1、震害事例表明,場地砂土液化是導致橋梁樁基礎(chǔ)失效的重要原因之一。我國是一個地震多發(fā)地區(qū),地震作用分布廣、強度大。同時我國橋梁建設(shè)加速,使得許多新建及在建橋梁位于液化場地。液化場地樁基抗震問題一直是巖土地震工程中的熱點和難點,國外規(guī)范(如日本和美國)針對液化場地樁基抗震設(shè)計都有明確規(guī)定,但是,我國現(xiàn)行橋梁工程抗震規(guī)范對于液化場地橋梁樁基抗震設(shè)計規(guī)定過于籠統(tǒng),缺乏有效的技術(shù)細節(jié),使實際操作具有較大的盲目性和隨意性,致使給工程實際帶來較大的安全

2、隱患。因此,對液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)抗震簡化分析方法進行研究,具有重要工程意義。
　　本文以液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)為研究對象,通過振動臺試驗與數(shù)值計算相結(jié)合,對其抗震簡化分析方法進行研究。首先,開展液化場地橋梁群樁振動臺試驗,分析地震作用下場地反應和樁基動力響應規(guī)律;其次,建立液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)三維有限元模型并驗證了模型的正確性;最后,利用等效單樁和非線性Winkler假設(shè),給出液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)的抗震簡化分析方法。本文主要研究內(nèi)

3、容和成果具體如下:
　　(1)采用鋼筋混凝土高承臺群樁基礎(chǔ),針對上覆粘土下伏飽和砂土的典型可液化場地,基底輸入ElCentro波,完成了液化場地橋梁群樁振動臺試驗,研究了場地液化過程中的孔壓、加速度、土反力和彎矩響應規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):在不同地震激勵下,孔壓和孔壓比、加速度、彎矩、土反力時程曲線都可分為四個階段,且峰值都出現(xiàn)在第二階段,這是因為基底激勵在該階段加速度幅值達到最大。
　　(2)針對已完成振動臺試驗,基于Diana有

4、限元軟件,建立液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)三維有限元模型。上部粘土采用摩爾-庫倫彈塑性本構(gòu)模型;下部飽和砂土采用Nishi彈塑性本構(gòu)模型。粘土采用20節(jié)點六面體等參單元;砂土采用20節(jié)點六面體混合單元,該單元每個節(jié)點具有4個自由度,自由度1到自由度3表示土顆粒平移自由度,自由度4表示孔壓,因而該混合單元能夠考慮孔壓消散與重分布;樁-土相互作用采用零厚度的接觸面單元模擬。通過計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比,詳細對孔壓、加速度和彎矩動力響應等計算結(jié)果進

5、行分析,并與試驗結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果能夠很好吻合,驗證了該三維有限元模型的可靠性。
　　(3)針對已完成振動臺試驗,提出液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)抗震簡化分析方法。將群樁基礎(chǔ)簡化為等效單樁,基于非線性Winkler假設(shè),給出液化場地橋梁群樁基礎(chǔ)的抗震分析的簡化模型。簡化模型中,將等效單樁簡化為梁-柱單元質(zhì)點體系,考慮樁周參振土體并取其集中質(zhì)量附于梁上,承臺和上部結(jié)構(gòu)簡化為集中質(zhì)量,用宏單元模擬樁-土地震相互作用。通過自由場地分析得