砂土中垫层隔震基础地震响应离心模型试验及数值分析

张 浩，贾亚杰，梁发云，李通达

（1.同济大学土木工程学院，上海200092；2.上海师范大学建筑工程学院，上海201418）

近年来国内外学者不断探讨适用于地震带深水环境的基础型式，其中Rion-Antirion桥［1］具有较好的代表性。该桥持力层为深厚的软弱冲积层，采用钢管桩加固软弱土体，在其上覆砂石垫层，并将预制装配式主塔基础明置于砂石垫层之上，从而形成垫层隔震基础。这种垫层隔震基础的关键创新之处在于：一方面，砂石垫层可以消减传递至上部结构的地震作用，保护桥梁上部结构；另一方面，桩顶与主塔基础并不直接连接，桩顶约束减弱，上部结构施加给桩身的惯性作用降低；此外，主塔基础以预制装配式为主，桩顶与主塔基础无需刚性连接，在深水环境中的施工难度大幅度降低。Rion-Antirion桥在2004年建成后经历了数次6级以上地震的考验［2］，对我国强震地区深水桥梁的建设具有重要的参考价值。

垫层隔震基础虽然在Rion-Antirion桥等实际工程中得到了成功应用，但更多地是从概念上把握，将加固后的土体作为均质地基，采用明置基础的设计方法［1］，其中仍有一些关键问题亟待解决，如垫层对于刚性基桩及上部结构地震动力响应的影响机制等。此外，垫层隔震基础虽然目前在桥梁工程领域运用较少，但与此基础形式类似的复合地基基础（非连接式桩筏基础）在建筑工程领域已经有着较为广泛的运用；然而，目前针对此类基础的研究也主要集中在静力方面［3-5］，对其动力性能方面的研究却相对较少［6］。……