可壓縮飽和分層地基與結(jié)構(gòu)共同作用研究.pdf

1、本文在柱坐標系下對可壓縮滲透各向異性飽和分層地基的軸對稱與非軸對稱Biot固結(jié)問題，可壓縮飽和分層地基及滲透各向異性飽和分層地基的非軸對稱Biot固結(jié)問題，以及可壓縮飽和分層地基與單樁的共同作用問題進行了較為系統(tǒng)的研究。 對可壓縮滲透各向異性飽和分層地基的軸對稱Biot固結(jié)問題進行了研究。從軸對稱固結(jié)基本方程出發(fā)，通過對時間t、坐標r的Laplace-Hankel變換，再對坐標z的Laplace變換，得到三元一次方程組，解此方程

2、組，并進行Laplace逆變換，得到了單層可壓縮滲透各向異性飽和地基軸對稱Biot固結(jié)問題的6×6傳遞矩陣。 對可壓縮飽和分層地基、滲透各向異性飽和分層地基的非軸對稱Biot固結(jié)問題分別進行了研究。對可壓縮飽和分層地基，采用Schiffman和Fungaroli提出的位移函數(shù)，從非軸對稱可壓縮地基固結(jié)的基本控制方程出發(fā)，通過對坐標θ的Fourier級數(shù)展開，關(guān)于坐標t、r的Laplace-Hankel變換，推導(dǎo)出單層可壓縮地基非

3、軸對稱同結(jié)問題的8×8傳遞矩陣。對滲透各向異性飽和分層地基，從滲透各向異性非軸對稱固結(jié)基本方程出發(fā)，通過引入Fourier級數(shù)展開，對時間t、坐標r的Laplace-Hankel變換，再對坐標z的Laplace變換，得到四元一次方程組，解此方程組，并進行Laplace逆變換，得到了單層滲透各向異性地基非軸對稱固結(jié)問題的8×8傳遞矩陣。 對可壓縮滲透各向異性飽和分層地基的非軸對稱Biot固結(jié)問題進行了研究。從非軸對稱Blot固結(jié)基

4、本方程出發(fā)，通過對時間t的Laplace變換，對坐標θ的Fourier級數(shù)展開，對坐標r的Hankel變換，再對坐標z的Laplace變換，得到四元一次方程組，解此方程組，并進行Laplace逆變換，得到了單層可壓縮滲透各向異性飽和地基非軸對稱Biot固結(jié)問題的8×8傳遞矩陣。 利用傳遞矩陣法，結(jié)合層間連續(xù)性條件和邊界條件，將以上各單層地基Biot固結(jié)問題的傳遞矩陣推廣至多層地基中，得到了可壓縮滲透各向異性飽和分層地基軸對稱與非

5、軸對稱Biot固結(jié)問題，以及可壓縮飽和分層地基、滲透各向異性飽和分層地基的非軸對稱的Biot固結(jié)問題在積分變換域內(nèi)的解答。應(yīng)用Laplace及Hankel逆變換技術(shù)，得到其Biot固結(jié)問題在物理域內(nèi)的理論解答。編制了計算程序，與已有結(jié)果進行了對比，并對單層和多層的可壓縮滲透各向異性飽和地基軸對稱與非軸對稱Biot固結(jié)等問題進行了數(shù)值計算與分析。 基于可壓縮飽和分層地基軸對稱Biot固結(jié)問題的基本解，采用虛擬樁法，研究了豎向受荷單

6、樁與可壓縮飽和分層地基的相互作用問題。將求解體系看作是飽和土體和虛擬樁的疊加，利用沿樁身任意一點z處飽和地基與虛擬樁的應(yīng)變協(xié)調(diào)，并結(jié)合Laplace變換及其卷積性質(zhì)，建立了可壓縮飽和分層地基中豎向受荷單樁問題的第二類Fredhlom積分方程，對該積分方程進行求解可得樁的真實軸力、位移。編制了相應(yīng)的計算程序，對可壓縮飽和分層地基中豎向受荷單樁進行了計算與分析，討論了可壓縮性、孔隙率及樁的長徑比對單樁的影響。 最后，對相關(guān)工作進行了