徑向非均質土中樁-土縱向耦合振動動力響應研究.pdf

1、本文分析了徑向非均質土中縱向振動荷載作用下樁的動力響應問題?；谕馏w與樁的本構關系，采用三維軸對稱土模型，較系統(tǒng)的考慮了樁周土豎向波動效應，建立徑向非均質土體的三維波動方程和一維粘彈性樁的波動方程，再引入樁-土邊界條件和接觸條件，用解析法求解了粘彈性實體樁和管樁在縱向任意激振力作用下的耦合振動問題。
　　本研究主要內容包括：⑴在考慮土體徑向非均質性情況下，利用三維軸對稱土體模型，采用分離變量法和超越方程求根法求得實體樁與土體接觸界

2、面的復剛度，進而推導得到單樁樁頂受任意縱向激振力作用下的樁振動方程的頻域表達式，再利用卷積公式和拉普拉斯逆變換得到半正弦脈沖激勵作用下樁頂速度時域響應半解析解。基于所得解對樁土耦合振動的機理以及土體動力反應特性進行研究，重點研究了土體的徑向非均質性對樁-土動力特性的影響。研究表明，土體的徑向非均質性對樁-土動力特性有著明顯的影響，考慮土體徑向非均質性十分必要。⑵在軸對稱條件下利用三維連續(xù)介質理論研究徑向非均質土中管樁-土的縱向耦合振動問

3、題。對樁周土任意圈層的平衡方程由外而內逐層求解，求得樁周土與樁接觸界面所在圈層的位移表達式，再根據樁芯土動力平衡方程和邊界條件求得樁芯土的位移表達式，進而利用管樁-土接觸界面完全耦合條件求解樁動力平衡方程，得到樁頂?shù)念l域響應解析解和時域響應半解析解，并采用MATLAB軟件編程，得到樁頂復剛度、樁項速度導納曲線、樁底反射波曲線，再通過變化土體、管樁特性參數(shù)，分析管樁內外半徑比、長徑比、土質擾動程度、擾動范圍、圈層數(shù)變化等參數(shù)對管樁縱向振動