近海海湾某工程桩基抗震振动台试验

　　项目类别：桩基础减震试验

　　近海海湾某工程桩基抗震振动台试验

　　1.项目概况

　　海湾地区由于特殊的地理位置，海水不断涌入土体，海水中的腐殖质等经过长期的一系列变化，浸入到砂土内部或土表面，形成特殊的海湾相有机质浸染砂[1]。近年来，各种近海大型工程建设发展迅速，诸如高桩码头、近海油气平台等均建设在近海湾地区。随着桩基础的广泛应用也产生诸多实际问题，其中重要关注点是桩基抗震性能。

　　图1 码头桩基础破坏

　　2.服务内容

　　（1）本项目需为项目方提供孔压传感器和土压传感器标定、远程数据分析与处理服务。

　　（2）为本项目提供的孔压传感器需实时记录地震荷载下桩-饱和地基的“瞬时”超静孔隙水压力数据和液化动力响应；提供的土压传感器需实时记录地震荷载下桩-土相互作用的动土压力数据。

　　（3）本项目使用的孔压传感器要求具有微型化（直径≤10mm），较高频响速率（响应时间≤0.1ms），透水石可单独清理与饱和、耐扫频振动频率≥10~300Hz，分辨率≤0.020kPa（记录土体内孔隙水压力变化）；土压传感器要求具有微型化（直径≤12mm），较高频响速率（响应时间≤0.1ms），耐扫频振动频率≥10~300Hz，分辨率≤0.10kPa（记录桩-土相互作用的土压力变化）；更为重要的是要求孔压传感器和土压传感器可长期耐海水腐蚀及高温潮湿环境。

　　（4）本项目要求孔压传感器故障率≤5%，土压传感器故障率≤5%，工况持时≥7天。

　　（5）为本项目提供的仪器型号为DSP-I孔压传感器和ESP-II动态土压传感器，主要参数见表1。

　　表1.该项目所布设仪器具体情况

　　3、项目实况与代表数据

　　（1）试验设备

　　该振动台试验采用3M×3M水平双向地震模拟试验系统，其承载能力10ton，抗倾覆力矩30ton-m，加速度满载X&Y±1.1g，频率0Hz~50Hz，可输入任意正弦、地震动等波形。

　　（2）试验材料与饱和方式

　　本次试验的试验箱采用带观察窗的刚性模型箱；试验用砂采用海湾相有机质浸染砂[2]，采用砂雨法分层制备模型，对应土层厚度为9.5m(已换算至原型)；饱和土模型选用海水作为饱和流体，采用常重力自然饱和法，设定饱和时间为168h。

　　（3）试验模型和传感器布设方案

　　（4）部分动力试验结果

　　（a）土层1.4m孔压比（换算成原型）

　　（b）土层3.7m下超静孔压比（换算成原型）

　　（c）土层6.0m下超静孔压比（换算成原型）

　　图4 0.15g正弦波荷载(频率2.5Hz)下饱和土部分液化数据

　　4.服务评价

　　本次近海海湾某工程桩基抗震项目历经7天，DSP-I孔压传感器和ESP-II土压传感器记录的数据为近海桩基础工程抗震研究提供了重要资料。

　　用户评价：DSP-II孔压传感器和ESP-II动态土压传感器具有良好的频响速率和稳定性、使用寿命长，可很好的适用于复杂的工程环境（强振动/冲击、高温潮湿、海水腐蚀），尤其是DSP-II孔压传感器可准确的记录桩基在液化过程中“瞬时”超静孔隙水压力增长变化。