任意层地基中粘弹性楔形桩纵向振动响应研究

考虑楔形桩的横向惯性效应,研究了任意层地基中粘弹性楔形桩的纵向振动问题。首先,根据楔形桩的变截面特性并考虑桩侧土的成层性,将桩土系统沿纵向划分为有限个单元。然后,采用平面应变模型模拟桩侧土,采用Rayleigh-Love杆模拟楔形桩,运用Laplace变换技术和阻抗函数传递方法,求解得到了任意层地基中桩顶速度频域响应的解析解及桩顶速度时域响应的半解析解。最后,采用参数分析方法,对楔形桩单元划分精度进行了讨论,并讨论了楔形桩设计参数及材料参数和桩侧土成层性对楔形桩纵向振动响应的影响。

任意土层地基中楔形桩水平振动特性研究

楔形桩是近年来出现新桩型中较为优秀的一种,为便于楔形桩更好地使用,本文开展了考虑竖向荷载情况下任意土层地基中楔形桩水平振动问题的研究。首先,基于Pasternak地基和Timoshenko梁模型建立了组合荷载下任意层地基中楔形桩-土水平耦合振动模型;然后,采用传递矩阵法得到了整个桩身范围内的水平位移、弯矩和剪力幅值,通过对所提模型进行精度分析和验证,证明了该模型的准确性;最后,基于所得解分析了桩侧土弹性模量和厚度对楔形桩水平振动特性的变化规律。研究结果表明:1)增大表层土和下层土弹性模量均会使楔形桩水平动力特性减小,但是改变表层土性质对桩体水平位移幅值造成的影响明显远大于改变下层土性质;2)表层土发挥作用时存在临界厚度,其作用效果并不会继续增大。

层状土中考虑剪切变形的单桩水平振动解析解

针对桩基水平振动分析问题,建立了能够同时考虑桩体弯曲和剪切变形的桩土计算模型.采用与频率相关的刚度系数和阻尼系数来模拟土对桩的动反力,简化桩体为Timoshenko梁,得到了层状黏弹性地基中能同时考虑桩体弯曲和剪切变形的单桩的水平振动解析解.研究了桩土模量比、桩体长径比、地基成层性以及激振频率对桩基动力响应的影响.并且在给定桩土参数的情况下,把同时考虑桩体弯曲和剪切变形的解析解与只考虑弯曲变形的解进行了比较.结果表明,忽略桩体水平振动时的剪切变形可能会带来较大的误差.