滞回阻尼土中大直径管桩纵向振动响应解析解
本文选题:桩基础 + 大直径管桩 ; 参考:《岩石力学与工程学报》2014年S1期
【摘要】:考虑土体材料的滞回阻尼和桩周土 桩 桩芯土耦合振动,对黏弹性地基中现浇大直径管桩纵向振动频域特性进行理论研究。假定桩为一维杆,土体为轴对称均匀黏弹性体。采用Laplace变换和分离变量的方法求得桩周土和桩芯土纵向位移频域解,然后利用桩土位移和应力连续耦合条件求得桩顶频域响应解析解。将所得解完全退化到实心桩的解,验证解析解的合理性。分析桩长、土体剪切模量和桩径对桩顶复刚度的影响,得到各参数对桩振动特性影响的规律。分析表明:桩长增大,桩顶复刚度的振荡幅值和共振频率均显著减小,但当桩长增大到一定桩长的时候,增加桩长基本没有影响。土体剪切模量越大,桩顶复刚度的振荡幅度越小,且桩周土剪切模量的影响比桩芯土更为显著。外径的增大或内径的减小,均会使桩顶复刚度的振荡幅值增大。
[Abstract]:Considering hysteretic damping of soil material and coupling vibration of soil around pile with pile and core, the frequency domain characteristics of longitudinal vibration of cast-in-situ large-diameter pipe pile in viscoelastic foundation are studied theoretically. The pile is assumed to be one-dimensional rod and the soil is axisymmetric uniform viscoelastic body. The frequency-domain solutions of longitudinal displacement of soil around piles and pile-core soils are obtained by Laplace transform and separation of variables. Then the analytical solutions of the frequency domain responses of pile top are obtained by using the continuous coupling condition of displacement and stress of pile and soil. The obtained solution is completely degenerated to the solution of solid pile, and the rationality of the analytical solution is verified. The effects of pile length, soil shear modulus and pile diameter on pile top complex stiffness are analyzed, and the effects of various parameters on pile vibration characteristics are obtained. The analysis shows that the oscillatory amplitude and resonance frequency of the complex stiffness of the pile head decrease significantly with the increase of pile length, but when the pile length increases to a certain length, the increase of pile length has no effect on the pile length. The larger the shear modulus of soil is, the smaller the oscillation amplitude of pile top complex stiffness is, and the influence of shear modulus of soil around pile is more obvious than that of pile core soil. The increase of the outer diameter or the decrease of the inner diameter will increase the oscillatory amplitude of the complex stiffness of the pile.
【作者单位】: 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室;河海大学岩土工程科学研究所;河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心;
【基金】:长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1125) 国家自然科学基金高铁联合基金重点项目(U1134207) 江苏省333资助项目(BRA2011146)
【分类号】:TU473.1
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,本文编号:2056043
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