径向非均质土中桩的纵向及扭转振动特性研究

摘要

本文从三维轴对称土体模型出发,综合考虑桩周土竖向波动效应及桩周土径向非均质,较系统地对桩土纵向及扭转耦合振动理论进行了研究.主要工作包括:1、在考虑桩周土三维波动及径向非均质条件下,对滞回阻尼土层中桩土纵向耦合振动问题进行了研究,分别得到了桩顶位移、速度频域响应及复刚度的严格解析表达,在此基础上,分析了桩周土径向非均质对桩顶复刚度及速度导纳的影响,并将本文解与工程实测曲线进行了比较分析,验证了本文理论解的实用性.2、对桩底刚性支承桩的桩土扭转耦合振动问题进行了研究,得到了桩顶位移、速度及复刚度的解析解.3、利用所得解,对弹性土层中桩土扭转耦合振动特性进行了分析,并重点讨论了各土工参数对桩顶位移、速度及复刚度曲线的影响,得到了许多重要的结论.4、综合考虑了桩周土体三维波动效应及桩周土体径向非均质,对弹性土层中桩土扭转耦合振动问题进行了研究,得到了桩顶响应的理论解,通过卷积定理及逆傅立叶变换,求得了半正弦脉冲激励作用下桩顶时域响应的半解析解,并分析了桩周土径向非均质对桩顶复刚度、速度导纳及桩顶速度时域响应曲线的影响.本文给出的桩土纵向及扭转耦合振动理论考虑了桩周土三维波动效应及径向非均质,在理论上更严格,也更符合实际情况.这不仅使得桩基振动理论更为完善,也为桩基抗震、防震设计及桩基动态检测提供了全新的理论支持.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2桩基振动理论的研究现状

1.2.1频域解和时域解

1.2.2桩基振动理论研究的理论模型

1.2.3桩基低应变动测常用方法、原理和现状

1.2.4土体的材料阻尼

1.3问题的提出

1.4本文主要工作

第二章径向非均质滞回阻尼土桩土纵向振动特性分析

2.1引言

2.2基本假设及定解问题

2.3桩土耦合纵向振动问题的求解

2.3.1土层振动问题求解

2.3.2桩振动方程求解

2.4桩土系统的振动特性分析

2.4.1桩顶复刚度分析

2.4.2桩顶速度幅频响应分析

2.5 工程应用

2.6本章小结

第三章刚性支承条件下桩土耦合扭转振动特性分析

3.1引言

3.2基本假设及定解问题

3.2.1基本假设及计算简图

3.2.2桩土耦合振动基本方程

3.3弹性土层中桩土耦合扭转振动问题解答

3.3.1土层振动问题求解

3.3.2桩扭转振动问题求解

3.4桩—土系统频域响应特性分析

3.4.1桩顶位移幅频、相频特性分析

3.4.2桩顶复刚度特性分析

3.4.3桩顶速度导纳影响特性分析

3.5本章小结

第四章径向非均质土中桩的扭转振动特性分析

4.1引言

4.2基本假设及定解问题

4.2.1基本假设及计算简图

4.2.2桩土耦合振动基本方程

4.3弹性土层中桩土耦合扭转振动问题解答

4.3.1土层振动问题求解

4.3.2桩扭转振动问题求解

4.4桩—土系统频域响应特性分析

4.4.1桩顶复刚度特性分析

4.4.2桩顶速度导纳影响特性分析

4.5桩顶时域响应特性研究

4.6本章小结

第五章总结与展望

5.1本文主要成果和创新点

5.2进一步研究的展望

参考文献(Rerfernces)

致谢

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