【摘要】：在我國東南沿海地區(qū),由于地勢(shì)較低,海拔多在10米以下,多為河流沖擊而成的平原,水資源豐富,地下水位較高,且人口稠密,城市分布眾多,隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),房屋、廠房、公路、港口、機(jī)場(chǎng)等建筑設(shè)施大量地開始修建,由于樁基礎(chǔ)的適用條件,在這些地區(qū)被大量地采用。管樁作為一種新型樁型,具有著眾多的優(yōu)點(diǎn):(1)由于管樁的單樁承載力較高,在同一建筑物基礎(chǔ)處理時(shí),可以選擇不同樁徑的管樁進(jìn)行組合設(shè)計(jì),充分發(fā)揮每根樁的承載力;(2)相對(duì)于實(shí)心樁,管樁具有明顯的造價(jià)低的優(yōu)勢(shì);(3)管樁成樁以后,質(zhì)量較高,且便于檢測(cè)樁長(zhǎng)與樁身質(zhì)量。自上世紀(jì)60年代以來,管樁在我國東南沿海地區(qū)開始被大量地投入使用,管樁在打入地基的過程中,無可避免地會(huì)在樁身內(nèi)堆積樁芯土塞,而目前對(duì)于飽和土中土塞效應(yīng)對(duì)管樁縱向振動(dòng)特性影響的研究并不是特別的完善,本文以理論研究作為主體部分,研究了管樁與土塞之間的影響關(guān)系,并展開室內(nèi)模型試驗(yàn)以及建立ANSYS數(shù)值模型,通過試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果來對(duì)比驗(yàn)證理論計(jì)算的合理性。本文根據(jù)以下四點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容的展開:(1)以飽和多孔介質(zhì)理論為理論基礎(chǔ),考察了均質(zhì)飽和土中土塞效應(yīng)對(duì)管樁的縱向振動(dòng)問題的影響。根據(jù)Novak薄層理論和飽和土多孔介質(zhì)理論容易獲得管樁側(cè)土體復(fù)剛度以及管樁內(nèi)壁土塞復(fù)剛度,由此復(fù)剛度得到管樁側(cè)壁和內(nèi)壁剪切力,利用一維波動(dòng)理論建立起管樁和土的耦合動(dòng)力方程。然后對(duì)飽和土中樁頂頻域解析解和時(shí)域半解析解進(jìn)行求解。然后進(jìn)行了土塞密度、波速和高度等參數(shù)的改變對(duì)樁頂動(dòng)力響應(yīng)的影響分析。(2)以飽和多孔介質(zhì)理論為理論基礎(chǔ),考察了縱向成層飽和土中土塞效應(yīng)對(duì)管樁的縱向振動(dòng)問題的影響。根據(jù)Novak薄層理論和飽和土多孔介質(zhì)理論容易獲得管樁側(cè)土體復(fù)剛度以及管樁內(nèi)壁土塞復(fù)剛度,由此復(fù)剛度得到管樁側(cè)壁和內(nèi)壁剪切力,利用一維波動(dòng)理論建立起管樁和土的耦合動(dòng)力方程。然后對(duì)縱向成層飽和土中樁頂頻域解析解和時(shí)域半解析解進(jìn)行求解。然后進(jìn)行了土塞密度、波速和高度等參數(shù)的改變對(duì)樁頂動(dòng)力響應(yīng)的影響分析。(3)運(yùn)用EPPDS型無線基樁動(dòng)測(cè)儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)制備的混凝土模型管樁進(jìn)行試驗(yàn),考察管樁樁頂時(shí)域曲線與土塞高度之間的變化關(guān)系,對(duì)比試驗(yàn)所得到的解與理論求解得到的解,驗(yàn)證基于粘彈性支承的飽和土中管樁-土塞縱向振動(dòng)理論的正確性。(4)運(yùn)用ANSYS有限元軟件建立樁側(cè)土-管樁-土塞耦合作用的數(shù)值模型,從數(shù)值計(jì)算的角度分析了均質(zhì)土中考慮土塞效應(yīng)時(shí)管樁的縱向振動(dòng)特性以及縱向成層飽和土中考慮土塞效應(yīng)時(shí)管樁的縱向振動(dòng)特性。然后研究了土塞的高度以及密度對(duì)樁頂速度時(shí)域曲線的影響,結(jié)合理論分析,驗(yàn)證了理論分析的正確性。
【圖文】：

圖 2-1 管樁-飽和土-土塞相互作用模響應(yīng)方程為 )0[()]0SLS122SS1tututustuvz1z1z1z1 移、Lu 為土液相的位移； S11 G1 為土體阻尼比；S1n 土固相體積分觀密度、L1 為土體液相表觀密度；程可由式（2.1）進(jìn)行 Laplace 變換0S212 z1U

圖 3-1 成層飽和土中樁側(cè)土-管樁-土塞合相互作用模型中考慮土塞效應(yīng)時(shí)管樁的動(dòng)力響應(yīng)的剪切復(fù)剛度以及土塞與樁之間的剪切復(fù)剛度根據(jù)再復(fù)述。()()2π()01SSiiiiiiiiiKrrKrr ()()2π()01SSiiiiiiiiiiIrrIrr 為一階第二類虛宗量 Bessel 函數(shù)，K0(αiri)為零階的i)為一階第一類虛宗量 Bessel 函數(shù)，I0(αiri)為零階的數(shù)解釋參照上章節(jié)所示。動(dòng)方程與求解
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675412