摘要
高桩码头是港口工程中不可或缺的组成部分，连接着水路和陆路交通。因其稳定性、适应性、低维护成本、对海洋生态影响较小等特点成为目前港口工程的主要选择之一。随着我国“一带一路”战略的逐步推进，高桩码头在海上丝绸之路沿线有着促进贸易、增强连接性、确保安全、推动基础设施发展以及推动经济合作和文化交流的关键作用。然而，这些工程通常选址于地震风险较高的区域，面对液化土壤和地质断层等挑战。因此，可液化土层中高桩码头抗震研究具有重要意义。本文以典型全直桩高桩码头作为研究对象，建立可液化场地高桩码头三维数值模型，研究了其地震液化破坏机理和易损性。本文的主要研究方法、内容和成果如下： （1）建立了简化的可液化土层建筑结构地震响应数值模拟分析方法，概述了可液化土的本构模型，边界条件以及前后处理方法。其次，基于该方法参考典型振动台试验，建立可液化土层单桩三维模型，通过对土体响应和桩身响应试验和数值计算结果的对比，验证了该方法的可行性。最后，基于经过验证的方法，建立了可液化场地典型全直桩高桩码头的地震响应分析数值模型，并详细介绍了模型涉及的参数和地质条件。 （2）以已经建立的可液化场地典型全直桩高桩码头模型为基础，从地震条件和场地条件两方面对地震作用下高桩码头的响应进行研究，通过改变地震峰值加速度、地震能量、可液化土层相对密实度、厚度深度等参数，探究了不同因素对高桩码头的动力响应，如土体和桩身的响应。随后，利用灰色关联度分析的方法分析了桩身弯矩、轴力、位移对各个因素的敏感性，并基于数值结果给出了可液化场地下高桩码头设计方案和施工建议。 （3）最后，基于可液化场地典型全直桩高桩码头模型，结合已有研究和规范，以桩身最大应变为损伤指标，对地震作用下高桩码头的损伤等级进行了划分。之后通过增量动力分析，绘制了可液化场地高桩码头的IM-EDP曲线，并利用IDA分析方法获得了高桩码头结构的易损性曲线。进一步分析了在不同峰值加速度地震波作用下，可液化场地高桩码头达到不同等级结构损伤等级的超越概率，为实际工程中震后结构修复提供了参考。
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