可液化场地桥梁桩基改进m值法研究
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模 拟 为文克 尔离 散弹 簧 ， 一土 相互 作用通 过 土弹簧 桩
层 状剪切 变 形土 箱 。工况 为 ：００ ２ｇ白噪声 ，压缩 ．０ ０１ １ ｅｔ ． ｇＥ ｎｒ ５ Ｃ ｏ波 （ 间压缩 系数 为 １ ） ０１ 时 ：√ ，． ５
ｇＥ ｅｔ １ ｎｒ ， ． ｇ ｌ ｅ ｌ Ｃ ｏ波 ０ Ｅ ｎ ｏ波 ， ５ Ｃ ｒ 前一工况加载 结束 ，
其 中 ｎ取 为 １时为 ｍ值 法 ；ｂ为桩 的计 算 宽度 ，按 建
筑 桩 基技术 规 范（ ９．０ ８取 值 ；桩径 ． １ｍ 的计 Ｊ ４２ ０） ＧＪ ０ ．
算 宽度 为 ０２ ． ４ｍ。
３ 可液化砂土侧 向承载 力衰减指标
地 震下 场地 液化 过程 中桥 梁桩 基侧 向承载 力真
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｄ ｆｅ ｖ ｌ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｓｕ ｉｄ ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｎ ｌｚ ｅ ｌｔｒ ｌｂ ａ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｆｂ ｉ ｇ ｉ ｍｏ ｉ ｄ ｍ－ ａｕ ｔ ｏ ｓ ｔｄ ｅ ， ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｓ ｎ ｂ ｙ ａ ａｙ ｅ ｔ ａｅ ａ ｅ ｒ ａ ａ ｉ ｏ ｒｄ ｅ ｐ ｌ ｉ ｈ ｎ ｙ ｅ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｉ ｉｕ ｆ ｂ ｅ ｇ ｏ ｎ ． ｈ Ｅ ａ ａｙ ｉａ ｄ ｌ ｆ ｉ — ｏ ｌ ｔ ｒ ｃ ｏ ｙ ｔｍ ｓｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｋ ｎ ｂ ｅ ｏ ｎ ａｉ ｌ ｅ ａ ｌ ｒ ｕ ｄ Ｔ ｅ Ｆ ｎ ｌｔ ｌ ｏ ｎ ｑ ｉ ｃ ｍｏ ｅ ｌ ｓ ｉ ｉ ｅ ａ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｓａ ｌ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ａ ｉ ｇ ｔ ｌ ｏ ｐ ｅ ｎ ｉ ｓ ａ
孔压 比指标值 兄；将不同时刻对应墩顶配重惯性力作为体 系外部激励施加于墩顸；通过不断试算液 化过程 中砂土的 ／ ，保证桩 的弯矩计算值与试验值吻合较好 。建立 了考虑孔压 比效应的砂土 值 ／ 值 衰减因子 与 Ｒ 之间关 系式。 最后 ， 推荐给 出可液化场地桥 梁桩基侧向承载性能分析 的改进 ／ ／ ／ 值法。
