中美日規(guī)范關(guān)于液化場(chǎng)地中樁土相互作用分析規(guī)定的比較

曹岳嵩， 蘇振宇

(1.湖南省交通水利建設(shè)集團(tuán)有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410018； 2.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410200)

由于樁基礎(chǔ)能夠較好地適應(yīng)各種地質(zhì)情況，以其施工方便、承載能力大、穩(wěn)定性好、沉降小等特點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用于橋梁結(jié)構(gòu)中。特別是在中國(guó)，幾乎所有的深基礎(chǔ)都采用樁基礎(chǔ)。對(duì)于靜力設(shè)計(jì)而言，當(dāng)軟弱覆蓋層較厚時(shí)，樁基礎(chǔ)是一種良好的選擇，但是樁基礎(chǔ)承受橫向荷載能力較弱，在船撞、地震等橫向荷載的作用下比較容易受到破壞，特別是當(dāng)?shù)卣鹪斐蓤?chǎng)地液化并產(chǎn)生地面大變形時(shí)，樁基礎(chǔ)表現(xiàn)得尤為脆弱。在1964年的新瀉地震、美國(guó)阿拉斯加地震、1995年的日本阪神地震中產(chǎn)生了大量的樁基礎(chǔ)破壞現(xiàn)象。日、美等國(guó)對(duì)液化場(chǎng)地中的樁土相互作用做了大量研究，并在各自的設(shè)計(jì)規(guī)范中有所體現(xiàn)。因設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)樁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)有著重要的指導(dǎo)作用，所以比較分析各國(guó)規(guī)范關(guān)于液化場(chǎng)地中樁土相互作用計(jì)算的規(guī)定及優(yōu)點(diǎn)和不足，對(duì)于提高我國(guó)的樁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)水平有十分重要的意義。

從定性上理解，液化對(duì)樁土相互作用最明顯的影響有3點(diǎn)： ① 改變場(chǎng)地的地震動(dòng);② 導(dǎo)致地基承載力下降； ③ 改變慣性相互作用力并產(chǎn)生較大的幾何相互作用力。本文首先列舉并比較中國(guó)、日本、美國(guó)規(guī)范關(guān)于液化場(chǎng)地中樁土相互作用計(jì)算的規(guī)定，然后利用已有試驗(yàn)現(xiàn)象和有限元分析結(jié)果揭示液化場(chǎng)地中樁土相互作用的詳細(xì)機(jī)理，最后把各國(guó)規(guī)范的規(guī)定與樁土相互作用的詳細(xì)機(jī)理進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)各國(guó)規(guī)范的合理性。

1 各國(guó)規(guī)范比較

日本、美國(guó)是地震多發(fā)國(guó)，在過(guò)去幾次大地震中產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的砂土液化現(xiàn)象，大量樁基礎(chǔ)由于砂土液化而受到破壞，這促使日、美兩國(guó)積極研究液化場(chǎng)地中樁基礎(chǔ)破壞的機(jī)理并制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。目前，日、美兩國(guó)規(guī)范被普遍認(rèn)為是世界上較為領(lǐng)先的規(guī)范，為了與中國(guó)規(guī)范進(jìn)行比較分析，在本節(jié)中列出并比較了日本JRA規(guī)范、美國(guó)AASHTO規(guī)范、中國(guó)規(guī)范中關(guān)于液化場(chǎng)地中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方面的規(guī)定。

1.1 日本規(guī)范(JRA-2012)

在日本規(guī)范(JRA-2012)中規(guī)定：在液化場(chǎng)地中，上部結(jié)構(gòu)的慣性相互作用和土層的幾何相互作用可以分開(kāi)來(lái)分析，也就是說(shuō)慣性相互作用和幾何相互作用的最不利情況不出現(xiàn)在同一時(shí)刻。

上部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的慣性相互作用分析可分為2種情況： ① 分析場(chǎng)地不出現(xiàn)液化時(shí)的慣性相互作用力；② 分析場(chǎng)地出現(xiàn)預(yù)期液化程度時(shí)的慣性相互作用力。

以上2種情況中，慣性力的計(jì)算都是利用土層不液化時(shí)結(jié)構(gòu)的周期計(jì)算得到。在第2種情況中，即發(fā)生液化的情況下進(jìn)行樁基礎(chǔ)受力計(jì)算時(shí)，土層抗力(如p-y曲線極限強(qiáng)度)和樁身豎向摩阻力都要乘以一個(gè)折減系數(shù)(DE)，以反映液化對(duì)土體承載力的削弱。

