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基于动力BNWF法的冻土-桩相互作用模型研究
  • ISSN号:1000-0844
  • 期刊名称:《地震工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:P642.14[天文地球—工程地质学;天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学] TU473[建筑科学—结构工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]天津市市政工程设计研究院,天津300050, [2]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044
  • 相关基金:国家自然科学基金(90715013)
中文摘要:

基于水平循环荷载作用下不同负温冻土环境中单桩动力特性模型试验结果,在已有分析桩-土-结构相互作用的动力BNWF模型的基础上,提出改进的冻土-桩基动力相互作用非线性反应分析模型。在该模型中,利用改进的双向无拉力多段屈服弹簧考虑桩侧冻土的水平非线性力学特性,同时兼顾桩侧与冻土间的竖向非线性摩擦效应、桩尖土的挤压与分离作用以及远场土体阻尼对桩基动力特性的影响。其中桩侧水平多段屈服弹簧参数根据冻土非线性p-y关系获得,该关系曲线以三次函数曲线段及常值函数段共同模拟,并由室内冻土压缩试验结果确定。最后基于改进的动力BNWF模型,提取动位移荷载作用下该桩顶力-位移滞回曲线及桩身不同埋深处的弯矩动响应数值分析结果,并与相应的模型试验结果对比,二者具有较好的拟合度,表明本文所提出的改进模型在分析冻土-桩动力相互作用时有较好的适用性。

英文摘要:

Permafrost is distributed widely in our country.Although pile foundation is the main foundation form for large bridges in frozen zones,few studies have been conducted regarding the dynamic characteristics of pile foundation construction in permafrost.An improved nonlinear analytical model for frozen soil-pile dynamic interaction was developed on the basis of model test results of the dynamic characteristics of pile foundations in various subzero temperature soils under lateral dynamic loads and an analytical model of pile-soil-structure interaction with the dynamic beam on nonlinear Winkler foundation model.This improved analytical model simulates the nonlinear lateral pressure effect of the frozen soil around the pile with an improved bidirectional compression-only multi-yield spring.Vertical friction effects between the frozen soil and pile,extrusion and separation effects of frozen soil under pile tips,and damping effects of the farfield soil on the dynamic characteristics of pile foundations are also considered in this analytical model.The parameters of the bidirectional tensionless multi-section yield spring are determined by the nonlinear p-y relationship of frozen soil.The p-y relationship whose parameters were based on the results of the indoor frozen soil compression test was simulated by the combination of a cubic function and a constant function.Displacement-force response of the pile head and pile shaft responses to bending moments at different depths under dynamic forces were very similar to the model test results.Results indicate that the improved analytical model is potentially helpful during the analysis of frozen soil-pile dynamic interactions.

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期刊信息
  • 《地震工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国地震局
  • 主办单位:兰州地震研究所 清华大学 中国地震学会 中国土木工程学会
  • 主编:王兰民
  • 地址:甘肃省兰州市东岗西路450号
  • 邮编:730000
  • 邮箱:dzgcxb@gssb.gov.cn dzgcxb@yahoo.cn 2506121280@qq.com
  • 电话:0931-8275892
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0844
  • 国内统一刊号:ISSN:62-1208/P
  • 邮发代号:54-28
  • 获奖情况:
  • 中国地球物理学类核心期刊,中国地震局优秀科技期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:975