水平简谐荷载作用下饱和土中群桩的动力反应

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1、第24卷第8期岩石力学与工程学报Vol.24No.82005年4月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringApril，2005水平简谐荷载作用下饱和土中群桩的动力反应121周香莲，周光明，王建华(1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200030；2.中铁十二局建筑安装公司，山西太原030024)摘要：研究了在水平简谐荷载作用下饱和土中群桩的动力反应问题。半空间饱和土采用Biot提出的三维波动原理，将桩看作是一维的弹性杆单元，采用Hankel变换及数值逆变换得到饱和土的基本解。利用桩土之间的变

2、形协调条件和叠加原理得到饱和土中群桩的第2类Fredholm积分方程，采用动力相互作用因子的方法计算群桩在水平荷载作用下的动力阻抗，给出了群桩的阻抗、弯矩以及孔压的数值结果。该方法可用于计算层状饱和土中群桩的水平动力反应问题。关键词：土力学；饱和土；群桩；水平荷载；动力反应中图分类号：TU473.1文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)08–1433–06DYNAMICRESPONSEOFPILEGROUPINSATURATEDSOILSUBJECTEDTOHORIZONTALLOADS121ZHOUXiang-lian，ZHO

3、UGuang-ming，WANGJian-hua(1.SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China；2.DivisionofConstructionandInstructionofNo.12RailwayBureauofChina，Taiyuan030024，China)Abstract：Thedynamicresponsesofpilegroupsinsaturatedsoilsubjectedtohor

4、izontalharmonicloadareresearched.ByadoptingBiot′sthree-dimensionalwavetheoryforthehalfspacesaturatedsoilandthepilebeingsimplifiedasone-dimensionalelasticbar，thefundamentalsolutionsareobtainedbyHankelintegraltransformandnumericalinversetransform.ThesecondkindofFredholm′sinteg

5、ralequationofpilegroupsinsaturatedsoilcanbeobtainedbyusingcompatibilityconditionbetweenpilesandsoilandthesuperpositionmethod.Thedynamicimpedancesofpilegroupsinsaturatedsoilsubjectedtohorizontalloadsaredeterminedbyusingdynamicinteractionfactors，andthehorizontalimpedances，mome

6、ntsandporepressuresarepresented.Themethodcanbeusedtocalculatehorizontaldynamicresponseofpilegroupsinmultilayeredsaturatedsoil.Keywords：soilmechanics；saturatedsoil；pilegroup；horizontalload；dynamicresponse[1][2]来有3种：(1)Winkler地基梁法，(2)有限元法，1引言[3](3)边界元法。Biot首先提出了流固耦合的半空间饱和土的波动方

7、程来研究土的动力问题，该理论弹性半空间中的群桩在简谐荷载作用下的动力与单相介质理论相比能反映土中孔压的变化情况，反应问题在近几十年来引起了广大学者的注意，其因此，成为目前研究的热点之一。文[4]扩展了主要用于核电站工程，海滨工程等易受动荷载冲击Muki的方法研究单桩在饱和土中的稳态动力反应。的工程设计中。对于此问题的研究方法归纳起文[5]研究了半空间饱和土中刚性圆盘的垂直振动收稿日期：2003–09–27；修回日期：2003–11–06作者简介：周香莲(1972–)，女，博士，2003年于上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院固体力学专业获博士学位

8、，现任讲师，主要从事桩土之间相互作用方面的教学与研究工作。E-mail：zhouxl@sjtu.edu.cn。•1434•岩石力学与工程学报2005年