DE是一個(gè)與地震振動(dòng)強(qiáng)度大小、液化抵抗系數(shù)FL、砂土相對(duì)密實(shí)度(由動(dòng)力抗剪強(qiáng)度比R表示)、樁身深度有關(guān)的系數(shù)，具體數(shù)值見(jiàn)表1。

表1 JRA規(guī)范中關(guān)于液化土層土體參數(shù)的折減系數(shù)DE值FL樁身深度x/m動(dòng)力抗剪強(qiáng)度比RR≤0.3R>0.3地振動(dòng)水平1地振動(dòng)水平2地振動(dòng)水平1地振動(dòng)水平2(0,1/3][0,10]1/601/31/6(10,20]2/31/32/31/3(1/3,2/3](0,10]2/31/312/3(10,20]12/312/3(2/3,1](0,10]12/311(10,20]1111

在計(jì)算土層的幾何相互作用時(shí)，JRA規(guī)范采用的方法是在非液化層和液化層都對(duì)樁身施加一定的分布?jí)毫?見(jiàn)圖1)。非液化層施加的分布?jí)毫楸粍?dòng)土壓力，當(dāng)樁基礎(chǔ)所在位置與水邊碼頭以及濱水地區(qū)邊緣距離>50 m而<100 m時(shí)，此水平壓力折減50%，>100 m后不再考慮折減。液化層的分布水平壓力取上覆土壓力的30%，同時(shí)與非液化層分布?jí)毫φ蹨p同樣考慮。當(dāng)不考慮折減時(shí)，液化層中的壓力可以表示為式(1)。

圖1 JRA規(guī)范中幾何相互作用的計(jì)算圖示

p=0.3σvb

(1)

式中：p為液化層土壓力；σv為上覆土層導(dǎo)致的總應(yīng)力；b為樁直徑。

1.2 美國(guó)規(guī)范(AASHTO—2017)

美國(guó)(AASHTO — 2017)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于SDC、D級(jí)橋梁應(yīng)該進(jìn)行液化評(píng)估和計(jì)算。經(jīng)過(guò)評(píng)估，如果液化可能發(fā)生，那么橋梁基礎(chǔ)就應(yīng)該采用深基礎(chǔ)或者采取合理措施減輕場(chǎng)地液化。在液化可能產(chǎn)生地面大變形的場(chǎng)地中，應(yīng)該采用大直徑樁基礎(chǔ)取代傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)，以減少液化流動(dòng)對(duì)樁身作用力。如果液化發(fā)生，那么樁基礎(chǔ)應(yīng)該進(jìn)行以下兩種情況的分析。

1) 非液化情況。樁基礎(chǔ)應(yīng)該進(jìn)行不考慮場(chǎng)地液化的地震分析和抗震設(shè)計(jì)，此時(shí)應(yīng)該使用不考慮液化的場(chǎng)地地震動(dòng)作為地震輸入。

2) 液化情況。此時(shí)考慮液化對(duì)于p-y曲線或地基系數(shù)的折減，以反映液化對(duì)地基承載力的影響，此時(shí)的地震動(dòng)輸入同非液化情況;但利用有效應(yīng)力分析程序得到地震動(dòng)輸入時(shí)，應(yīng)該采用有效應(yīng)力程序的計(jì)算結(jié)果，即采用考慮液化影響后的地震動(dòng)輸入，而此時(shí)的地震動(dòng)不應(yīng)小于不考慮液化的地震動(dòng)的2/3。

AASHTO還允許樁身出現(xiàn)塑性鉸，但此時(shí)工程師應(yīng)該對(duì)塑性鉸出現(xiàn)的位置進(jìn)行合理判斷并對(duì)塑性鉸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

1.3 中國(guó)規(guī)范[《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T B02-01—2008)]

在中國(guó)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T B02-01—2008)中，大部分是關(guān)于液化判別和減輕液化措施的規(guī)定，在第4.3.9條中關(guān)于液化場(chǎng)地中樁基礎(chǔ)的受力計(jì)算有如下規(guī)定：當(dāng)?shù)鼗鶅?nèi)有液化土層時(shí)，液化土層的承載力(包括樁側(cè)摩阻力)、土抗力(地基系數(shù))、內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力等，可根據(jù)液化抵抗系數(shù)Ce予以折減。折減系數(shù)α應(yīng)按表2采用。液化土層以下地基承載力的提高系數(shù)，應(yīng)符合本細(xì)則第4.2節(jié)的規(guī)定，即液化土層以上地基承載力不宜提高。在計(jì)算液化土層以下地基承載力時(shí)，應(yīng)考慮其重力。

