可液化场地桩基改进m法研究

论文摘要

地震作用下可液化地基中桩基的水平承载特性研究是当前岩土工程领域中的热点问题之一。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,难免显得过于笼统且缺乏模型试验的验证。为此,本文基于地基三层土结构条件下可液化场地单桩-土结地震相互作用振动台模型试验,在大量试验结果分析的基础上,对其水平承载性能进行了研究。主要工作如下:通过分析可液化场地桩土相互作用的振动台试验结果,研究了不同工况下孔隙水压力、桩基加速度及桩身动应变的最大峰值特性及其与输入地震波之间的关系;为加深对砂层土液化机理的理解,对孔压发展过程进行了详细的分析;将桩基加速度与同一深度处近桩区、远桩区的土层加速度进行了对比分析,以验证桩土相互作用影响程度的不同;针对三层土这一特定的模型结构,研究了上下土层分界处的应变突变规律并稍作分析。通过研究分析,加深了对可液化场地桩土相互作用的定性认识。根据孔压比随深度变化的不同,提出可综合考虑不同深度处孔压比值的指标即孔压比指标值,并根据桩身动应变的试验结果,基于平截面假定,得到了特定时刻的桩身弯矩图。随后,基于文克尔地基梁模型,选择国内通用的桩基简化设计方法m法,引进液化影响因子孔压比指标值,对模型桩系统进行了拟静力分析。模型中通过选择适当的折减系数,选择与砂层一定液化状态相对应的m值,利用大型计算软件ABAQUS,计算出与试验结果较吻合的桩身弯矩,并据此建立了土层孔压比指标值与m值的关系曲线。本文提出的基于m法的评价可液化场地桩基横向承载特性的方法,可以更全面地考虑各深度处的液化发展程度,从而为可液化场地的桩基简化设计提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 桩基抗震设计方法简述
• 1.2.2 m法研究现状
• 1.2.3 可液化场地桩基抗震简化设计方法
• 1.3 主要工作
• 第2章 可液化场地桥梁桩基地震反应
• 2.1 引言
• 2.2 试验概况
• 2.3 试验结果分析
• 2.3.1 地基孔压反应
• 2.3.2 桩—柱墩加速度反应
• 2.3.3 桩基动应变反应
• 2.4 本章小结
• 第3章 液化地基衰减指标初步研究
• 3.1 引言
• 3.2 可液化地基承载力衰减指标研究
• 3.2.1 液化土承载力衰减指标研究现状
• 3.2.2 改进的可液化地基承载力衰减指标
• 3.3 根据可液化地基承载力衰减指标确定计算时刻
• 3.4 计算时刻砂土层孔压比随埋深变化
• 3.5 计算时刻桩身弯矩
• 3.6 本章小结
• 第4章 液化土层桩基水平承载力分析
• 4.1 引言
• 4.2 基本理论
• 4.2.1 杆系有限元法
• 4.2.2 桩身挠曲微分方程
• 4.2.3 基于m法的有限元法
• 4.3 基于ABAQUS的有限元计算过程
• 4.3.1 单元选取
• 4.3.2 参数选取
• 4.3.3 计算模型的选取
• 4.3.4 m值折减过程
• 4.3.5 计算结果及分析
• u的关系'>4.3.6 m与孔压折减指标值R_u的关系
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