椅式桩板结构地震响应分析与简化计算方法研究

左得奇; 蒋良潍; 葛学军; 罗强; 魏明

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20201027004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

椅式桩板结构地震响应分析与简化计算方法研究

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 椅式桩板结构地震响应分析与简化计算方法研究
- Seismic Response Analysis and Simplified Calculation Method of Chair⁃shaped Pile⁃sheet Structure
- 防灾减灾工程学报 2021年41卷第3期页码：412-421
- 作者机构：
  
  1.西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031
  2.高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川成都 610031
  3.中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031
- 作者简介：
  
  左得奇（1996—），男，硕士研究生。主要从事路基支挡结构抗震研究。E-mail:Zuozuo0791@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52078435;51878560)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20201027004
  中图分类号： TU435
- 收稿：2020-10-27，
  
  修回：2021-02-02，
  
  纸质出版：2021-06-16
- 稿件说明：
移动端阅览
左得奇,蒋良潍,葛学军等.椅式桩板结构地震响应分析与简化计算方法研究[J].防灾减灾工程学报,2021,41(03):412-421.

ZUO Deqi,JIANG Liangwei,GE Xuejun,et al.Seismic Response Analysis and Simplified Calculation Method of Chair⁃shaped Pile⁃sheet Structure[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(03):412-421.
左得奇,蒋良潍,葛学军等.椅式桩板结构地震响应分析与简化计算方法研究[J].防灾减灾工程学报,2021,41(03):412-421. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201027004.

ZUO Deqi,JIANG Liangwei,GE Xuejun,et al.Seismic Response Analysis and Simplified Calculation Method of Chair⁃shaped Pile⁃sheet Structure[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(03):412-421. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201027004.

摘要

椅式桩板结构在高陡边坡路基工程中应用广泛，研究其高烈度地震下的响应特征对抗震分析具有重要意义。以拟建川藏铁路某斜坡椅式桩板结构路基支挡工程为背景，建立有限差分三维数值计算模型，研究了结构的静、动力学响应特性，分析了结构最不利状态响应物理量的取值方法，探讨了结构传力分担机制及重要受力部位，提出了结构地震响应简化计算方法。结果表明：不同地震波形与峰值加速度下，土压力、结构内力及动位移响应的分布曲线形态相似，而响应量值差异显著；土压力应以桩顶动位移朝向临空面达到峰值的时刻作为最不利状态进行取值，而结构各截面的控制内力则应取地震响应时程中的峰值；横梁的推力传递和转角约束作用使主、副桩协同承载且极大增强了结构抗变形能力，桩身与横梁交界位置为结构重要受力部位；考虑拟静力法与动力时程分析结果的响应分布曲线相似性，以最大拟合优度确定动力修正系数取值并提出了地震工况下的结构响应简化计算方法。

Abstract

The chair-shaped pile-sheet structure is a type of retaining structure used for subgrades with high-steep slopes， and there is great significance to study its high-intensity seismic response characteristics. Based on the proposed construction of the chair-shaped pile-sheet structure of the subgrade of the Sichuan-Tibet Railway on a slope， a three-dimensional finite-difference numerical model is established to study the static and dynamic response characteristics of the structure， and the optimal method on how to determine the value of response physical quantity in the most unfavorable state is analyzed. In addition， the mechanism of force transmission and sharing and the important loading parts are explored， and the simplified calculation method for seismic response is proposed. The results show that： the distribution curves of earth pressure， structural internal force， and dynamic displacement response under different seismic waveforms and peak accelerations have similar shapes， while the response magnitude is significantly affected by the acceleration amplitude and seismic waveform； the earth pressure should be taken as the most unfavorable state when the dynamic displacement of the pile top reaches its peak value towards the empty surface， and the controlling internal force of each section of the structure should be taken as the peak value in the seismic response time history； the thrust transmission and the corner restraint of the beam make the main and auxiliary piles bear the load together and greatly enhance the deformation resistance of the structure. The junction of the pile body and the beam is an important part of the structure； considering the similarity of the response distribution curves of the quasi-static method and the dynamic time history analysis， the value of the dynamic correction coefficient is determined using the goodness of fit and a simplified calculation method for structural response under seismic conditions is proposed.

关键词

Keywords

references

白皓，杨智翔，梁栋，等 . 横向荷载下椅式桩板墙模型试验研究［J］. 工业建筑， 2018 ， 48 （ 9 ）： 111 - 116，175 .

Bai H ， Yang Zh X ， Liang D ， et al . Model test study of chair shaped sheet-pile retaining wall under horizontal load ［J］. Industrial Construction ， 2018 ， 48 （ 9 ）： 111 - 116， 175 . （in Chinese）

白皓，王武斌，廖知勇，等 . 软岩陡坡椅式桩支挡结构受力变形模型试验研究［J］. 岩土力学， 2015 ， 36 （增2 ）： 221 - 228 .