(2)

式中：Ce為液化抵抗系數(shù)；N1、Ncr分別為實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。

表2 折減系數(shù)α取值表CeDs/ mα(0,0.6](0,10]0(10,20]1/3(0.6,0.8](0,10]1/3(10,20]2/3(0.8,1.0](0,10]2/3(10,20]1

日本規(guī)范實(shí)際上是按照液化的全過(guò)程來(lái)考慮樁基礎(chǔ)受力，在震動(dòng)初始階段，砂土來(lái)不及液化，這時(shí)樁基礎(chǔ)受力和非液化場(chǎng)地一樣，只考慮慣性相互作用力；隨著震動(dòng)繼續(xù)，砂土開(kāi)始液化，此時(shí)地面變形還較小，土層的幾何相互作用力不大，因此不考慮幾何相互作用力，只考慮慣性相互作用力，但液化層土體抗力折減；當(dāng)震動(dòng)結(jié)束后，慣性相互作用力為零，此時(shí)地面變形大，需考慮土體的幾何相互作用力。在此，分別稱(chēng)這3個(gè)階段為階段1、階段2、階段3。

美國(guó)規(guī)范實(shí)際上考慮了日本規(guī)范的第1、2階段，只是在第2階段的慣性力計(jì)算時(shí)，規(guī)定當(dāng)擁有有效應(yīng)力程序計(jì)算得到的場(chǎng)地地震動(dòng)時(shí)，應(yīng)該采用有效應(yīng)力程序計(jì)算的計(jì)算結(jié)果。

中國(guó)規(guī)范實(shí)際上只對(duì)應(yīng)了日本規(guī)范的第2階段。

各國(guó)規(guī)范的實(shí)施對(duì)于廣大設(shè)計(jì)人員是簡(jiǎn)單易行的，但這些規(guī)定能否反映液化場(chǎng)地中樁土相互作用的詳細(xì)機(jī)理，以下將通過(guò)前人研究成果和實(shí)際橋梁樁基礎(chǔ)有限元分析結(jié)果，對(duì)各國(guó)規(guī)范的合理性進(jìn)一步深入分析。

2 樁土相互作用詳細(xì)機(jī)理

為了研究液化場(chǎng)地中樁土相互作用機(jī)理，各國(guó)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值分析，Tokimatsu等[1]發(fā)現(xiàn)液化使得周期小于1 s范圍內(nèi)的地震動(dòng)加速度明顯削弱，上部結(jié)構(gòu)的慣性力減小，但同時(shí)地面大變形導(dǎo)致的幾何相互作用力使得樁身產(chǎn)生破壞。Tamura等發(fā)現(xiàn)，在場(chǎng)地沒(méi)有液化時(shí)，土層作用力主要是由上部結(jié)構(gòu)慣性力導(dǎo)致，且與慣性力方向總是相反；而場(chǎng)地液化后，土層作用力主要是由土層變形導(dǎo)致，且與慣性力方向總是相同。Suzuki[2]發(fā)現(xiàn)，液化前，土層作用力與慣性力方向相反；液化后可能一致,也有可能相反，這主要取決于樁身剛度，樁身剛度較小的可能相反，樁身剛度較大的可能相同。Brandenburg等[3]通過(guò)對(duì)離心機(jī)試驗(yàn)中承臺(tái)和黏土層的荷載傳遞規(guī)律分析發(fā)現(xiàn)，在液化場(chǎng)地中，黏土層與承臺(tái)的荷載位移曲線比非液化場(chǎng)地中的荷載位移曲線要軟一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。此外，土層對(duì)承臺(tái)的極限作用力可以利用傳統(tǒng)的土壓力理論進(jìn)行計(jì)算。

以上研究成果表明，液化首先改變了場(chǎng)地地震動(dòng)輸入，其次改變了慣性相互作用力并產(chǎn)生較大幾何相互作用力，幾何相互作用力與慣性相互作用力在某些情況下是疊加的。