ｂ ａｉｇｃｐ ｃｔ ｆｌ ｕ ｆａ ｌ ａ ｄ ａ ｄｔｅｉｅｔ ｌｏ ｃ ， ｏ ｔｅｃ ｕ ｔｒｗｅｇ ｔ ｎｔｅｐｅ ｔ ｉ ｅｅ ｔｉ ｓ ｏ ｈｅｔｐｏ ｅ ｒ ａ ａ ｉ ｏ ｉ ｅ ｂｅｓｎ ； ｎ ｙ ｑ ｉ ｎ ｈ ｎ ｒａ ｆ ｒｅ ｆ ｍ ｈ ｏ ｅ ｉ ｒ ｎ ｉｈｓｏ ｈ ｉｒａ ｄｆ ｒｎ ｔ ｍｅ， ｎｔ ｏ ｆ
关键词 ：改进 值法 ：侧 向承载－ ：桥梁桩基 ：振动台试验 ：可液化场地 性能 中图分 类号 ：Ｔ ７ ． Ｕ４ ３１ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号：１ ０ ０ ０—０ ４ （０ １ 刊 一０ １— ４ ８４２ １） 增 ８ ０
Ａ ｏ ｆｅ － ｌ ｅＭ ｅ ｈｏ ｉ ｅＰｉｅＦｏ Ｍ ｄｉ ｄ ｍ ｖａ ｕ ｔ ｄ ｏｆＢｒｄｇ ｌ ｕｎｄａ ｉ ｉ ｔｏｎ ｉ ｑｕｅ ａ ｌ ｒ ｕｎｄ ｎ Ｌｉ ｆ ｂ ｅＧ ｏ ｉ
土 一桥 梁结 构地 震相 互 作用 振动 台试 验 ，推 导场
地 液化 过 程 中砂土 ｍ值衰 减 因子 Ｐ与孔 压 比指标 值
土 配镀 锌铁 丝 预制 。地 基 总厚度 １ ． ｍ，结 构为 ： ９ 上 部 为 ０３ｍ 厚 的粘土 层 ， 中间为 １ 厚 的砂 土 ＿ ．ｍ ２
一
Ｒ之 间拟合 关 系式 ，建 立改进 的 ｍ值 法 ，以期 为分
析 可液 化场 地桥 梁桩 基 侧 向承载 性 能设计 提供 一定
参考 。
１ 试 验 概 况
试 验 的设 计与传 感 器布 置见 图 １ 。桩 一柱墩直 径 ０１ ． ｍ、长 ２５ ．２ｍ、入 土 深度 １ 由微粒 混凝 ． ｍ， ７
实状 态 的合 理 确定 ，是 进行 可液 化场地 桥梁 桩基 侧
向承载 性能 分析 的关 键 引 。考虑 到地震 波 的随机性 及 土 层 的差异 性 ，同一 时刻 不 同深度 处砂 层 的液化 程 度 不尽 相 同 ，采 用具 体位 置处 孔压 比表 示整个 砂
层 液 化状 况显 然有 失偏 颇 。实践 表 明，桩 的 内力最
０ 引言
目前 ，可 液化 场地 桥梁 桩基 侧 向承 载性 能 的研 究 尚不深 入 ］ｍ 值法 是水 平 荷载 作用 下桩 的 响应 之。 分 析 最常 见 方法 ，被 国 内多部 现 行规 范采 纳 Ｌ。然 ３ Ｊ 而 ， 有将 ｍ 值法 直接 用 于可 液化 场地 桥梁 桩基 侧 鲜 向承载 力 分析 中 ］ 此 ，本 文针对 可 液化 场地 桩 。为
第３卷 ３ ２１年 ０１
增 刊 ８月
西 北 地
震 学
报
Ｖ １３ Ｓｐ． ｏ ． ｕ ｐ ３
Ａｕｇ ｔ ２０１１ ｕｓ，
Ｎ ０ＲＴＨＷ ＥＳＴＥＲＮ ＥＩ Ｓ ＳＭ ０ Ｌ０ ＧＩ ＣＡ Ｌ ｏＵ ＲＮ Ａ Ｌ Ｊ
可液化场地桥 梁桩基 改进 ｍ值法研 究
唐 亮，凌贤长，苏 雷，高 霞，李青华
作者 简介 ：唐
亮 （９ １） １８－，男（ 汉族 ） ，河南 信 阳人 ，博 士 ，讲师 ，主 要从 事 岩土地 震 工程 等方 面研 究．
西
第３ ３卷
