【摘要】：單排高樁基礎(chǔ)常用于碼頭、橋梁這類結(jié)構(gòu)物中。由于這類結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)本身及所處環(huán)境的特殊性,容易遭受自然災(zāi)害或人為事故的破壞和損傷,在可能的損傷發(fā)生后,需要對基礎(chǔ)的安全性能進(jìn)行評估。對于在役基樁的檢測問題,動力無損檢測方法較為適用但仍缺乏完善的動力理論支持。另外,基礎(chǔ)的動力理論是動力基礎(chǔ)設(shè)計、基礎(chǔ)抗震設(shè)計的重要依據(jù),而目前針對單排高樁基礎(chǔ)動力理論的研究較少。因此,開展單排高樁基礎(chǔ)動力理論研究具有重要的意義。本文以Timoshenko梁理論及樁-土耦合振動理論為基礎(chǔ),采用解析方法較系統(tǒng)地研究了豎向動力荷載作用下單排高樁基礎(chǔ)的振動特性。主要工作和成果如下： 1.考慮在梁上和在樁上豎向瞬態(tài)激振兩種工況,基于Timoshenko梁理論和平面應(yīng)變土體模型,借助Laplace變換推導(dǎo)了豎向瞬態(tài)激振下成層地基土中單排高樁基礎(chǔ)動力響應(yīng)頻域解析解,并進(jìn)而利用離散Fourier逆變換獲得了對應(yīng)的時域半解析解。通過與數(shù)值模擬結(jié)果及模型試驗結(jié)果對比驗證了所得解的合理性。在此基礎(chǔ)上,研究了梁和樁幾何參數(shù)、地基土力學(xué)參數(shù)、樁身缺陷特征對豎向瞬態(tài)激振下單排高樁基礎(chǔ)動力響應(yīng)的影響。 2.考慮樁豎向及橫向振動與梁振動的耦合,利用積分變換推導(dǎo)了豎向瞬態(tài)激振下成層地基土中單排高樁基礎(chǔ)動力響應(yīng)頻域解析解及時域半解析解。通過與數(shù)值模擬結(jié)果對比驗證了所得解的合理性,并分析了在梁上不同位置和在樁上偏心激振對單排高樁基礎(chǔ)瞬態(tài)動力響應(yīng)的影響。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了樁橫向振動對單排高樁基礎(chǔ)瞬態(tài)動力響應(yīng)影響的相關(guān)因素。 3.考慮樁側(cè)土體三維波動效應(yīng)及樁的橫向慣性效應(yīng),并計及樁-樁側(cè)土界面豎向和徑向位移連續(xù),利用積分變換推導(dǎo)了豎向瞬態(tài)激振下成層地基土中單樁及單排高樁基礎(chǔ)動力響應(yīng)頻域解析解及時域半解析解。在此基礎(chǔ)上,分析了橫向慣性效應(yīng)對完整樁及缺陷樁樁頂瞬態(tài)動力響應(yīng)的影響以及橫向慣性效應(yīng)的相關(guān)因素,并討論了橫向慣性效應(yīng)對豎向瞬態(tài)激振下單排高樁基礎(chǔ)動力響應(yīng)的影響。 4.考慮梁的柔性變形與樁豎向、橫向變形的耦合以及鄰樁之間的樁-土-樁動力相互作用,利用積分變換推導(dǎo)了豎向動力荷載作用下成層地基土中單排高樁基礎(chǔ)豎向振動響應(yīng)頻域解析解。在此基礎(chǔ)上,研究了梁柔性變形、樁橫向變形以及樁-土-樁動力相互作用對單排高樁基礎(chǔ)豎向振動特性的影響及相關(guān)因素。 5.在上述研究的基礎(chǔ)上,提出兩種能夠在一定程度上消除上部結(jié)構(gòu)及鄰樁對受測樁低應(yīng)變完整性測試結(jié)果影響的測試方法-虛擬隔離單樁法和泛頻響應(yīng)函數(shù)法。并通過已獲得的豎向瞬態(tài)激振下單排高樁基礎(chǔ)振動響應(yīng)問題的解答及數(shù)值模擬驗證了測試方法的合理性并分析了測試結(jié)果的影響因素。 本文研究對于單排高樁基礎(chǔ)完整性評價及以單排高樁基礎(chǔ)為基礎(chǔ)形式的動力基礎(chǔ)設(shè)計等問題具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2455521