為了定量地揭示液化場(chǎng)地中樁土相互作用機(jī)理，本文利用有限元程序Opensees，以某橋梁樁基礎(chǔ)為模型，對(duì)液化場(chǎng)地中的樁土相互作用進(jìn)行了模擬。

本文采用的模型如圖2a所示，為平面模型。其中地層由3層土組成，最底下為密砂層，相對(duì)密實(shí)度Dr=75%，高25 m，不易液化；中間層為松砂層，相對(duì)密實(shí)度Dr=30%，高10 m，較易液化；頂層為黏土層，土的不排水抗剪強(qiáng)度為15 kPa，高10 m。為了反映液化導(dǎo)致的地面大變形，最上層土表面與水平面夾角為3°。土體采用流固耦合的u-p單元模擬，關(guān)于此類(lèi)單元的詳細(xì)介紹參見(jiàn)文獻(xiàn)[4]～[7]。柱基礎(chǔ)、承臺(tái)以及上部結(jié)構(gòu)都采用梁?jiǎn)卧M，上部結(jié)構(gòu)重3 000 t，承臺(tái)重325 t，樁基礎(chǔ)直徑為1.5 m。樁基礎(chǔ)與土體之間用彈簧連接，此類(lèi)彈簧可以自動(dòng)考慮液化對(duì)強(qiáng)度和剛度的折減，關(guān)于此類(lèi)彈簧的詳細(xì)介紹參見(jiàn)文獻(xiàn)[7]。圖2為有限元計(jì)算模型及地震動(dòng)數(shù)據(jù)，采用的地震動(dòng)時(shí)程以及地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜見(jiàn)圖2b、圖2c所示。

2.1 土體反應(yīng)

為了全面比較液化對(duì)樁土系統(tǒng)的影響，專(zhuān)門(mén)比較了土體和樁身在液化場(chǎng)地和非液化場(chǎng)地中的反應(yīng)。

比較了考慮液化和不考慮液化2種情況土層頂位移、土層頂加速度時(shí)程以及加速度反應(yīng)譜，如圖3所示。

從圖3a可以看出，3層土情況中，考慮液化后，土層頂瞬時(shí)位移和殘余位移明顯變大；圖3b表明，土體的加速度時(shí)程有較大削弱;圖3c表明，在短周期內(nèi)，土體的加速度有明顯削弱，當(dāng)周期大于一定值時(shí)，液化還有可能使加速度變大。

圖2 有限元計(jì)算模型及地震動(dòng)數(shù)據(jù)

圖3 液化與非液化土體反應(yīng)比較

2.2 結(jié)構(gòu)反應(yīng)

首先比較了液化與非液化兩種情況的上部結(jié)構(gòu)的加速度時(shí)程、加速度反應(yīng)譜和樁身彎矩最大值，如圖4所示。

從圖4a可以看出，3層土情況中，考慮液化后的上部結(jié)構(gòu)加速度有一定削弱，這主要是由于液

化后樁基礎(chǔ)周期變大以及場(chǎng)地地震動(dòng)差異導(dǎo)致，從圖4b可以清楚地看到這一現(xiàn)象；從圖4c可以看出，考慮液化后樁身彎矩增大顯著，樁身彎矩分布有較大改變，液化層底出現(xiàn)較大彎矩。

液化和非液化的另一個(gè)很大區(qū)別是慣性相互作用力和土層相互作用力的相對(duì)方向。在非液化場(chǎng)地中，由于場(chǎng)地變形較小，樁身變形較大，形成“樁推土”，使得土層作用力與上部結(jié)構(gòu)的慣性作用方向相反(見(jiàn)圖5a)。但在液化場(chǎng)地中，由于上部非液化土層的變形比樁身變形大，形成“土推樁”，使得土層作用力與上部結(jié)構(gòu)的慣性作用方向相同(見(jiàn)圖5b)，兩者疊加使得樁身受力更為不利(見(jiàn)圖5c)。

圖4 液化與非液化結(jié)構(gòu)反應(yīng)比較

圖5 液化對(duì)慣性相互作用力和土層相互作用力相對(duì)方向的影響

通過(guò)以上分析可以看出，液化使得土體加速度在短周期內(nèi)明顯削弱，在長(zhǎng)周期內(nèi)甚至有可能增大；對(duì)于結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，液化使得上部結(jié)構(gòu)加速度減小，樁身彎矩分布改變，在液化層底產(chǎn)生較大彎矩，液化使得慣性相互作用與幾何相互作用相對(duì)方向發(fā)生改變，由反向變?yōu)橥?。這一分析結(jié)果與以往試驗(yàn)結(jié)果較為吻合。

