随着国内外地震的频繁发生,可液化地基中桩基的损坏类型、受力特征还有震动响应规律渐渐成为岩土工程界学者们关注的重点和难点。如何判别地面15m以下砂土的液化?如何准确确定液化砂土中单桩抗震承载力?液化砂土中单桩的受力特性及随各种参数的变化规律等,仍是一些难题,工程经验不足。
本文针对上述问题,开展的主要研究工作和取得的新成果如下:
(1)结合工程实例,对新旧建筑抗震设计规范中饱和砂土液化判别的规定进行了对比与计算分析,分析了设防烈度值、上覆非液化土层厚度、基础埋深和地下水位线等对液化判别的影响。绘制了四个不同判别公式液化判别标准贯入锤击数临界值随距地面深度的变化曲线,在10m深度内,公式所得结果很接近,然后逐渐分开,在20m深度处,所得结果相差很大,比较可知,在15m深度以下按新规范得到的结果偏于安全,也更合理。
(2)分析了国内外典型的震害资料,地震中可液化地基中桩基础损害主要分为侧向震害、竖向震害和两张共同作用下的震害,震害原因主要是桩土和结构的相互惯性作用、桩土液化前后的相互运动作用、液化后桩周土的再固结和桩体沉降或桩体受力增大而屈服失稳等。
(3)对液化土中桩基抗震承载力的四种计算方法进行了讨论,运用工程实例对各个方法进行计算,分析了各自的优劣后可知,新规范推荐的综合法求得的单桩抗震承载力较小,较偏于安全。
(4)用FLAC3D软件,对单桩荷载试验进行模拟,讨论了桩土接触面参数,重点对地震后地基土再固结发生沉降的桩基受力进行模拟分析,通过改变桩周荷载大小、桩顶荷载大小、加载次序和桩周土抗剪强度指标、土弹性模量、桩周作用荷载的面积、桩直径等,来分析桩身轴力、桩侧摩阻力及负摩阻力、下拉力、中性点、桩沉降等的变化规律,并讨论了桩周单侧作用荷载对桩身侧向位移及偏移量的影响规律。
本文的主要研究工作和得到的结论和成果,对液化土中桩基抗震工程实际有很重要的参考价值。