基桩低应变反射波法检测中应力波衰减的分析研究

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1、广东工业大学硕士学位论文基桩低应变反射波法检测中应力波衰减的分析研究姓名：陈胜申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈久照;李彰明20090601摘要众所周知，桩基础中桩与土相互作用形成一整体：桩．土系统，土对桩体的作用不容忽视。而低应变反射波法理论研究的对象恰恰是桩．土系统，因此研究应力波在桩身中传播时不仅要考虑桩身参数的影响，还要考虑桩周土参数的影响。传统的低应变反射波法理论将桩体材料视为线弹性体并忽略混凝土的阻尼作用。但实际工程检测表明桩身材料不单一地表现为线弹性体，而且桩身混凝土的阻尼对应力波传播有一定的影响。针对上述问题，本文尝试建立粘弹性桩．土数学模型并对波的传播规律及衰

2、减进行了系统的分析，具体工作如下：(1)将粘弹性理论引入桩一土力学模型，结合基桩振动时的边界条件、初始条件，推导出基桩激振动条件下的瞬态振动位移响应模型和速度响应模型。(2)利用ANSYS有限元软件建立粘弹性桩一土有限元模型，模拟桩一锤瞬态撞击的振动过程；利用质点振动速度曲线分析应力波在桩身中的传播特征，并得出了影响应力波衰减的各影响因素包括激振脉冲宽度、桩身材料弹性模量、桩径、桩身材料阻尼、桩底土刚度、桩底土阻尼和桩侧土阻尼。(3)根据桩底与桩顶反射波幅比衰减曲线拟合得出每一参数作用下的应力波衰减系数，总结分析衰减系数曲线变化趋势并得出了：衰减系数随桩径、桩身材料阻尼、桩底土阻尼和桩侧

3、土阻尼的增大而增大，随脉冲宽度、桩身材料弹性模量和桩底土刚度的增大而减小。(4)对应力波曲线进行深入的研究，分析应力波传播速度与应力波衰减影响参数的关系并得出了：应力波波速随桩身弹性模量和阻尼、桩底和桩侧土阻尼的变化呈正比关系；应力波波速随脉冲宽度和桩径变化呈反比关系；而应力波波速不受桩底土刚度的影响。关键词：粘弹性，应力波衰减，瞬态振动响应，衰减特征，影响参数广东T业人学T学硕f：学位论文AbstractItiswellkownthatthepileinteractionwithsoiltoformaacompleteinpilefoundation：pile-soilsystem，s

4、oileffectonpileisindispensable．Andthereaserchobjectoftheoryoflowstrainreflectedwavemethodisthepile-soilsystem，SOnoonlyconsidertheeffectofpileparametersbutalsotheeffectofpilelateralsoilparameterswhenreaserchingstresswavetravelinthepile．Traditiontheoryoflowstrainreflectedwavemethodregardthepielmate

5、rialasaline-elastomerandignoretheeffectofthedampingofpile．Butthepracticalengineeringinvestigationshowthatmaterialofpiledoesn’tappearasaline-elastomeronly．Theconcretedampingofpilealsohaveeffectonthepropagationofstresswave．Aimingattheproblemsabove，thisthesistrytoestablishaviscoelasticpile-soilmathe

6、maticalmodelandsystematicalanalyzingthepropagationandtransientrules，theconcreteworkwasasfollows：(1)Establishingaviscoelasticipile-soilmathematicalmodel，andgetthetransientvibrationresponsemodelofdisplacementandvelocitywhichbasingontheboundaryconditionsandinitialconditionsofpilevibration．(2)Establi

7、shingaviscoelasticpile-soilmodelbyANSYS，simulatethevibrationprocessoftransientimpactofpileandhammer；Usingthevelocitycurveofnodetoanalysisthepropagationcharacteristicsofstresswaveinpileandgettheattenuationinfluencingfac