飽和土地基-樁基-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用理論分析與試驗研究.pdf

1、本文工作圍繞飽和土地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用這一課題進行研究，著重研究飽和地基中樁在豎向、扭轉(zhuǎn)、水平振動時樁動力阻抗解析表達式，通過理論分析和試驗研究，深入認識飽和土地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用機理，為實踐應(yīng)用提供指導(dǎo)，亦為考慮飽和土地基-樁基-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用的抗震設(shè)計提供一定的理論依據(jù)和設(shè)計建議。本文共分為五章，主要做了如下工作： 1、通過對大量文獻的概括和總結(jié)，評述了國內(nèi)外土-結(jié)構(gòu)動力相互作用研究的現(xiàn)狀，對地基-

2、樁-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用的方法進行了歸納總結(jié)，分析了已有研究工作成果的局限性及優(yōu)缺點。 2、基于Biot飽和土動力固結(jié)方程，考慮飽和土體徑向運動的影響及樁土耦合條件，對飽和土層中端承樁豎向振動動力響應(yīng)進行了較為嚴(yán)格的解析研究。在未引入勢函數(shù)及積分變換條件下，求得了樁豎向動力響應(yīng)函數(shù)，本文還將Novak薄層法思想引入到飽和土中樁豎向振動阻抗研究中，得到較為實用的簡化解，這在本文中是首次得到。 3、對土層動力平衡方程進行求解

3、并得到土體扭轉(zhuǎn)振動位移形式解，依據(jù)平衡條件將該形式解耦合進樁身動力平衡方程，并通過對樁動力平衡方程的求解，得到樁頂轉(zhuǎn)角和切向速度頻域響應(yīng)解析解。將Novak薄層法思想引入到飽和土中樁扭轉(zhuǎn)振動阻抗研究中，得到較為實用的簡化解，這在已有文獻中未見報道。 4、分別用直接求解方法和勢函數(shù)方法研究了飽和土中樁的水平振動響應(yīng)，得到了樁頂水平阻抗、搖擺阻抗以及水平-搖擺耦合阻抗函數(shù)，并將Novak薄層法思想引入到飽和土中樁的水平振動研究中，得

4、到較為實用的簡化解，目前尚未見該問題的解析解報道。 5、飽和土-結(jié)構(gòu)動力相互作用問題的研究中，由于試驗的困難性，試驗研究的報道比較缺乏，因而使飽和土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的理論分析缺乏充分的試驗支持，限制了其在實際工程設(shè)計中的應(yīng)用。因此本文的另一方面的工作是試驗，對一個1∶2的框架結(jié)構(gòu)模型進行了頂層牽引激振、頂層機械激振以及爆破激振的試驗研究，獲得了大量數(shù)據(jù)，這些試驗結(jié)果對認識飽和土地基-樁-上部結(jié)構(gòu)動力相互作用機理和驗證相互作用分