桥梁作为现代交通系统的重要基础设施，其震后功能完整性对交通安全与应急响应至关重要。鉴于桩基-土-桥梁相互作用系统的复杂性，传统数值模拟及理论分析难以准确描述其动力响应。振动台试验作为揭示工程结构动力响应机制的重要手段，已被广泛应用，然而目前关于桩-土-桥体系的振动台试验研究仍较少。

中国地震局地球物理研究所陈红娟副研究员团队采用振动台试验技术开展了桩-粘性土-桥体系的地震响应研究，对试验数据进行了系统分析。试验模型包括桥墩、桩基、承台及周围土体，选取三条具有不同特征的El Centro、天津及卧龙地震动作为输入，以考察不同地震动特性对体系动力响应的影响。在模型中布设加速度计及激光位移计，分别测量桥面、承台、桩基及土体的动力响应。对测试数据进行了整理和分析，得到科学认识如下：

在相同条件下，模型土的固有频率大于整个桩-粘性土-桥系统的固有频率，且模型土固有频率和阻尼比的变化模式较桥梁及整个系统更为复杂；桥梁不同部位的动力放大系数具有不同程度的放大倍数，在不同频率地震动输入下的变化规律有很大差异，如图1所示；桩基的加速度响应受到土壤约束，土-结相互作用降低了桩的地震响应，桩基上及等高度土中加速度计测得加速度时程及傅里叶谱，如图2所示；相同条件下，关于桥梁模型的峰值位移，天津地震动输入下的最大，其次是El Centro地震动输入下的值，卧龙地震动输入下的值最小，如图3所示，在进行的试验工况下，桥面都没有发生落梁；桩-粘性土-桥体系及其构件的加速度响应对地震波的频谱特征较为敏感。

本研究系统揭示了桩-粘性土-桥体系在地震作用下的动力学特性，为桥梁抗震设计提供了试验依据，并为后续数值模拟和抗震优化设计提供了重要参考。

图1 峰值加速度及其动力放大系数

图2 桩身及土体等高处加速度时程及其傅里叶谱

图3 桥梁位移幅值

相关研究成果发表在学术期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Hongjuan Chen, Mingzhen Gao, M.Hesham El Naggar, Xiaojun Li, et al. Seismic response of pile-cohesive soil-bridge from shaking table array tests. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2025, 194: 109367.）。该研究受中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项(DQJB23B23、DQJB22B22)、北京市自然基金项目（8242022)）和国家自然基金项目(62273315、51708519)共同资助。

【作者简介】

第一作者：陈红娟，女，工学博士、博士后，副研究员，硕士生导师，加拿大Western University访问学者，主要从事工程结构抗震、岩土地震工程、生命线工程抗震等方面研究工作。E-mail: chenyu94@163.com

通讯作者：M.Hesham El Naggar，男，加拿大Western University教授、博士生导师、加拿大工程院院士，主要从事土动力学、岩土地震工程等领域研究工作。

通讯作者：李小军，男，北京工业大学“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”科技创新领军人才、博士生导师、北京学者，作为负责人主持多项国家重点研发计划、国家自然科学基金地震科学联合基金（重点）等项目，主要从事地震动特性分析与地震动模拟、地震风险与防震减灾相关理论、埋地管线和核电等工程结构抗震试验与理论分析等方面研究工作。