基于Boer多孔介质理论的饱和土-桩基体系竖向耦合振动研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liqixuexue
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饱和土中桩基振动问题一直以来都是岩土工程和地震工程领域的研究热点和难点。到目前为止,针对这类问题国内外众多学者已经进行了丰富的研究,提出了各类模型,其中以理论解最为普遍。然而,由于以往计算方法和研究手段的限制,已有相关研究存在一定局限性,仍有很多方面值得进一步研究。鉴于此点考虑,本文进行主要研究工作如下:1.考虑桩底土层波动效应,采用Hankel积分变换和微分算子分解理论建立饱和黏弹性半空间中摩擦桩的竖向振动分析模型,推导得到了桩顶动力阻抗频域解析解以及对应半正弦脉冲荷载作用时的速度响应时域半解析解。2.考虑基岩位置变化的影响,基于微分算子和变量分离理论建立下卧基岩的饱和黏弹性土-摩擦桩竖向振动分析模型,推导得到了桩顶动力阻抗频域解析解以及对应半正弦脉冲荷载作用时的速度响应时域半解析解。3.首先基于deBoer建立的动量平衡方程组,引入横观各向同性本构和由分数导数描述的黏弹性本构描述土骨架,推导得到了相应的位移-孔压运动方程组。然后采用变量分离法建立下卧基岩的单层饱和黏弹性地基中大直径摩擦桩竖向振动分析模型,推导得到了桩顶动力阻抗频域解析解以及对应半正弦脉冲荷载作用时的速度响应时域半解析解。4.采用前述所得到的横观各向同性饱和黏弹性多孔介质运动方程描述桩周土体的动力学行为,然后基于变量分离法,传递矩阵法和叠加原理建立层状横观各向同性饱和黏弹性土中部分埋入群桩的竖向振动分析模型,推导得到了相应的桩-桩动力相互作用因子和群桩动力阻抗函数频域解析解。5.基于连续介质模型,Helmhotz势函数分解,变量分离法和叠加原理建立基岩竖向运动作用下饱和土-群桩-上部结构体系的频域动力响应简化分析模型,推导得到了该系统在基岩竖向运动作用下的位移放大系数频域解析解。最后,基于上述所建立模型,探讨了相关桩土参数对饱和土-桩基体系竖向耦合振动特性的影响规律,得到了一些有意义的结论。
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