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《具有軟弱夾層的邊坡場(chǎng)地中樁的地震響應(yīng)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第35卷，第5期公路工程Vo1．35．No．52010年10月HighwayEngineeringOct．，2010具有軟弱夾層的邊坡場(chǎng)地中樁的地震響應(yīng)分析朱莉(江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇南京210005)[摘要]以具有軟弱夾層的邊坡場(chǎng)地上的樁基結(jié)構(gòu)物(例如橋臺(tái)或橋墩)為研究對(duì)象，取場(chǎng)地和結(jié)構(gòu)物建立整體模型，采用數(shù)值方法(巖土工程分析軟件FLAC)分析樁基的地震響應(yīng)，為山區(qū)橋梁等結(jié)構(gòu)物的抗震概念設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。[關(guān)鍵詞]邊坡場(chǎng)地；樁基礎(chǔ)；地震響應(yīng)；數(shù)值分析[中圖分類號(hào)]U416．14[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1674—0610(2010
2、)05—0148—03AnalysisonSeismicResponseofpilesinSlopeSiteswithSoftLayerZHULi(TransportationPlanningSurveyandDesignInstituteLimitedCorporationinJiangsuProvince，Nanjing，Jiangsu210005，China)[Keywords]slopesites；pilefoundations；seismicresponse；numericalanalysis山區(qū)高速公路建設(shè)中，很多橋梁(包括高架橋)1問
3、題描述建在邊坡場(chǎng)地上。在地震作用下，邊坡場(chǎng)地上結(jié)構(gòu)的響應(yīng)比平整場(chǎng)地上的更為復(fù)雜。地震時(shí)地基中沙圖1為邊坡場(chǎng)地上的橋墩，設(shè)水平地震波從下土液化層或者某軟弱土層的水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的很大的臥基巖垂直向上輸入。土體采用彈塑性模型，硬土側(cè)壓力作用于樁基，使樁基發(fā)生較大位移或破壞而層1、軟弱層、硬土層2的厚度分別為3、3、4m，硬土導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞的震害時(shí)有發(fā)生。例如，1989年層土體彈性模量均為60MPa、內(nèi)摩擦角為30。；軟的LomaPrieta地震中，SanFrancisco—OaklandBay大弱層土體彈性模量為30MPa、內(nèi)摩擦角為10。，粘聚橋有一跨
4、發(fā)生了坍塌，原因是路堤下軟土層發(fā)生水力均為5000kPa，泊松比均為0．3。平運(yùn)動(dòng)作用于樁基?；1995年的Hyogoken—Nanbu上部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一長(zhǎng)條塊體，結(jié)構(gòu)物的高度日^地震中，一組群樁在液化土層水平運(yùn)動(dòng)的橫向作用為10m，選取適當(dāng)?shù)牟牧蠌椥阅Ａ?，使結(jié)構(gòu)物的第下破壞，樁基的破壞發(fā)生在液化層和非液化層交一固有頻率為2Hz，混凝土密度P^=2500kg／m。界面上。樁基為2×2群樁，樁長(zhǎng)10m，樁徑1m，4m×4m×由于樁基工程屬于隱蔽工程，其破壞是隱蔽性1m承臺(tái)尺寸為4mx4mx1m，埋入土中。的而不易被發(fā)現(xiàn)，因此往往不被人們注意，然而這種地
5、震輸入為輸入天津波和EI—Centro波。計(jì)算破壞將直接導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞，而且破壞的樁修樁基的彎矩、剪力響應(yīng)以及畫出最大彎矩剪力響應(yīng)復(fù)極為困難和耗資巨大，所以樁基的地震響應(yīng)分析時(shí)的分布圖。和抗震設(shè)計(jì)與上部結(jié)構(gòu)同樣重要。2數(shù)值計(jì)算模型本文以具有軟弱夾層的邊坡場(chǎng)地上的樁基結(jié)構(gòu)物(例如橋臺(tái)或橋墩)為研究對(duì)象，取場(chǎng)地和結(jié)構(gòu)物地震響應(yīng)分析中，場(chǎng)地四周的無(wú)限域模擬是一建立整體模型，采用數(shù)值方法(巖土工程分析軟件個(gè)重要的問題，巖土工程分析軟件FLAC。提供了一FLAC)分析樁基的地震響應(yīng)，為山區(qū)橋梁等結(jié)構(gòu)種專用于地震分析的動(dòng)力邊界條件——自由場(chǎng)邊界物的抗震概念
6、設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。(Free．FieldBoundaries)，這種邊界使得計(jì)算模型可[收稿日期]2010—07—20[作者簡(jiǎn)介]朱莉(1977一)，女，江蘇鹽城人，工程師，主要從事公路橋梁設(shè)計(jì)工作。第5期朱莉：具有軟弱夾層的邊坡場(chǎng)地中樁的地震響應(yīng)分析149硬土層1邊坡＼＼＼_、＼＼＼j—cn、、—一軟弱層一～j硬土層2圖1計(jì)算模型示意(單位：m)圖3場(chǎng)地的位移云圖和矢量圈以取得比較小但卻能得到足夠精確的結(jié)果，大大節(jié)圖4為天津波作用下場(chǎng)地和結(jié)構(gòu)頂部的位移時(shí)省計(jì)算時(shí)間。程曲線。由圖4可以看出，坡頂、坡底和結(jié)構(gòu)物頂部另一個(gè)值得提到的是樁的模擬。FLAC
7、程序的響應(yīng)在震動(dòng)后期有明顯的差異。提供了beam(梁)、cable(錨桿)、pile(樁)、sell(殼)、圖5為天津波作用下結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)為最大時(shí)結(jié)liner(襯砌)五種結(jié)構(gòu)單元，與有限元中通常的梁?jiǎn)螛?gòu)物沿高度方向和樁基沿深度方向的位移分布。元不同，pile單元除了要定義幾何形狀、材料屬性外，還須定義耦合彈簧的參數(shù)和接觸屬性以模擬樁與周圍土之間法向和切向的相互作用。樁單元通過(guò)耦合彈簧與周圍的網(wǎng)格發(fā)生相互作用，耦合彈簧可視為一個(gè)在樁與網(wǎng)格間傳遞力和運(yùn)動(dòng)的非線性、可滑動(dòng)的連接件。具體原理可查閱文獻(xiàn)[3]圖2為FLAC建立的邊坡場(chǎng)地一樁基一上部結(jié)構(gòu)整體模
8、型，為了模擬場(chǎng)地四周的無(wú)限域，在計(jì)算模型的四個(gè)側(cè)面施加了自由場(chǎng)邊界。考慮兩個(gè)典型的地震波，其中天津波主要頻率成分的周期較長(zhǎng)
