层状非饱和土中端承桩竖向振动响应的半解析算法

为了探究层状非饱和土中桩基的竖向振动响应，基于非饱和土动力控制方程，考虑基质吸力、三相(固相、液相和气相)压缩特性和饱和度对动剪切模量的影响，结合Euler-Bernoulli杆理论，建立三维轴对称简谐荷载作用下层状非饱和土中端承桩的竖向振动响应模型。利用Laplace变换、势函数法和算子分解法求解土体波动方程，通过桩–土耦合条件和阻抗函数传递性求解桩顶动力阻抗频域响应的解析解，利用傅里叶逆变换和卷积定理得出桩顶时域响应的半解析解。验证所得解的正确性后，研究分层土的模量比和厚度比对桩顶动力响应的影响。计算结果表明：土层上硬下软时，桩顶动刚度与阻尼的波动性减弱，导纳存在“小峰夹大峰”现象，峰值变大，反之，导纳呈“大峰夹小峰”。相比于上下均质土，桩底反射信号明显减弱。软土层越厚，桩顶动力响应的振荡幅值越大，土层厚度不一时，速度时程曲线中土层分界面出现反射信号，反射位置与土层分界位置密切相关。     

考虑竖向荷载影响的大直径管桩水平振动响应解析解

建立了黏弹性地基中受轴力作用的现浇大直径管桩水平振动响应计算模型,通过引入势函数对土体振动方程进行解耦,结合桩土耦合条件求得了桩顶复阻抗解析表达式。将该解退化到不考虑竖向荷载的水平振动响应解与已有理论解对比,验证了该解的合理性。通过算例分析,研究了竖向荷载、激振频率和桩长对管桩桩顶水平复阻抗、桩身位移和内力的影响,研究结果表明:复阻抗实部和虚部在桩土系统固有频率处均发生共振;竖向荷载使管桩位移和内力发生重分布,竖向荷载为零时,位移、弯矩和剪力最大值均出现于管桩中上部,随着竖向荷载增大,其最大值均出现于桩底;桩身水平位移随频率变化而变化,管桩中下部转角、弯矩和剪力受频率影响较大;桩身中下部位移和内力受桩长影响大于桩身其他部分;无桩芯土时桩顶水平位移和转角比桩芯土存在时大。     

考虑土体真三维波动效应时桩的振动理论及对近似理论的校核

从三维轴对称土体模型出发,同时考虑土体径向和竖向位移,对完整端承桩在垂直谐和激振力作用下与土的耦合振动特性进行了分析。假定桩为竖直弹性等截面体,土为线性粘弹性体,其材料阻尼为滞回阻尼。首先通过引入势函数对土体位移进行分解,将土体动力平衡方程解耦并求解,得到土层的振动模态形式和阻抗因子;然后利用该解以小应变条件下桩土接触面上力平衡和位移连续条件来考虑桩土耦合作用,求解桩的动力平衡方程,得到桩的频域响应解析解,进而得到土层局部复刚度和桩顶复刚度。从土层阻抗因子、土层局部复刚度和桩顶复刚度3方面,将所得解与平面应变解和其他忽略土体径向位移的简化解在主要影响参数变化情况下进行比较,研究表明,不同解在硬土、细长桩并处于低频时有较大差别,随激振频率的提高,它们将趋于一致。     

考虑桩-土-结构相互作用影响的多层厂房振动分析

通过引入黏弹性人工边界,建立了桩-土-结构相互作用的厂房整体有限元分析模型,对设备作用下的多层厂房振动进行较为全面的分析,并就模型简化及桩-土体系对系统的影响进行对比研究。实例计算表明:桩-土体系的参与降低了系统自振频率,并对结构的动力响应产生了一定的影响,但在水平与竖向两个方向上存在差异。高频设备荷载作用下,桩-土体系的参与对厂房的水平振动影响不大,而会造成结构竖向动力响应放大。桩体在水平振动表现为弯曲变形,变形主要集中在上部,在竖向振动中则表现为整体振动。     

