【摘 要】
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整体桥中台后土压力值在温度循环作用下会发生较大变化,这种季节性侧向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大,其实际所受水平土压力可能远大于桥台设计土压力值,并使桥台的桩基产生累积和残余变形。为此,许多学者提出在台后填入如EPS等弹性填料这一措施来减少或者控制膨胀循环过程中产生的台后土压力。不过,在台后埋设EPS等对如何减小台后土压力,EPS对台后土压力的分布规律有何影响,该如何计算其台后土压力等问题
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整体桥中台后土压力值在温度循环作用下会发生较大变化,这种季节性侧向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大,其实际所受水平土压力可能远大于桥台设计土压力值,并使桥台的桩基产生累积和残余变形。为此,许多学者提出在台后填入如EPS等弹性填料这一措施来减少或者控制膨胀循环过程中产生的台后土压力。不过,在台后埋设EPS等对如何减小台后土压力,EPS对台后土压力的分布规律有何影响,该如何计算其台后土压力等问题还有待深入研究。为此,本文的主要工作与结论包括以下几个方面:(1)进行了往复荷载作用下带EPS的整体式桥台-桩基-土相互作用拟静力试验。试验结果表明,在台后埋设EPS填料板可显著减小土体的残余变形,也可明显减小累积不平衡推力,当EPS的厚度为0.15H(H为桥台高度,下同)时,该不平衡力可减小达36%。另外,在台后埋设EPS板能有效减小温度作用下桥台所受的水平推力,最大减小了31%;同时,模型试件的累积变形会随着EPS厚度的增加而减小,尤其对桩基的累积变形减小最显著,最大减小了74.3%。(2)试验表明,台后埋设EPS可有效减小台后填土对桥台转角的约束作用,使其正、负向转动更为对称。同时,不同EPS厚度(5cm、10cm和15cm)对台下支承的H型钢桩-土相互作用有较大影响,随着EPS厚度的增加,其桩身应变、桩身弯矩和桩侧土压力等均会相应的减小,相比未埋设EPS的模型试件,最大分别减小了46%、41%和50%。(3)试验也表明,在台后埋设EPS可显著减小台后土压力。当EPS厚度为0.1H时,其土压力峰值最小,最大减小了46%。台背0.0H和0.2H处垂直面上的土压力沿入土深度的分布规律为“梯形”分布,而远离台背0.6H与1.4H处垂直面上的土压力分布规律为“三角形”分布。台后同一高度的水平面上土压力随远离桥台方向呈“指数”逐渐递减,当远离台背1.4H后,EPS对土压力的影响基本可忽略不计。(4)在试验的基础上得到了桩身位移、桩身弯矩以及桩侧土压力沿埋深方向的分布规律,并与m法和p-y曲线法的计算结果进行了对比。同时,将带EPS的台后土压力实测与理论值进行比较。另外,用ABAQUS软件建立了带EPS的整体式桥台-桩基-土相互作用的有限元分析模型,并进行校核。结果表明,现有的几种经典方法不适合计算带EPS的台后土压力。为此,提出了带EPS的整体式桥台台后土压力的简化折减计算方法。
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