夹层 （ 不均 匀系数 ２ ３ 曲率 系数 ０９ ，平 均 粒径 ． ， ４ ．１
０３ １ ｌ ． ｎ１，最大 粒径 ２１Ｉ，改进 水沉 法制 备 ），底 ５ Ｔ ＩＩ Ｔ Ｔ 部 为 ０ 厚 的粘 土层 。墩 顶配 １ ０ｋ ．ｍ ４ ２ ｇ质 量块 ，模 拟 上部桥 梁 结构 。在 同济 大 学土木 工 程 防灾 国家重 点实验 室完 成振 动 台试验 。土 箱 为 ２ｍｘ ． ｍｘ １５ ２ｍ
不利位 置 常 出现在 桩 的中上 部 。采用上 述 有 限元 分
图 １ 振动 台试验传感 器布置 （ 单位 ：ｌ１ ｎ） ｎ
Ｆｇ１ Ｌ ｙ ｕ ｆｅ ｓｒ ｉ ａｉｇ ａｌ ｓ（ ｉ． ａｏ ｔ ｎｏｓｎｓ ｋｎ ｂｅ ｅｔｍｍ） ｏｓ ｈ ｔ ｔ
析模 型 时，该 点承 载力 仅与 该处 地基土 反 力系数 有
ｔ ｅ ｐ ｌ ｓｔ ｅ ｅ ｔｒ ａ ｘ ｉ ｔ ｎ ｉ ｄｒ ｃ ｌ ｐ ｌ ｄ ｔ ｉ －ｏ ｌ ｔｒ ｃ ｉｎ ｓ ｓｅ ． ｅ ｃ ｌｕ ａｅ ｉ ｅ ｄ ｇ ｍｏ ｎ ｓａ ｅ ｈ ｉ ａ ｘ ｅ ｌ ｃｔ ｉ ｓ ｉ ｔ ａ ｐ ｉ ｏ ｐ ｌ ｓ ｉ ｉ ｅ ａ ｔ ｙ ｔｍ Ｔ ａｃ ｌｔ ｄ ｐ ｌ ｂ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｅ ｈ ｎ ｅ ａ ｏ ｅ ｙ ｅ ｅ ｎ ｏ ｈ ｅ ｎ ｉ ｓ ｒ ｄｔ ｅｉ ｏ ｄ ａ ｅ ｍｅ ｗｉ ｅｒ ｃ ｒ ｅ ｅ ｕｔ ｒ ｕ ｈｔｙｎ ｖ ｌ ｅ ｆ ａ ｄ ｃ ｎ ｉｕ ｌ ｇｄ ｒｎ ｑ ｅ ａ ｔ ｎ． ｅ ｎ ｕ ｅ ｂ ｇ ｏ ｇ ｅ ｍ ｔ ｔ ｅ ｏ ｄ ｄｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｇ ｉ ｇ ｍ－ ａ ｕ ｓｏ ｏ ｎ ｒ ｈ ｈ ｓｈ ｒ ｓ ｏ ｔ ａ ｌ ｕ ｉ ｇ ｌ ｕ ｆ ｃｉ Ｔ ｎ ｎ ｎ ｉ ｉ ｏ ｈ
（ 尔滨工业大学土木 工程 学院，黑龙江 哈 尔滨 １０９） 哈 ５０ ０
摘 要： 了合理 分析 可 液化 场地桥 梁桩 基 侧 向承载 力进 行 了改进 ／值 法 的研 究 。 于振 动 台试验 和 为 ／ ／ 基
／值 法，建立 了桩 一 ／ ／ 土相互作用体 系有限元分析模型；引入反映可液化砂层侧向承载力衰减状态的
ｒ ｕ ． ｇ ｏ ｄ ｎ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｍ ｏ ｉ ｅ ｍ－ ａ ｕ ｍｅ ｈ ｄ Ｌａ ｅ ａ ｂ ａ ｉ ｇ ａ ａ ｉ ； Ｂｒ ｄ ｅ ｐ ｌ ￣ｕ ｄ ｆｏ ； Ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｔ ｓ ； ｙ ｒｓ ｄｆ ｄ ｉ ｖ ｌｅ ｔｏ ； ｔ ｒ ｌ ｅ ｒｎ ｃ ｐ ｃｔ ｙ ｉｇ ｉ ｅ ｎ ａ ｎ ｉ ｈ ￣ ｇ ｔ ｂ ｅ ｅ ｔ Ｌｉ ｕ ｆａ ｌ ｒ ｕ ｄ ｑ ｅ ｂｅｇ ｏ ｎ ｉ
