径向非均质土中桩的纵向及扭转振动特性研究

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1、浙江大学硕士学位论文径向非均质土中桩的纵向及扭转振动特性研究姓名：周铁桥申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王奎华20050201径向非均质土中桩的纵向及扭转振动特性研究摘要本文从三维轴对称土体模型出发，综合考虑桩周土竖向波动效应及桩周土径向非均质，较系统地对桩土纵向及扭转祸合振动理论进行了研究。主要工作包括:1、在考虑桩周土三维波动及径向非均质条件下，对滞回阻尼土层中桩土纵向祸合振动问题进行了研究，分别得到了桩顶位移、速度频域响应及复刚度的严格解析表达，在此基础上，分析了桩周土径向非均质对桩顶复刚度及速度导纳的影响，并将本文

2、解与工程实测曲线进行了比较分析，验证了本文理论解的实用性。2、对桩底刚性支承桩的桩土扭转祸合振动问题进行了研究，得到了桩顶位移、速度及复刚度的解析解。3、利用所得解，对弹性土层中桩土扭转祸合振动特性进行了分析，并重点讨论了各土工参数对桩顶位移、速度及复刚度曲线的影响，得到了许多重要的结论。4、综合考虑了桩周土体三维波动效应及桩周土体径向非均质，对弹性土层中桩土扭转祸合振动问题进行了研究，得到了桩顶响应的理论解，通过卷积定理及逆傅立叶变换，求得了半正弦脉冲激励作用下桩顶时域响应的半解析解，并分析了桩周土径向非均质对桩顶复刚度、速度导纳

3、及桩顶速度时域响应曲线的影响。本文给出的桩土纵向及扭转藕合振动理论考虑了桩周土三维波动效应及径向非均质，在理论上更严格，也更符合实际情况。这不仅使得桩基振动理论更为完善，也为桩基抗震、防震设计及桩基动态检测提供了全新的理论支持。关键词:径向非均质;三维轴对称;时域;频域;复刚度;导纳;纵向振动:扭转振动:桩土藕合作用国家自然科学基金资助项目批准号:50279047StudyonLongitudinalandTorsionalVibrationofPileInRadialHeterogeneousSoilABSTRACTOntheba

4、sisofthree-dimensionalaxiallysymmetricalsoilmodelandtakingaccountofverticalwaveefectofsoillayer,longitudinalvibrationandtorsionalvibrationofpileinradialheterogeneoussoilanditsengineeringapplicationissystematicallystudied.Themainoriginalworkisasthefollowing:1.Inradialhe

5、terogeneoussoil,considering3Dwaveefectofsoillayer,theinteractionbetweenanintegralpileandavisco-elasticsoillayerwithviscousdampingistheoreticallystudied,andthepileresponsetoaharmonicloadisobtainedinaclosedformandusedtodefinecomplexstifnessatthepiletop.Basedonthesesoluti

6、ons,theinfluenceonvibrationpropertiescaused饰radialheterogeneousofsoillayerisdiscussed.Bymakingthecomparisonofthenewtheorydevelopedinthispaperwiththefieldmeasuredcurves,thecorrectnessandapplicabilityofthenewtheoryisverified.2.Torsionalvibrationofanintegralpileinanunifor

7、msoilwithendbearingboundaryistheoreticallyinvestigated,andthepileresponsetoaharmonicloadisobtainedinaclosedform.3.Basedonthesesolutions,aparametricstudyisconductedtodeterminethemainfeaturesofthesoil-piletorsionalvibration,andsomeimportantconclusionsaredrawnforengineeri

8、ngapplication.4.Inradialheterogeneoussoil,considering3Dwaveefectofsoillayer,torsionalvibrationofanintegralpileinaelas