第1期 杨润林等：冻土覆盖下液化场地桩基地震响应的振动台试验研究 ·133· 正弦波 0.06 0.04 0.02 -0.02 -0.04 -0.06 10 12 时间/4 Denali地震波 0.15 0.10 0.05 -0.05 -0.10 0.150 10 时间 东口本大地震波 0.6 0.4 0.2 -2 0.4 12 16 2024 时向/ 图3输入地震波加速度时程 Fig.3 Acceleration time histories of input seismic waves 2试验现象与分析 毕后出现不能完全恢复的塑性变形，桩顶位移很大. 水泥砂浆层下滑明显且有不均匀下沉，致使原有坡 加载工况1：正弦波，峰值加速度(PGA)约为 度改变，并伴随出现了大量裂缝.左侧水沟内水位 0.05g,卓越周期为1s.加载过程中模型箱仅有轻 变化很大，持续产生水泡，有“涌水”现象出现.可观 微晃动，模型箱中土层的加速度以及桩身的应变和 察到桩身既有弹性变形又有塑性变形；液化也变得 位移都很小，总体上整个模型仅有微小的反应 明显，出现“喷水冒砂”现象，水沟内有水逸散到 正弦波加载完毕1h后，开始加载工况2：Denali 箱外. 地震波，峰值加速度约为0.148g,卓越周期为1.12 东日本大地震波加载完毕2h后，将工况3中的 s.加载过程中，模型箱晃动明显，桩身有一定变形， 片段1调幅1.5倍后作为工况4进行加载，峰值加 振动结束后恢复成原状，桩顶位移较小.水泥砂浆 速度约为0.7g,卓越周期为0.12s.加载过程中模 层随箱体晃动，相对砂土层有很小的下滑但基本无 型箱剧烈晃动，沿加载方向两侧的箱壁变形明显. 变形，图1中的左侧水沟有气泡产生，水位略微上 桩的塑性变形加大，且桩己已经将与砂浆层接触部分 升.桩处于弹性变形阶段，加速度有一定的放大，砂 的砂浆完全压坏，出现横贯砂浆层的通长裂隙，导致 土层底部开始有发生液化的趋势 桩与砂浆层基本分离.砂浆层的下滑和不均匀下沉 Denali地震波加载完毕2h后，开始加载工况 显著，振动完毕后己无坡度可言，砂土层液化更为严 3:东日本大地震波，加载时长40s.由于试验台要求 重，水沟内不停有水喷出到箱外 单次波形最多输入4000个数据点，所以在实际操作 2.1不同工况加速度对比 中，东日本大地震波被截为两个片段连续加载.两 根据图4加速度反应可作下述分析.工况1：模 个片段时长各20s,峰值加速度分别为0.468g和 型反应轻微，各点加速度基本一致.工况2：砂土中 0.53g,卓越周期分别为0.12s和0.14s.加载过程 加速度A3的峰值加速度大于A1,说明砂土层可以 中，模型箱晃动加剧，钢管桩亦大幅度晃动，振动完 放大输入地震波；冻土层的加速度A7与测点A3的第 1 期 杨润林等: 冻土覆盖下液化场地桩基地震响应的振动台试验研究 图 3 输入地震波加速度时程 Fig． 3 Acceleration time histories of input seismic waves 2 试验现象与分析 加载工况 1: 正弦波，峰值加速度( PGA) 约为 0. 05 g，卓越周期为 1 s． 加载过程中模型箱仅有轻 微晃动，模型箱中土层的加速度以及桩身的应变和 位移都很小，总体上整个模型仅有微小的反应． 正弦波加载完毕 1 h 后，开始加载工况 2: Denali 地震波，峰值加速度约为 0. 148 g，卓越周期为 1. 12 s． 加载过程中，模型箱晃动明显，桩身有一定变形， 振动结束后恢复成原状，桩顶位移较小． 水泥砂浆 层随箱体晃动，相对砂土层有很小的下滑但基本无 变形，图 1 中的左侧水沟有气泡产生，水位略微上 升． 桩处于弹性变形阶段，加速度有一定的放大，砂 土层底部开始有发生液化的趋势． Denali 地震波加载完毕 2 h 后，开始加载工况 3: 东日本大地震波，加载时长 40 s． 由于试验台要求 单次波形最多输入 4000 个数据点，所以在实际操作 中，东日本大地震波被截为两个片段连续加载． 两 个片段时长各 20 s，峰值加速度分别为 0. 468 g 和 0. 53 g，卓越周期分别为 0. 12 s 和 0. 14 s． 加载过程 中，模型箱晃动加剧，钢管桩亦大幅度晃动，振动完 毕后出现不能完全恢复的塑性变形，桩顶位移很大． 水泥砂浆层下滑明显且有不均匀下沉，致使原有坡 度改变，并伴随出现了大量裂缝． 左侧水沟内水位 变化很大，持续产生水泡，有“涌水”现象出现． 可观 察到桩身既有弹性变形又有塑性变形; 液化也变得 明显，出现“喷水冒砂”现象，水沟内有水逸散到 箱外． 东日本大地震波加载完毕 2 h 后，将工况3 中的 片段 1 调幅 1. 5 倍后作为工况 4 进行加载，峰值加 速度约为 0. 7 g，卓越周期为 0. 12 s． 加载过程中模 型箱剧烈晃动，沿加载方向两侧的箱壁变形明显． 桩的塑性变形加大，且桩已经将与砂浆层接触部分 的砂浆完全压坏，出现横贯砂浆层的通长裂隙，导致 桩与砂浆层基本分离． 砂浆层的下滑和不均匀下沉 显著，振动完毕后已无坡度可言，砂土层液化更为严 重，水沟内不停有水喷出到箱外． 2. 1 不同工况加速度对比 根据图 4 加速度反应可作下述分析． 工况 1: 模 型反应轻微，各点加速度基本一致． 工况 2: 砂土中 加速度 A3 的峰值加速度大于 A1，说明砂土层可以 放大输入地震波; 冻土层的加速度 A7 与测点 A3 的 ·133·