液化场地桩周土加固低承台桩基提升抗震性能的评价方法

作     者：杨松松 章定文 罗东志 王宇 

作者机构：东南大学交通学院 中华人民共和国交通运输部综合交通运输理论交通运输行业重点实验室(南京现代综合交通实验室) 江苏省低碳与绿色岩土工程重点实验室 宿迁市高速铁路建设发展有限公司 中铁四局集团有限公司 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52078129) 综合交通运输理论交通运输行业重点实验室(南京现代综合交通实验室)开放课题(MTF2023009) 宿迁市交通运输局科技与转化应用项目(2022Y12) 

主　　题：液化 低承台桩基 水泥土加固 振动台试验 侧壁摩擦力 土压力 

摘      要：为探究液化场地桩周土加固对低承台桩基础抗震性能的提升机制，采用振动台试验开展了未加固桩和不同形式水泥土加固桩的3×3群桩振动台试验，并评价了水泥土加固引起承台动土压力和侧壁摩擦力变化对地震作用下桩基内力和弯矩等的影响。上部结构的自振周期(Tb)、地基的卓越周期(Tg)、土体位移（ΔS）和承台位移（ΔB）共同决定了上部结构和承台惯性力的相位差，以及总土压力与侧摩擦力的合力大小和方向。依据水泥土改良后的地基反力变化情况，考虑水泥土加固区的侧壁摩阻力和动土压力，从而提出了适用于水泥土改良地基的非线性温克尔弹性地基梁模型。试验结果表明，不同形式水泥土加固后桩侧壁摩擦力提高了100%～180%，总土压力提高了46%～101%；水泥土增强了桩侧土抗力，使桩-土相对位移减小了43%～47%。水泥土加固提高承台侧壁摩擦力和总土压力，可抵消从上部结构和承台传递到桩头的惯性力，减小桩头剪力，进而提升桩基的抗震性能。为考虑水泥土加固后承台侧壁摩擦力和土压力变化对桩身内力的影响，改进了非线性温克尔弹性地基梁模型，振动台试验结果验证改进后的模型可准确估算地震中低承台桩基受力。