摘要：为探明不同类型地震波作用下桩基础的时程响应规律,通过振动台试验,选取强度均为0.35g的人工合成的5010波、5002波,以及Kobe波和El-Centro波,研究嵌岩单桩基础的桩身加速度、桩顶相对位移、桩身弯矩时程响应及桩基损伤。试验结果表明:嵌岩单桩基础动力响应特征与输入地震波频谱特性有关;桩顶加速度响应显著滞后于桩底,且在El-Centro波作用时桩身加速度峰值最大;桩顶相对位移在输入Kobe波时最大,在输入El-Centro波时峰值最早出现;桩身弯矩最大值均未超过桩基抗弯承载能力,且桩基础未发生损伤破坏;桩基础抗震设计时,可根据相应验算内容合理选择地震波类型进行抗震设计验算,并提出相应工程建议。

摘要：针对强震区饱和粉细砂液化问题,依托海南铺前大桥实体工程,基于振动台模型试验,选用叠层剪切式模型箱,模拟自由场在地震作用下的振动反应,分析0.15g^0.80g地震动强度下不同深度饱和细粉砂孔压比的变化规律,探讨饱和粉细砂的液化判别方法.结果表明:饱和粉细砂超静孔隙水压力、孔压比的增长滞后于地震动应力,且粉细砂深度越深,滞后时间越长,上覆土层厚度对于饱和粉细砂的抗液化性能有重要影响;深度为5 cm、60 cm和110 cm的饱和粉细砂,当地震动强度分别≥0.15g、0.20g和0.25g时发生液化,此时孔压比稳定值均≥0.8,提出以0.8作为饱和粉细砂液化的临界孔压比;对比讨论现有常用方法的液化判定结果,提出一种以饱和粉细砂深度、地震动强度和孔压比为判据的饱和粉细砂液化判别新方法,可为铺前大桥基础的合理设计与施工提供科学依据,也可为类似工程提供技术支持.

摘要：为研究强震作用下群桩基础抗液化性能优于单桩基础的具体表现形式,依托海南省海文大桥工程,采用振动台模型试验开展单桩、四桩、六桩基础处理液化地基的差异性研究,分析了3种不同工况下饱和粉细砂土层中孔压比、桩身加速度和弯矩时程响应差异及其三者相互关系。研究结果表明:0.35g地震动荷载作用下,3种工况均产生液化现象,饱和粉细砂土层深处的孔压比开始增长时刻及稳定时刻均滞后于浅层;六桩基础完全液化耗时比四桩基础延缓4.41~4.82 s,四桩基础完全液化耗时比单桩基础延缓4.00~4.42 s;随着桩数的增加,同一深度处饱和粉细砂土层中桩身最大加速度及其放大系数均逐渐减小,桩身最大加速度出现时刻逐渐滞后,且随着孔压比的增大,桩身加速度逐渐减小;六桩基础最大弯矩较四桩基础小25.95%~43.50%,四桩基础最大弯矩较单桩基础小28.80%~33.10%,单桩基础最大弯矩出现时刻比四桩基础早1.22~1.27 s,四桩基础较六桩基础提前0.66~0.72 s,且桩身弯矩随孔压比的增大逐渐衰减,说明液化前饱和粉细砂土层具有软化减震作用。可见,六桩基础抗液化性能优于四桩及单桩基础,在液化土层桩基础抗震设计中,可通过群桩基础形式提高其抗液化性能。

摘要：深厚软基路桥过渡段处理不当而引发的问题逐渐突显,为从设计优化角度解决深厚软基区路桥差异沉降变形问题,基于宁波市北仓区静载荷试验实测的7根桩基础的P-s曲线,分析了宁波深厚软基区桥梁桩基础的承载特性;通过数值模拟,建立了不同软土厚度下桩基础的三维有限元模型,研究了深厚软基区桥梁桩基础穿越软土层和未穿越软土层时的承载性能;采用回归分析法,分别以桩顶位移控制量40 mm、60 mm建立了深厚软基区桥梁桩基础穿越软土层和未穿越软土层时的承载力计算公式.研究结果表明:桩基P-s曲线呈缓变型,无明显向下转折段.桩顶沉降最大达到49.6 mm,任一级沉降均未超过上级沉降的5倍,深厚软基区的桥梁桩基存在设计承载力安全储备过大的问题;当桩穿越软土层时,桩承载力随软土层厚度增加呈线性减小,桩未穿越软土层时,软土厚度对桩承载力影响不明显,桩长30 m的桩基承载力在软土厚度为30 m时出现明显的分界点;根据静载试验和有限元模拟结果,回归建立了桩顶位移控制量40 mm、60 mm时桩的承载力公式,并通过工程实例验证了公式的可行性;提出了深厚软基区公路桥梁的桩长优化公式及其适用条件,并给出了深厚软基区公路桥梁桩长折减系数α取值表.

