考虑桩土相互作用效应的桩顶纵向振动时域响应分析

在考虑桩土耦合作用以及土竖向波动效应条件下,对均质滞回材料阻尼土中弹性支承桩桩顶纵向振动时域响应进行了理论研究。首先建立了桩与滞回阻尼土在谐和振动情况下的定解问题,然后先对土层动力平衡方程进行求解并得到土体振动位移形式解,接着依据平衡条件将该形式解祸合进桩身动力平衡方程,并通过对桩动力平衡方程的求解,最终得到桩顶位移和速度频域响应解析解和半正弦脉冲激励作用下桩顶时域响应的半解析解。通过与其它相关理论解的对比验证了本文解的正确性和适用性,并基于所得解对桩顶时域响应特性进行了分析,最后将理论曲线与现场工程实测曲线进行了拟合对比,结果表明两者符合较好。     

非饱和土中弹性支承桩的扭转振动响应分析

基于已建立的非饱和土中的波动方程,对均质非饱和滞回阻尼土层中的弹性支承桩扭转振动特性进行了分析.首先利用拉普拉斯变换,在拉氏交换域中求得了土体振动位移形式解,依据桩土接触面处的衔接条件将该解耦合进桩身动力平衡方程,求解桩的动力平衡方程,得到了桩顶速度导纳的频域响应解析解和半正弦脉冲激励作用下桩顶时域响应的半解析解,并分析了主要参数对振动特性的影响.结果表明,桩底支承刚度因子影响较大,土滞回材料阻尼有一定的影响,而土底支承剐度因子基本没有影响.     

均布冲击下弹性支承梁的耦合振动频率

经典的结构动力学理论中,由于梁体与支座弹簧的耦合振动,弹性支承梁的动力响应常需要借助数值方法求解,往往会出现数据失真及伪阻尼现象.为此,本文在弹性梁振动理论基础上,通过变换振动系统的位移表达,推导出弹性支承梁耦合支座位移及简支梁振型幅值的解析式.该解析式可以避免数据失真且能直观反映出梁体与支座弹簧的耦合振动特征.分析表明:弹性支承梁的振动频率有无穷解,且频率大小介于相应简支梁奇数项自振频率之间;梁体刚度和支座弹簧刚度中的一项不变而另一项增大时,弹性支承梁振动频率也增大;支座弹簧刚度趋于极限时,系统退化为简支梁振动系统;梁体刚度趋于极限时,系统退化为单自由度弹簧系统.通过回归分析,给出了便于应用的弹性支承梁振动频率的实用计算公式.     

粘性阻尼土中变截面桩的纵向振动特性与应用研究

考虑土体轴对称波动效应,对变截面桩在任意激振力作用下的纵向振动特性进行了研究。假定桩为竖直、弹性、变截面体,土为线性粘弹性体,其材料阻尼为粘性阻尼。利用拉普拉斯变换,将定解问题转化到拉普拉斯域内求解,通过引入势函数并结合阻抗函数的传递性,得到了拉普拉斯域内的桩顶阻抗函数解析解,进而可得到频域内的桩顶阻抗函数和速度导纳的解析解,利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得了半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度时域响应半解析解。基于所得解对桩的纵向振动特性进行了分析,重点讨论了桩身截面变化情况对速度导纳曲线和反射波曲线的影响,得到了许多重要结论。     

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.      

设置粘弹性阻尼耗能框架结构减震性能分析

研究粘弹性阻尼器对框架结构的减震性能,分析该阻尼器的阻尼参数对框架结构地震反应的影响,给出设置阻尼器后结构地震作用的计算方法。对设置粘弹性阻尼器框架结构振动方程进行傅里叶变换,求解该振动方程的频域解,再通过傅里叶逆变换得出该方程的时域解,由此研究阻尼器的阻尼系数C_d和松弛时间系数η等对结构地震响应的影响。在此基础上,提出粘弹性阻尼器的阻尼系数在各楼层经济分布的实用计算公式,并对设置粘弹性阻尼器框架结构地震作用给出计算方法,分析结构各楼层的地震作用及结构各振型的底部剪力。研究表明,设置于框架结构的粘弹性阻尼器宜控制其松弛时间系数η≤0.5～0.7。     

State space solution to 3D multilayered elastic soils based on order reduction method

Starting with the governing equations in terms of displacements of 3D elastic media, the solutions to displacement components and their first derivatives are obtained by the application of a double Fourier transform and an order reduction method based on the Cayley-Hamilton theorem. Combining the solutions and the constitutive equations which connect the displacements and stresses, the transfer matrix of a single soil layer is acquired. Then, the state space solution to multilayered elastic soils is further obtained by introducing the boundary conditions and continuity conditions between adjacent soil layers. The numerical analysis based on the present theory is carried out, and the vertical displacements of multilayered foundation with a weak and a hard underlying stratums are compared and discussed.     

Water surface wave radiation generated by multiple cylinders oscillating with identical frequency

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｕｂｊｅｃｔｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗａｖｅｓａｎｄｂｏｄｙｉｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｔｗｏ＿ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒａｄｉａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｃｙｌｉｎｄｅｒｓｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇｉｎｏｒｂｅｌｏｗｔｈｅｆｒｅｅｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ,ｗｈｉｃｈｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｗｉｄｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．ＥｖｅｒｓｉｎｃｅＵｒｓｅｌｌｐｕｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｐａｐｅｒ［１］ｉｎｖｏｌｖｉｎ…