黏弹性地基中基于虚土桩模型的桩顶纵向振动阻抗研究

发布时间：2019-05-19 22:38

【摘要】：基于虚土桩模型,对均质黏弹性地基中桩土纵向耦合振动问题进行了研究。首先,假定桩侧土为各向同性的线性黏弹性材料,并考虑土体的竖向波动效应,结合Euler-Bernoulli杆件理论,建立了桩土纵向耦合振动的定解问题;其次,采用分离变量法求解桩侧土纵向振动的控制方程,得到了桩侧土与桩身接触面上的剪切动刚度,将所得的剪切动刚度代入到桩身振动控制方程,采用Laplace变换技术,进一步求得了任意荷载作用下桩顶纵向振动阻抗的解析解。基于所得解,详细讨论了不同桩身设计参数时桩端土厚度对桩顶纵向振动阻抗的影响。最后,将虚土桩模型与其他桩端土支承模型进行了对比研究,结果表明,对虚土桩模型选用合适的材料参数和桩端土厚度,其得到的桩端支承复刚度值介于现有多种模型的计算值之间。
[Abstract]:Based on the virtual soil pile model, the longitudinal coupling vibration of pile and soil in homogeneous viscous elastic foundation is studied. Firstly, assuming that the soil on the side of the pile is an isotropic linear viscous elastic material, and considering the vertical wave effect of the soil, combined with the Euler-Bernoulli bar theory, the definite solution of the longitudinal coupling vibration of the pile and soil is established. Secondly, the governing equation of longitudinal vibration of pile side soil is solved by using separation variable method, and the shear dynamic stiffness on the contact surface between pile side soil and pile body is obtained. the shear dynamic stiffness is replaced by the vibration control equation of pile body, and the Laplace transformation technique is used. Furthermore, the analytical solution of longitudinal vibration impedance of pile top under arbitrary load is obtained. Based on the obtained solution, the influence of pile end soil thickness on the longitudinal vibration impedance of pile top under different design parameters of pile body is discussed in detail. Finally, the virtual soil pile model is compared with other pile end soil supporting models. The results show that the suitable material parameters and pile end soil thickness are selected for the virtual soil pile model. The calculated values of pile end support stiffness are between the calculated values of various existing models.
【作者单位】： 中国地质大学(武汉)工程学院;中南大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金青年项目(51309207) 中国博士后科学基金特别资助项目(2013T60759);中国博士后科学基金面上项目(2012M521495) 中央高校基本科研业务贵专项资金-摇篮计划(CUGL150411)
【分类号】：TU473.1

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2481124