基于桩土相对位移的非均质土-群桩-承台结构相互作用机理研究

非均质土-桩动力响应特性及其相互作用机理一直是当前岩土工程与地震工程领域研究的热点问题。本课题以非均质土-桩（群桩）-承台结构为研究对象，揭示基于桩土相对位移的非均质土-桩动力响应特性及相互作用机理。具体研究内容包括：通过理论分析和振动台实验研究非液化土、非均质液化土-桩-承台动力响应特性，引入分布式光纤传感系统和激光位移计测量土体位移，弥补以往试验采用加速度积分得到位移方法的缺陷；在此基础上，基于理论分析和振动台试验成果研究群桩-非均质液化土、非液化土横向动力相互作用机理；结合可液化土层有效应力反应分析有限元程序研究在不同输入下数值计算与振动台实验土层反应规律及其与桩基动力响应之间的关系；引入影响桩-土相互作用的动力参数，利用桩-土横向动力响应机理，修正考虑桩土相对位移影响的桩土动力相互作用本构模型，并建立有限元分析计算模型和全过程三维仿真模拟程序，为桩基工程设计提供理论依据。

研究非液化干砂和可液化土-桩基-承台结构侧向动力响应特性、侧向动力响应p-y滞回曲线和p-y主干线。采用振动台试验方法，分别进行非液化干砂、液化砂土和液化砂砾土中单桩基础侧向动力响应研究，分别输入不同加速度峰值规则的正弦波和不规则的地震波，将FBG传感系统引入到试验模型土的动位移测量和模型桩的动应变测量，克服了以往采用传统加速度积分得到土体位移的方法；经试验分析，非液化试验中，承台与台面输入具有相似的运动形式，其差值随峰值加速度增加而增大；饱和砂土和砂砾土液化试验中承台加速度与位移随土体液化过程而迅速增长。 . 进行非液化干砂、液化砂土中群桩基础侧向动力响应试验研究，分别输入不同加速度峰值规则的正弦波和不规则的地震波，分析群桩中不同位置各基桩侧向动力p-y滞回曲线和p-y主干线，与目前常用的美国石油协会API规范方法进行对比，讨论API方法在实际应用中的局限性和保守性；干砂中桩基p-y曲线呈近似线性发展，其斜率及桩周土反力要明显大于液化土中群桩各基桩p-y曲线，且侧向刚度弱化速度比液化土中桩基弱化速度慢。干砂试验主干线倾斜程度与规范方法符合较好，而饱和液化土中无论是单桩还是群桩试验曲线均需将API规范方法进行适当的折减，有时不仅是对土反力的简单降低。. 研究非液化干砂、液化砂土中群桩基础侧向动力响应数值分析方法，采用有限差分软件FLAC-3D进行数值模拟研究，与相应试验工况对比，验证数值模拟结果的准确性与可行性，目前该工作正在开展中。丰富了振动台试验研究方法，将FBG传感系统引入到液化土中桩基动力响应问题中来，特别是进行群桩p-y关系的测试方面，为桩基理论和工程设计提供了一定的参考价值和指导意义。