弹性支承弯曲振动梁的频率方程及其特征值分析

由等截面直梁弯曲振动微分方程及其通解和弹性支承、中间固定支承与自由端的边界条件,推导出弹性支承弯曲振动梁的频率方程的解析表达式．并利用数值方法（二分法）计算出在不同弹簧弹性系数和梁的弯曲刚度下弯曲振动梁的前两阶特征值,分析了梁的弯曲刚度对特征值的影响．另外,通过给出的在不同中间固定支承位置下特征值随弹簧弹性系数变化的曲线,分析了弹簧弹性系数对特征值的影响．     

饱和土桩纵向振动引起土层复阻抗分析研究

主要研究了三维轴对称条件下饱和土层中弹性支承桩纵向振动产生的土层阻抗因子特性 ,建立了桩振动引起的饱和土层振动模式 ,结合饱和土中波传播特性对土层阻抗因子进行模态分析 ,并剖析了渗透力、土层厚度、土层底部反力系数、桩土模量比对土层阻抗的影响 ,最后与单相弹性退化解、忽略径向运动的两相简化解及胡昌斌的粘弹性解进行对比 ,阐明了各种解之间的关系     

非饱和土半空间中单桩竖向振动特性研究

从三维轴对称的非饱和土波动方程出发,考虑土中基质吸力对剪切模量的影响,对端承桩在纵向简谐荷载作用下桩土耦合振动特性进行了研究。利用算子分解和分离变量法直接对耦合方程进行解耦,在求得非饱和土层振动模态形式和阻抗因子的基础上,结合桩土界面处的衔接条件以及桩端刚性支承形式,对桩的一维波动方程进行求解,得到了桩顶复刚度函数、土层阻抗因子的频域形式解答,并讨论了主要参数对桩基动力行为的影响。计算结果表明：随着饱和度的减小,桩顶动刚度因子和等效阻尼的振幅随之减小,但桩土体系的共振频率则基本不受其影响。在桩土模量比的分析中,应区别对待土和桩弹性模量引起的不同反应。模型揭示了土体动力响应从单相到饱和两相介质条件下的完整演化过程,为描述实际土体环境下桩基动力行为提供了较为完备的理论框架。     

饱和土中挤土桩竖向振动简化计算模型

根据挤土分区模型,建立了饱和土中考虑孔压消散的桩侧非均质挤土区桩竖向振动简化计算模型;通过分离变量方法,得到了桩竖向振动频域解析解和时域半解析解,分析了挤土区对桩竖向振动特性的影响。数值计算结果表明:挤土区当量半径和桩周孔压增量比越小,桩周土对桩的约束作用越强;挤土区的存在使桩土间的相互作用减弱,采用均质土完全粘结模型过高地估计了土对桩的约束能力,实际工程中尽早开展挤土桩小应变反射波检测有利于获得较大的测试深度。     

上覆弹性板双层地基在移动荷载作用下的动力响应

 用Fourier变换及逆变换对移动荷载作用下路基路面系统的动力响应问题进行研究。考虑路基路面相互作用,假设一条形移动荷载作用在路面板的表面,地基以地下水位面为分界面分为双层,水位面以上为单相弹性土层,以下为饱和土层。考虑地基土层厚度有限,利用Lame对位移场的分解理论,引入势函数,并运用Fourier变换分别对弹性土层和饱和土层进行分析。在Fourier变换域内,结合边界条件,联立路面板、弹性土层和饱和土层的运动方程,得到土体竖向位移、应力和饱和土层内孔隙水压力的表达式;同时利用离散Fourier逆变换得到数值计算结果。计算结果表明,荷载速度、频率,饱和土层的渗透系数对地表竖向位移的影响很大;弹性土层厚度对竖向位移的影响依赖于荷载速度;弹性土层厚度以及弹性土层和饱和土层的相对刚度比对孔隙水压力有非常明显的影响。     

两相邻建筑“结构土结构体系”的动力特性

为了研究建筑群中相邻结构存在导致结构动力特性的变化,将上部结构简化为等效单自由度模型,采用刚性基础明置于均质土层上,系统地研究两个相同结构所构成三维结构土结构体系中,邻近结构存在对结构动力特性的影响。根据结构土结构相互作用下体系存在两阶频率相近相位相反振动模态的现象,提出了孪生频率的概念。随后,探讨了孪生频率随结构与土层的频率比、结构之间的相对距离、基础宽度与土层厚度比等因素的变化规律,以反映两结构通过土体耦合对结构动力特性的影响。在此基础上,进行了行波地震输入下结构土结构相互作用体系动力反应计算,结果表明,由于孪生频率的存在,易于使结构和场地产生拍的现象。     

