地震作用下山区斜坡桩基动力响应研究

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西部山区高等级公路建设中,为满足线形和出于对环境的保护,公路桥梁往往是跨越山区斜坡的主要结构形式之一。建立于山区斜坡的桥梁桩基其受力特性与一般的抗滑桩相比,显得要复杂很多,而在地震动力荷载下,这种情况变得尤为明显。而目前针对山区斜坡桩基的抗震理论和相应的设计规范相对很少。因此,展开对山区斜坡桩基的抗震性能研究具有重要意义。本文主要工作如下:(1)首先从横向受荷桩、承重桩的承载机理出发,逐步深入探讨了地震作用下的山区斜坡桩基的承载机理,分析得出了山区斜坡桩基承载机理的独有特性,即会产生所谓的P-Δ效应。(2)对土体动本构模型进行分析,选取D-P模型作为本文的土体动本构模型。(3)考虑到粘弹性边界条件能真实模拟地震的反射、折射及能量的消散问题,采用一致的粘弹性边界对模型边界进行处理,并通过软件进行算例分析,结果一致粘弹性边界与集中粘弹性边界得到了很好的吻合。(4)通过对有桩和无桩时的山区斜坡动力响应做出对比分析,得出了桩基对山区斜坡抗震时有关键保护作用。(5)为了深入研究斜坡地区桥梁桩基的动力响应特性,论文借用了Ansys软件,并在模型底部输入两种不同的地震波对山区斜坡桩基动力响应做出数值模拟的对比分析,得出了固定的场地条件下,桩基的动力响应特性和地震波的输入密切相关,当两者频率越接近时,桩基的动力响应显得尤为明显。并得出了地震作用下斜坡对桩基有挤压作用,而桩基为了阻挡斜坡的滑移,会造成土体的隆起。
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