3 各國(guó)規(guī)范的合理性分析

通過(guò)以上分析可以看出，各國(guó)規(guī)范對(duì)液化場(chǎng)地中樁土相互作用的詳細(xì)機(jī)理主要有兩個(gè)方面區(qū)別。

3.1 上部結(jié)構(gòu)慣性相互作用力的計(jì)算

上部結(jié)構(gòu)慣性相互作用力與兩個(gè)因素有關(guān)。一是場(chǎng)地地震動(dòng)，日本規(guī)范沒(méi)有考慮液化對(duì)場(chǎng)地地震動(dòng)的影響，美國(guó)規(guī)范規(guī)定了發(fā)生液化時(shí)，如果使用了有效應(yīng)力程序計(jì)算地震動(dòng)，應(yīng)該采用有效應(yīng)力程序計(jì)算得到的場(chǎng)地地震動(dòng)，中國(guó)規(guī)范沒(méi)有考慮液化對(duì)場(chǎng)地地震動(dòng)的影響，從各國(guó)試驗(yàn)研究結(jié)果和以上有限元分析結(jié)果可以看出，應(yīng)該適當(dāng)考慮液化對(duì)場(chǎng)地地震動(dòng)的影響。二是結(jié)構(gòu)周期，日本規(guī)范規(guī)定應(yīng)利用不考慮液化的結(jié)構(gòu)周期計(jì)算上部結(jié)構(gòu)慣性力，美國(guó)、中國(guó)規(guī)范都沒(méi)有明確規(guī)定。從有限元計(jì)算得到的液化和非液化上部結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)譜(見(jiàn)圖4b)可以看出，液化后結(jié)構(gòu)有所變?nèi)?，但變化幅度不大，故采用不考慮液化的結(jié)構(gòu)周期計(jì)算上部結(jié)構(gòu)慣性力是合理的。

3.2 如何考慮幾何相互作用力以及如何與慣性相互作用力組合

在非液化場(chǎng)地中，由于樁身變形比土體變形大，很容易形成“樁推土”，此時(shí)，土層承受樁的推力，這個(gè)力對(duì)于土體來(lái)說(shuō)是一個(gè)被動(dòng)的土壓力，但在液化場(chǎng)地中，由于樁身變形可能比土層小，就有可能產(chǎn)生“土推樁”，這個(gè)力對(duì)于土層來(lái)說(shuō)是一個(gè)主動(dòng)土壓力，在此所說(shuō)的幾何相互作用力就是這個(gè)土壓力。

美國(guó)規(guī)范和中國(guó)規(guī)范沒(méi)有考慮土層液化大變形產(chǎn)生的幾何相互作用力，日本規(guī)范考慮了幾何相互作用力并給出了定量的計(jì)算方法，但是認(rèn)為慣性相互作用與幾何相互作用不是同時(shí)發(fā)生的，所以分開(kāi)考慮。從試驗(yàn)以及有限元分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該考慮液化產(chǎn)生的幾何相互作用力，而且不能與慣性相互作用力分開(kāi)考慮，因?yàn)樵跇渡硎芰ψ畲髸r(shí)，既有較大慣性力，也有較大幾何相互作用力。

各國(guó)規(guī)范與動(dòng)力分析中的樁身受力示意見(jiàn)圖6。由于各國(guó)規(guī)范都是一個(gè)靜力反算過(guò)程，所以在利用上部結(jié)構(gòu)慣性力反算樁基礎(chǔ)受力時(shí)，實(shí)際上都是一個(gè)“樁推土”的過(guò)程，所考慮的土層力都是樁對(duì)土的一個(gè)被動(dòng)土壓力(見(jiàn)圖6a)，而實(shí)際液化過(guò)程中，土層力是有可能與上部結(jié)構(gòu)慣性力相同方向的(見(jiàn)圖6b)，這也是規(guī)范算法與實(shí)際情況的一個(gè)差別。

圖6 各國(guó)規(guī)范與動(dòng)力分析中的樁身受力示意

為了定量地反映規(guī)范規(guī)定與詳細(xì)機(jī)理的差別，利用上節(jié)有限元分析中的結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行了各國(guó)規(guī)范與動(dòng)力分析的比較分析(見(jiàn)圖7)。

