可液化土层中桩基横向承载特性研究

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1、天津大学博士学位论文可液化土层中桩基横向承载特性研究姓名：冯士伦申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：王建华20040601摘要地震作用下液化土中桩荃的水平承载特性研究是当前岩土工程领域中的热点课题之一。目前在桩基设计中对于地震作用下液化土中桩基水平承载力的计算存在着一些简化方法，但是都缺乏实际震害的校核或模型试验的验证。为此，本文进行了振动台模型试验，对液化土中桩基水平承载特性进行了研究。主要工作如下:通过液化砂土与桩相互作用的振动台试验，研究了地震荷载作用下可液化土层中桩基水平承载特性衰化的机理。试验中通过改变振动台输入荷载的频率

2、、输入振动加速度的幅值、以及选用不同颗粒级配的砂土、不同桩径的模型桩和不同的模型箱尺寸等，探讨了这些因素对可液化土层中桩基水平承载特性的影响，得到了桩与液化土层相互作用的一些基本规律。基于“非线性文克尔地基梁”模型，对模型桩系统进行了拟静力分析。模型中以静力P-Y曲线为基准，通过选择适当的衰化系数，确定与土层一定液化状态相对应的衰化P-Y曲线，以便计算出与试验结果相吻合的桩身弯矩。据此提出了确定土层液化后衰化P-Y曲线的方法。通过对振动台试验数据的综合分析，提出利用振动台试验测得的桩身弯矩、桩顶加速度、土层加速度等数据，确定砂土液化后动力

3、P-Y曲线的方法。通过比较静力和动力P-Y曲线，对土层液化后的极限侧向抗力进行了定量评价。探寻了液化后土体的强度指标与土层液化后的P-Y曲线的联系，提出一种测定液化砂土结构残余强度的试验方法，得到了液化砂土的结构残余强度指标。进一步，利用砂土的结构残余强度指标，借鉴API规范推荐的方法，推求了相应的液化砂土的P-Y曲线.从而提出了利用液化砂土的结构残余强度推求液化砂土P-Y曲线的方法。关键词:液化土，振动台试验，桩荃水平承载特性，P-Y曲线AbstractThestudyonthelateralbearingcapacityofthepi

4、lefoundationinliquefyingsandunderseismicloadingbecomesaresearchhotspotingeotechnicalengineeringinthesedecades.Therearesomesimplifieddesignmethodsforpredictingthelateralbearingcapacityofthepileinliquefiedgroundunderseismicloading,butthesemethodshavenotbeenverifiedbyphysica

5、ldataduringtherealearthquakeorthemodeltest.Sothelateralbearingcapacityofthepileinliquefiedgroundwasinvestigatedthroughtheshaketabletestinthisdissertation.Somemainachievementsofthisdissertationaredescribedasfollows:Shakingtablemodeltestsonthepileandtheliquefiedgroundintera

6、ctionwereimplementedtostudythemechanismofthechangeofthelateralbearingcapacityofthepileinliquefiablegroundunderseismicloading.Bychangingthefrequencyoftheinputloading,theamplitudeoftheinputaccelerationandusingthesandwithdifferentparticlesizedistribution,themodelpilewithdiff

7、erentdiameterandthesoilboxwithdifferentsizes,theeffectofthesefactorsonthelateralbearingcapacityofthepileinliquefiedgroundwasstudied.Somebasicresultsonthepileandliquefiedsandinteractionweregot.Pseudo-staticanalysesofthemodelpilesystemwereperformedbasedonthe"BeamonNonlinear

8、WinklerFoundation(BNWF)"model.IntheBNWFmodel,baselinesetsofp-yspringswereestablishedforeachtestf