考虑土体三维波动效应的现浇大直径管桩纵向振动响应解析解

摘要：

考虑土体三维波动效应和桩-土耦合振动,把桩看作一维杆,把土体看作三维轴对称黏弹性介质,对黏弹性地基中现浇大直径管桩纵向振动频域特性进行了理论研究.首先通过引入势函数对土体振动方程解耦,采用Laplace变换和分离变量的方法求得了桩周土及桩芯土频域响应解析解,进而利用桩土完全耦合的条件得到桩振动响应解.将所得解完全退化到实心桩的解,验证了解析解的合理性,并与未考虑三维效应的简化解对比.分析了桩底刚度系数、桩长以及桩径等对桩顶复阻抗的影响,得到了各参数对桩振动特性影响的规律.分析表明:桩底刚度系数增大,共振频率增大,且复阻抗的振荡幅值增大.无桩芯土时复阻抗的振荡幅值比桩周桩芯土都存在时大,无桩周土时复阻抗的振荡幅值比无桩芯土时大.桩长增大,桩顶复阻抗的振荡幅值和共振频率均显著减小,当桩长增大到一定长度的时候,增加桩长对桩顶复阻抗基本没有影响.外径增大或内径减小,桩顶复阻抗的振荡幅值增大.

关键词：现浇大直径管桩、三维波动效应、纵向振动、解析解、复阻抗

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分类号：TU473.1(土力学、地基基础工程)

资助基金：长江学者和创新团队发展计划项目IRT1125;国家自然科学基金高铁联合基金重点项目U1134207;教育部新世纪优秀人才计划项目

在线出版日期：2014-02-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2247-2254