUNDATIONINLIQUEFYINGSOILS王东洋哈尔滨工业大学2015年9月国内图书分类号：TU473.1学校代码：10213国际图书分类号：624.2/.8密级：公开工学硕士学位论文液化场地桥梁群桩基地震反应影响因素分析硕士研究生：王东洋导师：凌贤长教授副导师：唐亮副教授申请学位：工学硕士学科：岩土工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年9月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:TU473.1U.D.C:624.2/.8DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPARAMETRICSTUDYONSEISMICRESPONSEOFBRIDGEPILE-GROUPFOUNDATIONINLIQUEFYINGSOILSCandidate：WangDongyangSupervisor：Prof.LingXianzhangAssistantSupervisor:AssociateProf.TangLiangAcademicDe

3、greeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：GeotechnicalEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：September,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要场地液化是导致桩基桥梁震害的重要原因之一。液化场地桩－土动力相互作用研究是解决液化场地桩基桥梁抗震问题的有效途径。液化场

4、地桥梁桩基震害，地震中孔隙水难以排出是可液化土动力性能改变的主要原因，土中孔隙水压力上升引起有效应力降低而导致土的强度损失或完全丧失强度，进而严重影响桥梁桩基稳定性、或使之抗震性能完全丧失而致使桥梁倒塌。鉴于上述，本文针对液化场地桩－土地震相互作用问题，采用振动台试验且理论分析相结合手段，开展液化场地桥梁群桩基地震反应与影响因素研究工作。本文主要研究工作与取得的若干认识如下：(1)采用钢筋混凝土群桩－柱墩基础型式，针对表层覆盖粘土层的液化场地，实施可液化场地桥梁桩基地震反应振动台试验，研究了场地液化过程中桥梁桩基地震反应规律与

5、场地动力特性。并基于OpenSees有限元数值模拟平台，直接针对上述振动台试验，桩采用基于欧拉－伯努利梁理论建立的梁－柱单元模拟，桩－土动力相互作用采用考虑体积效应的刚性连接单元处理，建立试验受控条件下液化场地桩－土动力相互作用三维有限元分析模型与相应的计算方法。通过桩基近场土体加速度、孔压、桩身应力等数值模拟与振动台试验结果比较分析，验证了建立的有限元分析模型与相应的计算方法的正确性。(2)采用所建立的三维有限元分析模型与相应的计算方法，基于振动台试验结果，针对液化场地桩－土－桥梁结构动力相互作用，桩基为2×2群桩输入ElC

6、entro波进行反复的数值模拟，以墩重、墩高、桩间距、上部土层渗透系数等为基本控制量，建立不同参数下近场土体加速度、土体有效应力下降速率、桩身弯矩及剪力、桩位移及加速度等时程曲线，从而分析上述主要因素对化场地桩－土动力相互作用的影响情况。(3)以上述2×2群桩数值模型为基础，扩展出2PS群桩模型（2根桩在一行）、2PP群桩模型（2根桩在一列）、3PS群桩模型、3PP群桩模型、3×3群桩模型。根据上述数值模型所用变量，针对不同配置群桩基础对液化场地桩－土地震相互作用的影响展开具体分析。关键词：桥梁群桩基；地震反应；三维有限元模拟

7、；振动台试验；液化场地-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSoilliquefactionisoneoftheimportantcauseofthepilefoundationbridgeseismicdamage.Pilesoilliquefactiongrounddynamicinteractionresearchistheeffectivewaytosolvetheproblemofliquefiedsoilebridgepilefoundationaseismic.Porewaterinthelique

8、fiedsoilofbridgepilefoundationdamage,theearthquakeisdifficulttodischargeisthemaincauseofliquefiablesoildynamicpropertieschange,soilporewat