饱和层状土中浮承桩纵向动力阻抗的虚土桩模型

基于Biot动力波动理论描述土体饱和两相特性,提出了一种桩底土饱和虚土桩模型,同时考虑桩周、桩底饱和土体纵向成层性,采用Novak平面应变法计算得出饱和土体位移解,进一步利用饱和土-桩-饱和虚土桩完全耦合条件及阻抗函数传递性,求解得出桩顶纵向振动动力阻抗解析解,并与已有相关解析解进行退化验证及对比分析。在此基础上,探讨了桩底饱和土层厚度、桩周纵向软(硬)夹层、桩底纵向软(硬)下卧夹层、桩周及桩底饱和土体孔隙率对桩顶动力阻抗的影响规律,计算结果表明:由于单相土与饱和土压缩波波速差别较大,桩底土单相虚土桩模型会过低估计阻抗曲线共振频率,即当桩底土饱和性显著且排水性较差时,宜采用饱和虚土桩模型和所得相关解析解分析浮承桩纵向振动特性;桩周饱和软(硬)夹层对动力阻抗曲线振幅水平影响显著,而桩底软(硬)下卧夹层则对桩顶动力阻抗曲线影响很小;桩周饱和表层土体孔隙率仅对桩顶动力阻抗曲线共振幅值产生明显影响,而桩底饱和土层孔隙率对桩顶动力阻抗曲线共振幅值和共振频率均有显著影响。

广义Voigt土模型基于虚土桩法的桩基纵向振动

在桩侧土广义Voigt模型条件下,研究成层土中黏弹性桩在纵向振动荷载作用下的动力特性。将桩底截面范围内有限层桩底土模拟为虚土桩,建立虚土桩-土、桩-土耦合振动模型,采用广义Voigt体模型建立桩、虚土桩与桩侧土的纵向振动动力方程。利用桩-土、虚土桩-土的耦合接触条件求解动力方程,得到桩顶频域响应解析解和时域响应半解析解。通过对虚土桩参数的研究检验桩底土对桩顶动力响应的影响,得到一系列的桩顶速度导纳曲线及时域反射波曲线。

双向非均质黏性阻尼土中管桩纵向振动特性

管桩施工会使土体产生扰动,从而引起桩周土体沿桩基径向的不均匀性,为同时考虑桩周土体此种径向非均质效应和纵向成层特性对管桩纵向振动动力阻抗的影响规律,提出基于土体黏性阻尼的多圈层平面应变模型,建立双向非均质土中管桩纵向振动简化分析模型,利用拉普拉斯变换和阻抗函数的传递性,推导得出管桩桩顶动力阻抗解析解答,计算结果表明,纵向软硬夹层对一定低频区间内动力阻抗曲线振幅水平影响显著,夹层越软(硬),共振频率处对应的动力阻抗曲线振幅水平越高(低).施工扰动引起桩周土径向非均匀性对管桩桩顶复刚度曲线影响显著,在对管桩进行纵向振动特性分析时宜采用双向非均质黏性阻尼土-管桩相互作用模型推导所得解析解答更为合理.