强震区近断层桥梁桩基础时程响应振动台试验

冯忠居; 张聪; 蔡杰; 董建松; 王富春; 马晓谦

doi:10.15961/j.jsuese.202200723

工程科学与技术 ›› 2023, Vol. 55 ›› Issue (06) : 66 -77. DOI: 10.15961/j.jsuese.202200723

强震区近断层桥梁桩基础时程响应振动台试验

冯忠居, 张聪, 蔡杰, 董建松, 王富春, 马晓谦

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摘要

为进一步探明强震区近断层桥梁桩基础动力时程响应规律，依托海文大桥实际工程，采用1g振动台模型试验，开展0.35g不同类型地震波作用下，无断层及近断层桥梁桩基础加速度、桩顶相对位移、桩身弯矩动力时程响应及其差异与桩基损伤分析。结果表明：受发震断层及断层破碎带散体材料特性等因素的影响，改变了地基土半无限体性质。由于断层破碎带相较于地基土结构性较差，强度较弱，断层破碎带–地基土相互作用对地震波的放大效应较为明显，导致近断层桥梁桩基础的动力响应特征相较于无断层桩基础更为明显，其桩基加速度峰值、桩顶相对位移及桩身弯矩均较大，且加速度峰值出现时刻早于无断层桩基，平均提前0.44～3.18 s，近断层桩基础的桩顶加速度及桩顶相对位移时程响应在10 s左右振幅较大，位移响应在30 s作用开始衰减，此时段内桩基础动力响应特征最为明显。近断层桩基础桩身弯矩最大值均未超过其抗弯极限承载能力，且有20.36%～28.41%的抗弯承载能力富余，且基频没有发生变化，表明海文大桥桩基础满足抗震设防烈度Ⅷ度的要求。综上所述，近断层桥梁桩基础抗震设计时，应考虑地震波频谱特性的差异对桩基础产生的影响，根据多种类型地震波对近断层桥梁桩基础进行抗震分析与验算，并进一步增强近断层桩基础的抗震能力。