收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

饱和非均质土中桩土耦合扭转振动理论研究

张智卿  
【摘要】: 本文基于饱和两相介质的本构关系及波动方程,将桩视为一维弹性杆件,采用解析的方法对弹性桩与非均质饱和土的动力扭转相互作用问题进行了较系统和深入的研究。主要工作和创新成果包括: 1.针对受谐和扭转荷载作用的饱和土体中端承桩扭转振动问题,采用分离变量法,得到了土体扭转振动位移形式解。进一步根据桩土接触面上的位移、应力连续条件,求解了桩身动力平衡方程,在频域内得到了桩顶动力响应的解析解。在此基础上,利用傅立叶逆变换和卷积定理,求得了适用性较广的半正弦脉冲激振扭矩作用下桩顶速度时域响应的半解析解。此外,还研究了谐和扭转荷载作用下弹性支承桩与饱和土的动力相互作用问题。 2.基于饱和土体的运动方程以及横观各向同性介质的本构方程,给出了柱坐标下横观各向同性饱和土体的动力控制方程。采用分离变量法,结合桩土系统的边界条件和衔接条件,求得了端承桩在横观各向同性饱和土中扭转振动频域响应的解析解。进一步地利用傅立叶逆变换和卷积定理,求得了半正弦脉冲激振扭矩作用下桩顶速度时域响应的半解析解。 3.研究了成层饱和土体中受谐和扭转荷载作用的任意段变阻抗桩的动力响应问题,提出了土层层间相互作用简化模型,利用单层土中给出的求解方法,通过阻抗函数的递推得到了成层饱和土中任意段变阻抗桩桩顶频域响应的解析解和半正弦脉冲激振扭矩作用下桩顶速度时域响应的半解析解,并通过与单层严格解的对比论证了该简化模型的精确性和适用性。 4.研究了径向非均匀饱和土体中弹性支承桩受谐和扭转荷载作用的动力响应问题,利用径向非均匀土模型,将桩周径向非均匀土体分为内部环形扰动区域和外部半无限大未受扰动区域,并提出了适用性更强的扰动区域土体复剪切模量变化模式。进一步地将内部扰动区域划分为很多薄层同心环区域,结合土层边界和衔接条件采用土层剪切刚度递推的方法,求得了土体对桩身的扭转阻抗,进而推导得到弹性支承桩桩顶频域响应的解析解以及桩顶速度时域响应的半解析解。 5.利用以上解,通过编程和大量计算,对桩的扭转振动特性进行了较全面和细致的分析,获得了对桩基工程有实际参考价值的结论。 本文给出的弹性桩与非均质饱和土耦合扭转振动响应问题的分析理论和解答,进一步丰富和完善了桩基扭转振动理论,为桩基抗震、防震设计以及剪切波在桩基动态检测中的应用提供了更加合理和严格的理论支持。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李永;;打入式基桩承载力的时间效应分析[J];土工基础;2011年03期
2 孙洪泉;丁俊;;复合地基优化设计方法研究[J];四川建筑科学研究;2011年04期
3 袁春辉;;桩-土相互作用的模型试验研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2011年04期
4 吴泽军;耿大新;方焘;;变截面桩的水平荷载模型试验研究[J];铁道建筑;2011年08期
5 马乾;陈政;;钻孔压灌混凝土单桩沉降的数值分析[J];安徽建筑;2011年05期
6 董海明;李强;;码头高桩的竖向振动特性与应用[J];中国水运(下半月);2011年09期
7 宗钟凌;;海淤地质条件下PHC管桩荷载传递机理研究[J];建筑科学;2011年07期
8 刘钦;李地元;刘志祥;刘静;;水平推力作用下抗滑桩间土拱效应影响因素的数值分析[J];中南大学学报(自然科学版);2011年07期
9 程泽海;李强;郑辉;马惠彪;王奎华;;桩侧扰动分区饱和土中桩竖向振动特性研究[J];计算力学学报;2011年04期
10 李炜;李华军;郑永明;;海上风电基础结构大直径钢管桩水平静载荷试验数值仿真[J];水利水电科技进展;2011年04期
11 崩兴峰;祁德庆;;海上风机的分部与整体结构设计现状[J];结构工程师;2011年03期
12 赵明华;张洋;张永杰;;考虑荷载传递非线性特性的基桩竖向承载力计算[J];公路交通科技;2011年09期
13 闫春雷;庞有师;洪娟;;桩土复合地基技术的发展与研究现状[J];国防交通工程与技术;2011年04期
14 刘俊飞;赵国堂;马建林;;桩筏复合地基负摩阻段分析及桩土应力比计算[J];铁道学报;2011年07期
15 袁灯平;;软基桩侧负摩阻力弹塑性分析及几个关键问题[J];重庆建筑;2011年06期
