任意段变截面桩纵向振动的半解析解及应用

建立了均质土中考虑桩端和桩侧土作用的有限长桩 ,在桩身存在任意段变截面时 ,桩顶受纵向激励情况下的定解问题 ,用拉氏变换 (Laplace)求得桩顶阻抗函数和速度频率响应函数 ,然后利用卷积定理和傅里叶 (Fourier)逆变换求得任意激振力作用下桩顶速度响应的半解析解 ,并对缩颈、扩颈等截面突变桩以及截面连续变化桩的振动特性作了进一步的研究。     

成层土中桩的纵向振动理论研究及应用

建立了成层土中考虑桩端和桩侧土作用的有限长桩在任意激励力作用下的定解问题 ,并用拉氏(Laplace)变换和阻抗传递函数求得任意层土中桩顶速度和位移响应函数的解析表达式 ,然后利用卷积定理和付里叶 (Fourier)逆变换求得半正弦脉冲激振力作用下桩顶的速度时域响应的半解析解 (积分形式解 )。并就成层土中的桩侧和桩底土的特性的变化对桩纵向振动特性的影响作了进一步的研究。     

地下开挖中岩体最大位移的粘弹性近似解

本文首先利用弹性理论解得地下水平巷道端部最大位移的近似解,然后利用拉氏变换法解得端部位移的粘弹性解,从而考虑了地下巷道位移计算中的时间效应。     

纵向振动桩侧壁切应力频率域解及其应用

利用Fourier变换 ,得到纵向振动桩在简化条件下侧壁切应力的频率域表达式 ,应用该表达式获得桩周土的等效刚度系数k和等效阻尼系数c的计算式 ,它们是桩周土剪切波速和密度、桩半径和振动频率的函数 ,把它们用于桩瞬态纵向振动计算 ,并与工程桩反射波法动测曲线进行对比 ,两者有较好的一致性     

应力波在粘弹性桩中的衰减特性分析

推导桩-土作用下粘弹性桩的振动方程和正弦激振条件下桩身振动解析解,建立ANSYS有限元模型对不同宽度脉冲产生的应力波在粘弹性桩中的传播特性进行分析。     

成层土中粘弹性变截面桩纵向振动分析及应用

为了合理解释成层土中桩的完整性测试，建立了桩端为弹性阻尼支承、桩顶在任意荷载作用下粘弹性变截面桩与多层土共同作用的数学模型，并利用拉普拉斯变换和矩阵理论求得了该模型的振动半解析解，然后利用卷积定理和傅立叶逆变换求得瞬态半个正弦波作用下桩顶响应的振动半解析解。最后，采用数值模拟分析了桩周土层和桩身截面变化位置相同和不同两种情况下，桩周土参数的变化对桩顶速度响应的影响，同时还分析了桩身阻尼的变化对桩顶速度响应的影响。     

考虑桩身材料阻尼的桩基纵向振动积分变换解及其应用

 通过积分变换法,对考虑桩身材料阻尼条件下的桩基纵向振动问题进行求解,并得到了桩–土系统的传递函数以及脉冲响应函数。通过脉冲响应函数与外部激振函数在时域内卷积,可以得到任意激振条件下,桩顶位移(速度)响应的时域解析解,解决了分离变量法由于解法局限性只能对稳态正弦激振响应进行求解的不足,大大提升了解的适应性。并对工程测试中可能出现的测试信号高频干扰问题进行了波形分析,由于桩阻尼的存在,测试信号中的高频干扰成分所对应的响应会自动滤去,同时低频成分对应后继反射波趋于“宽扁”型。当桩阻尼较大时,反射波的起跳位置发生改变,不能作为一维弹性波速的测试依据。     

三维非均质土中粘弹性桩-土纵向耦合振动响应

在考虑土体三维非均质性情况下,对变截面粘弹性桩的动力特性进行研究.首先,结合边界条件,利用复刚度传递平面应变土体模型求得纵向不同性质桩侧土层的复刚度,进而对各段变截面桩身从下往上逐段推导得到单桩桩顶受纵向激振力作用下的桩基振动的频域响应解析解;然后,利用卷积定理和Fourier逆变换得到桩顶的时域响应半解析解;最后,研...     

桩土系数对基桩纵向振动影响的分析

基于Winkler地基梁模型,建立了考虑桩土系数变化的完整桩瞬态非线性纵向振动模型及其差分格式方程,并结合一工程实例,对不同方法所确定的桩土系数对基桩纵向振动的影响进行了对比分析.结果表明:桩土系数对桩顶纵向振动速度有一定的影响,"桩一土"系统中采用指数函数拟合的桩土系数最为接近工程实际.     

