【正文】 圖3顯示用于這研究的150g噸土質(zhì)技術(shù)的倫斯勒理工學(xué)院巖土工程離心機(jī)，位于紐約Troy倫斯勒理工校園，附加信息關(guān)于用于這研究的離心機(jī)設(shè)備并且從離心機(jī)的其他項(xiàng)目和基本原則塑造的結(jié)果，可以在倫斯勒理工網(wǎng)站上找到()。本文介紹作者參與的、在倫斯勒理工學(xué)院巖土工程離心機(jī)上做的多組單樁和群樁離心機(jī)模型試驗(yàn)，討論這些防治措施。典型地以一現(xiàn)有的樁基礎(chǔ)為例，第一步是要核實(shí)是否樁基礎(chǔ)有夠剛度和強(qiáng)度抵抗土壤橫向力,特別是持力層，在沒有損害基礎(chǔ)的情況下需要有適當(dāng)?shù)奈灰坪妥冃文芰?。?dāng)非液化土壤層被迫側(cè)向運(yùn)動(dòng)時(shí)(圖2 第二號(hào)承重樁)，同當(dāng)基礎(chǔ)是自由側(cè)向移動(dòng)，并且作用在它們身上的強(qiáng)度由液化土壤限制時(shí)相比(圖2 第一號(hào)浮動(dòng)式打樁機(jī))，更多的破壞發(fā)生在樁上。在某些情況下這種土壤在一些無關(guān)緊要的壓力作用在基礎(chǔ)上和一些基礎(chǔ)上和上部結(jié)構(gòu)的小變形作用之前就已經(jīng)破壞掉了[Berrill等，1997年]；或者是在基礎(chǔ)無法承受彎曲和剪力時(shí)(圖2)并且/或者經(jīng)歷了永久變形和樁端的彎矩時(shí)破環(huán)。 Dobry等， 2003年] 有些情況下基礎(chǔ)上部的側(cè)向位移與自由場地的相似，在其他它方向移動(dòng)特別少，由于上部結(jié)構(gòu)的限制作用，或者是深基礎(chǔ)的側(cè)向剛度包括樁群和斜樁。 Dobry和Abdoun 2001年。 O’Rourke和Hamada 1992年。它根本上是運(yùn)動(dòng)學(xué)土壤結(jié)構(gòu)相互作用處理介入的地基和基礎(chǔ)永久變形，深基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)相互作用抑制地面的側(cè)向永久位移。日本、美國和其他國家包括1989年Loma Prieta，加州和1995年神戶，日本發(fā)生的地震影響了大廈、橋梁、港口設(shè)施和其他結(jié)構(gòu)。永久側(cè)面的地面變形在自由場地中的橫向擴(kuò)展形成的力是作用于樁的一個(gè)重要來源，不僅僅是單獨(dú)或聯(lián)合與上部結(jié)構(gòu)慣性，并同時(shí)產(chǎn)生在震動(dòng)期間。本文介紹作者參與的、在倫斯勒理工學(xué)院巖土工程離心機(jī)上做的多組單樁和群樁離心機(jī)模型試驗(yàn)，討論這些防治措施。對(duì)于一個(gè)已有樁基礎(chǔ)，第一步就是要確定樁基礎(chǔ)是否有足夠的剛度和強(qiáng)度，以抵抗這種土層的側(cè)向作用力，尤其是抵抗這種由非液化土層帶來的被動(dòng)推力，而基礎(chǔ)的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)都在可接受的范圍內(nèi)，基礎(chǔ)單元沒有產(chǎn)生損壞；在這種情況下，就不必采取任何措施。典型地，這種非液化堅(jiān)硬土層覆蓋于切實(shí)發(fā)生了側(cè)向位移的可液化土層之上，側(cè)向推動(dòng)樁與樁冠梁，產(chǎn)生很大的側(cè)向力、側(cè)向位移，在基礎(chǔ)中產(chǎn)生很大的彎矩。最后向我的父親、母親致謝，感謝他們的養(yǎng)育之恩，感謝他們對(duì)我的理解與支持。同時(shí)還要感謝我所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有李琳老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。（一）吊樁內(nèi)力計(jì)算樁長L=，兩端各有2m實(shí)心段的空心方樁，采用四點(diǎn)吊吊立時(shí)： （6—21）式中：M——最大彎矩設(shè)計(jì)值 q==25=M=452=242（）水平吊運(yùn)時(shí)： （6—22）式中：M——最大彎矩設(shè)計(jì)值 q==25=M==（）（二）錘擊沉樁拉應(yīng)力計(jì)算 錘擊沉樁拉應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)遵照“樁基規(guī)范”。持久狀況永久作用和可變作用產(chǎn)生的內(nèi)力。永久作用：主要是結(jié)構(gòu)自重，包括預(yù)制橫梁（=25kPa）、現(xiàn)澆接頭（=25kPa）、面層（=24kPa）、預(yù)制面板（=25kPa）、縱梁（=25kPa）傳來的支座反力、靠船構(gòu)件（=25kPa）等。包括樁的自由長度、受彎長度、假想嵌固點(diǎn)深度、水平地基反力系數(shù)等。