16 乔保娟;刘天苹;李世海;林青;侯岳峰;;高桩墩台桩土共同作用对结构内力的影响[J];水运工程;2011年08期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 余俊;高立状;尚守平;李忠;;饱和土中单桩扭转动力阻抗简化计算方法[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
2 钟珉;宋波;;桩-土动力相互作用对斜拉桥结构性能设计的影响[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
3 袁志林;陈祥余;段梦兰;李记忠;王国栋;;基于ABAQUS的桩土相互作用分析[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
4 王欣华;陈晖;张甲恩;;基于桩土相互作用理论下的两种地基处理模式浅析[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 赵钖钱;;用半解析混合法计算单桩的垂直承载能力[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年
6 赵钖钱;;挡土桩的有限元分析[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年
7 赵维炳;施健勇;高正夏;;桩土相互作用的有限元分析[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年
8 潜波;巫世晶;邓明星;路红山;;重型车辆动力传动系扭转振动分析计算系统的实现[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
9 李虎;甘进;姚晋;;基于ANSYS的海上多功能自升式工作平台研究[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
10 陈建民;肖花;;用ANSYS软件分析桩土相互作用[A];第十三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张智卿;饱和非均质土中桩土耦合扭转振动理论研究[D];浙江大学;2008年
2 袁炳祥;发展三维粒子图像测速技术在桩土相互作用研究中应用[D];兰州大学;2012年
3 智胜英;时域内低应变基桩缺陷定量分析方法研究[D];天津大学;2008年
4 蔡靖;岩土隐蔽结构缺陷量化分析及小波变换应用研究[D];天津大学;2004年
5 李长冬;抗滑桩与滑坡体相互作用机理及其优化研究[D];中国地质大学;2009年
6 严祖文;基于ANSYS二次开发的桩土相互作用的三维非线性有限元分析[D];天津大学;2007年
7 亓兴军;桥梁减震半主动控制研究[D];中国地震局地球物理研究所;2006年
8 戚春香;饱和砂土液化过程中桩土相互作用p-y曲线研究[D];天津大学;2008年
9 周勇;高速进给驱动系统动态特性分析及其运动控制研究[D];华中科技大学;2008年
10 李雨润;液化土层中桩基横向动力响应研究[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李光辉;大跨度连续刚构桥空间地震反应分析[D];西南交通大学;2005年
2 王欣;多年冻土地区钻孔灌注桩竖向承载力研究[D];东北林业大学;2005年
3 吴飞桥;地震荷载作用下内河架空直立式集装箱码头数值分析[D];重庆交通大学;2010年
4 齐志会;正压冲固平台结构分析中基础边界条件的分析研究[D];天津大学;2004年
5 黄新赞;深水高墩大跨连续刚构桥的地震反应分析[D];昆明理工大学;2006年
6 徐莲净;多年冻土地区单桩应力状态分析[D];东北林业大学;2006年
7 马青力;h型桩板墙桩土相互作用数值分析[D];成都理工大学;2006年
8 赵琦;震陷时黄土地层中桩土相互作用特征研究[D];西安建筑科技大学;2007年
9 杨靖;考虑尺寸效应的双排桩的有限元分析[D];天津大学;2006年
10 杨彪;预应力锚索抗滑桩作用机理的数值模拟研究[D];中国地质大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978