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桩-震陷土层耦合作用下变截面单桩动力响应
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作者 冯忠居 王逸然 +3 位作者 蔡杰 张聪 朱继新 孟莹莹 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期162-171,共10页
为研究不同类型地震波作用下大直径变截面钢管混凝土复合单桩的动力响应规律,依托厦门第二东通道翔安大桥工程,通过室内振动台试验,选取地震动强度为0.15g的5010波、1004波、Kobe波及El‐Centro波,研究大直径变截面钢管混凝土复合单桩... 为研究不同类型地震波作用下大直径变截面钢管混凝土复合单桩的动力响应规律,依托厦门第二东通道翔安大桥工程,通过室内振动台试验,选取地震动强度为0.15g的5010波、1004波、Kobe波及El‐Centro波,研究大直径变截面钢管混凝土复合单桩的桩身加速度、水平位移、弯矩及桩基损伤等变化规律。试验结果表明:不同类型地震波由于其频谱特性不同,大直径变截面钢管混凝土复合单桩的动力响应特性存在差异;桩顶加速度最大值、桩顶水平位移最大值、桩身弯矩最大值均在1004波作用下最大,在Kobe波作用下最小;桩身弯矩最大值均未超过桩基设计抗弯承载力;在地震力的作用下对桩基础的抗弯承载能力进行设计时,应重点考虑软硬土层的分界面处抗弯能力。 展开更多
关键词 大直径变截面桩 振动台试验 震陷场地 动力响应
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不同厚度液化土层大直径变截面六桩基础振动台模型试验研究
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作者 冯忠居 李元鹏 +4 位作者 王伟 张聪 李宗海 赵瑞欣 王思琦 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期595-603,共9页
为研究不同厚度液化土层大直径变截面六桩基础动力响应特性,依托厦门第二东通道翔安大桥实体工程,通过室内振动台模型试验,选取地震动强度分别为0.15g、0.25g、0.35g、0.45g的5010波,开展液化土层厚度分别为30、40、50 cm时饱和砂土孔... 为研究不同厚度液化土层大直径变截面六桩基础动力响应特性,依托厦门第二东通道翔安大桥实体工程,通过室内振动台模型试验,选取地震动强度分别为0.15g、0.25g、0.35g、0.45g的5010波,开展液化土层厚度分别为30、40、50 cm时饱和砂土孔压比、大直径变截面六桩基础的桩身加速度、桩身弯矩、桩顶水平位移的动力特性研究。结果表明:不同饱和砂土层厚度下,大直径变截面六桩基础的桩身加速度及弯矩在变截面和土层分界面处发生突变;同一土层厚度下,随着地震动强度从0.15g增大到0.45g,饱和砂土孔压比、六桩基础的桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩均增大;0.15g地震动强度下,随着饱和砂土层厚度增大,饱和砂土孔压比稳定值减小,但六桩基础的桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩峰值均逐渐增大且增幅变大。建议在液化场地大直径变截面桩基础设计时,应特别考虑大直径变截面六桩基础在不同液化土层厚度下的动力响应差异,并注重变截面和土层分界面的抗弯性能,以保证六桩基础的抗震性能。 展开更多
关键词 桩基 大直径变截面六桩 振动台试验 动力响应 饱和砂土
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震陷土层变化下变截面单、群桩动力响应差异 被引量:3
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作者 冯忠居 王伟 +3 位作者 张聪 朱继新 王逸然 孟莹莹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1086-1096,共11页
为研究地震动作用下震陷土层厚度不同时大直径变截面单桩与群桩基础的动力响应差异,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台模型试验,开展震陷土层厚度30、40、50 cm时,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩动... 为研究地震动作用下震陷土层厚度不同时大直径变截面单桩与群桩基础的动力响应差异,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台模型试验,开展震陷土层厚度30、40、50 cm时,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩动力响应差异研究.结果表明:随着震陷层厚度增大,单桩与群桩基础桩周土震陷量、桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩均逐渐增大,且加速度及弯矩在变截面处突变;同一震陷层厚度下,群桩基础桩周土震陷量较单桩大,但群桩基础加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩均小于单桩.震陷场地桩基础设计时,应着重考虑变截面单桩与群桩动力响应差异,保证桩基础抗震性能. 展开更多
