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横观各向同性地基中管桩扭转振动响应解析解

发布时间:2018-09-18 17:52
【摘要】:考虑地基沉积过程中产生的竖向和水平向力学性质的差异,对横观各向同性地基中管桩扭转振动频域响应进行了理论研究。基于横观各向同性材料的本构关系以及桩-土耦合扭转振动,建立了桩土系统定解问题,通过Laplace变换和分离变量法求得了桩周土和桩芯土扭转振动位移形式解。通过桩-土接触面的连续条件,求得了管桩扭转频域响应解析解,并得到了桩顶复动刚度和速度导纳的表达式。将所得解退化到横观各向同性地基中实心桩解以及均匀地基中管桩解,并与已有文献进行了对比,验证了解的合理性。通过数值算例,分析了桩周土和桩芯土的横观各向同性力学参数对桩顶扭转复刚度及速度导纳的影响。
[Abstract]:Considering the difference of vertical and horizontal mechanical properties in the process of foundation deposition, the frequency response of torsional vibration of pipe pile in transversely isotropic foundation is studied theoretically. Based on the constitutive relation of transversely isotropic material and the pile-soil coupling torsional vibration, the problem of determining the solution of pile-soil system is established. By means of Laplace transformation and the method of separating variables, the formal solutions of torsional vibration displacement of soil around pile and pile-core soil are obtained. Through the continuous condition of pile-soil interface, the analytical solution of torsional frequency domain response of pipe pile is obtained, and the expressions of pile top complex stiffness and velocity admittance are obtained. The obtained solution is reduced to the solid pile solution in transversely isotropic foundation and the tubular pile solution in homogeneous foundation. The results are compared with the previous literatures to verify the reasonableness of the solution. The effects of the transversely isotropic mechanical parameters of the surrounding soil and the core soil on the torsional complex stiffness and velocity admittance of the pile top are analyzed by numerical examples.
【作者单位】: 重庆大学土木工程学院;重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室;山东农业大学水利土木工程学院;
【基金】:高等学校学科创新引智计划(111计划)(No.B13024) 国家自然科学基金高铁联合基金重点项目(No.U1134207);国家自然科学基金(No.51378177) 新世纪优秀人才支持计划资助(No.NCET-12-0843)~~
【分类号】:TU473.1

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本文编号:2248666

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