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相似文献
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1.
标准线性固体土模型条件下桩的动力响应分析与应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
在桩侧土为标准线性固体模型条件下,建立了成层土中考虑桩端和桩侧土作用的有限长桩,桩顶受纵向激励情况下的定解问题,用拉氏变化(Laplace)求得桩顶阻抗函数和速度频率响应的函数,然后利用卷积定理和傅立叶(Fourier)逆交换求得任意激振力作用下桩顶速度响应的半解析解,并研究了模型中各个主要参数对桩顶响应及速度响应曲线的影响,并分析了缺陷桩和不同土参数对曲线的影响,得到了许多新的有意义的结论。  相似文献   

2.
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.  相似文献   

3.
考虑桩土相互作用效应的桩顶纵向振动时域响应分析   总被引:6,自引:0,他引:6  
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。  相似文献   

4.
研究考虑桩身材料阻尼,桩侧土采用广义Maxwell模型条件下,均质土中不均匀桩(截面面积或材料性质在桩长方向上突变)的纵向振动特性,求得了瞬态半正弦脉冲荷栽作用下,桩顶频域响应的解析解及时域响应的半解析解,分析了桩身材料阻尼及土质变化对桩顶时域、频域响应曲线的影响,得到了有关新的结论。通过本文理论结果与实际工程桩的实测曲线的拟合对比,表明本文所得结果能更好地反映客观实际。  相似文献   

5.
粘性阻尼土中变截面桩的纵向振动特性与应用研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
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。  相似文献   

6.
变截面阻抗桩纵向振动问题积分变换解   总被引:21,自引:2,他引:19  
王奎华 《力学学报》2001,33(4):479-491
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。  相似文献   

7.
广义Voigt土模型条件下桩的纵向振动响应与应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
研究了桩侧土广义Voigt模型条件下,任意层桩土系统的振动特性,并求得了桩顶在瞬态半正弦脉冲荷载作用下,桩顶的时域纵向响应的半解析解,同时结合基桩完整性检测的机械阻抗法和反射波法研究了各主要模型参数以及土层界面、桩身缺陷等对桩顶时、频响应曲线的影响,得到了许多结论。结果表明,得到的理论成果相比于已有理论更加完善并能更好地反映客观实际,将为基桩完整性定量化检测创造条件。  相似文献   

8.
考虑土体三维波动效应时弹性支承桩的振动理论及其应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
从三维轴对称土体模型出发,同时考虑土体竖向和径向位移,对弹性支承桩在垂直谐和激振力作用下与土的耦合振动特性进行了分析。假定桩为竖直弹性等截面体,土为线性粘弹性体,其材料阻尼为滞回阻尼。首先通过引入势函数对土体位移进行分解,从而将土体动力平衡方程解耦,求解得到了土层的振动模态形式,然后利用桩土接触面上力平衡和位移连续条件来考虑桩土耦合作用,求解桩的动力平衡方程,得到了桩顶的频域响应解析解、复刚度和速度导纳,利用卷积定理和傅立叶逆变换,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。利用所得解对桩的振动特性进行了无量纲参数分析,得到了许多新的结论。  相似文献   

9.
饱和土中端承桩纵向振动特性研究   总被引:41,自引:0,他引:41  
李强  王奎华  谢康和 《力学学报》2004,36(4):435-442
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.  相似文献   

10.
任意圈层径向非均质土中桩的纵向振动特性   总被引:4,自引:0,他引:4  
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.  相似文献   

11.
The vibration problem of a pile of arbitrary segments with variable modulus under exciting force is established, in which the influence of the soil under pile toe and the surroundings is taken into account. With Laplace transforms, the transmit functions for velocity and displacement of pile are derived. Furthermore, in terms of the convolution theorem and inversed Laplace transform, an analytical solution for the time domain response of a pile subjected to a semi-sine impulse is developed, which is the theoretical basis of the sonic method in pile integrity testing. Based on the solution, the vibration properties of pile with sharp or continuous modulus are studied. The validity of this approach is verified through field dynamic tests on some engineering piles. It shows that the theoretical prediction and the response of the pile are in good agreement.  相似文献   

