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整体式桥台桥梁(简称:整体桥)是目前世界上应用最广、数量最多的无伸缩缝桥梁结构。与常规的有缝桥相比,整体桥取消了桥台处的伸缩缝和支座,不仅可以从根本上解决桥梁伸缩缝和支座的耐久性问题,而且由于其冗余度高、整体性好,可以显著提高其抗震性能。然而,整体桥由于上下部结构固结在一起,桩基在地震发生时可能成为最薄弱的部位之一。为此,本文采用扩孔隔震桩的概念,即在整体桥的桩基顶部一定长度范围内扩孔,孔内填充阻尼材料。从隔震角度考虑,通过增加整体桥的柔性和耗能能力提高其抗震性能。本文以某座整体桥为工程背景,开展桩基础模型试验、数值模拟及公式拟合,主要工作和结论包括以下几个方面:(1)以不同扩孔尺寸和填充材料为参数,开展四根模型桩(缩尺比例为1:12.5)的拟静力试验。根据实测结果,分析了低周反复荷载作用下模型桩的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力以及刚度特性。试验结果表明填充橡胶颗粒的扩孔桩的滞回曲线呈较为饱满的弓形,填充泡沫的扩孔桩的滞回曲线也较未扩孔桩的滞回曲线饱满,两种扩孔桩均表现出良好的耗能能力。扩孔后桩的承载力略有提高,延性下降,但变化程度不大。各桩的刚度退化、桩基位移和弯矩分布等具有相似规律。(2)根据模型桩的试验数据,利用土层反力计算理论,计算出带不同扩孔尺寸和填充材料的模型桩p-y曲线。通过与API曲线和Kim提出的双曲线型p-y曲线的对比可知:试测p-y曲线的初始刚度介于砂和扩孔填料两者之间,且与扩孔尺寸和孔内填料相关;API曲线的初始刚度过大,桩周土极限抗力偏小;Kim提出的双曲线型p-y曲线在扩孔深度范围内的初始刚度与试验较为接近但极限抗力偏小。(3)本文采用有限元软件ABAQUS建立了带不同扩孔尺寸和填充材料的模型桩的有限元模型,并利用试验结果验证其准确性。利用有限元模型,以扩孔尺寸和填充材料为关键参数,开展参数分析。分析结果表明,扩孔桩能有效提高耗能能力并减小桩的侧向刚度。(4)本文在试验的基础上结合有限元结果,通过修正p-y曲线初始刚度和桩周土极限抗力,拟合出适用于扩孔隔震桩的p-y曲线。利用有限元软件Midas Civil建立单桩有限元模型,分别采用本文提出的扩孔隔震桩p-y曲线与m法计算侧向弹簧刚度,进行单桩水平受荷分析。分析结果表明m法计算得到的桩身内力偏大,但小位移时与p-y曲线法差别不大,说明m法仅适用于桩基小位移情况下的分析。