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《浙江大学》 2011年
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弹性波作用下饱和地基中圆形基础的振动特性分析

王鹏  
【摘要】:地基与基础的动力相互作用一直广受关注。地震荷载以及各种人工荷载所引起的振动都以波的形式在地基中传播。而波将首先基础底部引起扰动,从而引起地基-基础-上部结构的动力相互作用。因此研究基础在入射波作用下的动力响应问题,不仅可深入揭示饱和土中振动波作用机理,同时也有较为显著的工程应用价值。 首先基于Biot波动理论,研究了饱和地基表面刚性圆形基础在入射P1波及SV波作用下的竖向振动问题。引入势函数求解土体控制方程得到饱和土体中的入射波场及反射波场,同时为考虑基础对波的散射,将土体中的总波场划分为自由波场、刚体散射波场及辐射散射波场三部分的叠加。假设基础以下为Biot波动方程描述的饱和半空间,通过Hankel变换将Biot波动方程转化为常微分方程进行求解。根据土体中波场的划分,结合基础与饱和半空间接触面的混合边值条件,建立两组描述刚性圆形基础扭转振动的对偶积分方程并用Nobel变换方法将其化为第二类Fredholm积分方程求解。结合基础刚体动力平衡方程,得到了入射波作用下基础竖向振动振幅的表达式。最终通过数值算例分析了入射波频率、入射角度、基础质量、孔隙水、土体表面透水条件以及饱和土体渗透性等对基础竖向振动的影响。研究结果表明,当基础分别受P1波及SV波作用时,两者之间的竖向振动特性有较大差异。 接下来本文进一步研究了饱和地基表面刚性圆形基础在入射P1波及SV波作用下的摇摆振动问题。结合Fourier展开及三角函数的正交性,用类似分析竖向振动的方法建立了两组描述基础摇摆振动的对偶积分方程,并根据摇摆振动的混合边值条件进行求解。最终通过数值算例分析了入射波及土体参数等对基础摇摆振动的影响。 随后本文利用类似的分析方法,分别研究了基础在SH波作用下的扭转振动及在Rayleigh波作用下的竖向、摇摆振动,并讨论了相关参数的影响。 最后,考虑到实际工程中,基础都有一定的埋深,本文分析了P1波及SV波作用下饱和地基中埋置刚性圆形基础的竖向及摇摆振动。引入Novak模型,将基础侧面的上覆土层视为若干极薄饱和圆环层组成,将基底视为饱和半空间。考虑基础侧面对入射波的散射,利用沿基础侧面的积分方法得到基础侧面的土体作用力。考虑基底对入射波的散射,结合基底与饱和半空间接触面的混合边值条件,建立两组描述刚性圆形基础振动的对偶积分方程并求解得到基础底面的土体作用力。最终结合基础刚体动力平衡方程,求得了基础在入射波作用下的竖向及摇摆振动位移表达式。并通过数值算例分析了各种参数等对基础振动特性的影响。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU435

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘殿魁,林宏;浅埋的圆柱形孔洞对SH波的散射与地震动[J];爆炸与冲击;2003年01期
2 赵成刚,高福平,崔杰;波在饱和多孔介质与弹性固体介质交界面上的界面效应[J];地震工程与工程振动;1999年01期
3 梁建文;纪晓东;;地下衬砌洞室对Rayleigh波的放大作用[J];地震工程与工程振动;2006年04期
4 梁建文;巴振宁;Vincent W.Lee;;平面P波在饱和半空间中洞室周围的散射(I):解析解[J];地震工程与工程振动;2007年01期
5 门福录;波在饱含流体的孔隙介质中的传播问题[J];地球物理学报;1981年01期
6 门福录;地震波在含水地层中的弥散和耗散[J];地球物理学报;1984年01期
7 董俊,赵成刚;三维半球形凹陷饱和土场地对平面P波散射问题的解析解[J];地球物理学报;2005年03期
8 李伟华;赵成刚;;具有饱和土沉积层的充水河谷对平面波的散射[J];地球物理学报;2006年01期
9 赵成刚;韩铮;;半球形饱和土沉积谷场地对入射平面Rayleigh波的三维散射问题的解析解[J];地球物理学报;2007年03期
10 胡亚元,王立忠,陈云敏,吴世明,张忠苗;饱和土中平面应变波在圆柱体上的散射和折射[J];地震学报;1998年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王国才;饱和地基上基础的扭转振动特性研究[D];浙江大学;2002年
2 吴大志;横观各向同性饱和地基与圆形基础的扭转动力相互作用研究[D];浙江大学;2005年
3 胡秀青;饱和地基中埋置基础的动力振动特性研究[D];浙江大学;2009年
4 丁光亚;饱和土中非连续屏障对弹性波的隔离[D];浙江大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆建飞;万建卫;;基于Floquet变换方法的单排桩隔振数值模型[J];四川建筑科学研究;2012年02期
2 马宏伟;陈文化;;SV波入射下衬砌尺寸对引水隧道动力响应的影响[J];北京交通大学学报;2012年03期
3 陈小华;;科技论文中引用参考文献常见问题简析[J];编辑学报;2005年06期
4 史文谱;刘殿魁;禇京莲;巩华荣;郭淑红;;二维直角平面内固定圆形夹杂对稳态入射反平面剪切波的散射[J];爆炸与冲击;2007年01期
5 史文谱;王中训;褚京莲;;二维直角平面内多个圆孔对稳态平面SH波的散射[J];船舶力学;2009年05期
6 杨平华,刘财,蔡尧忠,冯咺;人工振动采油机理的初步研究[J];长春科技大学学报;1999年03期
7 虞文锦;;弹性支承桩纵向振动的半解析解[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年03期
8 王慧文;刘殿魁;邱发强;陈海涛;;SH波入射时多个浅埋圆形衬砌结构附近半圆形沉积层的地震动[J];东北林业大学学报;2005年06期