Ｔ ＡＮＧ Ｌａ ｇ Ｌ ＮＧ Ｘｉ —ｈ ｎ ， Ｕ Ｌ ｉＧ ａ Ｌ ｉｇｈ ａ ｉｎ ， Ｉ ａ ｚ ａ ｇ Ｓ ｅ， ＡＯ Ｘｉ， Ｉ ｎ ・ｕ ｎ Ｑ
（ｃｏ ｌｆＣｖｌ ｎ ｉｅｒ ｇＨａｂｎ ｎｔｕｅ Ｔｃｎ ｌ ｙ Ｈａｂｎ１０９， ｈ ａ Ｓｈ ｏ ｏ ｉ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｒｉＩｓｉ ｔｏ ｅｈ ｏｏ ， ｒｉ ５０ ０ Ｃ ｉ ） ｉ ｎ ｔ ｆ ｇ ｎ
关 ，且上 部土 层分 界处 附近砂 土 液化对 桩侧 向土 反 力影 响更显著Ｌ 为此 ， ｈ为第 ｉ ５ 。 取 深度处至砂 层底
部 的距 离 ， 试验 中各深度 处砂层孔 压 比时程按深度 ｈ
加权平 均值 ，得 到整个 砂层孔 压 比指标值 Ｒ ，反映 整个砂 层液 化 的发展程 度 ，据 此按 孔压 比指标 值 Ｒ 对 桩周土 侧 向承 载力进行 折减 。
ｔｓ ｄ ｔｅ ｍ－ ａｕ ｔ ｏ ． ｅ ｐ ｒ ｒ ｓｕ ｅｒｔ ｎ ｉａｏ Ｒ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔｔｅ ａｔｎ ａｉｎ ｓ ｔ ｆｔｅｌｔｒｌ ｅ ｔａ ｈ ｖ ｌｅ ｍｅ ｄ Ｔ ｏ ｅｐｅ ｓｒ ａｉ ｉｄｃｔｒ ｉ ｉｔ ｕ ｅ ｏ ｒｆ ｃ ｔ ｕ ｔ ｔ ｅ ｏ ａｅａ ｎ ｈ ｈ ｏ ｓ ｏ ｌ ｈ ｅ ｏ ａ ｈ
实现 ， 中桩 侧 向土 反力等 于桩侧 向位 移 与该 处地基 其
系 数之 积 ，假 定土反 力 Ｐ与桩 侧 向位 移 Ｙ成正 比 ，地
待孔压基本消散后，进行下一工况 的加载。
基 土 反 力系 数 为埋 深 的函数 ，单位 桩 长 上土 反 力
ｐｚＹｂ 表 示 为 （，，）
ｐ ｚＹｂ ＝ｍ ｂ （， ，） ｚｙ （） １
ｍ— ａｕ ｔ ｏ ｒ ｕ ｈ ｕ ｄｒｃ ｍｍｅ ｄ ｄｔ ａｙ ｅｔｅｌｔｒｌ ｅ ｒ ｇｃ ｐ ｃｔ ｆｂｉｇ ｉ ｏ ｎ ａｉｎｉ ｑ ｅ ａ ｌ ｖ ｌｅｍｅ ｄｉ ｂ ｏ ｇ ｔ ｔａ ｅ ｏ ｈ ｓ ｏ ｎ ｎ ｅ ａ ｌｚ ｅａ ａｉ ａ ａｉ ｏ ｒ ｅｐ ｌ ｆｕ ｄ ｔ ｌ ｕ ｆ ｂｅ ｏｎ ｈ ａ ｂ ｎ ｙ ｄ ｅ ｏ ｎｉ ｉ
收稿 日期 ：２ １－４２ ０ １ ．５ ０ 基 金项 目： 国家 自然科 学基 金重 大研 究计 划 项 目（０ １０９；西部 交通 建设 科技 项 目（０ ９ ｌＯ ０ ０） ９ ８５０ ） ２ ０３ ８０ １ ０；教育 部 留学 回国人 员科研 启 动基 金和 国家 自然 科 学
基 金（ ０ ７ ０ １ ０ ７ ０ ７ ５ ３ ８ ３ ，５ １ ８ ２ １
质 点体 系 ，模拟 为梁 单元 ，具 体为 ：桩划 分 为 １ ３个 梁 单元 ，其 中地表 以上 桩 为 ４个 梁单 元 。土 层 自地表
处 开始 ，每 隔 ０２ｍ 布 置一 个土 弹簧 ，而桩 端 自由约 ． 束 ；（）桩 的质 量集 中于不 同土层 界 面 上 ；（）上 部 ７ ８
结构模 拟 为集 中质 量 点 ；（）桩周 土按 照等 刚度 原则 ９
