废旧轮胎作为垫层材料的隔震桩筏基础抗震性能研究：基于振动台试验的垫层类型效应分析

《Soil Advances》：Seismic response of disconnected piled raft foundations: effects of cushion layer types based on shaking table tests

本文首次将废旧轮胎作为垫层材料应用于隔震桩筏基础（DPRF），通过大型振动台试验系统对比了轮胎、土袋、砾石和细砂四种垫层在Kobe波及El-Centro波（峰值加速度0.20g-0.50g）激励下的抗震性能。研究表明，轮胎垫层能显著降低基础加速度、控制沉降（残余位移可忽略不计），并在0.50g强震下将上部结构水平位移限制在15.7mm；其高摩擦系数、弹性模量和剪切模量特性可有效改变桩头边界约束条件，耗散振动能量，为岩土工程废弃物资源化利用提供了可持续解决方案。

　　

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测试平台

实验项目在南京工业大学大型振动台测试中心进行。该双向振动台设施可同时提供水平和竖向激励，最大负载能力为120吨，工作频率范围高达50赫兹。测试采用安装在平台上的层叠剪切堆叠模型容器。该容器内部尺寸为3.5米×2.0米×1.7米（深度）。振动台配置如图所示。

振动台测试过程

振动台测试采用Kobe波（RSN 1106）和El-Centro波（RSN 6）作为平台输入的地震动[35]，地震波数据来自太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库[36]。两者均为记录到的地震动。Kobe波记录于神户日本气象厅（JMA）台站[37]，建于花岗岩基岩露头上，归类为基岩型地震动。Kobe波的特点是频率成分丰富。

地震动对整体场地的影响

图7比较了地震输入前、地震输入后立即以及静置200秒后整体场地的宏观现象。在0.20g和0.35g的Kobe波激励下，整体场地表面排水可忽略不计。场地振动幅度极小，筏板或上部结构未见明显位移。当Kobe波强度达到0.50g时，地震输入后，整个场地出现局部喷砂冒水现象。

讨论

大型振动台试验揭示了采用不同垫层类型的DPRFs地震响应的显著差异。这些差异主要与垫层的侧向变形响应、压缩行为以及提供给筏板的水平约束有关。本节进行严格的力学分析，以加深对垫层配置如何影响DPRFs抗震性能的理解，系统检查竖向荷载传递机制。

结论

本文介绍了对包含四种垫层材料（细砂、砾石、土袋和轮胎）的DPRFs进行的大型振动台试验。该研究调查了四种工况在可液化场地动力荷载下的地震响应。测量了桩基础的孔隙水压力、加速度、位移沉降和弯矩，以对比分析不同垫层材料DPRFs的性能。振动台试验的重要结果表明……