根據(jù)Biot飽和多孔連續(xù)介質(zhì)波動方程,基于Bardet對準(zhǔn)飽和土的假設(shè),提出了準(zhǔn)飽和土二相介質(zhì)波動方程;運用Helmholtz矢量分解和傳遞、透射矩陣法(TRM)推導(dǎo)出準(zhǔn)飽和土中層狀半空間受豎向荷載作用下的動力響應(yīng)表達(dá)式;利用Muki虛擬樁法,在層狀半空間建立了樁和準(zhǔn)飽和土相互作用的第二類Fredholm積分方程,通過離散的數(shù)值積分方法求解積分方程,討論了準(zhǔn)飽和土中單樁豎向動力響應(yīng)問題。算例分析表明,準(zhǔn)飽和土中樁頂豎向阻抗隨飽和度的減少而增大,與飽和土地基相比,明顯偏大;樁側(cè)孔壓隨飽和度的減小而增大,并沿著樁長迅速衰減;樁頂位移幅值在頻率較小時變化明顯,飽和度越小,位移峰值越大,當(dāng)頻率較大時,飽和度的變化對振幅的影響不大。
【部分圖文】：

公路交通科技第32卷求解，這里限于篇幅，不再贅述，具體推導(dǎo)過程可參見文獻(xiàn)［25］。另據(jù)文獻(xiàn)［24］的報道，假設(shè)荷載是在低頻范圍內(nèi)，通過計算分析，板透水與否對土體中板的豎向變形影響不明顯，所以樁土之間接觸界面的透水性在計算中可以不予考慮。圖1簡諧荷載作用下層狀準(zhǔn)飽和土地基中單樁模型Fig.1Modelofsinglepileembeddedinlayerednearlysaturatedsoilfoundationsubjectedtoharmonicload圖2層狀準(zhǔn)飽和土中樁分解為擴展層狀土體和虛擬樁Fig.2Pileembeddedinlayerednearlysaturatedsoildecomposedintoanextendedlayeredsoilandafictitiouspile為了簡化分析，本文以兩層層狀準(zhǔn)飽和土體中的單樁響應(yīng)進(jìn)行分析，建立第二類Fredholm積分方程，對于其他多層土體情況可以采用相同的方法得到。土體模型分為兩層，上層為一層土體，下層為半空間無限體。上層土體的Lame常量λ(1)，μ(1)，密度、厚度為ρ(1)，h;下層半空間無限體的Lame常量λ(2)，μ(2)，密度為ρ(2)。虛擬樁相應(yīng)地分為2個部分。其楊氏模量、密度為［21－22］:Ep*(1)=Eρ－Es(1)，ρ(1)p*=ρp－ρ(1)，Ep*(2)=Eρ－Es(2)，ρ(2)p*=ρp－ρ(2)，(35)式中，Ep，ρp分別為樁的楊氏模量和密度;Es(i)，ρ(i)(i=1，2)分別為層狀土體的楊氏模量和密度，且E(i)s=μ(i)(3λ(i)+2μ(i))/(λ(i)+μ(i))(i=1，2)。記虛擬樁的軸力為N*(z)，樁側(cè)豎向荷載為qz(z)。虛擬樁頂端和底部所受荷載分別為N*(0)，N*(L)，如圖2所示。層狀半空間準(zhǔn)飽和土所受荷載為:圓形區(qū)域Πz上的均布荷載為珋qz(z)/A。樁頂和樁的底部所對應(yīng)的?

