本文選題：非飽和土 + 算子分解　； 參考：《力學學報》2017年02期

【摘要】：基于非飽和土的動力控制方程,考慮橫向慣性效應,建立了三相非飽和介質中嵌巖樁的豎向動力響應連續(xù)介質模型,對樁側非飽和土的動力控制方程進行Laplace變換,在頻域內(nèi),通過引入勢函數(shù)、算子分解等手段對控制方程進行解析,得到了樁側土體剪應力及豎向振動位移的表達式.結合樁基的豎向振動方程及樁 土接觸面的連續(xù)性條件,使樁土耦合振動系統(tǒng)得以解答,最終在頻域內(nèi)得到了樁頂復剛度、導納、樁 土系統(tǒng)振動位移及應力的解析解,借助Laplace逆變換得到了半正弦激勵載荷下樁頂?shù)乃俣葧r程曲線.最后,通過算例分析驗證了計算結果的準確性,分析了橫向慣性、泊松比、飽和度、長徑比、樁土模量比等因素對樁基動力響應的影響.結果表明:(1)單樁動剛度、阻尼、導納等變量隨頻率變化發(fā)生周期性振蕩,在樁基各階固有頻率處發(fā)生共振;(2)泊松比、飽和度、長徑比、樁土模量比等因素對樁基的動力響應有較大影響,且頻率越大,影響越明顯;(3)泊松比越大,單樁動剛度、阻尼、導納的波動幅值及對應的頻率越小,樁頂時程曲線中的樁底反射信號越弱;(4)飽和度越大,對應各動力響應的波動幅值越大,且樁底反射信號的波峰越大.
[Abstract]:Based on the dynamic control equation of unsaturated soil and considering the lateral inertia effect, the vertical dynamic response continuum model of rock-socketed pile in three-phase unsaturated medium is established. The dynamic control equation of unsaturated soil on the side of the pile is transformed by Laplace in the frequency domain. By introducing potential function and operator decomposition, the governing equations are analyzed, and the expressions of shear stress and vertical vibration displacement are obtained. Combined with the vertical vibration equation of pile foundation and the continuity condition of pile-soil contact surface, the pile-soil coupling vibration system can be solved. Finally, the analytical solutions of pile top complex stiffness, admittance, vibration displacement and stress of pile-soil system are obtained in frequency domain. The velocity history curve of the pile top under half sinusoidal excitation is obtained by using the inverse Laplace transform. Finally, the accuracy of the calculation results is verified by an example, and the effects of such factors as lateral inertia, Poisson's ratio, saturation, ratio of length to diameter, pile-soil modulus ratio on the dynamic response of pile foundation are analyzed. The results show that the dynamic stiffness, damping and admittance of single pile oscillate periodically with the change of frequency, and the resonance occurs at every natural frequency of the pile foundation, such as Poisson's ratio, saturation, aspect / diameter ratio, etc. Factors such as pile-soil modulus ratio have great influence on the dynamic response of pile foundation, and the larger the frequency, the more obvious the Poisson's ratio is, the smaller the dynamic stiffness, damping, admittance amplitude and corresponding frequency of single pile are. The more weak the pile bottom reflection signal is in the pile top time history curve, the bigger the fluctuation amplitude of the corresponding dynamic response is, and the bigger the peak value of the pile bottom reflection signal is.
【作者單位】： 同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51478353,41472247)
【分類號】：TU473.1

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本文編號：1887696