考慮三維波動的飽和土中樁縱向耦合振動理論.pdf

1、樁縱向振動理論是動力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、樁基抗震設(shè)計(jì)、基樁動力檢測等工作的理論基礎(chǔ).迄今為止,這一理論已經(jīng)歷了近四十年的研究發(fā)展,取得了較為豐富的成果,但與工程應(yīng)用的要求相比,仍存在很多問題,其中一個(gè)重要方面是以往關(guān)于土中孔隙水對樁振動特性的影響研究甚少.在這一背景下,該文考慮了飽和土的三維波動效應(yīng),采用解析方法對三維軸對稱成層飽和土中完整樁及各類變阻抗樁的縱向耦合振動理論進(jìn)行系統(tǒng)研究.主要工作包括:1、單層飽和土中完整樁縱向振動理論研究.建

2、立飽和土中端承樁和摩擦樁在任意激振力作用下的理論模型,利用位移勢函數(shù)及微分算子分解方法,得到飽和土層Biot動力固結(jié)方程的分離變量解.2、根據(jù)Rayleigh-Love桿理論,計(jì)及樁身的徑向變形,研究了飽和土中考慮橫向慣性效應(yīng)的大直徑嵌巖樁縱向耦合振動理論,分別在考慮與不考慮橫向慣性效應(yīng)下,比較了大直徑樁縱向振動的特性.3、建立了飽和土中忽略徑向運(yùn)動影響的簡化模型,得到簡化模型下樁土縱向耦合振動解析解,并與考慮徑向運(yùn)動影響的模型及胡昌斌

3、的模型加以比較,分析了幾種模型的異同及適用性.4、成層土中變阻抗樁縱向振動理論研究.基于土層層間相互作用,提出了飽和成層土中任意變阻抗樁的縱向振動問題簡化層間模型,利用單層土中提出的解析方法,基于這一簡化層間模型,求得飽和成層土中任意段變阻抗樁的樁頂頻域解析解和時(shí)域響應(yīng)半解析解,并論證了模型的合理性.基于所得解,對飽和成層土中的完整樁及各類變阻抗樁的振動特性進(jìn)行了分析.該文通過建立樁與飽和土層縱向耦合振動模型及其解析解,深入剖析了土中孔