冰川冻土2023，Vol.45Issue(3) ：953-965.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0072

多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响

Effect of permafrost degradation on seismic vulnerability of bridge pile foundations along Qinghai-Tibet Railway

张益舶 张熙胤 刘有乾 于生生 马华军 王万平 管嘉达
冰川冻土2023，Vol.45Issue(3) ：953-965.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0072
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多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响

Effect of permafrost degradation on seismic vulnerability of bridge pile foundations along Qinghai-Tibet Railway

张益舶 1张熙胤 1刘有乾 2于生生 1马华军 1王万平 1管嘉达1
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作者信息

  • 1. 兰州交通大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730070
  • 2. 中国铁路青藏集团有限公司,青海 西宁 810000
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摘要

在青藏高原多年冻土退化趋势明显及地震活动频发的背景下,为研究多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响,建立了桥梁桩基础-冻土相互作用有限元计算模型,并通过拟静力模型试验验证了模型的合理性.考虑多年冻土退化效应的影响,以桩基础曲率延性比为损伤指标,以地面峰值加速度PGA为地震动强度参数,并选取了符合场地特征的80条地震波,对不同多年冻土活动层厚度和轴压比下的原型桥梁桩基础进行了非线性地震损伤分析.拟静力试验和数值模拟结果表明:地震作用下桥梁桩基础顶部破坏严重,是整个桥墩-桩-土体系的薄弱部位;随着多年冻土活动层厚度的增加(退化程度加剧),周围土体对桩基础的约束减弱,桩身的最大曲率呈减小趋势,从而降低了地震作用下桥梁桩基础的破坏概率,但墩顶位移却有所增大,导致地震过程中落梁风险增加;而随着桥墩轴压比的增大,桩身最大曲率明显增加,多年冻土区桥梁桩基础的地震易损性显著增加.考虑到桥梁桩基础破坏后修复难度较高,因此多年冻土退化背景下青藏铁路桥梁抗震性能评估还需考虑高桥墩轴压比变化对桩基础地震易损性产生的不利影响.

关键词

多年冻土退化/桥梁桩基础/地震易损性/拟静力试验/有限元分析

Key words

permafrost degradation/bridge pile foundation/seismic vulnerability/quasi-static test/finite element analysis

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基金项目

国家自然科学基金(52068045)

中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(P2021G047)

出版年

2023
冰川冻土
中国地理学会 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

冰川冻土

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.546
ISSN：1000-0240
参考文献量11
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