圖7 各國(guó)規(guī)范計(jì)算與動(dòng)力分析的樁身彎矩比較

日本規(guī)范分3階段計(jì)算樁身受力。階段1：不考慮場(chǎng)地液化計(jì)算慣性相互作用；階段2：考慮場(chǎng)地液化計(jì)算慣性相互作用;階段3：計(jì)算幾何相互作用力。美國(guó)規(guī)范也有前2個(gè)階段的規(guī)定，中國(guó)規(guī)范實(shí)際上對(duì)應(yīng)日本規(guī)范的階段2，所以在以下比較中，粗略地認(rèn)為美國(guó)規(guī)范對(duì)應(yīng)日本規(guī)范階段1和階段2，中國(guó)規(guī)范對(duì)應(yīng)日本規(guī)范階段2。

從圖7可以看出，階段2，即考慮場(chǎng)地液化對(duì)土體承載力的削弱時(shí)，相對(duì)于階段1樁身樁頭彎矩增大，液化層中彎矩最大值位置有所下移，階段3彎矩最大值出現(xiàn)在液化層底。

利用規(guī)范計(jì)算得到的樁身彎矩相對(duì)于動(dòng)力計(jì)算得到的彎矩有以下異同：樁頭彎矩相差較小，液化層中樁身彎矩差別較大，動(dòng)力計(jì)算得到的彎矩明顯大于規(guī)范計(jì)算得到的彎矩。這說(shuō)明規(guī)范中把慣性相互作用和幾何相互作用分開(kāi)來(lái)算是不合適的，可能導(dǎo)致液化層底設(shè)計(jì)彎矩過(guò)小，從而導(dǎo)致地震中出現(xiàn)液化層底的樁身彎曲破壞，在歷次地震中都有這樣的震害。

日本規(guī)范考慮到了幾何相互作用是合理的，雖然得出的樁身彎矩?cái)?shù)值與動(dòng)力計(jì)算有較大差別，但日本規(guī)范卻能夠合理地反映出液化層底樁身彎矩較大這一現(xiàn)象，數(shù)值上與動(dòng)力計(jì)算差別大的原因是沒(méi)有考慮與慣性相互作用的組合。美國(guó)規(guī)范和中國(guó)規(guī)范都不考慮幾何相互作用，這可能導(dǎo)致液化層底樁身彎矩被嚴(yán)重低估。

4 結(jié)論

首先對(duì)各國(guó)規(guī)范進(jìn)行了比較，然后參考已有研究成果并利用有限元模型動(dòng)力計(jì)算結(jié)果揭示了液化場(chǎng)地中樁土相互作用機(jī)理，最后對(duì)各國(guó)規(guī)范與動(dòng)力計(jì)算進(jìn)行了比較分析，結(jié)論如下：

1) 各國(guó)規(guī)范都考慮了液化對(duì)土體承載力的削弱，這是液化對(duì)樁土相互作用影響很重要的一個(gè)方面。

2) 中國(guó)、日本規(guī)范不考慮液化對(duì)場(chǎng)地地震動(dòng)的影響，美國(guó)規(guī)范考慮了液化對(duì)場(chǎng)地地震動(dòng)的影響，較為合理。

3) 各國(guó)規(guī)范對(duì)上部結(jié)構(gòu)慣性力計(jì)算方面的規(guī)定不一，日本規(guī)范規(guī)定采用不考慮液化的結(jié)構(gòu)周期計(jì)算慣性力，中國(guó)、美國(guó)規(guī)范沒(méi)有具體規(guī)定，但實(shí)際上不考慮液化的結(jié)構(gòu)周期計(jì)算得到的慣性力誤差不大。

4) 各國(guó)規(guī)范對(duì)于液化大變形導(dǎo)致的幾何相互作用力規(guī)定相對(duì)較少，只有日本規(guī)范有具體規(guī)定，美國(guó)、中國(guó)規(guī)范沒(méi)有相應(yīng)規(guī)定。

5) 日本規(guī)范雖對(duì)液化大變形導(dǎo)致的幾何相互作用力有相應(yīng)規(guī)定，但沒(méi)有將幾何相互作用力與慣性相互作用力進(jìn)行組合；而大量的試驗(yàn)和有限元分析表明，樁身受力最不利時(shí)，既有較大的慣性相互作用力，也有較大的幾何相互作用力，應(yīng)該考慮兩者的組合。