ｒｌｔ ｎ ｌｅ ｐ ｅｓｏ ｅｗｅ ｎ ｔｅ ａ ｅ ｕ ｔ ｎ ｆｃｏ ｆｍ—ａｕ ｄ ｔｅ ｉｄｃ ｔｒ ｉ ｓ ｂｉ ｅ ．Ｆｎ ｌ ，ｔｅ ｍｏ ｉ ｅ ｅａｉ ａ ｘ ｒｓｉｎ ｂ ｔ ｅ ｔ ｎ ａｉ ａｔｒＰ ｏ ｖ ｌｅ ａ ｈ ｎ ｉａｏ Ｒ ｅｔ ｌ ｈ ｄ ｉａｌ ｈ ｄｆ ｄ ｏ ｈ ｏ ｎ ｓ ａ ｓ ｙ ｉ
层 状剪切 变 形土 箱 。工况 为 ：００ ２ｇ白噪声 ，压缩 ．０ ０１ １ ｅｔ ． ｇＥ ｎｒ ５ Ｃ ｏ波 （ 间压缩 系数 为 １ ） ０１ 时 ：√ ，． ５
ｇＥ ｅｔ １ ｎｒ ， ． ｇ ｌ ｅ ｌ Ｃ ｏ波 ０ Ｅ ｎ ｏ波 ， ５ Ｃ ｒ 前一工况加载 结束 ，
其 中 ｎ取 为 １时为 ｍ值 法 ；ｂ为桩 的计 算 宽度 ，按 建
筑 桩 基技术 规 范（ ９．０ ８取 值 ；桩径 ． １ｍ 的计 Ｊ ４２ ０） ＧＪ ０ ．
算 宽度 为 ０２ ． ４ｍ。
３ 可液化砂土侧 向承载 力衰减指标
地 震下 场地 液化 过程 中桥 梁桩 基侧 向承载 力真
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｄ ｆｅ ｖ ｌ ｅ ｍｅｈ ｄ ｉ ｓｕ ｉｄ ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｎ ｌｚ ｅ ｌｔｒ ｌｂ ａ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｆｂ ｉ ｇ ｉ ｍｏ ｉ ｄ ｍ－ ａｕ ｔ ｏ ｓ ｔｄ ｅ ， ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｓ ｎ ｂ ｙ ａ ａｙ ｅ ｔ ａｅ ａ ｅ ｒ ａ ａ ｉ ｏ ｒｄ ｅ ｐ ｌ ｉ ｈ ｎ ｙ ｅ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｉ ｉｕ ｆ ｂ ｅ ｇ ｏ ｎ ． ｈ Ｅ ａ ａｙ ｉａ ｄ ｌ ｆ ｉ — ｏ ｌ ｔ ｒ ｃ ｏ ｙ ｔｍ ｓｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｋ ｎ ｂ ｅ ｏ ｎ ａｉ ｌ ｅ ａ ｌ ｒ ｕ ｄ Ｔ ｅ Ｆ ｎ ｌｔ ｌ ｏ ｎ ｑ ｉ ｃ ｍｏ ｅ ｌ ｓ ｉ ｉ ｅ ａ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｓａ ｌ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ａ ｉ ｇ ｔ ｌ ｏ ｐ ｅ ｎ ｉ ｓ ａ
孔压 比指标值 兄；将不同时刻对应墩顶配重惯性力作为体 系外部激励施加于墩顸；通过不断试算液 化过程 中砂土的 ／ ，保证桩 的弯矩计算值与试验值吻合较好 。建立 了考虑孔压 比效应的砂土 值 ／ 值 衰减因子 与 Ｒ 之间关 系式。 最后 ， 推荐给 出可液化场地桥 梁桩基侧向承载性能分析 的改进 ／ ／ ／ 值法。
