为探明强震作用下断层上、下盘桥梁桩基动力响应差异,依托海南省海文大桥工程,通过振动台模型试验,研究了 0.15g～0.60g地震动强度作用下断层上、下盘桩基的桩身加速度、桩顶相对位移、桩身弯矩响应规律差异与桩基损伤特征.研究结果表明:在不同地震动强度作用下,断层上、下盘桩基的桩顶加速度峰值相差0.291～0.488 m·s-2,桩顶加速度放大系数相差0.067～0.195,原因为断层对两侧岩土体影响范围存在差异与桩周岩土体"非线性"差异;随着地震动强度的增大,断层上、下盘桩基的桩顶相对位移差值逐渐增大,最大差值为0.77 mm;断层上、下盘桩基的弯矩最大值相差5.294～82.932 kN·m,且弯矩最大值均出现在覆盖层软硬土交界面与基岩面附近,原因在于下盘作为稳定盘,受上盘土体挤压作用,对下盘岩土体的振动剪切有一定抑制作用;地震动强度为0.35g时,断层上、下盘桩的最大弯矩均未超过抗弯承载力,满足海文大桥抗震设防烈度Ⅷ度(0.35g)的要求;地震动强度为0.35g～0.45g时,断层上盘桩的基频变化幅度较小,地震动强度为0.50g～0.60g时,断层上盘桩的基频显著降低,在桩顶与承台连接处、软硬土层界面与基岩面附近出现裂缝,说明此时桩基已发生损伤.可见,断层上盘桩基的桩身加速度峰值、桩顶相对位移与桩身弯矩动力响应指标均大于下盘桩基,断层上、下盘桩基动力响应变化规律差异显著,体现出显著的"断层上盘效应",因此,强震作用下近断层桥梁桩基础抗震设计时,应着重考虑断层上盘桩基础的抗震承载能力.

桥梁工程;桩基础;振动台试验;强震;断层破裂带;动力响应

长安大学公路学院,陕西西安 710064;中国电力建设集团有限公司西北勘测设计研究院有限公司,陕西西安 710064;陕西建工机械施工集团有限公司,陕西西安 710064;北京建达道桥咨询有限公司,北京 102308

[1]冯忠居;张聪;何静斌;关云辉;袁枫斌-.强震作用下近断层桥梁桩基动力响应)[J].交通运输工程学报,2022(04):159-169

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