完整基桩瞬态激振响应分析

从桩的阻尼波动方程入手,推导出完整基桩的瞬态激振响应模型.根据此模型编制了Visual Basic 计算程序对瞬态激振的速度响应曲线进行分析,定性的得出了桩长、桩径、弹性波速、桩端土的刚度等参数对速度反应曲线的影响规律:随桩长 L的增大,桩的谐振频率减小,速度响应曲线的振幅减小;桩径d增加,桩的谐振频率减小,同时速度响应曲线的振幅也减小;弹性波速增大,桩的谐振频率增大,速度响应曲线的振幅不变;桩端土刚度增大,桩的谐振频率增大,速度响应曲线的振幅减小.     

列车荷载对基坑围护结构的动力响应分析

为了探讨基坑维护结构在列车荷载作用下的动力响应,应用有限元分析软件对邻近基坑地表沉降及墙体位移在不同列车荷载简化方式下及不同列车运行速度下的变形情况进行了监测分析。数值计算结果表明：(1)对于邻近铁路侧地表沉降,列车振动产生的附加荷载的影响不能忽略,应该加以考虑。(2)将列车荷载简化为竖向激振荷载与将列车荷载简化为固定数值的静轮载产生的效果相当,在分析基坑两侧地下连续墙的最大位移时可以将列车荷载等效为固定数值的静轮载。(3)高路堤偏压与列车动载对近铁路侧地表沉降幅度影响较大,近铁路侧地表受到偏压与动载的影响更显著。(4)列车轴重和速度的改变对近铁路侧的影响较大,在研究有列车动荷载影响的基坑外地表沉降时,列车的轴重及速度要取最大值。     

地震荷载作用下桩承式加筋路堤动力响应分析

桩承式加筋路堤具有工期短,成本低以及沉降变形小等优点,在工程中得到了广泛应用.为了研究地震荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,建立了桩承式加筋路堤的数值分析动力模型,分析了水平地震波El-Centro作用下桩承式加筋路堤的动力响应.同时,研究了路堤加速度、动剪应力和路堤动位移等动力特性,分析了CFG桩和土工格栅的内力峰值分布.最后,对土工格栅抗拉模量和桩间距进行了参数分析,研究了水平地震荷载作用下土工格栅抗拉模量和桩间距对桩承式加筋路堤动力响应特性的影响.数值分析结果表明:桩承式加筋路堤在右坡面接近坡脚处,剪切应变增量最大;增大格栅抗拉模量能增强桩承式加筋路堤的抗震性能,而且对增强竖向地震稳定性比水平向地震稳定性效果更明显.     

桩-土系统在波浪荷载下的动力响应分析

通过展开波浪对桩散射问题的特征函数的方法研究了波浪荷载作用下桩-土体-水流系统的动力响应问题.采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩土动力的相互作用，通过求解满足柱面非齐次边界条件的Laplace方程，直接构造波浪对柔性桩的散射速度势，考虑了流体和桩体的相互作用，由解析法给出了埋置圆桩在波浪荷载下的动力响应.研究和分析了在波浪力作用下泥面冲刷深度、土参数、波浪入射频率对桩身内力、桩身振动响应的影响.在波浪荷载作用下，与先计算柔性悬臂端波浪力再考虑桩土间相互作用的情况相比，当考虑桩土耦合振动时，桩的水平振动的振幅减小，基频降低.     

移动荷载下梁索组合结构瞬态响应分析

为验证波动理论在求解梁索组合结构自振特性和冲击响应问题中的适用性,初步探讨移动荷载下弹性波在结构中的传递特征,从铁木辛柯梁的横向振动微分方程和拉索的纵向波动方程出发,推导了移动荷载作用下梁索组合结构的动力学响应函数,通过构造回传路径矩阵,得到结构响应的波动解。为解决传统回传路径矩阵法（MRRM）在计算弯曲波传递过程中回传路径矩阵求逆困难的问题,基于离散傅里叶变换思想(DFT),推导出结构瞬态响应的级数解,用试验和有限元数值算例对改进后的MRRM法进行验证。结果发现,在30km/h的车速下,本文算法计算得到的跨中最大动应变和有限元结果偏差为5%,与试验结果相比偏差8%;40km/h的车速下,理论最大值与有限元偏差为4%,与试验结果相比偏差9.8%。最后,以梁索组合结构为研究对象,本文算法计算得到的结构前五阶自振频率与有限元结果最大偏差为0.29%,前二阶自振频率偏差为0%。进一步分析移动荷载下,梁索组合结构的波动响应特点,将理论结果与有限元数值结果进行比对,结果具有较高的吻合度。可推知,本文算法在计算移动荷载下桥梁结构的瞬态波动响应方面具有较高的可靠性。通过结构频谱分析,发现移动荷载下,铁木辛柯梁中弯曲波主要为频率分量低于结构2倍自振频率的低频响应。进而在改进后的MRRM基础上,探索基于结构自振特性的频域合理选取准则,进一步提高MRRM法求解波动响应的计算效率。     

