DIFFERENCE of SEISMIC BEHAVIOR of HIGH AND LOW CAPS of PILE FOUNDATIONS

对于采用桩基的各类结构,按承台埋没于地基土体与否,可区分之高、低承台桩基形式。在许多实际工程中,因回填土或欠固结土地基的继续沉降,或因土体流变或场地震陷等后沉降效应,均可致使承台与土体接触解除,即先前按设计采用的低承台桩基可能转为高承台形式。在静力条件下,这将导致桩身产生负摩阻力而降低其部分竖向承载能力;然而,在地震作用下,通过开展离心机地震模型试验和AbAQuS计算分析发现:当承台与地基土体脱离时,桩基最大弯矩设计值将会增大,且弯矩有效深度也将变深;并且,基础(承台)周期明显延长,充分表明高、低承台桩基形式地震行为差异迥然,高承台桩基形式较之相应低承台情况更为不利,在抗震设计时应充分予以认识、考虑。The pile foundation could be classified into the high or low types according to the position of cap relative to the surface of grounds.In many engineering practice, the settlement of unconsolidated clay or backfilled soil after construction,the soil rheology or the seismic field subsidence may lead to the separation of the cap from the clay surface, i.e., the cap was embedded originally into clay to a new state of high cap pile foundation.For the static condition,this kind of separation may result in the negative skin friction force along the piles and reduce the vertical bearing capacity of piles.However, under the seismic shaking condition, the centrifuge shaking table experiments and simulation with ABAQUS on both the cases indicated that piles underwent a higher maximum bending moment and a much larger active depth under high cap case than those at low cap case.This suggested that the embedding condition played an important role in the seismic response of pile-cap foundation.It becomes more disadvantageous when the embedding condition of the cap changes from the low cap case to the high cap case.国家自然科学基金资助项目(51209180); 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2012K014); 厦门大学大学生创新创业训练计划项

软粘土的地震行为研究

通过开展离心机动力试验,揭示了从基岩输出的地震波经过一定厚度的软粘土层传播到地表时,地震波高频成分将被过滤,地表运动的周期将变长,反映出土体在地震荷载的持续作用下将发生一定程度的软化,同时在一定的周期范围内,加速度反应谱幅值将得到不同程度的放大;最后开展了ABAQUS计算和理论分析以验证试验结论的合理性。该研究为自由场土体地震反应的基础性研究,成果对于结构抗震设计中场地选择以及土结动力相互作用研究具有一定的参考价值

桩–筏–土体系的地震软化行为及ABAQUS模拟研究

通过开展离心机动力试验,充分揭示在地震荷载的持续作用下,土体将发生一定程度的软化,表现为周期的持续增大;然而基础(筏板)周期和桩身弯矩包络图几乎不发生改变,说明整个桩–筏结构在地震作用下的行为不会类似于土体发生软化(恶化的现象),而是能持续保持稳定,其动力行为主要取决于自身特性如桩身刚度和上部结构传递给筏板的荷载水平(惯性)等,同时土体的动力软化效应对桩–筏结构的影响很小。为了验证试验结果的正确性和合理性,采用ABAQUS 6.9程序对试验结果进行计算分析,土体模型包括软件内嵌的Hypoelastic非线性模型和所开发的考虑动力降强效应的HyperMas用户子程序模型(UMAT)。计算结果符合试验实测结果,尤其能准确地捕捉桩身最大弯矩值和周期等重要的工程设计参数。且有侧重于基础单元的地震响应分析,非降强模型和降强模型的计算差异很小,再次说明土体软化对既有桩–筏结构影响很小,但采用非降强模型计算更为快捷、高效