土塞效应对管桩纵向动力特性的影响研究

摘要：

基于附加质量法，研究考虑土塞效应时成层地基中管桩的纵向振动问题。首先，根据桩侧土、桩端土的成层性，将桩土系统沿纵向划分为有限个微元段，并采用虚土桩法和附加质量法建立了桩土系统的纵向振动控制方程。然后，运用Laplace变换技术和阻抗函数递推法，推导得到了考虑土塞效应时管桩纵向振动的桩顶速度频域响应解析解和半正弦脉冲激振力作用下相应的桩顶速度时域响应半解析解。最后，分析了附加质量法中Voigt模型参数的敏感性区间，讨论了土塞效应对管桩纵向动力特性的影响规律，并通过模型试验验证了所提理论解的合理性。结果表明：①当附加质量法中的Voigt模型参数逐渐增大时，土塞与管桩之间的相互影响将逐渐增强；②在桩顶速度时域响应曲线上，土塞顶部界面位置处会出现类似扩颈桩段的反向反射信号；③由于土塞的存在，填充土塞桩段的综合波速会小于管桩材料的一维弹性纵波波速，且土塞高度越高，填充土塞桩段的综合波速越小。

关键词：管桩、土塞效应、附加质量法、动力特性、纵波波速、虚土桩法

分类号：TU435(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金青年项目51309207；中国博士后科学基金特别项目2013T60759；中国博士后科学基金面上项目2012M521495

在线出版日期：2014-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1129-1141