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相似文献
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1.
粘弹性桩中应力波传播的解析解   总被引:4,自引:0,他引:4  
李挺 《振动与冲击》2000,19(4):6-13
本文首先推导了粘弹性桩的振动议程,然后求出了桩端为弹性支承时,桩顶受稳态正弦激振条件下,基桩纵向振动问题的解析解,再利用叠加原理求得了瞬态半正弦激振条件下的解析解,并编程对影响桩身响应的主要因素进行了分析。  相似文献   

2.
假设桩周土层为均质粘弹性体,土材料阻尼为粘性阻尼,从轴对称角度出发,对任意激振扭矩作用下弹性支承桩与土耦合扭转振动时的桩顶时域响应进行了理论研究,求得桩顶扭转角阻抗函数解析解,给出半正弦脉冲激振扭矩作用下桩顶速度时域响应半解析解.基于所得解对桩土系统的扭转振动特性进行了分析,讨论了桩土耦合扭转振动条件下长径比、波速比、桩底支承条件等因素对桩顶时域响应的影响,探讨了桩侧土粘性阻尼的特殊影响,得到若干新的结论.  相似文献   

3.
桩与粘性阻尼土耦合纵向振动时桩顶时域响应研究   总被引:9,自引:4,他引:9  
假设桩周土层为均质粘弹性体,土材料阻尼为粘性阻尼,从轴对称角度,对任意激振力作用下弹性支承桩与土耦合纵向振动时的桩顶时域响应进行了理论研究,求得桩顶位移阻抗函数解析解,给出半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度时域响应半解析解。基于所得解对桩土系统的振动特性进行了分析,重点探讨了桩侧土粘性阻尼的特殊影响,得到若干新的结论,最后将理论解与现场工程桩实测曲线进行了拟合对比,表明本文理论结果能够更好地反映客观实际。  相似文献   

4.
考虑土体轴对称波动效应,对变模量桩在任意激振力作用下的纵向振动特性进行了研究。假定桩为竖直、弹性、变模量体,土为线性粘弹性体。利用拉普拉斯变换,将定解问题转换到拉普拉斯域内求解,通过引入势函数并结合阻抗函数的传递性,得到了拉普拉斯域内的桩顶阻抗函数解析解,进而可得到频域内的桩顶阻抗函数和速度导纳的解析解,利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得了半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度时域响应半解析解。基于所得解讨论了桩身模量变化对桩顶速度导纳曲线和反射波曲线的影响,得到了许多重要结论。  相似文献   

5.
基于回传射线矩阵法获得桩顶作用半个正弦波脉冲时成层土中部分埋入黏弹性桩桩顶处速度导纳,利用Fourier逆变换与卷积定理获得瞬态半正弦激振力作用下桩顶处时域速度响应。比较均匀地基部分埋入桩受桩身材料阻尼与桩侧土体阻尼作用的桩顶速度响应,分析软(硬)夹层厚度、夹层土土性参数、桩底土土性参数变化对桩顶速度导纳及反射波影响。结果表明,桩身材料阻尼对桩顶速度导纳及反射信号均有衰减作用,且会使桩底反射波发生弥散现象;桩侧、桩底土体刚度变化会使速度导纳低频段曲线产生偏移量;桩侧、桩底土体阻尼变化对桩顶速度导纳及反射波较二者刚度变化影响更大。  相似文献   

6.
分层土中变截面桩振动问题半解析解的研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
本文首先考虑桩端的弹性阻尼支承,建立了具有多个变截面的桩与分层土相互作用的数学模型。其次,采用积分变换法对该模型进行了求解,得到了在桩顶任意荷载激振下桩顶振动响应的半解析解。最后,获得了瞬态半个正弦波荷载作用下桩顶速度响应的半解析解,并且研究了激振力的持续时间、变截面程度对桩顶速度是域响应的影响。  相似文献   