关键词 桥梁工程 大直径变截面桩 震陷土层 振动台试验 动力响应差异
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液化土层厚度差异下大直径变截面单桩基础振动台试验
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作者 冯忠居 金熙宾 +2 位作者 张聪 董建松 袁鑫 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期92-105,共14页
针对地震作用下不同液化土层厚度对大直径变截面单桩基础动力响应的影响,依托实体工程设计振动台模型试验,分别从土层孔压比、桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩等方面对大直径变截面单桩基础的动力响应进行了研究,结果表明:孔压比开... 针对地震作用下不同液化土层厚度对大直径变截面单桩基础动力响应的影响,依托实体工程设计振动台模型试验,分别从土层孔压比、桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩等方面对大直径变截面单桩基础的动力响应进行了研究,结果表明:孔压比开始增长和趋于稳定的时间随液化土层厚度的增加均呈滞后趋势,液化土层厚度越薄,孔隙水上升越快,液化土层越容易发生液化。变截面位置位于液化土层时加速度增长较为明显,El-Centro波作用时大直径变截面单桩基础桩顶加速度放大系数最小,1004波作用时桩顶加速度放大系数最大;大直径变截面单桩基础桩顶水平位移最大值随液化土层厚度的增加逐渐增大,且地震波差异会影响其趋于最大值的时间;大直径变截面单桩基础最大弯矩在液化土层和非液化土层交界产生,且液化土层厚度越大地震波差异性对变截面位置处弯矩影响越大。在进行大直径变截面单桩基础的抗弯设计时,应着重考虑液化土层和非液化土层分界面处和变截面处抗弯能力。液化土层从30cm到50cm,大直径变截面单桩基础桩身加速度放大系数及桩顶位移分别增加了1.61倍和1.65倍。 展开更多
关键词 桥梁工程 液化场地 振动台试验 大直径变截面单桩基础 动力响应
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大直径变径桩竖向承载特性模型试验研究(Ⅰ) 被引量:21
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作者 方焘 刘新荣 +3 位作者 耿大新 罗照 纪孝团 郑明新 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2947-2952,共6页
变径桩在桥梁桩基和软土地基处理得到了一定程度的应用,对其承载特性和工作机制的研究十分必要。通过室内大型模型试验,对大直径变截面单桩的荷载与沉降关系、桩侧摩阻力分布形式、桩身内力和桩端、变截面处的破坏模式等问题进行了探讨... 变径桩在桥梁桩基和软土地基处理得到了一定程度的应用,对其承载特性和工作机制的研究十分必要。通过室内大型模型试验,对大直径变截面单桩的荷载与沉降关系、桩侧摩阻力分布形式、桩身内力和桩端、变截面处的破坏模式等问题进行了探讨,试验结果表明,在桩顶截面相同的情况下,变截面桩竖向承载特性受变截面比影响显著,变截面比越小,竖向极限承载力越小。模型试验P-S曲线不存在最优变截面比,变截面比设计受桩横向受力特性的控制。变截面处土体挤土效应的发挥是以牺牲桩顶位移为代价,在只有到达一定桩身位移时,才体现明显的挤土效应,使承载力提高。 展开更多
关键词 大直径变截面桩 模型试验 竖向承载特性
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地震作用下液化场地变截面桩与等截面桩的动力响应对比分析 被引量:8
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作者 冯忠居 王逸然 +3 位作者 张俊波 张建斌 孟莹莹 赵瑞欣 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2022年第3期59-69,共11页
为研究液化场地变截面桩的动力响应,依托翔安大桥实体工程,采用有限元软件,建立变截面桩-土和等截面桩-土相互作用模型,模拟液化场地变截面桩及等截面桩在地震作用下的振动反应,分析在地震作用下变截面位置不同的变截面桩及等截面桩的... 为研究液化场地变截面桩的动力响应,依托翔安大桥实体工程,采用有限元软件,建立变截面桩-土和等截面桩-土相互作用模型,模拟液化场地变截面桩及等截面桩在地震作用下的振动反应,分析在地震作用下变截面位置不同的变截面桩及等截面桩的动力响应特征。结果表明:地震作用下,液化土层不同深度处的孔压比变化规律基本相同,均从0逐渐增大最后趋于稳定;变截面桩的桩身加速度和桩身位移均大于等截面桩,且桩顶加速度峰值出现的时刻均滞后于桩底;在饱和砂土层处,桩身位移变化趋势均较陡;变截面桩的桩身弯矩峰值和桩身剪力峰值均大于等截面桩,且其峰值出现的位置较等截面桩深;地震作用下,变截面桩及等截面桩的弯矩与剪力均在安全范围之内;液化场地变截面梁桥桩基础抗震设计时,应着重分析液化土层与非液化土层分界面以下的抗弯能力设计及液化土层中抗剪能力设计。 展开更多