9 门福录;地下水的波动[J];地震工程与工程振动;1982年02期
10 曾心传;束缚空气对波在饱水孔隙介质中传播的影响[J];地震工程与工程振动;1986年04期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 夏唐代;姚云龙;刘瑜;许军平;;无限大双层平板中Lamb波频散特性分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 ;DYNAMIC ANALYSIS FOR SHALLOW ELASTIC CYLINDRICAL INCLUSION NEAR MULTIPLE SEMI-CYLINDRICAL HILLS IMPACTED BY SH-WAVE[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
3 卫振海;王梦恕;张顶立;;土体稳定结构刚度等元胞正交模型[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
4 王建华;王卫东;周香莲;;饱和土中任意形状衬砌对弹性波的散射[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
5 陈志刚;;SH波作用下浅埋孔洞对地震动的影响[A];防震减灾工程研究与进展——全国首届防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2004年
6 杨在林;刘殿魁;唐兆田;;SH波对浅埋结构的散射与地震动[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 赵明阶;吕卫兵;;多相土-石复合介质波动传播特性[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年
8 刘春;翁洋;王汉强;;波动理论在强夯加固机理研究中的应用[A];2005年公路交通学术论文集[C];2005年
9 曹获;宋新初;赵东;;瑞利波检测公路粉喷桩复合地基研究分析[A];浙江省公路学会2005年年会论文集[C];2006年
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1 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 郜新军;地震及列车竖向荷载作用下大跨桥梁动力响应分析研究[D];北京交通大学;2011年
3 马海春;锚固洞室抗爆能力现场实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 薛富春;富水黄土隧道隧底动力特性研究[D];西南交通大学;2011年
5 唐亮;液化场地桩—土动力相互作用p-y曲线模型研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 李帆;地铁隧道群对地震动的影响[D];天津大学;2008年
7 马立秋;爆炸荷载下城市浅埋隧道动力离心模型试验和数值研究[D];清华大学;2010年
8 袁俊;城市轨道交通隔振减振机理及措施研究[D];西安建筑科技大学;2010年
9 张柯;地铁行车荷载作用下黄土地层的振动响应和沉降[D];西安建筑科技大学;2011年
10 李云璋;黄土地区密肋复合墙结构地基基础静动力共同作用分析[D];西安建筑科技大学;2011年
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1 吴淼男;双相介质中导波问题研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 曹彦彦;地震诱发斜坡塌滑机理研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 张钊;饱和土中深埋圆柱形衬砌洞室对平面瞬态波的散射研究[D];北京交通大学;2011年
4 秦波;基于Rayleigh波理论的地基土动参数反演[D];北京交通大学;2011年
5 张兴元;湿陷性黄土地基高能级强夯室内模型试验研究[D];兰州大学;2011年
6 洪刚;南海海底沉积物声学特性的温度影响性研究[D];广东工业大学;2011年
7 房志辉;单层饱和多孔介质一维瞬态响应半解析解[D];浙江大学;2011年
8 冯治国;瞬态瑞雷波法在南广铁路岩溶路基注浆质量检测上的应用[D];西南交通大学;2011年
9 廖烟开;隧道前方不良地质体复杂地震波场数值模拟研究[D];西南交通大学;2011年
10 李兵;瑞雷波技术在巨粒土路基检测中的应用[D];重庆交通大学;2011年
【二级参考文献】
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1 李伟,高广运;二维层状地基空沟主动隔振分析[J];地下空间;2004年03期
2 曾三平,曹志远;多层地基的瞬态波动解[J];地震工程与工程振动;1991年03期
3 崔志刚,邹永超,刘殿魁;SH波对圆弧形凸起地形的散射[J];地震工程与工程振动;1998年04期
4 赵成刚,高福平,崔杰;波在饱和多孔介质与弹性固体介质交界面上的界面效应[J];地震工程与工程振动;1999年01期
5 丁伯阳,吴建华;饱和两相介质动力基础半空间理论地表波场基本解[J];地震工程与工程振动;1999年03期
6 林宏,刘殿魁;半无限空间中圆形孔洞周围SH波的散射[J];地震工程与工程振动;2002年02期
7 张玉红,黄义,王忠建;层状饱水软土地基三维非轴对称动力响应分析方法[J];地震工程与工程振动;2002年04期
8 梁建文,李方杰,顾晓鲁;Rayleigh波在浅圆凹陷地形附近的散射:高频解答[J];地震工程与工程振动;2005年05期