7.
王珏  高玉峰 《振动与冲击》2020,39(4):185-192
为了计算考虑施工扰动效应的单桩垂直阻抗,基于饱和多孔介质理论及分数导数理论对地基的复刚度传递多圈层平面应变模型进行改进,计算了径向非均质的桩周饱和土对桩身的垂直动刚度。其次基于Rayleigh-Love杆模型建立了考虑桩段横向振动效应的轴向振动微分方程,并利用传递矩阵法求解得到了层状饱和土中考虑土体扰动效应的桩顶垂直阻抗的半解析解。对考虑桩周土扰动效应下桩顶垂直阻抗的影响因素进行了参数化分析,研究表明:①桩顶垂直阻抗的共振峰值会随着分数导数阶数的增大而减小,并且该效应会随着外荷载激振频率的增大而越发明显;②对于如砂砾、粗砂、细砂等渗透系数较大的饱和土应考虑土体中流体惯性效应对桩顶垂直阻抗的影响;③与地基表层覆盖软土相比,表层覆盖硬土能在外激振荷载较低时提高桩顶的动刚度系数,在高频时降低系统的共振效应。  相似文献   

8.
对于在役基桩,由于桩顶部非裸露自由,低应变反射波法往往无法识别桩底反射。采用适宜的激振-检波配置方式,结合小波变换优良的时频特性,辅以双信号法定位桩底反射,可以较大程度的减小干扰,达到识别桩底深度的目的。通过建立桩-土-梁三维有限元模型,分别对梁顶及桩侧激振,对信号小波变换后,研究了不同激振-检波配置方式对波形的影响。结果表明:桩侧斜向激振时,检波点宜在激振面的侧面,且激振与检波点距上部结构一定距离有利于减小上部结构的干扰;在梁顶激振时,检波点宜在桩侧与上部结构保持一定距离;对小波波形双信号法的运用可进一步提高确定桩底深度的精度。  相似文献   

9.
打桩过程中桩的横向振动分析   总被引:6,自引:1,他引:5  
利用Winkler地基土模型对锤击法沉桩时层状地基中预制桩建立了合理的力学模型。经过动力分析,给出了单桩在桩顶偏心动力竖向荷载作用下动力响应的数值解,并分析了激振强度、桩径、土对桩的水平地基反力系数以及土的粘滞阻尼系数等对桩动力响应的影响。为研究桩在强烈轴向和弯矩激振共同作用下的响应提供了初步的分析方法,特别对预制钢筋混凝土桩的设计和施工具有指导意义。  相似文献   

10.
针对近海结构单桩基础在动力荷载作用下发生复杂的水-桩-土相互作用问题,建立了三维水-桩-土全耦合动力有限元分析模型。土体、桩和水体分别采用实体单元和声学单元模拟,土体截断边界采用滚轴边界条件、水体截断边界采用无反射吸收边界条件,并确定了合理的截断边界位置;以全耦合分析模型计算结果为参考解,系统研究了四种动荷载作用下水-桩不耦合(两者界面自由)和水-土不耦合(两者界面自由)对桩体和海床表面位移和动水压力响应的影响,揭示了不同水深和桩体半径变化下不考虑两种相互作用的影响规律。  相似文献   

11.
波动理论在基桩完整性定量分析中的应用   总被引:8,自引:0,他引:8  
基于一维应力波理论,将桩身离散成一组微小柱单元,桩土相互作用用线性阻尼壶来模拟,阻尼壶阻尼系数可与土体剪切波速、密度等土性参数结合起来。通过对桩顶实测波形拟合反分析,可得到桩身波阻抗分布,并给出该方法在模型桩上的应用。  相似文献   

12.
均匀土中有限长桩瞬态横向动力响应   总被引:9,自引:0,他引:9  
刘东甲  王建国 《工程力学》2003,20(6):160-165
解析地研究了桩顶受到横向冲击荷载时桩的瞬态横向动力响应。把桩身当作Bernoulli-Euler梁,桩周土当作Winkler地基。由Laplace正变换和反变换分别得到桩土系统的传递函数和单位脉冲响应。进一步得到桩顶横向振动速度的频响函数、频域和时域表达式。对桩的横向动力响应和轴向动力响应进行了对比研究;研究了桩长、桩周土剪切波速和桩顶横向激振力作用时间对桩的瞬态横向动力响应的影响;还研究了桩中弯曲波的衰减。  相似文献   

13.
将单桩简化为受侧摩阻力的弹性杆单元,土体简化为均质弹性半空间无限体。以桩顶荷载作用下桩单元的变形、结点位移及结点力作为中间变量,依据弹性半空间无限体的Mindlin解以及桩-土相对滑动的性质,建立了土体的位移方程、接触面的平衡方程,并以此构造了以结点位移为基本未知量的非线性方程组。求解包含桩顶位移在内的各结点位移后,可进一步计算单桩及接触面的内力、土体的位移等。考虑了桩-土相对滑动及桩底沉降的非线性性质,所建立的桩-土体系分析模型力学机理简单、明确,便于应用,分析结果与试验结果较为符合。  相似文献   

