国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅱ桩-土相互作用.pdf

《国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅱ桩-土相互作用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第１期水利水运工程学报Ｎｏ．１２０１７年２月ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦｅｂ．２０１７ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１７．０１．００９高树飞，贡金鑫，冯云芬．国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅱ：桩－土相互作用［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１７（１）：５７－７２．（ＧＡＯＳｈｕｆｅｉ，ＧＯＮＧＪｉｎｘｉｎ，ＦＥＮＧＹｕｎｆｅｎ．Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｉｌｅ⁃ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｗ

2、ｈａｒｖｅｓＰａｒｔⅡ：Ｐｉｌｅ⁃ｓｏｉｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７（１）：５７－７２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））国内外高桩码头抗震性能和设计方法研究进展Ⅱ：桩－土相互作用１１２高树飞，贡金鑫，冯云芬（１．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４；２．聊城大学建筑工程学院，山东聊城２５２０５９）摘要：通过对高桩码头震害的分析，分析了高桩码头破坏的主要原因。在此基础上，从高桩码头抗震设计方法、桩－土相互作用、斜桩和桩－上部结构连接的抗震性能等方面，论述

3、了国内外高桩码头抗震研究的进展，总结了这些研究成果在高桩码头抗震设计规范中的应用，指出了高桩码头抗震性能研究的不足及需要深入研究的问题。对国内如何吸收国外高桩码头抗震的研究成果及抗震设计规范的修订方向提出了建议。该系列论文分为３部分，此为第２部分，主要介绍高桩码头抗震计算中桩－土相互作用的评估方法以及高桩码头的动力分析方法和研究成果。研究表明，评估桩－土相互作用的方法已较为完善，而对高桩码头抗倒塌性能以及近断层地震动下码头反应特性的研究还有待深入。关键词：高桩码头；抗震设计；桩－土相互作用；液化＋中图分类号：Ｕ６５６．１１３文献标志码：

4、Ａ文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１７）０１－００５７－１６１惯性作用和运动作用１.１概念由高桩码头破坏形式可知，桩－土相互作用对高桩码头抗震性能有重大影响。桩－土相互作用可分为惯［１］性作用和运动作用，惯性作用与上部结构的惯性力有关，运动作用与地震引起的地基变形有关，图１为高桩码头中惯性作用和运动作用的示意。图１作用在桩上的惯性作用和运动作用Ｆｉｇ．１Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｅｒｔｉａｌａｎｄｋｉｎｅｍａｔｉｃｆｏｒｃｅｓｏｎｐｉｌｅｓ收稿日期：２０１５－０７－１６基金项目：交通运输部项目“强震区港口工程结构抗震设计研究”（ＪＴＳＢＤ

5、２０１３０２１３０）作者简介：高树飞（１９８９—），男，安徽蚌埠人，博士研究生，主要从事港口工程结构设计与抗震研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｇａｏｓｆ１９８９＠ｑｑ．ｃｏｍ５８水利水运工程学报２０１７年２月对于典型的梁板式和无梁板式高桩码头，惯性作用趋于在桩身靠上的部分引起最大弯矩和塑性铰，而运动作用趋于在桩身靠下的部分引起最大弯矩和塑性铰，如［２］图２所示。通常，两种作用引起的桩身最大弯矩位置相距足够远以至于可忽略弯矩叠加效应，另外两种作用引起最大弯矩的时刻亦不相同，所以对于典型的梁板式和无梁板式高桩码头，在设计中可将惯性作用和运动作用分开考虑

6、，但对于其他类型的码头应根据具体情况具体分析［３］。图２由惯性作用和运动作用引起的塑性铰１.２评估方法Ｆｉｇ．２Ｐｌａｓｔｉｃｈｉｎｇｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｉｎｅｒｔｉａｌａｎｄｋｉｎｅｍａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇ在设计中，专题Ⅰ中所述的非线性静力Ｐｕｓｈｏｖｅｒ分析常被用于惯性作用的评估。在非线性静力分析中，一般用由ｐ-ｙ曲线确定的土弹簧模拟桩周土，弹簧一端与桩节点连接，另一端固定，即忽略岸坡的变形，通常地面以下１０倍桩径范围内的土体对码头惯性反应起控制作［４］用。由专题Ⅰ可知，在基于位移的高桩码头抗震设计中，在验算码头位移能力是

7、否满足抗震性能要求后应进行运动作用的评估，评估中应确定地基水平变形是否在有限范围内以保证桩的性能（材料应变）满足规定的性能要求（规范中的应变限值），图３为ＰＯＬＢ和ＰＯＬＡ中运动作用的评估流程，其中ＯＬＥ，ＣＬＥ和ＤＥ为标准采用的３个地震动水准，即运营水平地震、偶遇水平地震和设计水平地震。在图３中，步骤①中的Ｎｅｗｍａｒｋ滑块位移计算一般根据经验图表或公式完成，对于ＯＬＥ和ＣＬＥ变形，ＰＯＬＢ和ＰＯＬＡ均给出了相应的图表，具体可参考文献［５］和［６］，对于ＤＥ变形，可参考文献［７］中的经验公式。文献［７］中提出的Ｎｅｗｍａｒｋ滑块位移计

8、算式针对的是美国各地区，选取的地震波也是美国各地曾发生过的地震，主要为美国工程设计服务，另外未对场地做出明确的区分。［８⁃９］其他研究者也提出了多个Ｎｅｗｍａｒｋ滑块位移计算公式，但都未对场地做出划分，将其