9 梁建文;纪晓东;;地下衬砌洞室对Rayleigh波的放大作用[J];地震工程与工程振动;2006年04期
10 袁晓铭,廖振鹏;任意圆弧形凸起地形对平面SH波的散射[J];地震工程与工程振动;1996年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 付兵;饱和地基上基础的摇摆振动特性研究[D];浙江大学;2005年
【相似文献】
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1 胡建刚;;基于有限元数值正演动力荷载作用在半空间圆形基础上的位移曲线研究[J];内江科技;2009年05期
2 张鹤旭;;胜利发电厂烟气脱硫技改工程吸收塔基础施工[J];科技致富向导;2009年04期
3 彭兴黔;纯粘无重土上圆形基础的极限承载力[J];华侨大学学报(自然科学版);1999年02期
4 胡芝瑛;单意志;姚利青;;拟合模型在圆形基础预埋螺栓定位中的应用[J];地矿测绘;2010年01期
5 陈政清;王磊;王贻荪;;轴对称动力扭转的边界单元法BEM与圆形基础的动力响应[J];固体力学学报;1987年02期
6 欧莉,卞华;冲击作用下桩的竖向振动分析[J];湖南师范大学自然科学学报;2001年02期
7 沈朝勇,任珉,罗学海,陈建秋,谭平,黄襄云;某厂房楼面在动荷载作用下的振动测试[J];广州大学学报(自然科学版);2004年06期
8 蔡袁强;王鹏;曹志刚;;SH波作用下饱和地基表面刚性圆形基础扭转振动分析[J];岩土工程学报;2011年05期
9 陈飞,王有成;样条边界元法分析圆形基础板非线性非光滑接触[J];计算力学学报;1991年04期
10 袁镇;;结构竖向振动作用下的建模方法研究[J];科技资讯;2009年04期
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1 周增国;;多层厂房楼盖竖向振动计算中的几个问题[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
2 刘清海;;大型罐体软弱地基振冲改良技术及岩土工程实录[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集[C];1992年
3 牛文杰;叶为民;黄雨;陈宝;;浅基础形状和埋深对天然非饱和地基承载力的影响[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
4 余俊;陈海明;杨钊;李忠;;饱和土中单桩竖向振动分析简化计算方法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年
5 李其廉;赵玉龙;;地基极限承载力探讨[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集[C];1995年
6 夏正中;罗来安;;粘弹塑性地基上基础基底反力的计算[A];重庆岩石力学与工程学会第一届学术讨论会论文集[C];1992年
7 刘志久;尚守平;王贻荪;;任意形状明置基础竖向振动复合集总参数模型[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年
8 虞炜;李亚明;张坚;路岗;杨必峰;;华为上海基地多层吊楼钢结构设计[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
9 吴凤合;;闸底动水压力的计算研究[A];水电科技论文集[C];1990年
10 葛楠;苏幼坡;王兴国;;竖向振动对凹曲线滑道辊轴摩擦摆系统影响研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王鹏;弹性波作用下饱和地基中圆形基础的振动特性分析[D];浙江大学;2011年
2 吴大志;横观各向同性饱和地基与圆形基础的扭转动力相互作用研究[D];浙江大学;2005年
3 刘志久;动力机器基础设计理论研究[D];湖南大学;2012年
4 赵少飞;复合加载条件下海洋地基承载力特性数值分析方法研究[D];大连理工大学;2006年
5 杨广军;车辆—无碴轨道—桥梁系统竖向耦合振动特性的研究[D];上海交通大学;2007年
6 陈建国;高架轨道交通引起的环境振动预测与参数研究[D];北京交通大学;2010年
7 李守继;地铁引起环境振动及房屋浮置楼板隔振研究[D];同济大学;2008年
8 胡秀青;饱和地基中埋置基础的动力振动特性研究[D];浙江大学;2009年
9 李志毅;分层及饱和分层地基列车运行引起的地面振动特性分析[D];同济大学;2006年
10 申跃奎;地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究[D];同济大学;2007年
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1 张亚飞;钢筋混凝土烟囱的CAD开发[D];大连理工大学;2003年
2 王岱;圆形基础的动力刚度系数[D];天津大学;2007年
3 单远铭;地基及岩基承载力确定方法研究及其应用[D];湖南大学;2001年
4 刘武华;地铁振动对成都博物馆的影响研究[D];北京交通大学;2010年
5 李庆金;饱和地基上条形基础的竖向振动特性分析[D];浙江大学;2005年
6 顾莹莹;独立筒仓基础与地基相互作用的数值模拟分析[D];扬州大学;2010年
7 周洪峰;准饱和土地基上刚性基础的竖向振动分析[D];浙江大学;2005年
8 杨森;岩石地基中柱下圆形独立基础的力学特性与破坏模式研究[D];重庆大学;2011年
9 郑灶锋;横观各向同性饱和地基竖向振动分析[D];浙江大学;2005年
10 王阳;浮置板式轨道动力设计参数研究[D];中南大学;2008年
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