准饱和土中单桩竖向荷载作用下的动力响应.pdf

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1、第32卷第3期2015年3月公路交通科技JoumalofHighwayandTransponationResearchandDevelopmentV01．32No．3Mar．2015doi：10．3969／j．issn．1002一0268．2015．03．007准饱和土中单桩竖向荷载作用下的动力响应李怀健1，张鸿2，徐斌2(1．交通运输部公路科学研究院，北京100088；2．南昌工程学院土木与建筑工程学院，江西南昌330099)摘要：根据Biot饱和多孔连续介质波动方程，基于Bardet对准饱和土的假设，提出了准饱和土二相介质波动方程；运用Hel

2、mholtz矢量分解和传递、透射矩阵法(TRM)推导出准饱和土中层状半空间受竖向荷载作用下的动力响应表达式；利用Muki虚拟桩法，在层状半空间建立了桩和准饱和土相互作用的第二类Fredholm积分方程，通过离散的数值积分方法求解积分方程，讨论了准饱和土中单桩竖向动力响应问题。算例分析表明，准饱和土中桩顶竖向阻抗随饱和度的减少而增大，与饱和土地基相比，明显偏大；桩侧孔压随饱和度的减小而增大，并沿着桩长迅速衰减；桩顶位移幅值在频率较小时变化明显，饱和度越小，位移峰值越大，当频率较大时，饱和度的变化对振幅的影响不大。关键词：道路工程；准饱和土；单桩动力

3、响应；Helmholtz矢量分解；透射矩阵法(TRM)中图分类号：U412文献标识码：A文章编号：1002—0268(2叭5)03—0037—08DynamicRespOnSeS0fSIngIePiIeEmbeddedinNearIySaturatedSO¨SubjectedtoVerticaILoadLIHuai-jianl，ZHANGHon92，XUBin92(1．ResearchInstituteofHighway，Ministryof7Ihnspon，Beijing100088，china；2．SchoolofCivilEn舀neerin

4、g&Architecture，NanchangInstituteofTechnolog)r，NanchangJiaIl弘i330099，China)Abstract：A2一phasemediumwaveequationofnearlysaturatedsoilisproposedbasedonBiot’swaveequationofsaturatedporouscontinuousmediaandBardet’sassumptionregardingnearlysaturatedsoil．ApplyingtheHelmholtz’sVectord

5、ecompositionandtransmissionandTRM，thedynamicI℃sponseexpressionsof1ayeredhalf．spaceinneadysaturatedsoilunderverticalloadarederiVed．BasedonMuki6ctitionJspilemethodology，thesecondkindofFredholminteg阻lequationsdescribinginteractionbetweenpileandnearlysaturatedsoilinhalf-spacearee

6、stablished．Theinte铲alequationsaresolVedbyusingdiscretenumericalinte铲a1method，andtheverticaldynamicresponseofapileembeddedinnearlysaturatedsoilisdiscussed．Thenumericalresultshowsthat(1)theverticalimpedanceatthetopofthepileembeddedinnearlysaturatedsoilincI℃asesasthesatumtiondeg

7、reedecreases，anditisquitelargecomparedwiththatofthes砒uratedsoilfoundation；(2)theporepressurealongthesideofthepileincreasesasthesaturationdegreedecreasing，andattenuatesrapidlyalongthelengthofthepile；(3)thepiletop’sdisplacementchangessignificantlywhenthef诧quencyissmaU，asmallers

8、aturationdegreeresultsinalargerpeakdisplacement，butwhenthefrequencyi