ｂ ａｉｇｃｐ ｃｔ ｆｌ ｕ ｆａ ｌ ａ ｄ ａ ｄｔｅｉｅｔ ｌｏ ｃ ， ｏ ｔｅｃ ｕ ｔｒｗｅｇ ｔ ｎｔｅｐｅ ｔ ｉ ｅｅ ｔｉ ｓ ｏ ｈｅｔｐｏ ｅ ｒ ａ ａ ｉ ｏ ｉ ｅ ｂｅｓｎ ； ｎ ｙ ｑ ｉ ｎ ｈ ｎ ｒａ ｆ ｒｅ ｆ ｍ ｈ ｏ ｅ ｉ ｒ ｎ ｉｈｓｏ ｈ ｉｒａ ｄｆ ｒｎ ｔ ｍｅ， ｎｔ ｏ ｆ
关键词 ：改进 值法 ：侧 向承载－ ：桥梁桩基 ：振动台试验 ：可液化场地 性能 中图分 类号 ：Ｔ ７ ． Ｕ４ ３１ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号：１ ０ ０ ０—０ ４ （０ １ 刊 一０ １— ４ ８４２ １） 增 ８ ０
Ａ ｏ ｆｅ － ｌ ｅＭ ｅ ｈｏ ｉ ｅＰｉｅＦｏ Ｍ ｄｉ ｄ ｍ ｖａ ｕ ｔ ｄ ｏｆＢｒｄｇ ｌ ｕｎｄａ ｉ ｉ ｔｏｎ ｉ ｑｕｅ ａ ｌ ｒ ｕｎｄ ｎ Ｌｉ ｆ ｂ ｅＧ ｏ ｉ
土 一桥 梁结 构地 震相 互 作用 振动 台试 验 ，推 导场
地 液化 过 程 中砂土 ｍ值衰 减 因子 Ｐ与孔 压 比指标 值
土 配镀 锌铁 丝 预制 。地 基 总厚度 １ ． ｍ，结 构为 ： ９ 上 部 为 ０３ｍ 厚 的粘土 层 ， 中间为 １ 厚 的砂 土 ＿ ．ｍ ２
一
Ｒ之 间拟合 关 系式 ，建 立改进 的 ｍ值 法 ，以期 为分
析 可液 化场 地桥 梁桩 基 侧 向承载 性 能设计 提供 一定
参考 。
１ 试 验 概 况
试 验 的设 计与传 感 器布 置见 图 １ 。桩 一柱墩直 径 ０１ ． ｍ、长 ２５ ．２ｍ、入 土 深度 １ 由微粒 混凝 ． ｍ， ７
实状 态 的合 理 确定 ，是 进行 可液 化场地 桥梁 桩基 侧
向承载 性能 分析 的关 键 引 。考虑 到地震 波 的随机性 及 土 层 的差异 性 ，同一 时刻 不 同深度 处砂 层 的液化 程 度 不尽 相 同 ，采 用具 体位 置处 孔压 比表 示整个 砂
层 液 化状 况显 然有 失偏 颇 。实践 表 明，桩 的 内力最
０ 引言
目前 ，可 液化 场地 桥梁 桩基 侧 向承 载性 能 的研 究 尚不深 入 ］ｍ 值法 是水 平 荷载 作用 下桩 的 响应 之。 分 析 最常 见 方法 ，被 国 内多部 现 行规 范采 纳 Ｌ。然 ３ Ｊ 而 ， 有将 ｍ 值法 直接 用 于可 液化 场地 桥梁 桩基 侧 鲜 向承载 力 分析 中 ］ 此 ，本 文针对 可 液化 场地 桩 。为
第３卷 ３ ２１年 ０１
增 刊 ８月
西 北 地
震 学
报
Ｖ １３ Ｓｐ． ｏ ． ｕ ｐ ３
Ａｕｇ ｔ ２０１１ ｕｓ，
Ｎ ０ＲＴＨＷ ＥＳＴＥＲＮ ＥＩ Ｓ ＳＭ ０ Ｌ０ ＧＩ ＣＡ Ｌ ｏＵ ＲＮ Ａ Ｌ Ｊ
可液化场地桥 梁桩基 改进 ｍ值法研 究
唐 亮，凌贤长，苏 雷，高 霞，李青华
作者 简介 ：唐
亮 （９ １） １８－，男（ 汉族 ） ，河南 信 阳人 ，博 士 ，讲师 ，主 要从 事 岩土地 震 工程 等方 面研 究．
西
第３ ３卷