移动荷载下Winkler梁稳态动力响应分析

运用傅立叶变换和留数理论得到了变速移动荷载下无限长Winkler梁稳态动力响应的解析表达式。与KenneY的经典解求解过程相比，文中给出的求解过程具有更加明确的物理意义。进一步探讨了阻尼在求解过程中的作用，并指出了经典解在处理阻尼时存在的问题。     

重载动力荷载下水泥砼路面的力学响应分析

为研究动力荷载下水泥砼动力响应的规律,在修筑的试验路段上,以重型运输车辆为加载设备,通过在混凝土板中埋入应变传感器,获得行驶车辆荷载作用下板内测量应变,分析实际车辆荷载作用下水泥混凝土路面板内的应变状态,对动态多联轴车辆荷载作用下的路面板内的力学响应做初步探讨。     

高速移动荷载作用下铁路隧道的动力响应分析

从梁的强迫振动微分方程中得到移动荷载的处理方法,考虑了荷载的时间效应和空间效应,在开挖静力场的基础上对高速移动荷载下铁路隧道的动力响应进行分析.结果表明:结构最大动力响应发生在轮对经过测点后的某个时刻,略滞后于经过时刻点;结构竖向位移、加速度和动应力随着行车速度的提高而增大,其中仰拱动应力对行车速度最为敏感;高应力区主要集中在仰拱和边墙上,仰拱和边墙是隧道动力设计的薄弱部位;列车荷载作用下,结构破坏主要受抗拉强度控制.     

接触爆炸荷载下长江隧道的动力响应分析

以武汉长江隧道为工程依托,运用ANSYS/LS-DYNA软件对盾构隧道行车道板上不同孔径炸药的4种爆炸工况进行模拟计算,分析各工况荷载爆炸时盾构隧道衬砌结构底板、顶板和左右侧帮各部位的位移、加速度和最大主应力分布状况,探明了盾构隧道内接触爆炸荷载下衬砌结构的动力响应规律,找出了隧道衬砌结构最易破坏的部位。该研究可为盾构隧道抗爆设计提供理论参考。     

饱和层状地基的瞬态动力响应分析

在Biot饱和多孔介质理论的基础上,应用Laplace变换、Fourier级数展开和Hankel变换将波动方程转化为一组二阶常微分方程;运用薄层法原理在竖向进行离散求解,得到饱和层状地基Lamb问题的Laplace域内解答,并利用Laplace数值逆变换最终得到时域内的数值解答,最后,通过计算实例验证了本文方法.     

Elastic solutions for partially embedded single piles subjected to simultaneous axial and lateral loading

In order to improve the design level of partially embedded single piles under simultaneous axial and lateral loads, the differential solutions were deduced, in which the soil was treated as an ideal, elastic, homogeneous, semi-infinite isotropic medium. A comparison was made between model test results and the obtained solutions to show their validity. The calculation results indicate that the horizontal displacement and bending moment of the pile increase with increases of the axial and lateral loads. The maximum horizontal displacement and bending moment decrease by 37.9% and 13.9%, respectively, when the elastic modulus of soil increases from 4 MPa to 20 MPa. The Poisson ratio of soil plays a marginal role in pile responses. There is a critical pile length under the ground, beyond which the pile behaves as though it was infinitely long. The presented solutions can make allowance for the continuous nature of soil, and if condition permits, they can approach exact ones.     

水平荷载下单桩动力反应分析

基于动力Winkler模型(BDWF)对粘弹性地基中有限长桩和无限长桩的动力响应进行求解，采用与频率相关的弹簧系数和阻尼系数，得到了各种边界条件下的解析解，为了对有限长桩和无限长桩的动力特性进行比较，对最大无量纲响应沿深度的变化曲线进行了参数研究，分析结果表明，桩土模量比是动力响应中最重要的参数，并且在大多数情况下，当桩的长径比大于15时，有限长桩和无限长桩的内力和位移之间差别都很小，甚至可以把有限长桩当作无限长桩来近似处理，并且计算结果足够精确。     

爆破荷载作用下隧道的动态响应与抗爆分析

超近距离爆破会对已有隧道造成不利的影响,是亟待解决的工程实际问题.基于爆破动力分析和加权双剪强度准则,提出了邻近爆破安全评估和爆破方案优选方法.由于隧道的形状、岩性及其初始应力状态的不同,结构不同部位的动态响应有较大的差别,应分别评价其危险性.借助爆破荷载作用下隧道的动力分析,不仅可以得到隧道的动态响应历程和频谱特征,而且为动静应力场联合分析和安全性判断提供了依据.工程实例应用表明,根据上述理论和分析方法所制定的控制爆破方案能够取得良好的效果.     

