碎石土斜坡场地-桩基地震响应的数值分析

杨薇薇

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210003）

0 引 言

桩基础因具有适应性强、承载力高等优点，特别适用于山区斜坡地形的施工条件。实际上，西南山区斜坡工程90%以上为桩基础。但该区受到印度板块和欧亚板块的碰撞影响，经常发生强烈地震，使线路桩基发生损毁[1]。

从 1975—2013年间几次大地震的震害调查结果来看，建筑桩基震害主要是未明确桩-土体系地震荷载变形效应及相应桩基地震响应特征[2-3]。Winkler地基梁法在桩基的理论研究中较为常用[4]，与之相关模型有Matlock[5]、Novak[6]等，经历了线性总应力法到非线性有效应力动力分析法，再到复杂的弹塑性模型法；从只能进行饱和土体的分析发展到非饱和土体的动力分析。而模型试验则以离心机试验、振动台试验为主[7-8]，对饱和砂土模型桩、群桩等方面开展了振动台试验，并适当的考虑了斜坡坡度、斜坡长度、砂土层厚度对桩基地震响应的影响。但由于模型试验成本高、模型尺寸小，很难有效的表达实际的桩-土相互作用，试验结果非常有限。随着计算机技术的发展，开展了基于OpenSees的桩-土-结构地震相互作用研究[9]、基于Quasi-3D FEM方法结合PILE 3D、PILE-PY对砂土中桩基动力p-y曲线进行分析[10]。上述成果对于场地地基液化问题考虑较多。而西南地区斜坡桩基础地基土一般为碎石土或基岩，其液化问题并不常见。目前未见斜坡场地碎石土条件下场地及桩基地震响应全体系的研究，设计中仍感到缺乏充分的试验和理论依据。

本文以西南地区穿越典型地形地貌和地基土大类的某线路工程为例，总结其在芦山地震后线塔基础震害的特征。……