夹层 （ 不均 匀系数 ２ ３ 曲率 系数 ０９ ，平 均 粒径 ． ， ４ ．１
０３ １ ｌ ． ｎ１，最大 粒径 ２１Ｉ，改进 水沉 法制 备 ），底 ５ Ｔ ＩＩ Ｔ Ｔ 部 为 ０ 厚 的粘 土层 。墩 顶配 １ ０ｋ ．ｍ ４ ２ ｇ质 量块 ，模 拟 上部桥 梁 结构 。在 同济 大 学土木 工 程 防灾 国家重 点实验 室完 成振 动 台试验 。土 箱 为 ２ｍｘ ． ｍｘ １５ ２ｍ
不利位 置 常 出现在 桩 的中上 部 。采用上 述 有 限元 分
图 １ 振动 台试验传感 器布置 （ 单位 ：ｌ１ ｎ） ｎ
Ｆｇ１ Ｌ ｙ ｕ ｆｅ ｓｒ ｉ ａｉｇ ａｌ ｓ（ ｉ． ａｏ ｔ ｎｏｓｎｓ ｋｎ ｂｅ ｅｔｍｍ） ｏｓ ｈ ｔ ｔ
析模 型 时，该 点承 载力 仅与 该处 地基土 反 力系数 有
ｔ ｅ ｐ ｌ ｓｔ ｅ ｅ ｔｒ ａ ｘ ｉ ｔ ｎ ｉ ｄｒ ｃ ｌ ｐ ｌ ｄ ｔ ｉ －ｏ ｌ ｔｒ ｃ ｉｎ ｓ ｓｅ ． ｅ ｃ ｌｕ ａｅ ｉ ｅ ｄ ｇ ｍｏ ｎ ｓａ ｅ ｈ ｉ ａ ｘ ｅ ｌ ｃｔ ｉ ｓ ｉ ｔ ａ ｐ ｉ ｏ ｐ ｌ ｓ ｉ ｉ ｅ ａ ｔ ｙ ｔｍ Ｔ ａｃ ｌｔ ｄ ｐ ｌ ｂ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｅ ｈ ｎ ｅ ａ ｏ ｅ ｙ ｅ ｅ ｎ ｏ ｈ ｅ ｎ ｉ ｓ ｒ ｄｔ ｅｉ ｏ ｄ ａ ｅ ｍｅ ｗｉ ｅｒ ｃ ｒ ｅ ｅ ｕｔ ｒ ｕ ｈｔｙｎ ｖ ｌ ｅ ｆ ａ ｄ ｃ ｎ ｉｕ ｌ ｇｄ ｒｎ ｑ ｅ ａ ｔ ｎ． ｅ ｎ ｕ ｅ ｂ ｇ ｏ ｇ ｅ ｍ ｔ ｔ ｅ ｏ ｄ ｄｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｇ ｉ ｇ ｍ－ ａ ｕ ｓｏ ｏ ｎ ｒ ｈ ｈ ｓｈ ｒ ｓ ｏ ｔ ａ ｌ ｕ ｉ ｇ ｌ ｕ ｆ ｃｉ Ｔ ｎ ｎ ｎ ｉ ｉ ｏ ｈ
（ 尔滨工业大学土木 工程 学院，黑龙江 哈 尔滨 １０９） 哈 ５０ ０
摘 要： 了合理 分析 可 液化 场地桥 梁桩 基 侧 向承载 力进 行 了改进 ／值 法 的研 究 。 于振 动 台试验 和 为 ／ ／ 基
／值 法，建立 了桩 一 ／ ／ 土相互作用体 系有限元分析模型；引入反映可液化砂层侧向承载力衰减状态的
ｒ ｕ ． ｇ ｏ ｄ ｎ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｍ ｏ ｉ ｅ ｍ－ ａ ｕ ｍｅ ｈ ｄ Ｌａ ｅ ａ ｂ ａ ｉ ｇ ａ ａ ｉ ； Ｂｒ ｄ ｅ ｐ ｌ ￣ｕ ｄ ｆｏ ； Ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｔ ｓ ； ｙ ｒｓ ｄｆ ｄ ｉ ｖ ｌｅ ｔｏ ； ｔ ｒ ｌ ｅ ｒｎ ｃ ｐ ｃｔ ｙ ｉｇ ｉ ｅ ｎ ａ ｎ ｉ ｈ ￣ ｇ ｔ ｂ ｅ ｅ ｔ Ｌｉ ｕ ｆａ ｌ ｒ ｕ ｄ ｑ ｅ ｂｅｇ ｏ ｎ ｉ
