地震中液化引发场地侧扩流是导致桩基震害的主要原因之一。振动台试验是研究液化侧扩流场地桩-土动力相互作用最有效的途径之一。数值计算是振动台试验的有力补充,同时也是将理论研究工作拓展到实际工程的必要技术环节。鉴于此,本项目针对地震下液化侧扩流场地桩-土相互作用体系,通过大型桩基振动台试验和理论分析相结合的方法,建立了液化侧扩流场地桩-土动力相互作用有限元数值计算模型和简化分析方法。同时,基于典型液化侧扩流场地桩-土-上部结构体系分析模型,获取了桩-土相互作用荷载传递规律。最后,基于现有设计方法,提出了液化侧扩流场地桩基抗震设计方法,并验证了设计方法的有效性。具体研究内容、方法及成果如下: (1) 液化侧扩流场地桩基振动台模型试验。针对典型近岸液化侧扩流场地特点,借鉴同类振动台试验设计经验,完成了液化侧扩流场地桩基振动台试验,并对液化侧扩流场地土层孔压、加速度和侧向位移及桩的侧向位移和弯矩响应进行系统分析。 (2) 液化侧扩流场地桩基振动台模型试验有限元数值模拟。针对桩基振动台试验,利用初始状态分析法,通过施加节点孔压和相应节点荷载模拟自由水体,建立了液化侧扩流场地桩基振动台数值模型,并基于振动台试验结果对数值模型的可靠性进行验证。 (3) 液化侧扩流场地桩-土相互作用简化分析方法。针对桩基振动台试验,基于非线性Winkler地基梁模型,建立了液化侧扩流场地桩-土相互作用简化分析方法,基于试验结果对简化分析方法的可靠性进行验证并进行了参数分析。 (4) 液化侧扩流场地桩-土相互作用荷载传递模型。建立了典型的液化侧扩流场地桩基地震响应荷载传递模型,分析了桩土荷载传递规律。 (5) 液化侧扩流场地桩基抗震设计方法。提出基于位移的文克尔地基梁等效静力设计方法,给出了该方法的一般步骤,并依据动力非线性有限元分析对该设计方法进行了验证,最后给出了该方法进行液化侧扩流场地桩基设计的使用实例。 2100433B