樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力相互作用振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、地震作用下樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用研究是當(dāng)前巖土工程和地震工程領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和橋梁抗震中面臨的重要課題。目前，我國(guó)樁基抗震設(shè)計(jì)方法比較落后，缺乏實(shí)際地震和模型試驗(yàn)的驗(yàn)證。本文依托廈漳跨海大橋的樁基抗震試驗(yàn)研究項(xiàng)目，通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯?，揭示了?土-橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力相互作用的機(jī)理，分析了樁在地震作用下的動(dòng)力特性和破壞過程，對(duì)該工程中應(yīng)用的樁基抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了討論，總結(jié)了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法。 根據(jù)廈漳大

2、橋擬建場(chǎng)地存在砂土液化、甚至嚴(yán)重液化等問題，以及樁基抗震設(shè)計(jì)采用的液化場(chǎng)地m=0的方法，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)自由場(chǎng)試驗(yàn)(FF)和四個(gè)1/30樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力相互作用振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)。這四個(gè)模型試驗(yàn)是：非液化場(chǎng)地試驗(yàn)(NLF)、除去液化層試驗(yàn)(LLR)、液化場(chǎng)地?zé)o覆蓋層試驗(yàn)(NSF)和液化場(chǎng)地有覆蓋層試驗(yàn)(SF)。這一系列的試驗(yàn)的目的是考察非液化場(chǎng)地和液化場(chǎng)地條件下樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力相互作用的機(jī)理。 振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)涉及大量的

3、數(shù)據(jù)處理工作，而數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量直接關(guān)系到研究工作的有效性。為此，本文以除去液化層試驗(yàn)(LLR)為例，詳細(xì)闡述了運(yùn)用MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的思路和過程，總結(jié)出一套振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，這是振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法標(biāo)準(zhǔn)化、軟件化的重要內(nèi)容，并可供同類試驗(yàn)借鑒和參考；本文側(cè)重于對(duì)頻譜特性的分析，提出頻率分解的思想，為分析慣性相互作用和運(yùn)動(dòng)相互作用對(duì)樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力相互作用的影響的大小問題，提供了一種簡(jiǎn)潔，直觀，有效的方法，對(duì)該

4、類型試驗(yàn)具有重要的參考價(jià)值。 此外，本文著重分析了除去液化層場(chǎng)地(LLR)的樁身應(yīng)變數(shù)據(jù)。并且運(yùn)用頻率分解的思想，分析了慣性相互作用和運(yùn)動(dòng)相互作用對(duì)樁-土-橋梁地震結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的影響的大小，增進(jìn)了對(duì)樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力相互作用機(jī)理的理解。試驗(yàn)結(jié)果表明：不論是在小、中和大震下，對(duì)非液化場(chǎng)地，樁身的彎矩反應(yīng)主要由結(jié)構(gòu)體系的特性控制，即慣性相互作用占主導(dǎo)地位，運(yùn)動(dòng)相互作用對(duì)樁身彎矩的影響很?。坏皖l段的地震響應(yīng)對(duì)樁身中下部的影響