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关 ，且上 部土 层分 界处 附近砂 土 液化对 桩侧 向土 反 力影 响更显著Ｌ 为此 ， ｈ为第 ｉ ５ 。 取 深度处至砂 层底
部 的距 离 ， 试验 中各深度 处砂层孔 压 比时程按深度 ｈ
加权平 均值 ，得 到整个 砂层孔 压 比指标值 Ｒ ，反映 整个砂 层液 化 的发展程 度 ，据 此按 孔压 比指标 值 Ｒ 对 桩周土 侧 向承 载力进行 折减 。
ｔｓ ｄ ｔｅ ｍ－ ａｕ ｔ ｏ ． ｅ ｐ ｒ ｒ ｓｕ ｅｒｔ ｎ ｉａｏ Ｒ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔｔｅ ａｔｎ ａｉｎ ｓ ｔ ｆｔｅｌｔｒｌ ｅ ｔａ ｈ ｖ ｌｅ ｍｅ ｄ Ｔ ｏ ｅｐｅ ｓｒ ａｉ ｉｄｃｔｒ ｉ ｉｔ ｕ ｅ ｏ ｒｆ ｃ ｔ ｕ ｔ ｔ ｅ ｏ ａｅａ ｎ ｈ ｈ ｏ ｓ ｏ ｌ ｈ ｅ ｏ ａ ｈ
实现 ， 中桩 侧 向土 反力等 于桩侧 向位 移 与该 处地基 其
系 数之 积 ，假 定土反 力 Ｐ与桩 侧 向位 移 Ｙ成正 比 ，地
待孔压基本消散后，进行下一工况 的加载。
基 土 反 力系 数 为埋 深 的函数 ，单位 桩 长 上土 反 力
ｐｚＹｂ 表 示 为 （，，）
ｐ ｚＹｂ ＝ｍ ｂ （， ，） ｚｙ （） １
ｍ— ａｕ ｔ ｏ ｒ ｕ ｈ ｕ ｄｒｃ ｍｍｅ ｄ ｄｔ ａｙ ｅｔｅｌｔｒｌ ｅ ｒ ｇｃ ｐ ｃｔ ｆｂｉｇ ｉ ｏ ｎ ａｉｎｉ ｑ ｅ ａ ｌ ｖ ｌｅｍｅ ｄｉ ｂ ｏ ｇ ｔ ｔａ ｅ ｏ ｈ ｓ ｏ ｎ ｎ ｅ ａ ｌｚ ｅａ ａｉ ａ ａｉ ｏ ｒ ｅｐ ｌ ｆｕ ｄ ｔ ｌ ｕ ｆ ｂｅ ｏｎ ｈ ａ ｂ ｎ ｙ ｄ ｅ ｏ ｎｉ ｉ
收稿 日期 ：２ １－４２ ０ １ ．５ ０ 基 金项 目： 国家 自然科 学基 金重 大研 究计 划 项 目（０ １０９；西部 交通 建设 科技 项 目（０ ９ ｌＯ ０ ０） ９ ８５０ ） ２ ０３ ８０ １ ０；教育 部 留学 回国人 员科研 启 动基 金和 国家 自然 科 学
基 金（ ０ ７ ０ １ ０ ７ ０ ７ ５ ３ ８ ３ ，５ １ ８ ２ １
质 点体 系 ，模拟 为梁 单元 ，具 体为 ：桩划 分 为 １ ３个 梁 单元 ，其 中地表 以上 桩 为 ４个 梁单 元 。土 层 自地表
处 开始 ，每 隔 ０２ｍ 布 置一 个土 弹簧 ，而桩 端 自由约 ． 束 ；（）桩 的质 量集 中于不 同土层 界 面 上 ；（）上 部 ７ ８
结构模 拟 为集 中质 量 点 ；（）桩周 土按 照等 刚度 原则 ９
ｒｌｔ ｎ ｌｅ ｐ ｅｓｏ ｅｗｅ ｎ ｔｅ ａ ｅ ｕ ｔ ｎ ｆｃｏ ｆｍ—ａｕ ｄ ｔｅ ｉｄｃ ｔｒ ｉ ｓ ｂｉ ｅ ．Ｆｎ ｌ ，ｔｅ ｍｏ ｉ ｅ ｅａｉ ａ ｘ ｒｓｉｎ ｂ ｔ ｅ ｔ ｎ ａｉ ａｔｒＰ ｏ ｖ ｌｅ ａ ｈ ｎ ｉａｏ Ｒ ｅｔ ｌ ｈ ｄ ｉａｌ ｈ ｄｆ ｄ ｏ ｈ ｏ ｎ ｓ ａ ｓ ｙ ｉ