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液化场地桩基桥梁的抗震设计方法研究

国家自然科学基金项目(51278375)

 

      地震诱发的土体液化所导致的桩基桥梁震害非常常见。我国地震多发,而桥梁众多的沿海地区地震烈度高,又存在大量可液化地带,砂土液化对桥梁抗震安全性的影响不容忽视。国内外对液化场地中桩-土相互作用已经进行了大量的研究,但对于桥梁的抗震设计,研究成果还远远不够。本研究方向的总体目标是考虑液化产生的地面大变位影响(Lateral spreading effects),揭示液化场地桩基桥梁的地震破坏机理,并建立抗震设计方法。主要研究内容包括:

  1. 建立考虑地面大变位的液化场地-桩基-结构(Soil-pile-structure)一体化模型,特别考虑了液化土层与上覆非液化土层之间的局部剪切效应(Shear localization),提出软弱土层的科学取值方法,并采用多组离心机试验进行验证。

  2. 提出场地液化程度评估指标,并分析不同液化程度对桩基桥梁地震反应的影响,总结地震反应特性。

  3. 进行液化场地桩基桥梁单墩模型振动台试验,研究桩基桥梁地震破坏机理,进一步验证理论计算模型。

  4. 研究液化场地桩基桥梁惯性作用(Inertia force)和几何作用(Kinematic load)的简化计算及组合方法,建立液化场地桩基桥梁地震反应的简化分析方法。

  5. 进行液化场地桩基桥墩系统的Pushover分析,研究桩基桥梁的抗震行为,提出液化场地桩基桥梁的抗震验算指标。

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