樁身內(nèi)力計(jì)算采用假想嵌固點(diǎn)法，按平面剛架計(jì)算。局部修訂主要針對(duì)的是水平承載力驗(yàn)算。選用φ8﹫100箍筋 滿足要求。配筋計(jì)算：使用期配筋受力筋采用III級(jí)熱軋鋼筋=360（N/mm2）因彎矩較大，估計(jì)將配置雙排筋，取a=80mm，鑒別T形梁所屬情況：滿足要求故取=10001920=2880（mm2）查表選625 =2945mm2使用期下邊受拉取a=80mm，鑒別T形梁所屬情況：滿足要求故取=10001920=2880（mm2）查表選625 =2945mm2施工期配筋受力筋采用III級(jí)熱軋鋼筋=360（N/mm2）施工期上邊受拉因彎矩較大，估計(jì)將配置雙排筋，取a=80mm，鑒別T形梁所屬情況：鑒別T形梁所屬情況：滿足要求故取=10001420=2130（mm2）查表選622 =2281mm2參考港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 26798）“”、“”、“”、“”、“”。應(yīng)滿足最小配筋率，如果不滿足則按最小配筋率進(jìn)行配筋。支座彎矩作用效應(yīng)組合M1={[0+0+(－)] +（0）+[0+（－）]} =－（）M2={[+188+（－）]+（－）+[+（）]} =－（）M3={(0+0+) +0+(0+0)}) =（）跨中彎矩： 支座反力：R1={[+++]++[+]}= KNR1={[++]++[+()]}= KNR1={[++]++[+()]}= KN剪力：QA右={[+++]++}= KNQB左={[+]+（）+[（）+]}= KNQB右 ={[++]++}= KNQB右={[+]++[（）+]}= KN參考港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 26798）。m；；；代入公式得：∴；；M3 = 0支座反力：剪力：QA右=；QB左=；QB右=0kN；QC左=計(jì)算出各種組合狀況下縱梁的跨中和支座處的彎矩、剪力、支座反力。其計(jì)算結(jié)果見下表：表63樁號(hào)系數(shù)2345L0CeN106支座號(hào)123CnV106r22===10－5r21===－10－5r23= ==－10－5本工程橫梁為兩跨，基本荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定及計(jì)算簡圖如下1）橫梁自重，以均布荷載作用于橫梁上：圖622q= 25=35kN/m；；代入公式得：∴；支座反力：剪力：QA右=；QB左=；QB右=；QC左=2）面板、面層自重，三角形荷載分布作用于橫梁上：圖623；；代入公式得：∴；支座反力： kN kN剪力：QA右=；QB左=；QB右=；QC左=3）靠船構(gòu)件及懸臂自重 （左懸2m，）計(jì)算簡圖如下：圖624前方懸臂自重：G1=252=70(KN)前方懸臂彎矩：靠船構(gòu)件尺寸如下：圖625靠船構(gòu)件尺寸靠船構(gòu)件自重：G=25（+）6=(KN)靠船構(gòu)件彎矩： 后方懸臂自重：G2=25=(KN)后方懸臂彎矩：M1=70+=(）M3=(）代入公式得：求支座彎矩：M22 = =－（）支座反力：剪力：QA右=；QB左=；QB右=；QC左=4）縱梁自重，集中荷載作用在支座處： 圖626；；；代入公式得：∴；支座反力：剪力：QA右=；QB左=；QB右=；QC左=（二）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)：堆貨均布荷載、起重運(yùn)輸機(jī)械荷載等引起的內(nèi)力，注意不同可變荷載同時(shí)存在的可能性。），cosαn=1；叉樁支座的剛性系數(shù)αm、αm′——叉樁中兩根樁軸線與垂線的夾角（176。4==（m2） qR——單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，為5800kPa； li——樁身穿過第i層土的長度（m）。式中：rn(n2)= （6—12）rn(n1)= （6—13）rnn= （6—14）rn(n+1)= （6—15）rn(n+2)= （6—16）△np= （6—17）樁的剛性系數(shù)計(jì)算前沿高程=設(shè)計(jì)高水位+超高值前沿高程=+=原泥面高程=設(shè)計(jì)低水位－碼頭前沿水深=－12=﹣樁的等效剛性系數(shù)計(jì)算公式： （6—18） CeN——樁的等效剛性系數(shù)； C0——樁入土段的剛性系數(shù)（kN/m），C0=（115~145）R； R——單樁的垂直極限承載力（kN）； L0——樁的自由長度（m）；Ez——樁材料的彈性模量（kPa）。 EI=107=106（）計(jì)算的基本體系見下圖。（1） 使用期：按彈性或剛性支承連續(xù)梁計(jì)算。永久作用：主要是結(jié)構(gòu)自重，包括預(yù)制橫梁（=25kPa）、現(xiàn)澆接頭（=25kPa）、面層（=24kPa）、預(yù)制面板（=25kPa）、縱梁（=25kPa）傳來的支座反力、靠船構(gòu)件（=25kPa）等。