非饱和土中端承桩水平振动特性研究

发布时间：2018-03-18 17:25

  本文选题：非饱和土　切入点：端承桩　出处：《岩土力学》2015年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对非饱和土中桩的水平稳态振动问题,采用三相多孔介质波动方程,考虑固、液、气三相材料间的惯性和黏性耦合效应以及基质吸力的影响,通过Helmholtz矢量分解及分离变量法解耦波动方程,并将基桩等效为能描述其剪切变形和转动惯性效应的铁摩辛柯(Timoshenko)梁模型,采用Novak三维连续介质模型对非饱和土中端承桩的稳态水平振动进行了理论推导,获得了桩顶水平频域响应解析解,讨论了饱和度对土层和桩顶阻抗的影响以及桩身位移、内力沿深度的分布规律。结果表明,随着土体饱和度的升高,土层复阻抗和桩顶动力阻抗增大,桩身位移和内力则相应地减小;饱和度,包括渗透系数在内的影响仅在土体接近准饱和时才得以发挥;频率较低时,短桩拥有较大的刚度因子。桩长越长,阻抗因子越大,而共振频率越低。当长径比超过10时,桩顶阻抗不再随长径比的增加而改变。
[Abstract]:Aiming at the horizontal steady-state vibration of pile in unsaturated soil, the wave equation of three-phase porous media is adopted to consider the coupling effect of inertia and viscosity between solid, liquid and gas three-phase materials and the influence of matrix suction. The wave equation is decoupled by Helmholtz vector decomposition and the method of separating variables, and the foundation pile is equivalent to the Temoco Timoshenko beam model which can describe its shear deformation and rotational inertia effect. In this paper, the steady-state horizontal vibration of pile in unsaturated soil is theoretically deduced by using Novak three-dimensional continuum model, and the analytical solution of horizontal frequency response of pile top is obtained. The influence of saturation on soil layer and pile top impedance and pile displacement are discussed. The results show that with the increase of soil saturation, the complex impedance of soil layer and the dynamic impedance of pile top increase, and the displacement and internal force of pile body decrease correspondingly. The influence, including permeability coefficient, is exerted only when the soil is near quasi-saturation. When the frequency is low, the short pile has a larger stiffness factor. The longer the pile length, the greater the impedance factor and the lower the resonance frequency. The top impedance of the pile does not change with the increase of the ratio of length to diameter.
【作者单位】： 太原理工大学建筑与土木工程学院;中南大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.51408393) 高等学校博士学科点专项科研基金(No.20120162110023) 太原理工大学校青年基金(No.2013Z011)
【分类号】：TU473.1

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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