Bai H ， Wang W B ， Liao Zh Y ， et al . Model test study of stress and deformation of chair-shaped sheet-pile retaining structure on soft-rock steep slope ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2015 ， 36 （ Sup 2 ）： 221 - 228 . （in Chinese）

白皓，苏谦，胡国玺，等 . 软岩边坡椅式桩板结构受力变形机理数值计算分析［J］. 铁道建筑， 2014 （ 7 ）： 95 - 98 .

Bai H ， Su Q ， Hu G X ， et al . Numerical calculation and analysis of stress and deformation mechanism of chair-shaped pile-board structure on soft rock slope ［J］. Railway Engineering ， 2014 （ 7 ）： 95 - 98 . （in Chinese）

姚裕春，李安洪，苏谦 . 陡坡椅式桩板结构受力模式及计算方法分析［J］. 铁道工程学报， 2016 ， 33 （ 8 ）： 71 - 76 .

Yao Y Ch ， Liu A H ， Su Q . Analysis of force model and calculation method of chair-shaped sheet-pile structure constructed on steep slope ［J］. Journal of Railway Engineering Society ， 2016 ， 33 （ 8 ）： 71 - 76 ．（in Chinese）

姚裕春，魏永幸，李安洪 . 椅式桩板结构变形破坏特征模型试验研究分析［J］. 高速铁路技术， 2019 ， 10 （ 1 ）： 6 - 10 .

Yao Y Ch ， Wei Y X ， Li A H ． Model test study on deformation and failure characteristics of chair-shaped pile-sheet structure ［J］. High Speed Railway Technology ， 2019 ， 10 （ 1 ）： 6 - 10 . （in Chinese）

张健 . 椅式桩支挡结构离心模型试验研究［D］. 成都：西南交通大学， 2015 .

Zhang J . Geotechnical centrifuge model test of chair-type-pile retaining structure ［D］. Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2015 . （in Chinese）

陈俊生 . 反H型双排桩支护结构受力特性与工程应用研究［D］. 贵州：贵州大学， 2019 .

Chen J Sh . Study on mechanical characteristics and engineering application of reverse H-type double row piles supporting structure ［D］. Guizhou ： Guizhou University ， 2019 . （in Chinese）

郭露遥 . H型抗滑桩内力分析及工程应用［D］. 成都：成都理工大学， 2019 .

Guo L Y . Internal force analysis and engineering application of H-type anti slide pile ［D］. Chengdu ： Chengdu University of Technology ， 2019 . （in Chinese）

胡会星 . 斜坡地段板椅式新型支挡结构受力机理与设计计算［D］. 成都：西南交通大学， 2013 .

Hu H X . Study on mechanical behaviorand design optimization of new board-chair retaining structureon the slope ［D］. Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2013 . （in Chinese）

闵顺南，徐凤鹤，袁建国 . 施溶溪2号滑坡整治中的椅式桩墙［J］. 路基工程， 1987 （ 3 ）： 34 - 42 .

Min Sh N ， Xu F H ， Yuan J G . Chair pile wall in the treatment of shirongxi No.2 landslide ［J］. Subgrade Engineering ， 1987 （ 3 ）： 34 - 42 . （in Chinese）

闵顺南，徐凤鹤 . 椅式桩墙的研究［J］. 铁道学报， 1981 （ 4 ）： 64 - 74 .

Min Sh N ， Xu F H . Research on chair pile wall ［J］. Journal of the China Railway Society ， 1981 （ 4 ）： 64 - 74 . （in Chinese）

张礼财，王顺豪，刘思阳，等 . 斜坡段路基椅式桩板支挡结构力学特性分析［J］. 高速铁路技术， 2019 ， 10 （ 1 ）： 46 - 49 .

Zhang L C ， Wang Sh H ， Liu S Y ， et al . Analysis of mechanical characteristics of the chair-shaped pile-board structure in steep slope subgrade ［J］. High Speed Railway Technology ， 2019 ， 10 （ 1 ）： 46 - 49 . （in Chinese）

刘宝 . 陡坡路基椅式桩板结构关键设计参数影响性分析［J］. 路基工程， 2016 （ 3 ）： 21 - 24，35 .

Liu B . Impact analysis of key design parameters of chair-shaped pile-board structure in steep slope subgrade ［J］. Subgrade Engineering ， 2016 （ 3 ）： 21 - 24，35 . （in Chinese）

Amorosi A ， Boldini D ， Elia G . Finite element procedures in engineering analysis ［J］. Computers and Geotechnics ， 2010 ， 37 ： 515 - 528 .

曲宏略，胡焕国，张建经，等 . 地震动对锚索桩的响应特性研究［J］. 地震工程学报， 2015 ， 37 （ 2 ）： 317 - 323 .

Qu H L ， Hu H G ， Zhang J J ， et al . Dynamic response characteristics of anchor cable piles under ground motion ［J］. China Earthquake Engineering Journal ， 2015 ， 37 （ 2 ）： 317 - 323 . （in Chinese）

铁路工程抗震设计规范： GB50111—2006 （2009版）［S］. 北京：中国计划出版社， 2009 .

Code for seismic design of railway engineering ： GB50111—2006 （2009 edition）［S］. Beijing ： China Planning Press ， 2009 . （in Chinese）

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据