（2）連續(xù)梁（使用期）：彎矩計(jì)算跨度：取L0=L，（m）；剪力計(jì)算跨度：取凈跨L0=Ln，（m）；式中：L——橫梁或樁帽中心間距。主要指跨度，參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（JTJ 29198）“”。（二）使用期使用期按彈性支承連續(xù)梁計(jì)算（按五彎矩方程式計(jì)算），作用在梁上的荷載為碼頭面層混凝土和各種使用荷載，使用期梁的有效斷面為疊合斷面。（3）安裝面板及現(xiàn)澆面板接頭混凝土，此時(shí)橫梁按彈性支承連續(xù)梁計(jì)算。（1）安裝橫梁，橫梁擱置在樁帽上，按簡支梁計(jì)算內(nèi)力。橫梁內(nèi)力計(jì)算分別按施工期和使用期兩個(gè)階段計(jì)算。橫梁一般為預(yù)應(yīng)力混凝土疊合梁。分別計(jì)算出每種情況下的效應(yīng)組合值。l2=72=；b=q180。l2 V=表中系數(shù)q180。面層荷載分配到縱梁：g=24=（kPa）面板自重分配到縱梁：g=25=（kPa）a、面板與面層自重分配到梁上的作用如圖611所示：圖611所以面層和面板自重分配到縱梁上的荷載如圖所示：612 q=(1/2)gL2=(kN/m)簡化為均布荷載：q180。預(yù)制部分及現(xiàn)澆接頭自重：q=125=（kN/m）M= ql02= =（kN/m）Q=ql0=6=（kN）施工期承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：M1===（kN/m）Q1===45（kN）施工期正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：M2=M=（kN/m）Q2=Q=（kN）（2）使用期：剛性支承連續(xù)梁計(jì)算。3) 40t平板掛車：滿載時(shí)：后軸軸壓：163kN/軸（一）永久作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)（1）施工期：只考慮預(yù)制縱梁的自重及現(xiàn)澆面板接縫混凝土（即疊合部分）的重量，面板自重由橫梁承擔(dān)。具體標(biāo)準(zhǔn)值如下：1) 前方堆貨荷載q=20 kPa，其范圍從碼頭前沿開始至14m。（一）永久作用：主要是結(jié)構(gòu)自重，包括預(yù)制縱梁（=25kPa）、現(xiàn)澆接頭（=25kPa）、面層（=24kPa；厚h0=150mm）、預(yù)制面板（=25kPa；厚h0=500mm）。所以：彎矩計(jì)算跨度：取中到中L0=（m）；剪力計(jì)算跨度：取凈跨L0=Ln=（m）。（二）連續(xù)梁（使用期）彎矩計(jì)算跨度：當(dāng)B2≤，取L0=L；當(dāng)B1，取L0 =；剪力計(jì)算跨度：取凈跨L0=Ln。（一）簡支梁（施工期），如圖6—10：圖6—10簡支梁計(jì)算簡圖彎矩計(jì)算跨度：l0=ln+e=+=(m),==(m)故取l0=(m)；剪力計(jì)算跨度：l0=ln=(m)。主要指跨度，參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（JTJ 29198）“”。此時(shí)梁的有效斷面為疊合斷面。（一）施工期：預(yù)制軌道梁安裝在樁帽上，按簡支梁計(jì)算，作用在梁上的荷載為預(yù)制梁及現(xiàn)澆接頭混凝土自重，此時(shí)梁的有效斷面為預(yù)制斷面。 圖69縱梁截面縱梁沿碼頭長度方向布置，；其截面各項(xiàng)參數(shù)：面積：A=+=（m2） 軸心位置（距梁底邊）：y=[+(+)]247。短跨跨中 M=（） =906mm2——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，== ；==所以有=(mm)(mm)，滿足設(shè)計(jì)要求。（三）配筋計(jì)算：根據(jù)持久狀況作用效應(yīng)的持久組合值進(jìn)行配筋計(jì)算：跨中最大正彎矩：Mx=（） My=127（） 支座最大負(fù)彎矩：= （） =（）混凝土選C35；=（MPa）計(jì)算高度：==500－40=460（mm）受力鋼筋選用熱軋二級(jí)鋼筋：=310（MPa）面板寬度取1m進(jìn)行計(jì)算板長跨跨中正彎矩：計(jì)算（此時(shí)設(shè)） = ==所以=（mm2）== =％故取=（mm2）查表選14﹫140 =1100mm2板短跨跨中正彎矩：計(jì)算（此時(shí)設(shè)） = ==所以=（mm2）== =％故取=（mm2）=906mm2查表選14﹫170 板長跨跨支負(fù)彎矩：計(jì)算（此時(shí)設(shè)） = ==所以=（mm2）==％ =％故取=％1000450=675（mm2）查表選14﹫200 =770mm2板短跨跨支負(fù)彎矩：計(jì)算（此時(shí)設(shè)） = ==所以=（mm2）== =