12.
基于非饱和土的动力控制方程,考虑横向惯性效应,建立了三相非饱和介质中嵌岩桩的竖向动力响应连续介质模型,对桩侧非饱和土的动力控制方程进行Laplace变换,在频域内,通过引入势函数、算子分解等手段对控制方程进行解析,得到了桩侧土体剪应力及竖向振动位移的表达式.结合桩基的竖向振动方程及桩–土接触面的连续性条件,使桩土耦合振动系统得以解答,最终在频域内得到了桩顶复刚度、导纳、桩–土系统振动位移及应力的解析解,借助Laplace逆变换得到了半正弦激励载荷下桩顶的速度时程曲线.最后,通过算例分析验证了计算结果的准确性,分析了横向惯性、泊松比、饱和度、长径比、桩土模量比等因素对桩基动力响应的影响.结果表明:(1)单桩动刚度、阻尼、导纳等变量随频率变化发生周期性振荡,在桩基各阶固有频率处发生共振;(2)泊松比、饱和度、长径比、桩土模量比等因素对桩基的动力响应有较大影响,且频率越大,影响越明显;(3)泊松比越大,单桩动刚度、阻尼、导纳的波动幅值及对应的频率越小,桩顶时程曲线中的桩底反射信号越弱;(4)饱和度越大,对应各动力响应的波动幅值越大,且桩底反射信号的波峰越大.  相似文献   

13.
徐平 《固体力学学报》2010,31(2):157-163
由于桩体的长度远大于直径,因此将单排弹性空心管桩构成的非连续屏障对平面P波的隔离问题简化成二维平面问题,采用波函数展开法和Graf加法定理,根据桩-土界面处完全联结和管桩内壁完全自由的边界条件,得到了问题的理论解.引入无量纲位移和透射系数等概念,通过数值计算,分析了弹性空心管桩的壁厚、桩土模量比、管桩间距和管桩数量对屏障对平面P波隔离效果的影响,结果表明:隔离效果随着管桩壁厚和桩间距的减小而提高;隔离效果随着桩土模量比的增大而提高,但当桩土模量比大于500后,隔离效果提高不明显,此时可等价为刚性管桩屏障;随着管桩数量的增多,最佳隔离区域在增大,最佳隔离位置在前移,最佳隔离效果也有所提高.这为非连续屏障的隔振设计提供了理论依据.  相似文献   

14.
端承粘弹性桩纵向振动的轴对称解析解   总被引:1,自引:0,他引:1  
将桩和土体视为粘弹性介质,在频率域求得了桩轴对称纵向振动时动力响应的解析解,进而得到桩头复刚度的解析表达式.通过数值计算,给出了桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应,考察了土层粘性、桩长径比、桩土模量比、桩泊松比和粘性等参数对桩头刚度因子和等效阻尼的影响.研究表明:由于考虑了桩的径向变形效应以及土层对桩的径向力作用...  相似文献   

15.
考虑沉桩过程中桩周土受到扰动产生软化或硬化的现象,建立了饱和土中径向分区桩竖向振动简化模型,通过分离变量方法,得到了桩竖向振动频域解析解和时域半解析解。分析了分区土对桩竖向振动特性的影响,数值计算结果表明,土层模量比、分区半径和桩底支承系数对桩竖向振动有较明显的影响。研究结果还表明,在较强的振动作用下,由于分区软化或强...  相似文献   

16.
一种含负刚度元件的新型动力吸振器的参数优化   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种含有负刚度弹簧元件的新型动力吸振器模型,对该模型的最优参数进行了详细研究. 通过拉氏变换得到了系统的解析解,发现该系统存在着两个固定点,利用固定点理论得到了动力吸振器的最优阻尼比和最优频率比. 进一步研究发现接地刚度取负值时能够得到更好的减振效果,根据负刚度的特性得到了在保证系统稳定情况下的最优负刚度比. 通过数值解与解析解的对比证明了解析解的正确性. 通过与两种已有的典型动力吸振器模型在简谐激励和随机激励情况下的对比,说明了负刚度模型在主系统减振方面具有很大的优势,减振效果远优于两种已有动力吸振器模型,从而为设计新型动力吸振器模型提出了理论上的依据.  相似文献   

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