公路交通科技第32卷求解，這里限于篇幅，不再贅述，具體推導(dǎo)過程可參見文獻(xiàn)［25］。另據(jù)文獻(xiàn)［24］的報道，假設(shè)荷載是在低頻范圍內(nèi)，通過計算分析，板透水與否對土體中板的豎向變形影響不明顯，所以樁土之間接觸界面的透水性在計算中可以不予考慮。圖1簡諧荷載作用下層狀準(zhǔn)飽和土地基中單樁模型Fig.1Modelofsinglepileembeddedinlayerednearlysaturatedsoilfoundationsubjectedtoharmonicload圖2層狀準(zhǔn)飽和土中樁分解為擴展層狀土體和虛擬樁Fig.2Pileembeddedinlayerednearlysaturatedsoildecomposedintoanextendedlayeredsoilandafictitiouspile為了簡化分析，本文以兩層層狀準(zhǔn)飽和土體中的單樁響應(yīng)進(jìn)行分析，建立第二類Fredholm積分方程，對于其他多層土體情況可以采用相同的方法得到。土體模型分為兩層，上層為一層土體，下層為半空間無限體。上層土體的Lame常量λ(1)，μ(1)，密度、厚度為ρ(1)，h;下層半空間無限體的Lame常量λ(2)，μ(2)，密度為ρ(2)。虛擬樁相應(yīng)地分為2個部分。其楊氏模量、密度為［21－22］:Ep*(1)=Eρ－Es(1)，ρ(1)p*=ρp－ρ(1)，Ep*(2)=Eρ－Es(2)，ρ(2)p*=ρp－ρ(2)，(35)式中，Ep，ρp分別為樁的楊氏模量和密度;Es(i)，ρ(i)(i=1，2)分別為層狀土體的楊氏模量和密度，且E(i)s=μ(i)(3λ(i)+2μ(i))/(λ(i)+μ(i))(i=1，2)。記虛擬樁的軸力為N*(z)，樁側(cè)豎向荷載為qz(z)。虛擬樁頂端和底部所受荷載分別為N*(0)，N*(L)，如圖2所示。層狀半空間準(zhǔn)飽和土所受荷載為:圓形區(qū)域Πz上的均布荷載為珋qz(z)/A。樁頂和樁的底部所對應(yīng)的?

公路交通科技第32卷圖3退化為均質(zhì)土體后樁的動力響應(yīng)結(jié)果與文獻(xiàn)［26］比較Fig.3ComparisonofpresentedresultsofdynamicresponseofpileembededinhomogeneoussoilwiththoseofＲef.［26］度考慮3種情況:①Sr=100%;②Sr=99%;③Sr=95%。每層的λ(j)=μ(j)，(j=1，2)。(1)計算參數(shù)兩層的層狀準(zhǔn)飽和土體中埋入一單樁，其截面為圓形，樁頂軸向作用一簡諧荷載Qeiωt。層狀土體的第2層為半空間準(zhǔn)飽和土體。這里取粉土進(jìn)行分析，其顆粒范圍在0.05mm≤D≤0.075mm，其他物理力學(xué)土體參數(shù)為:h(1)=10.0m，μ(1)=1.0×107N/m2，λ(1)=1.0×107N/m2，ρ(1)s=ρ(2)s=2.0×103kg/m3，ρ(1)f=ρ(2)f=1.0×103kg/m3，b(1)p=b(2)p=1.94×108kg/(m3·s)，m(1)=m(2)=1890kg/m3，n(1)=n(2)=0.4，Kb=4.36×107Pa，Kw=2.61×109Pa，Ks=3.6×109Pa。樁的參數(shù)為:d=1.0m，L/d=20，Ep/E(1)s=1000。樁頂位移、荷載頻率、孔壓及樁身軸力無量綱化為:u－zp*＊(0)=u－zp*(0)aＲμ(1)/Q、ω*=ωaＲρ(1)/μ(1槡)、p－f*(z)=πa2Ｒp－f(z)/Q、N*(z)=N－(z)/Q。定義層狀土體中樁的豎向阻度kv=Q/［μ(1)aＲu－p*(0)］，參考長度aＲ=0.5m。(2)飽和度對樁頂豎向阻抗kv的影響分析準(zhǔn)飽和土體中樁頂豎向阻抗kv與無量綱頻率ω*=0.0～0.5變化關(guān)系見圖4。從圖4中可知:在軸向荷載作用下，準(zhǔn)飽和土中樁頂豎向阻抗kv的實部與虛部的絕對值隨著土體飽和度的減少而增大，與飽和土體(飽和
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 劉林超;蘇子平;;層狀飽和土中單樁縱向振動分析[J];公路交通科技;2010年12期