瞬态扭矩作用下横观各向同性饱和地基的响应

通过Laplace-Hankel联合变换技术求解了横观各向同性饱和地基在瞬态扭转荷载作用下的动力方程，结合冲击荷载的具体分布形式，给出了地基内位移和剪应力在积分变换域内的解;通过Laplace Hankel逆变换给出了位移和剪应力的积分形式解.数值算例考虑了作用于地基表面圆形区域的荷载分别为线性分布和静刚性分布两种情况，分析了地基内的最大切向位移和最大剪应力沿径向和竖向的变化规律.数值研究表明,冲击剪应力的分布形式对地基内最大位移和剪应力的变化规律影响不大，土体的渗透系数对瞬态扭转荷载作用下地基的动力响应影响不明显，而地基的各项异性程度指标对最大切向位移和最大剪应力都有很大的影响.     

Dynamic analysis of subway station subjected to internal blast loading

The study was motivated by the fact that explosion inside the subway structure may not only cause direct life loss,but also damage the subway structure and lead to further loss of lives and properties.The propagation law of explosion wave in the subway station was analyzed and a simplified model of overpressure in the subway station was also proposed.Whereafter,the improved dynamic cam-clay model of soil and the concrete damaged plasticity constitutive model were used for the dynamic analysis of the subway ...     

考虑桩身钢筋混凝土非线性的单桩水平响应分析

为评估地震条件下建筑和桥梁桩基础水平承载性能,给出了考虑桩身钢筋混凝土非线性的单桩水平响应的计算方法。该方法是基于非线性Winkler地基梁,利用应变楔形体模型计算地基反应模量,桩身钢筋混凝土非线性是通过将桩截面划分成多个纤维单元,并将钢筋纤维单元和混凝土纤维单元赋予不同的非线性应力应变关系来实现的。结果表明:计算出的桩头挠度及挠度分布与实测值吻合较好,且能够反映钢筋混凝土桩抗弯刚度随着水平荷载增大的变化趋势,在钢筋混凝土桩初始加载阶段,桩截面上拉应力和压应力呈对称分布,随着水平荷载的增大,受拉侧混凝土开裂,中性轴向受压侧移动。     

爆炸载荷作用下混凝土板的塑性动力响应

采用能量守恒原理,对假设四边为固定约束的地下浅埋混凝土方板,忽略材料的弹性变形能,同时考虑土-结构的接触界面上两种介质相互作用对界面压应力分布的影响,在非接触爆炸载荷作用下的塑性大变形响应进行了理论分析,运用Lagrange方程,建立板的运动响应微分方程,得到固支混凝土方板塑性大变形的理论计算公式．结果表明：理论计算与试验及程序分析结果吻合较好,表明该方法可应用于地下混凝土板类结构在非接触爆炸载荷作用下的毁伤或人防结构的工程预测．     

移动车辆荷载作用下路面的动力响应

利用半解析的方法研究了车辆荷载作用下高速公路的动力响应问题.建立了三维道路系统模型,采用Kirchhoff小变形无限大薄板来模拟混凝土面层,多孔饱和半空间来模拟路面以下土体,假定薄板与半空间光滑接触,且接触面完全透水.板的竖向位移可由接触条件求得.车辆荷载用4个均布矩形荷载来模拟.在忽略土颗粒缩性与自重的情况下,半空间土体引入Biot波动方程.通过傅里叶变换把土体与板的控制方程转化为常微分方程进行求解,结合土体的边界条件以及土体与板的接触条件求得在变换域里的土体竖向位移表达式,采用快速傅里叶变换（FFT）来进行逆变换求得土体时域内的位移.通过数值计算表明,荷载移动速度、土体的渗透系数以及板的刚度对道路系统位移响应的影响比较明显.     

移动荷载下加筋道路系统的动力响应

将加筋道路的面层简化为弹性梁，加筋地基作为横观各向同性体，同时考虑了下卧土层孔隙水的影响，用半解析法对在匀速移动条形线荷载作用下的加筋道路体系的动力响应问题进行了研究.由忽略土粒压缩和土体自重的Biot波动方程出发，对荷载进行Fourier级数展开，假设了响应函数的级数形式，结合边界条件，由待定系数法求解了考虑固液耦合作用的加筋道路在移动荷载作用下的土体位移、有效应力及孔压表达式.求解过程中考虑了面层和加筋地基之间的相互作用，并假设两者在接触面处竖向位移相等.通过计算，分析了加筋率、筋材模量、荷载移动速度等对路面竖向位移的影响.数值分析结果表明，当加筋率在0.010～0.022时，对加筋效果的影响较大；加筋道路路面竖向位移随着荷载移动速度的增大而增大，达到峰值后迅速减小.     

移动荷载作用下的矩形薄板动力响应研究

采用Ambartsumyan改进的薄板理论,考虑剪切变形、转动惯量及板中性面弯曲正应力影响,分析了移动的荷载引起矩形薄板动力响应问题.荷载、位移采用双Fourier级数法,推导了由位移表示的薄板控制方程.数值计算分析了荷载速度、板尺寸等对板动力响应的影响,同时对比分析了改进薄板理论与经典薄板理论计算结果的差异.