冲刷作用下单桩循环加载特性的模型试验.pdf

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1、第42卷第1O期同济大学学报(自然科学版)Vo1．42No．102014年10月J(RNALOFTONGJIUNIvERSITY(NAT17RALSCIENCE)0ct．2Ol4文章编号：0253—374X(2014)10—1511-05冲刷作用下单桩循环加载特性的模型试验梁发云，李彦初。，陈海兵(1．同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：通过模型试验对高铁桥梁单桩基础进行静载试验和循Keywords：bridgepiles；scourdepth；cyclicloading；bearing环加载试验

2、，探讨了不同冲刷深度下单桩循环累积沉降和动performance；modeltest位移幅值的发展规律．研究结果表明：桩基循环累积沉降随冲刷深度增加而增加，对于冲刷深度较小的桩，循环累积沉降和沉降平均速率在较少的循环次数内即可趋于稳定；而对与普通铁路相比，高速铁路对路基沉降变形更于冲刷深度较大的桩，循环累积沉降大且发展较快，达到稳为敏感，为确保列车在高速运行条件下的安全性、平定需要的时间长，甚至持续发展以致破坏，在实际工程中应稳性和舒适性，高速铁路中通常“以桥代路”，以达到重视长期循环累积沉降对其承载特性的影响．严格控制工后沉降的目的[1]．因此，高速铁路中的桥关键词

3、：桥梁桩基；冲刷深度；循环加载；承载性状；模型梁基础所占比例远高于普通铁路．以京沪高铁为例，试验沿线桥梁占线路总长为80．5o／，其中相当部分为跨中图分类号：TU473文献标志码：A越河流的桥梁_2]．对于跨越河流的桥梁，其桥墩基础不可避免地要受到水流的冲刷作用，河流冲刷会引InfluenceofScourDepthonVerticallyCyclic起原有桥墩基础工作条件的明显改变，由此引起的BehaviorsofSinglePilewithModelTests桥梁损毁和桥墩基础裸露已成为既有桥梁严重的安全隐患[3]，这对于高速铁路桥墩安全状态的影响更LIANGFa

4、yun～，LIYanchu～．Haibing’。是不容忽视的．目前的相关研究大多集中于桥梁基(1．KeyLaboratoryofGeotechnicatandUndergroundEngineeringof础冲刷发生机理的分析l_4]，很少涉及到冲刷作用theMinistryofEducation，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2．CollegeofCivilEngineering，TongjiUniversity，Shanghai对其基础循环加载性状的研究．200092，China)Reese[]和Kishore等l8]

5、分别通过模型试验研究冲刷作用对桩基水平承载性状的影响；闰澍旺等l_9]Abstract：Aseriesofmode1testsonstaticandcyclicaxial建立三维有限元模型对水流冲刷作用下桩基的竖向responseofthesinglepileinsandysoilsaredescribed．The承载特性进行数值分析，这些研究均是针对静力条accumulatedsettlementandcyclicamplitudeofsettlementof件下的桩基冲刷性状进行分析．在高铁列车长期竖pilesareinvestigatedfordifferent

6、scourdepths．Theresultsindicatethattheincreaseofscourdepthcaninducethe向循环荷载作用下，桩基础承载性状可能发生变化increaseofaccumulatedsettlementofpilesundercyclic且会产生一定的累积沉降，长期循环荷载作用下的loading．Forsmallerscourdepths，theaccumulated累积沉降往往是设计中需要控制的关键参数_】．settlementandaveragerateofsettlementtendtostableat1ess目前对于循

7、环荷载作用下桩基冲刷特性的研究cycles．However，forlargerscourdepths，theaccumulated尚未见文献报道，但是关于循环荷载作用下常规桩settlementislargeanddevelopsveryfastandneedslonger基承载性状已取得了较多的研究成果．Bea[=1ll研究timetoreachstable，whichevencausesthesustainable表明，循环荷载作用下单桩的竖向承载力可能会降developmentofaccumulatedsettlementtoleadtofai