【摘 要】
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航道桥梁往往受到船撞威胁,基桩受到冲击作用无法完全避免。韧性指标能体现基桩的抗冲击性能,且其变化可以反映基桩的损伤程度。而实际工程中的基桩大多以钢护筒部分包裹钢筋混凝土桩(本文称之为钢护筒复合桩)的形式存在。计入钢护筒影响的基桩冲击动力响应与韧性研究,亟待开展。为此,在国家自然科学基金《基于韧性耗散模型的桥墩船撞混合桩损伤定量识别研究》(51678264)的资助下,以钢护筒复合桩为研究对象,对其在
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航道桥梁往往受到船撞威胁,基桩受到冲击作用无法完全避免。韧性指标能体现基桩的抗冲击性能,且其变化可以反映基桩的损伤程度。而实际工程中的基桩大多以钢护筒部分包裹钢筋混凝土桩(本文称之为钢护筒复合桩)的形式存在。计入钢护筒影响的基桩冲击动力响应与韧性研究,亟待开展。为此,在国家自然科学基金《基于韧性耗散模型的桥墩船撞混合桩损伤定量识别研究》(51678264)的资助下,以钢护筒复合桩为研究对象,对其在冲击作用下的动力响应与韧性展开深入研究。主要研究内容如下:1、基于经有效验证的钢护筒复合桩数值模型,研究了钢护筒对基桩冲击动力响应的影响。结果表明钢护筒可以提高基桩冲击作用下的承载能力与刚度,同时会造成基桩损伤破坏形态的改变。并对钢护筒与其内钢筋混凝土桩的共同作用机理进行了分析。最后比较了不同土体刚度、不同冲击质量和不同冲击速度对基桩冲击动力响应的影响。2、开展了不同钢护筒尺度参数的对比研究,指出钢护筒入土深度对基桩的冲击动力响应有很大影响,而钢护筒壁厚和钢-混切向界面条件则影响有限,同时指出钢护筒与核心混凝土在冲击作用下的相互作用主要通过二者界面间的法向作用力实现。并基于对比结果提出了工程实践中钢护筒参数的推荐值。此外,针对该推荐值关于土体刚度和冲击能量的敏感性进行了分析。结果表明对于不同土体刚度和冲击能量,该推荐值具有普适性。3、通过钢护筒复合桩的能量响应分析,得到了钢护筒对基桩韧性耗散过程的影响,归纳了钢护筒复合桩在冲击作用下的韧性耗散规律;并在此基础上,提出了基于韧性的基桩抗冲击性能表达参数和基于韧性劣化的基桩损伤程度表达参数。
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