桥梁减振技术的发展与应用

介绍了既有铁路桥梁因横向刚度不足及列车提速致使的横向振动、城市桥梁轨道交通车桥耦合动力振动、大跨度桥梁拉索的风雨激振、轴向流激振等几类桥梁振动减振技术的发展与应用.在铁路桥梁和高架桥梁中,对车桥耦合振动体系,采用被动控制法,安装质量阻尼器,改变桥梁基础结构的型式,进行桥梁减振和降噪.在斜拉桥拉索减振上,主要采用机械减振控制,安装目前较常用的粘性剪切型阻尼器进行减振,介绍了新型的磁流变阻尼器半主动控制法减振技术.这些减振措施在一些实际的桥梁减振中都取得了不错的效果.同时,还阐述了近年来在人行桥梁中新发现的人致桥梁侧向振动的桥梁减振新问题.     

上海船厂船坞改建工程水下爆破及桩基施工对周边民房影响的振动测试与评估

爆破振动和沉桩振动影响是近年来居民极为敏感的问题,现场振动测试方法由于能提供可比的定量数据和定性描述而受到各方普遍的认可。本文介绍了一个重点工程施工影响范围内民房振动测试的全过程和评估方法,并通过测试对施工参数提出了一些合理化建议。     

强夯施工振动效应分析

针对强夯施工振动对环境的不良影响,分析了强夯施工振动效应及强夯振动的特征,介绍了强夯振动的测试方法和控制标准,最后提出了有效控制强夯振动对建(构)筑物影响的方法.     

弹簧隔振层在民用工程整体隔振中的减振分析

某民用建筑紧邻运营地铁线路,为减轻地铁经过时地铁振动对该建筑的影响,通过有限元数值模型计算,确定采用弹簧隔振器进行整体隔振。结合工程实测数据,详细分析弹簧隔振层在地铁通过时的减振情况。实测结果表明,弹簧隔振器能有效减小地铁振动的传递,达到了预期减振效果。     

人体承受全身振动响应研究综述

综述了姿态、振动方向、性别、年龄、身高、振动持续时间和噪声对人体承受全身振动响应的影响以及人体振动不舒适度实验室和现场研究的进展情况,指出了需要进一步研究和完善的问题。     

海洋独立支撑钢管桩的涡振研究

对在水流、波浪力作用下海洋独立支撑结构所产生的涡振进行非线性研究.该研究的目的是通过改变独立支撑结构自振频率来控制结构产生的涡振,以避免结构产生涡振破坏.提出涡振概念;分析独立支撑结构1产生涡振条件、作用荷载、涡振频率以及振动方程的解.结果表明通过改变独立支撑结构EI值或采取一些特殊措施,增加结构的自振频率,来避免其在施工过程中产生的涡振破坏,对实际工程具有重大理论价值.     

施工振动对邻近建筑的危害

分析了振动对邻近建筑物的危害机理,给出几种振动源对周围建筑物的影响规律。探讨有关因素对振动危害的影响,及施工中应采取的相应减振措施。     

城市隧道爆破对附近地表的振动监测与影响分析

对某现场爆破振动地表振动速度峰值监测结果进行了研究,拟合得到了地下工程岩石开挖爆破地面振动速度的变化规律,并对同断面、同药量、同测点掏槽爆破地表质点振速和非掏槽地表质点爆破振速进行比较,结果表明掏槽爆破产生振速较大,合理设计掏槽为关键点。     

某高层住宅楼振动原因和影响分析

某高层房屋,居民反映时常有明显振动感,影响正常生活。文章综合对房屋本身的振动观察,采用加速度传感测量设备进行振动测试,利用PKPM建模分析房屋的振动特性;针对周边环境进行的振动测试结果,分析房屋振动的原因和影响程度,并根据分析结果提出了处理建议。     

上海磁悬浮列车引起的地面振动测试分析

根据上海磁悬浮列车线路的振动测试结果,对不同运行速度下磁悬浮列车产生的振动进行了分析,初步揭示了磁悬浮列车的振源及其地面振动传播特性,对磁悬浮交通的推广使用和周围沿线的环境保护有重要意义。