2 張向東;劉家順;張虎偉;;循環(huán)荷載作用下軟土動力特性試驗研究[J];公路交通科技;2014年05期

3 周洪峰;朱陸明;徐長節(jié);蔡袁強;;準(zhǔn)飽和土地基剛性基礎(chǔ)的豎向振動分析[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2006年04期

4 徐長節(jié),馬曉華;粘彈性準(zhǔn)飽和土中球空腔的動力響應(yīng)[J];巖土力學(xué);2005年08期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;ANALYTICAL SOLUTIONS FOR THE LAYERED GEO-MATERIALS SUBJECTED TO AN ARBITRARY POINT LOAD IN THE CARTESIAN COORDINATE[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2011年03期

2 艾智勇;吳超;;井點抽水時飽和分層地基的傳遞矩陣解[J];工業(yè)建筑;2008年07期

3 高華喜;聞敏杰;;準(zhǔn)飽和粘彈性土-隧道襯砌系統(tǒng)的動力特性[J];工程力學(xué);2013年05期

4 劉林超;王頌;;基于多孔介質(zhì)理論的飽和土中球形空腔的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報(理工版);2010年01期

5 高華喜;聞敏杰;;黏彈性準(zhǔn)飽和土中球空腔動力特性[J];力學(xué)學(xué)報;2012年04期

6 張治國;黃茂松;張孟喜;王衛(wèi)東;;層狀地基中盾構(gòu)隧道開挖非均勻收斂引起臨近管道變形預(yù)測[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2010年09期

7 徐斌;陸建飛;王建華;徐滿清;黎劍華;;移動荷載作用下層狀飽和土的動力響應(yīng)[J];巖土力學(xué);2008年12期

8 徐滿清;金臘華;黎劍華;徐斌;陸建飛;;水平簡諧荷載作用下層狀飽和土體動力響應(yīng)[J];巖土力學(xué);2009年09期

9 黎劍華;徐斌;徐滿清;劉優(yōu)平;;層狀飽和土體中排樁對簡諧荷載隔振效果分析[J];巖土力學(xué);2010年S2期

10 劉林超;蘇子平;;分?jǐn)?shù)導(dǎo)數(shù)粘彈性模型描述的土體中球形空腔的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報;2010年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 徐斌;移動荷載引起飽和土動力響應(yīng)及排樁隔振研究[D];上海交通大學(xué);2009年

2 徐明江;非飽和土地基與基礎(chǔ)的動力響應(yīng)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

3 孫波;交通荷載作用下軟土地基的動力響應(yīng)和長期沉降研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 鄭佩;均勻和層狀兩相飽和孔隙介質(zhì)半空間的動力Green函數(shù)[D];上海交通大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙俊明;劉松玉;石名磊;張海軍;;交通荷載作用下低路堤動力特性試驗研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年05期

2 張宏博;黃茂松;宋修廣;;循環(huán)荷載作用下粉砂土路基累積變形試驗研究[J];公路交通科技;2009年09期

3 張向東;李旭;劉家順;馮勝洋;;動荷載作用下風(fēng)積土路基振陷變形[J];公路交通科技;2011年12期

4 楊驍,程昌鈞;流體飽和多孔介質(zhì)的動力學(xué)Gurtin型變分原理和有限元模擬[J];固體力學(xué)學(xué)報;2003年03期

5 周香蓮,周光明,王建華;垂直受荷群樁在半空間飽和土中的穩(wěn)態(tài)反應(yīng)[J];計算力學(xué)學(xué)報;2005年05期

6 王立忠，陳云敏，吳世明，丁皓江;飽和彈性半空間在低頻諧和集中力下的積分形式解[J];水利學(xué)報;1996年02期

7 劉升傳;曹淵;;新建鐵路軟土路基沉降規(guī)律研究[J];鐵道工程學(xué)報;2010年05期

8 劉升傳;曹淵;楊志文;;動荷載下軟土路基變形規(guī)律研究[J];鐵道工程學(xué)報;2011年05期

9 梁波;羅紅;孫常新;;高速鐵路振動荷載的模擬研究[J];鐵道學(xué)報;2006年04期

10 雷華陽;姜巖;陸培毅;李志偉;;交通荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土動應(yīng)力-動應(yīng)變關(guān)系試驗研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2008年S1期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李凌;王東東;;飽和土體中穩(wěn)態(tài)滲流的高效無網(wǎng)格分析[J];華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