摘要：为了提高位于液化土层桥梁桩基的抗震性能,基于三向六自由度大型振动台模型试验,分析了地震波作用下桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩等动力响应,并研究了地震波加载后桩基的损伤。试验结果表明:在地震波作用下,随着液化层埋深的增加,土体液化后产生的侧扩效果逐渐减弱,因此,桩顶水平位移峰值逐渐减小,但是当地震加速度超过0.6g时,桩顶水平位移峰值不受液化层埋深的影响;因地震荷载作用下粉细砂土层液化,桩身加速度在该土层位置明显增大;上部覆盖层压力作用使土层抗剪强度增大,因此,桩顶放大系数随着液化层深度的增加而增大,且桩顶放大系数在Kobe波作用下最大,5002波作用下最小,砂土液化同时造成土层强度降低,从而使桩身加速度在该土层出现放大效应;桩身弯矩最大值均出现在液化层和非液化层分界处,且在相同强度地震波作用下,桩身弯矩最大值随着液化层埋深的增加呈增大趋势,当地震加速度从0.30g增大到0.35g后,桩身弯矩增幅为33.3%,增幅最大;不同类型地震波对桩基的破坏程度并无差异,在加速度0.35g作用下,桩基基频无变化,但当地震波强度超过0.40g时,桩基基频从1.65 Hz突降到0.45 Hz,因砂土层液化产生侧向位移,桩身剪切变形,最终导致桩基损坏。综上所述,当液化层较浅时,应重点考虑地震波作用下过大的桩顶水平位移;在桩基抗震设计时,必须考虑液化层和非液化层分界处桩基的抗弯能力和液化层埋深的影响。

摘要：为研究岩溶区桥梁桩基的承载特性,依托平顶山市西斜立交桥实体工程,进行了桩基静载试验,通过在桩端和桩顶布设应变传感器和位移计,测得了桩身内力,分析了岩溶区桥梁桩顶荷载(Q)-沉降(s)规律;考虑现有桩基设计的局限性,结合静载试验结果,采用不同函数模型预测了单桩竖向极限承载力;基于岩-桩体系宽梁力学模型和溶洞顶板拉-弯破坏模式,探讨了桩基嵌岩深度的计算方法,提出了一种适于岩溶区桥梁桩基嵌岩深度的优化方法。研究结果表明:各级荷载作用下桩基Q-s曲线呈缓变型发展,当桩顶荷载较小时,曲线基本呈线性,当桩顶荷载大于6 000kN时,曲线逐渐变为非线性,虽然桩已嵌入灰岩较深,但仍表现为典型的摩擦桩承载性状,当加载到8 400kN时,桩顶沉降为3.69mm,远小于0.03D(D为桩径)或40mm的破坏标准,桩端阻力为122.9kN,仅占桩顶荷载的1.6%,桩的承载力尚有富余;在静载试验全过程中,桩的受力状态处于Kulhawy理论的第1阶段,桩侧阻力和桩端阻力同步发挥;双曲线模型拟合精度在0.99以上且预测值偏安全,建议在同类工程中优先考虑采用;在同时满足溶洞顶板安全厚度和桩基承载力与稳定性要求的前提下,采用提出的计算方法可使桩的嵌岩深度减小2.4m。

摘要：为解决高路堤涵洞纵向不均匀沉降所带来的病害问题,基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷机理,利用有限元软件研究涵洞填土与地基土特性以及不同EPS板参数对涵顶垂直土压力和涵底土体沉降的影响,通过离心模型试验探讨涵洞纵向铺设EPS板对高路堤及涵洞的沉降的影响。通过数值模拟计算,分析不同EPS板模量、铺设范围、厚度以及地基处理范围对高路堤涵洞纵向沉降差减少率的影响。研究结果表明:①填土模量与泊松比对涵顶垂直土压力及涵底土体沉降的影响不显著;②随着地基土模量与泊松比的增加,涵底土体纵向沉降趋于均匀分布;③数值仿真与离心模型试验成果得出,沿涵洞纵向分层铺设EPS板时,涵洞纵向调荷效果最佳;④通过数值模拟计算得到了基于纵向沉降控制的高路堤涵洞调荷设计计算方法。