关键词 岩土工程 液化场地 大直径变截面桩基础 数值模拟 动力响应
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基于光纤监测的大直径变截面钢管复合桩承载性状 被引量:4
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作者 崔允亮 王新 +2 位作者 周联英 王海峰 周锋 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1627-1636,共10页
为了研究超长大直径变截面钢管复合桩的承载性状,选取鱼山大桥45号桩,以墩身和箱梁自身重力为荷载进行静载试验,利用分布式光纤进行现场监测,并利用ABAQUS进行实际工况建模,通过对比计算结果与实测值以验证建模参数选取的合理性。在有... 为了研究超长大直径变截面钢管复合桩的承载性状,选取鱼山大桥45号桩,以墩身和箱梁自身重力为荷载进行静载试验,利用分布式光纤进行现场监测,并利用ABAQUS进行实际工况建模,通过对比计算结果与实测值以验证建模参数选取的合理性。在有限元模型基础上,通过施加压、弯、剪、扭等复杂荷载及改变桩基自身参数,研究桩身参数对桩基承载性状的影响。研究结果表明:光纤监测能够很好地应用于此类海洋环境下超长大直径变截面钢管复合桩的监测;变截面处桩身轴力有突变,下半段桩身侧摩阻力发挥较好,上半段由于钢管存在对侧摩阻力发挥有一定影响,桩端阻力对桩基承载力贡献显著;桩身轴力模型计算结果与实测结果较接近,说明建模方法及参数选取得当;设置变截面能够改善桩基承载性能,但是变截面位置要适中,钢管越厚、剪力环间距越密,钢管复合桩横向刚度增强现象越明显。 展开更多
关键词 钢管复合桩 光纤监测 大直径变截面 数值模拟
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饱和土中变截面大直径桩纵向振动理论解和数值解对比分析 被引量:5
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作者 何梦泽 杨冬英 汤范杨 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第34期315-322,共8页
基于饱和多孔介质理论,对饱和土中变截面大直径桩的纵向振动特性进行研究。首先根据饱和土动力控制方程,得出大直径桩侧土体复刚度,桩底采用黏弹性支承,再将桩身按变截面分段,采用能考虑横向惯性效应的Rayleigh-Love杆模型建立大直径桩... 基于饱和多孔介质理论,对饱和土中变截面大直径桩的纵向振动特性进行研究。首先根据饱和土动力控制方程,得出大直径桩侧土体复刚度,桩底采用黏弹性支承,再将桩身按变截面分段,采用能考虑横向惯性效应的Rayleigh-Love杆模型建立大直径桩的动力方程。结合初始条件、边界条件和连续条件,利用阻抗递推法求解变截面大直径桩-土动力方程耦合方程得出桩顶频域解析解,通过卷积定理和逆傅里叶变换得出桩顶速度时域半解析解。然后利用ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型,将数值解和理论解在桩身存在软硬夹层、变截面以及变截面段桩的长度和位置变化等情况进行了对比分析,利用数值计算解验证了理论计算模型的正确性。 展开更多
关键词 饱和多孔介质 变截面 大直径桩 纵向振动 有限元分析
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地震作用下液化场地大直径变截面单桩基础动力响应特性
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作者 冯忠居 李德 +3 位作者 张聪 徐博熙 赵瑞欣 赖德金 《工程科学与技术》 2025年第5期237-247,共11页
为研究不同类型地震波作用下液化场地大直径变截面单桩的动力响应,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台试验,选取强度为0.15g的5010波、1004波、Kobe波和El-Centro波,分析饱和砂土层的孔压比响应及大直径变截面单桩的桩身加速度、桩... 为研究不同类型地震波作用下液化场地大直径变截面单桩的动力响应,依托厦门第二东通道翔安大桥,通过振动台试验,选取强度为0.15g的5010波、1004波、Kobe波和El-Centro波,分析饱和砂土层的孔压比响应及大直径变截面单桩的桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩等动力响应特性。结果表明:饱和砂土层液化后对地震波具有放大效应,且桩顶加速度响应相对于变截面处和桩底出现明显的滞后现象;在4种类型地震波作用下,桩顶均产生永久侧向位移;桩身弯矩由桩底至桩顶呈先增后减的趋势,在变截面位置处弯矩出现陡增现象;1004波作用下的桩身加速度、桩身弯矩峰值达到最大,Kobe波作用下的桩顶水平位移峰值最大,表明大直径变截面桩基动力响应特性对不同类型地震波的敏感程度存在较大差异。因此,在进行大直径变截面桩基的抗震设计时,可选取不同类型地震波对桩基动力响应特性进行验算。 展开更多
关键词 液化场地 大直径变截面桩 饱和砂土 动力响应 抗震设计
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