基于虛土樁模型的既有承臺(tái)單樁縱向振動(dòng)特性研究.pdf

1、本文采用虛土樁模型來(lái)模擬樁底土的不同性質(zhì)，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有樁底土模型的缺陷。樁周土的成層性通過(guò)廣義Voigt模型、樁土耦合模型、平面應(yīng)變模型進(jìn)行考慮，并結(jié)合拉氏變換法和阻抗遞推理論對(duì)既有承臺(tái)單樁縱向振動(dòng)方程進(jìn)行求解，以期更好地理解樁底土影響承臺(tái)-樁-土振動(dòng)特性的機(jī)理。本文工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)基于虛土樁和廣義Voigt模型，研究了明置承臺(tái)粘彈性單樁縱向振動(dòng)特性問(wèn)題。根據(jù)樁底土及樁周土的縱向成層性，將其模擬為虛土樁和廣義

2、Voigt模型，建立了樁及承臺(tái)縱向振動(dòng)時(shí)的動(dòng)力平衡方程。首先，運(yùn)用拉氏變換及阻抗遞推方程求得樁頂阻抗的頻域解;其次，將樁頂阻抗代入明置承臺(tái)動(dòng)力平衡方程，求得承臺(tái)位移、速度的頻域解。通過(guò)拉氏逆變換，可以得到承臺(tái)位移、速度的時(shí)域解;進(jìn)而討論了不同樁長(zhǎng)、樁徑、樁材料一維縱波波速的條件下，單層樁底土厚度對(duì)明置承臺(tái)縱向振動(dòng)特性的影響。最后，通過(guò)與樁底土單Voigt模型及實(shí)際工程曲線對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用虛土樁模型能準(zhǔn)確模擬軟弱下臥層的作用，使得計(jì)算結(jié)果更

3、為接近工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
　　(2)基于虛土樁和樁土耦合模型，研究了樁底土對(duì)明置承臺(tái)彈性單樁縱向振動(dòng)特性的影響。將樁底土及樁周土模擬為虛土樁和樁土耦合模型，建立了樁及承臺(tái)縱向振動(dòng)時(shí)的動(dòng)力平衡方程。首先，通過(guò)對(duì)樁周土與樁耦合模型的動(dòng)力平衡方程進(jìn)行求解，得出樁周土的豎向位移;其次，將樁周土的豎向位移代入樁縱向振動(dòng)的動(dòng)力平衡方程，通過(guò)拉氏變換及阻抗遞推方程求得樁頂阻抗的頻域解;最后，將樁頂阻抗代入明置承臺(tái)動(dòng)力平衡方程，求得承臺(tái)位移、速度的頻

4、域解。通過(guò)拉氏逆變換，可以得到承臺(tái)位移、速度的時(shí)域解。基于求解結(jié)果，對(duì)單層、雙層樁底土厚度、剪切波速、縱波波速對(duì)明置承臺(tái)單樁縱向振動(dòng)特性的影響進(jìn)行了研究。
　　(3)基于虛土樁和平面應(yīng)變模型，研究了更為普遍情況下埋置承臺(tái)粘彈性單樁縱向振動(dòng)特性問(wèn)題。根據(jù)樁底土及樁周土的縱向成層性，將其模擬為虛土樁和平面應(yīng)變模型，建立了樁及承臺(tái)縱向振動(dòng)時(shí)的動(dòng)力平衡方程。首先，通過(guò)對(duì)樁周土平面應(yīng)變模型的位移控制方程進(jìn)行求解，得出土的豎向位移，進(jìn)而求得相