2 徐平;夏唐代;;飽和度對準(zhǔn)飽和土體中瑞利波傳播特性的影響[J];振動與沖擊;2008年04期

3 張玉紅,黃義;流體滲透系數(shù)對飽和土中樁基礎(chǔ)阻抗函數(shù)的影響[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2001年04期

4 丁洲祥;對“各向異性飽和土體的滲流耦合分析和數(shù)值模擬”一文的討論[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2004年20期

5 楊林德,楊志錫;對“各向異性飽和土體的滲流耦合分析和數(shù)值模擬”一文討論的回復(fù)[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2004年20期

6 周新民,夏唐代,薛威;準(zhǔn)飽和土地基中瑞利波的傳播特性[J];公路交通科技;2005年S1期

7 李偉華;張釗;;飽和土中深埋圓柱形襯砌洞室對瞬態(tài)平面波的散射[J];地球物理學(xué)報;2013年01期

8 李寧,陳飛熊;飽和土體固—液兩相介質(zhì)動力耦合問題有限元解析[J];西安公路交通大學(xué)學(xué)報;1999年04期

9 李亮,趙成剛;飽和土體動力本構(gòu)模型研究進(jìn)展[J];世界地震工程;2004年01期

10 徐平;夏唐代;;彈性波在準(zhǔn)飽和土和彈性土界面的反射與透射[J];力學(xué)與實踐;2006年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉林超;基于多孔介質(zhì)理論的飽和土中單（群）樁縱橫向振動研究[D];上海大學(xué);2010年

2 丁光亞;飽和土中非連續(xù)屏障對彈性波的隔離[D];浙江大學(xué);2008年

3 周新民;準(zhǔn)飽和土波動特性及動力響應(yīng)研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 劉俊俏;梯度飽和土的固結(jié)及波散射問題[D];寧夏大學(xué);2014年

5 李強;考慮三維波動的飽和土中樁縱向耦合振動理論[D];浙江大學(xué);2004年

6 吳瑞潛;飽和土一維熱固結(jié)解析理論研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 余俊;飽和土地基—樁基—上部結(jié)構(gòu)動力相互作用理論分析與試驗研究[D];湖南大學(xué);2007年

8 徐斌;移動荷載引起飽和土動力響應(yīng)及排樁隔振研究[D];上海交通大學(xué);2009年

9 陳剛;彈性樁與飽和土的扭轉(zhuǎn)動力相互作用研究[D];浙江大學(xué);2006年

10 姜領(lǐng)發(fā);飽和土中結(jié)構(gòu)對穩(wěn)態(tài)體波散射問題的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 袁萬;基于2.5維有限元飽和土地基中隔振溝屏障性能研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 張釗;飽和土中深埋圓柱形襯砌洞室對平面瞬態(tài)波的散射研究[D];北京交通大學(xué);2011年

3 劉圓圓;飽和土中樁基的水平動力特性研究[D];中南大學(xué);2013年

4 聶衛(wèi)東;飽和土中樁基礎(chǔ)在彈性波作用下的動力響應(yīng)[D];江蘇大學(xué);2007年

5 左迎輝;移動荷載作用下飽和土體的動力響應(yīng)[D];浙江大學(xué);2005年

6 薛威;半空間準(zhǔn)飽和土中波的傳播[D];浙江大學(xué);2005年

7 李軍;飽和土與Timoshenko梁動力相互作用問題的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

8 陳非;非飽和土體滲流—變形分析研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

9 朱力江;徑向松弛下的飽和土埋置Green函數(shù)排水動力反應(yīng)計算及工程應(yīng)用[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

10 劉靜;基礎(chǔ)—飽和土地基耦合系統(tǒng)的動力學(xué)分析[D];上海師范大學(xué);2014年

本文編號：2855405