14.
竖向谐振荷载下摩擦桩的横向振动性能研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
孙强 《振动与冲击》2006,25(4):85-87
根据弹性稳定理论研究了摩擦桩在竖向谐振荷载下的横向振动问题,在基桩小变形下导出了基桩产生参数共振频率和振幅近似计算式,讨论了桩侧土抗力、外激振频率、桩的截面几何特征、桩土阻尼等因素对基桩动力能的彤响。研究表明,基桩的动力不稳定定区域有多个,桩侧摩擦力、桩长和桩直径、桩土阻尼对桩的横向振动性能影响较大。并给出了摩擦桩的相关计算参数,提出了在实际工程中如何减小或避免基桩共振的相关措施。  相似文献   

15.
复合桩基是一种充分利用桩间土、桩土共同作用的桩基础型式。在其中,确定桩体的承载力是非常重要的。基于一个应用复合桩基的高层建筑的工程实例,通过有限元对其整体建筑进行了随楼层荷载增加的三维非线性数值模拟。分析结果表明处于不同位置的桩(即角桩、边桩、中桩)的承载能力是不同的,单桩承载力的确定应将桩体浅层5d―10d(d为桩体直径)长度内的摩阻力剔除。本工程实例应用并验证了这些规律。  相似文献   

16.
The wavenumber domain boundary element method (WDBEM) for the interaction between the half-space soil and periodic structures is important for the design of various periodic structures in civil engineering. In this study, a WDBEM model for the half-space soil and periodic pile rows is developed and used in the analysis of the vibration isolation via pile rows. To establish the model, the rigid-body-motion method for the estimation of the Cauchy type singular integrals involved in the WDBEM is established for the first time. In the proposed model, the half-space soil and periodic pile rows are treated as elastic media. Employing the spatial domain boundary integral equations for the half-space soil and pile rows as well as the sequence Fourier transform method, the wavenumber domain boundary integral equations for the soil and pile rows are derived. By using the obtained wavenumber domain boundary integral equations, WDBEM formulations for the half-space soil and periodic pile rows are established. Using the WDBEM formulations as well as the continuity conditions at the pile–soil interfaces, a coupled WDBEM model for the pile–soil system is derived. With the proposed WDBEM model, the influences of the pile length and the shear modulus of the half-space soil on the vibration isolation effect of pile rows are examined. Presented numerical results show that the isolation vibration effect of pile rows is enhanced considerably with increasing length of the piles. Besides, the isolation vibration effect of pile rows is weakened considerably with increasing shear modulus of the half-space soil. Moreover, as expected, multiple pile rows usually produce a better isolation vibration effect than a single pile row.  相似文献   

17.
基于Winkler模型,将弹性地基离散化为线性弹簧,建立长桩-弹簧动力相互作用模型试验系统,研究了桩顶横向简谐激励下桩基的非线性动力响应。通过两组共12种工况模型试验,分析了桩身参数、地基约束、桩顶配重和激励特征等对桩基动力响应幅值、共振和空间运动的影响。试验结果表明:随激励幅值增大,桩基动力响应的非线性特征显著;在特定的激励频率下,激振器与模型桩发生共振,在一定程度上改变桩-土系统的动力响应特征;若放松地基约束,桩基主共振响应呈软弹簧特性,表明土-结构相互作用对桩基的动力学特性有定性影响;改变桩顶配重,在小幅激励下桩基响应幅值的变化较大;由动力轨迹可知,桩顶有明显的面外运动。研究建立了理论分析与试验测试的直接关联,促进了基于Winkler模型开展的横向受荷长桩非线性动力学试验研究。  相似文献   

18.
该文发展了一种非均匀地基中单桩及群桩分析方法。该方法将桩身离散成若干圆柱形和圆形单元,相应地也将与桩接触的土体界面离散成同样类型和数量的单元,分别建立桩单元和土体界面单元的应力与位移方程。建立桩身单元的位移应力方程时,采用压缩杆理论;建立土体界面单元方程时,采用层状材料基本解。然后,采用桩和土体界面上位移相容条件建立整体方程,计算垂直荷载作用下单桩及群桩的荷载和位移,并且给出桩-基础滑移的计算方法。最后进行了算例分析。由于采用了层状材料的基本解,该数值方法能处理力学参数沿深度方向任意变化的地基。  相似文献   

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