樁—土介質—橋梁墩柱相互作用體系抗震性能試驗研究.pdf

1、現(xiàn)今土-結構相互作用問題研究中的最大困難是缺少必要的實際數(shù)據(jù)，因而在相互作用分析中存在許多不確定性，限制了其在實際工程設計中的應用。為彌補在此方面的不足，本文基于國家自然科學基金課題《樁-土介質非線性動力耦合效應機理分析及其遠程協(xié)同試驗研究》(NO.50808078)進行了考慮土-結構動力相互作用的橋梁墩柱模型(1(:)4)試驗研究。分別在剛性地基與鋼管群樁礫砂地基上進行考慮近場地震效應的低周反復荷載試驗，對比分析了在兩種情況下橋梁墩柱

2、的抗震性能指標。本文共分為四章，主要內容安排如下:
　　 1.介紹樁-土-結構相互作用的研究現(xiàn)狀，針對現(xiàn)階段樁-土-上部結構相互作用的理論，試驗方法研究的不足，提出本課題研究的內容以及說明對此研究的必要性。
　　 2.通過試驗方法測得地基相關參數(shù)，包括土的密度、含水率、孔隙比、壓縮模量等;為確定場地類別用單孔法測定場地的剪切波速;通過動力激振試驗獲得不同激振強度下樁基承臺的水平位移與轉角位移的頻響曲線，算得地基動剛度，阻

3、尼比等參數(shù)，為往后的建模分析提供必要的實際數(shù)據(jù)，并分析不同激振強度對地基動力特性參數(shù)的影響。
　　 3.介紹室內1/4墩柱模型試驗的方案設計、模型的制作、材料的力學特性，試驗裝置情況，數(shù)據(jù)測量元件的布置以及加載制度的確定等。
　　 4.進行兩個橋梁墩柱模型試驗，對比分析在近場地震作用的加載制度下，考慮樁-土介質-橋梁墩柱相互作用體系和完全剛性地基的橋梁墩柱的抗震性能，包括墩柱的滯回性能，剛度退化，骨架曲線等;分析了考慮土

4、-結構相互作用的結構特征周期延長比例和不同加載階段結構體系特征周期的延長趨勢;同時對比兩墩柱內縱向鋼筋應變的變化規(guī)律，以及在整個加載過程中鋼管樁應變的變化情況。在本文試驗條件下發(fā)現(xiàn)土體的存在會減小地震對上部結構體系的作用，從剛度退化、鋼筋應變及結構體系的基本周期等方面也表明按剛性地基假定設計的上部結構體系基本上會偏于安全;但當下部樁-土體系相對較弱時，實際結構體系的地下部分會先于上部結構而破壞，從而按剛性地基假定會偏于不安全，因此有必要