基于桩土相互作用时基桩导纳曲线的仿真分析

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1、华中科技大学硕士学位论文桩土相互作用时基桩导纳曲线的仿真分析姓名：刘重庆申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王雪峰20070330摘要在基桩完整性检测中，人们常采用时域分析法对实测信号进行分析处理，在很多情况下，由于测试条件、测试技术等方面的原因，单纯的时域分析法难以满足工程检测的需要，在这种情况下就有必要引入频域分析作为时域分析的补充。机械阻抗法是一种以频域分析为主的低应变检测方法。其中稳态机械阻抗法是在桩顶施加一个幅值恒定、频率变化的简谐激振力，以一定的频率间隔在试验频率范围内逐个频率激振，以获取桩

2、顶的速度导纳曲线，此方法具有诸多优点，如单频激振力集中、谐波失真小、频率带宽控制方便、测试精度高，因此易于识别桩的动力特性，已在工程中得到了广泛的应用。本文采用了一种简化的桩－土动力模型，利用ANSYS软件的谐响应分析功能，得到了完整桩和单一缺陷桩的速度导纳曲线，分析了桩周土体及缺陷程度对速度导纳曲线（基频、基桩嵌固系数、谐振峰频差、峰谷差值）的影响。鉴于动刚度作为机械阻抗法的一个重要分析指标在检测工程中被错误使用的情况时有发生，本文就桩身尺寸、桩周土、桩身弹性模量、缺陷、特性频率点f对基M桩动刚度的影响进行

3、了单因素分析。因为本文所采用的计算模型考虑了桩周土的作用，所以文中所得结论对频域分析在基桩完整性及承载力检测与分析方面的应用具有较强的指导意义。关键词：机械阻抗法导纳曲线动刚度缺陷IAbstractInthefoundationpileintegralitydetecting,thetimedomainanalyticalmethodisusuallyadoptedtoanalysisprocessfieldmeasuredsignals.Inmostcases,duetofactorssuchastestc

4、ondition,testingtechnologyandsoforth,thesingletimedomainanalyticalmethodcanhardlymeettheneedofengineeringdetection.Therefore,inthiscase,frequencydomainanalysisisnecessarytobeintroducedascomplementarity.Themechanicalimpedancemethodisoneofthelowstraintestingm

5、ethodsmainlybasedonfrequencydomainanalysis.amongwhichthestablemechanicalimpedancemethodistheoneapplyanexcitingforceofamplitudeconstancyandfrequencyvariationonthepile,andinducevibrationofthepileinatestfrequencycoveragewithaacceptantfrequencyspaceinordertoobt

6、ainthevelocityadmittancecurveofthepile.Ithasmanyadvantagesasfollows:1)itcentralizesinsinglefrequencyexcitingforce;2)ithassmallprobabilityinharmonicdistortion;3)itiseasytocontrolthefrequencybandwidth;4)thetestaccuracyisveryhigh.Asaresultofsomanyadvantages,it

7、iseasytorecognizethedynamiccharactersofthepile,andithasalreadybeenwidelyappliedinproject.Inthispaperasimplifiedpile-soildynamicmodelisadoptedandwegetthevelocityadmittancecurvesofsoundpilesandsingledetectivepilesthroughthefunctionofharmonicresponseanalysisin

8、theANSYSsoftware.Italsoanalyzestheinfluenceoftheclayaroundthepileandthedefectdegreeonthevelocityadmittancecurve(includingfundamentalfrequency,foundationpilepartialfixingcoefficient,resonancepeakfrequen