标准线性体条件下桩的纵向振动特征响应

本文研究了桩侧土为双Vogit体．桩底土为标准线性体条件下,桩土系统的振动特性,并求得了桩顶在瞬态半正弦脉冲荷载作用下,桩的时域纵向响应的半解析解．同时结合机械阻抗法,重点研究了桩底土模型中的主要参数对于频域曲线的影响,经过分析判断在此模型中,桩底土的刚度因子对于整个桩土振动系统影响较大。     

单层饱和土中桩竖向振动简化模型及其解析解

建立单层饱和土中桩竖向振动的简化模型,基于Biot理论和一维杆件理论,利用势函数分解方法对桩土系统解耦,获得桩土完全接触条件下桩土耦合振动的频域解析解的显式表达,分析桩竖向振动特性的主要影响因素。将提出的简化模型解与饱和半空间中桩振动的积分方程解进行对比,讨论桩底支承刚度的取值。该解析解与边界元解的对比以及退化为单相介质后与单相介质有限元解的对比,均表明其具有较高的精度,可以满足工程要求。     

粘弹性土层中竖向振动放大系数的研究

从Biot理论和孔隙流体均一性的概念出发,研究了单层土中饱和度、土的性质、土层厚度和加载频率对竖向振动放大系数函数的影响,得出了在不同条件下的数值解。给出了数值算例并进一步研究了饱和度、粘弹性系数、土层厚度以及频率对放大系数的影响。从研究结果中可以看出,饱和度、粘弹性系数、土层厚度等对粘弹性土层中竖向振动的放大系数影响程度各不相同,有一定的工程意义。     

桩竖向振动引起的饱和土体孔压积累效应分析

 采用一种非耦合分析方法模拟桩竖向振动过程中桩周产生孔压积累现象。首先基于比奥饱和多孔介质理论,考虑桩土间的非完全黏结条件,得到饱和土中弹性支承桩竖向耦合振动稳态孔压振动的解析解,通过卷积方法和数值积分逆变换得到任意次正弦激励作用下的瞬时孔压振荡半解析解。然后利用土动三轴试验得到饱和粉质黏土的残余孔压积累经验公式,以桩侧土剪应变和振次为参数建立桩周残余应变和瞬时孔压时域响应之间的联系,实现桩竖向振动作用下桩周土中孔压积累的模拟。数值计算结果表明,桩土非完全黏结条件下稳态孔压分布和桩周孔压积累均小于完全黏结情况,且受桩土接触刚度和桩底支承刚度的影响显著,此外桩周稳态孔压分布与渗透系数密切相关。     

粘弹性地基上粘弹性地基板的自由振动解析

推出了Winker粘弹性地基上Maxwell，Kelvin和三元件3种粘弹性薄板在时间域上的动力学方程，给出了Kelvin粘弹性地基上Maxwell模型和三元件模型矩形薄板的固有频率的解析解，并对振动特性进行了分析和比较，最后给出了算例和结果分析。     

倾斜桩基与竖直桩基竖向承载特性比较研究

以厦深客运专线韩江特大桥潮安县段桩基选型工程为研究背景,通过室内静载模型试验,对承受竖向荷载时低承台倾斜桩基与竖直桩基的荷载-沉降曲线、桩体荷载分担比等工作特性进行了研究。结果表明:在荷载-沉降曲线特征方面,倾斜桩基较竖直桩基率先呈现非线性变化,承台顶部荷载达到8 kN之前倾斜桩基的沉降量小于竖直桩基的相应值,随上部荷载的增大倾斜桩基的沉降量逐渐大于竖直桩基的相应值;在桩体荷载分担量方面,竖直桩基和倾斜桩基的相应值都随上部荷载增大而逐渐增大;但在桩体荷载分担比方面,与竖直桩基单调增加不同,倾斜桩基呈现出先增大后减小的特征。受桩间距由上到下逐渐增大的影响,倾斜桩基承台下侧桩间土体的随深度遮拦作用逐渐减小,由此引发土体绕桩滑动作用的增强,从而造成中桩与桩间土体承载能力的不同发挥,成为引起2种不同类型桩基承载特性不同的主要原因。     

变截面阻抗桩受迫振动问题解析解及应用

本文通过对基桩缺陷进行概化处理,利用δ-函数建立了桩长有限、桩端为弹性支承时,考虑桩侧土作用,桩顶受纵向激振条件下,非完整桩(截面声阻抗发生突变状态下,有两个突变界面)受迫振动的定解问题,然后求得了稳态正弦及瞬态半正弦激振条件下的解析解,并对所得解进行了研究分析.最后,将瞬态激振条件下得到的理论曲线与反射波法测得的现场实测曲线进行了拟合对比.     

打入式直桩发生偏斜后竖向承载力分析

桩体的设置常常发生一定的偏斜,对竖向承载力有一定的影响。通过对发生偏斜试桩的偏斜曲线分别按假设曲线和现场实测进行的对比分析,并把曲桩看作曲梁,根据曲梁理论对偏斜桩体进行了分析,建立了平衡方程和物理方程,分析了曲桩在竖向荷载作用下的变形和弯矩。得到以下结论:桩体由于施打而发生的弯曲在桩体中产生的残余应力可以忽略不计;桩顶竖向荷载作用下桩身的弯矩同桩的偏斜曲线有重要关系,桩顶处的曲率较大时,桩身的弯矩在工程中是不能忽视的。     

变截面桩速度导纳的解析解

对均质土中考虑桩端和桩侧土作用的有限长三段变截面桩在任意激励力作用下的定解问题，利用拉氏变换和阻抗函数的传递性，求得桩顶速度导纳和动刚度的解析解，并对缺陷程度，缺陷段长度及缺陷位置对桩的振动特性的影响作了进一步的研究。