徑向非均質(zhì)土中樁-土縱向耦合振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、本文分析了徑向非均質(zhì)土中縱向振動(dòng)荷載作用下樁的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題?；谕馏w與樁的本構(gòu)關(guān)系，采用三維軸對(duì)稱(chēng)土模型，較系統(tǒng)的考慮了樁周土豎向波動(dòng)效應(yīng)，建立徑向非均質(zhì)土體的三維波動(dòng)方程和一維粘彈性樁的波動(dòng)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(shí)體樁和管樁在縱向任意激振力作用下的耦合振動(dòng)問(wèn)題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在考慮土體徑向非均質(zhì)性情況下，利用三維軸對(duì)稱(chēng)土體模型，采用分離變量法和超越方程求根法求得實(shí)體樁與土體接觸界

2、面的復(fù)剛度，進(jìn)而推導(dǎo)得到單樁樁頂受任意縱向激振力作用下的樁振動(dòng)方程的頻域表達(dá)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(lì)作用下樁頂速度時(shí)域響應(yīng)半解析解?；谒媒鈱?duì)樁土耦合振動(dòng)的機(jī)理以及土體動(dòng)力反應(yīng)特性進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究了土體的徑向非均質(zhì)性對(duì)樁-土動(dòng)力特性的影響。研究表明，土體的徑向非均質(zhì)性對(duì)樁-土動(dòng)力特性有著明顯的影響，考慮土體徑向非均質(zhì)性十分必要。⑵在軸對(duì)稱(chēng)條件下利用三維連續(xù)介質(zhì)理論研究徑向非均質(zhì)土中管樁-土的縱向耦合振動(dòng)問(wèn)

3、題。對(duì)樁周土任意圈層的平衡方程由外而內(nèi)逐層求解，求得樁周土與樁接觸界面所在圈層的位移表達(dá)式，再根據(jù)樁芯土動(dòng)力平衡方程和邊界條件求得樁芯土的位移表達(dá)式，進(jìn)而利用管樁-土接觸界面完全耦合條件求解樁動(dòng)力平衡方程，得到樁頂?shù)念l域響應(yīng)解析解和時(shí)域響應(yīng)半解析解，并采用MATLAB軟件編程，得到樁頂復(fù)剛度、樁項(xiàng)速度導(dǎo)納曲線、樁底反射波曲線，再通過(guò)變化土體、管樁特性參數(shù)，分析管樁內(nèi)外半徑比、長(zhǎng)徑比、土質(zhì)擾動(dòng)程度、擾動(dòng)范圍、圈層數(shù)變化等參數(shù)對(duì)管樁縱向振動(dòng)