冻土层对桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响研究

摘要

为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响，首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征；其次建立了考虑冻土效应的桩基础桥墩有限元分析模型，采用数值模拟方法探讨了季节性冻土层厚度、剪跨比、轴压比和承台埋入深度4个参数对冻土区桩基础铁路桥墩抗震性能的影响。研究结果表明：在一定范围内季节性冻土层厚度的增加有利于提高桩基础铁路重力式桥墩的抗震性能，但当冻土层厚度超出这一范围再增加时，其对桩基础桥墩水平承载能力的影响会变弱，同时冻土层厚度的增加会加速桩-土-桥墩体系的破坏；剪跨比的增大和承台埋入深度的减少均会显著降低冻土影响下桩基础桥墩的抗震性能；轴压比的增大会提高桩基础桥墩的水平承载能力，但会加速桩基础桥墩峰值荷载的出现，同时也会加速桩-土-桥墩体系的破坏。

关键词

季节性冻土 / 桩基础 / 铁路重力式桥墩 / 抗震性能 / 滞回耗能特性

基金资助

国家自然科学基金项目(52068045); 甘肃省科技计划项目-杰出青年基金项目(20JR5RA430); 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021G047)