樁-土-斷層耦合作用下橋梁樁基豎向承載特性

摘要：基于海南鋪前大橋,采用室內(nèi)模型試驗與數(shù)值仿真,分析了斷層-樁-巖土相互作用時橋梁樁基的距離效應(yīng)與承載特性。研究結(jié)果表明:在模型試驗中,對于直徑為6.3 cm,長度為60 cm的樁基,當(dāng)斷層與樁基水平距離由9.45 cm增加到22.05 cm時,承載力增幅為26.7%,當(dāng)水平距離由22.05 cm增加到31.50 cm時,承載力增幅僅為3.8%,斷層與樁基水平距離對樁基承載力影響度降至6.5%,可以忽略;當(dāng)樁長一定,荷載相同時,斷層與樁基水平距離越小,樁身軸力變化越小;當(dāng)斷層與樁基水平距離由9.45 cm增加到22.05 cm時,樁身30 cm處樁側(cè)阻力增大了0.059 kN,水平距離對樁側(cè)阻力影響度降低了44.5%,當(dāng)水平距離由22.05 cm增加到31.50 cm時,樁側(cè)阻力增大了0.029 kN,水平距離對樁側(cè)阻力影響度降低了8.3%。在數(shù)值仿真中,在樁基直徑為1.5 m,長度為30 m,覆蓋層厚度為10 m的工況下,當(dāng)斷層與樁基水平距離由1.5 m增加到6.0 m時,承載力增幅由11.0%減小到6.5%,當(dāng)水平距離由6.0 m增加到7.5 m時,承載力增幅減小到4.9%;當(dāng)斷層與樁基水平距離由7.5 m減小到1.5 m時,樁身軸力沿樁長方向減小趨勢逐漸變緩,當(dāng)樁長一定,荷載相同時,斷層與樁基水平距離越小,樁身軸力變化越小;當(dāng)斷層與樁基水平距離由1.5 m增加到6.0 m時,樁身16 m處樁側(cè)阻力增大了1.90 MN,水平距離對樁側(cè)阻力影響度降低了28.0%,當(dāng)水平距離由6.0 m增加到7.5 m時,樁側(cè)阻力增大了0.33 MN,水平距離對樁側(cè)阻力影響度降低了5.0%。模型試驗與數(shù)值仿真結(jié)果均表明,在5倍樁徑范圍內(nèi),樁基豎向承載特性受斷層與樁基水平距離的影響較大;超出5倍樁徑后,水平距離的影響較小,甚至可以忽略;斷層與樁基水平距離對承載力、樁側(cè)阻力的影響度與樁側(cè)阻力占比的仿真值均減小較快,在水平距離為5倍樁徑時,較模型試驗值分別降低了2.2%、6.0%、0.174,結(jié)果較理想化,可用作工程參考。