摘要：为探明山区沟谷地形对高填方盖板涵受力特性和填土沉降变形特性的影响,通过离心模型试验,选用自主研发的能够反映地形-涵洞-填土相互作用的模型试验平台,分析了不同沟谷宽度B和不同沟谷坡度α下盖板涵的涵-土界面土压力、涵顶填土沉降变形、涵洞结构内力以及涵顶垂直土压力集中系数K_s的变化特征,并提出了相关的工程技术建议。研究结果表明:涵-土界面土压力、涵顶垂直土压力集中系数K_s与沟谷宽度呈正相关,与沟谷坡度呈负相关;盖板涵涵顶土体沉降变形呈W形分布,随沟谷宽度的增大,涵顶土体内外沉降差δ逐渐增大;随沟谷坡度的增大,涵顶土体内外沉降差变化为δ→0→-δ;沟谷宽度为1.5D^5D时(D为涵洞计算跨径),对应等沉面高度变化范围为12.2~13.7 m;沟谷坡度为0°~60°时,对应等沉面高度变化范围为12.5~13.7 m,提出可用等沉面高度界定高填方涵洞,可取14m作为其界定高度;盖板涵盖板下缘、涵底上缘中部受拉应力,盖板下缘为盖板涵结构受力最不利位置;高填方盖板涵施工时应充分利用原有地形,在确保边坡稳定的前提下,尽量保留边坡,或人为反开挖施工,增加沟坡、减小沟宽,坡体以沟谷宽度B≤3D、沟谷坡度α≥45°为宜。

摘要：依托马里河Ⅱ桥实体工程,采用现场监测和数值模拟方法,研究了高填路基邻近桥梁桩基受力及变位规律,分析了主动削方减载和增设抗滑桩前后该桥1号和3号桥墩桩基础受力特性,提出了相应的工程处治方法。研究结果表明:在台背路基堆载填土作用下,软弱夹层侧向挤压作用对邻近桥梁的墩顶位移、桩身位移、桩周土抗力均有显著影响;卸载后1号墩的墩顶位移减少94.90%~95.09%,桩顶位移减少94.74%~94.66%,桩周最大土抗力减少86.89%~94.88%;设置抗滑桩后3号墩的墩顶位移减少75.05%~80.04%,桩顶位移减少71.75%~81.38%,桩周最大土抗力减少39.99%~40.03%;台背填方对中间桩的影响较小,对边侧桩的影响较大,设计时可适当提高边侧桩的承载性能。

摘要：在河谷地区修建桥梁桩基础时,常会遇到因桥台后高路基填土而导致路基一侧桩基础发生偏位的工程事故,尤其是当地基土中存在软弱土层时,发生事故的可能性大大增加。为探明刚性长短桩在处理侧方路基填土下软弱土层时的应用效果,研究不同因素对刚性长短桩处理效果的影响以及采用刚性长短桩处理对高路基填土侧桩基础的影响,依托马里河Ⅱ桥实体工程,采用数值模拟软件Marc分析了不同布置形式和不同处理距离下的刚性长短桩对填土侧桩基础受力分布特性的影响,对不同工况的处治效果进行了工程评价并依此提出了相关的工程建议。结果表明:堆载作用下,软弱土层的侧向挤压变形对桩身位移、桩侧土抗力和桩身弯矩等均有明显影响,桩身位移在16 m(即软土层与强风化岩层的分界面)处出现明显拐点,桩侧土抗力和桩身弯矩在16 m处达到最大值;不同距离下的桩基桩身位移等各项数值变化规律基本一致但影响程度大小不同,最靠近堆载外侧的桩处于最不利位置,设计时可适当提高边侧桩基的承载性能;梅花桩布置形式的刚性长短桩相较于正方形布置和交错布置对减少软弱土层侧向挤压变形对桥梁桩基础影响的效果最显著;梅花形布置形式的加固区在不同处理距离下的处治效果差异显著,加固区处理距离范围不宜距离桩基础过近,也不宜过远,8 m左右距离的处理效果最优。