变截面阻抗桩纵向振动问题积分变换解

利用拉普拉斯（Laplace)变换,将变截面阻抗桩振动的时域定解问题转换到频域的形式,求得了关于桩顶位移响应及速度响应的传递函数,然后利用求留数的方法求得了桩土系统的脉冲响应函数,利用脉冲响应函数求得了多种不同激振波形条件下（稳态正弦激励,瞬态半正弦激振及叠加有高频干扰波的瞬态半正弦激振等）的桩顶速度响应的表达式,并对桩土系统的频域特性作了深入的研究,得到了许多重要的结论。此外还将稳态正弦激振、态半正弦激振条件下的解与有关文献所采用分离变量法得到的解进行了对比,为两者的正确性提供了重要的证明。     

饱和土中端承桩纵向振动特性研究

基于饱和多孔介质理论研究了三维轴对称条件下端承桩在饱和土中的纵向耦合振动. 首先通过引入势函数对Biot动力固结方程解耦,采用算子分解方法及分离变量法求得饱和土层振动解,进而利用桩土完全耦合条件得到桩土系统定解. 然后对桩顶的频率和时域响应进行参数研究,结果表明,桩的长径比和桩土模量比对桩顶动力响应有较大影响,而渗透力对其影响较小. 最后将幅频及时域反射波理论拟合结果与桩基实测结果加以对比,结果表明理论曲线与实测曲线规律一致.     

均质土中半埋入变截面桩的瞬态波动响应

基于回传射线矩阵法,求得单位脉冲作用下均质土中半埋入变截面桩的桩顶速度导纳,然后利用Fourier逆变换和卷积定理得到瞬态半正弦激振力作用下的桩顶时域速度响应。比较半埋入缩颈桩、半埋入扩颈桩与半埋入完整桩的速度导纳和反射波,分析缺陷类型和长度、缺陷埋深和程度对速度导纳和反射波的影响,并进行缩颈-扩颈桩与扩颈-缩颈桩的桩顶速度导纳和反射波曲线的对比。结果表明,桩侧介质变化对桩顶速度导纳和反射波的影响小于桩身缺陷。     

任意段变模量桩纵向振动的解析解

建立了均质土中考虑桩端土和桩侧土作用的任意段变模量桩,讨论了在桩顶受纵向激励时的定解问题,并用拉氏变换(Laplace)求得桩顶速度频域响应的解析解,然后利用卷积定理和拉氏逆变换求得桩顶速度时域响应的解析解,并将其运用到桩基质量的动力检测中.对弹性模量突变桩以及模量连续变化桩的振动特性作了进一步的研究,并将理论曲线与实测曲线进行了拟合对比,结果表明,两者吻合较好.     

端部任意弹性约束变截面地基梁的自由振动特性分析

研究端部弹性约束地基梁的自由振动特性。将梁的弯曲位移用传统傅里叶级数与辅助函数表示,即应用改进傅里叶级数形式,以突破传统傅里叶级数不能满足端部弹性约束条件的局限;基于地基梁的拉格朗日函数,由瑞利-里兹方法把振动问题转化为矩阵特征值问题,得到地基梁的固有频率;研究经典边界地基梁的多个算例,通过调整边界处约束弹簧的刚度值,获得端部弹性约束地基梁的各阶固有频率。所得固有频率值与已有文献结果一致,验证了本文方法的快速收敛性和正确性。本文方法具有一定的通用性和实际工程应用价值,为扩展至其他工程梁、板等结构的动态特性分析提供了良好的借鉴。     

任意圈层径向非均质土中桩的纵向振动特性

研究三维轴对称条件下径向非均质土中桩的纵向振动. 首先将桩周土体沿径向分为任意圈层来考虑土体的径向非均质性,每个圈层土体均质; 然后结合边界条件和相邻圈层土体之间接触面上位移和应力连续条件,对任意圈层土体动力平衡方程由外而内逐层求解,进而利用桩-土完全耦合条件求解桩动力平衡方程,得到桩顶的频域响应解析解和时域响应半解析解; 最后通过对土体主要控制参数的研究,得出了土体径向非均匀性对桩-土动力响应的影响.