变参数土层中单桩水平动力阻抗的简化计算

提出一个求解变参数土层中单桩水平动力阻抗的简化计算方法 ,即把变参数土层等效为均匀土层 ,把变参数土层中单桩水平动阻抗的计算转化为均匀土层中单桩水平动力阻抗的计算 .算例表明 ,选取合适的等效权函数 ,可以得到较为满意的结果 .变参数土层中单桩水平动力阻抗的简化计算@王文剑 @楼梦麟     

单桩和群桩动力阻抗研究进展

综述了单桩和群桩动力阻抗国内外研究现状,对各种分析方法的优缺点进行了评述。单桩动力阻抗计算方法主要有Ｎｏｖａｋ薄层法、简化动力Ｗｅｎｋｌｅｒ地基梁法、集中质量法、有限元及边界无数值方法等;群桩动力阻抗计算方法主要有静力相互作用因子和叠加法、动力相互作用因子和叠加法及各种数值方法等。最后了单桩和群桩动力阻抗研究的方向、重点和难点。     

非均质土层中单桩水平动力阻抗计算及影响因素分析

运用土动力学和结构动力学原理．基于改进的Winkler地基梁模型,考虑了地基土的成层非均质性和桩土界面的相对分离效应以及桩侧土的弱化效应,采用数理方程方法分别求解桩与土的振动方程,建立了水平荷载作用下单桩动力阻抗函数的计算力学模型．通过数值计算将得到的单桩水平动力阻抗随激振频率的变化关系与现有的计算和试验结果进行了对比．验证了计算方法的合理性,进而通过变动参数计算得到了桩周弱化土域、桩土界面接触状态、桩身长细比和桩土刚度比等对单桩水平动力阻抗函数的影响规律。     

变参数土层的动力特性和地震反应分析

应用模态摄动原理和一维剪切波动方程，建立了变参数土层自振特性的简捷计算方法。，从而为计算各类变参数地震反应提供了一个有效的计算手段。这一方法不仅适用于分层均匀土层，也适用于土介质物理特性沿深度不均匀变化的土层。这种变化规律既可用解析函数表示，也可采用列表函数     

层状土中单桩水平振动的动力阻抗

采用动力文克尔地基梁模型,首先求出层状土中有限长桩的通解,在此基础上导出了桩单元复刚度矩阵,提出了计算层状土中单桩动力阻抗的方法。本文成果可以用来研究层状土中群桩的动力阻抗、桩－土运动相互作用等问题。     

分层土中单桩的水平动刚度计算

根据能量守恒原则,利用桩的水平静载变形曲线求取分层土等效为均匀土层的参数;采用Winkler地基梁模型计算了分层土中桩的水平动刚度,并针对Winkler地基梁模型计算动力问题的缺陷提出修正建议。本文中提出的方法也可用于分层土中单桩弯曲、垂直动刚度的计算。     

考虑桩土动力相互作用时群桩阻抗函数的分析

桩与土体的动力相互作用不仅改变了桩基的承载力，也影响了上部结构对动荷载的响应，因此在进行上部结构的动力响应分析时必须考虑桩土动力相互作用的影响。对这种动力相互作用效应研究的基础是确定桩土系统的阻抗函数，文章对考虑桩土系统动力相互作用时群桩的阻抗函数进行了细致的分析，明确了影响桩土系统动力相互作用阻抗函数的各种主要参数，为进一步研究桩土结构相互作用打下基础。     

层状地基中考虑土体剪切效应的单桩振动阻抗分析

在Winkler模型中引入描述地基土剪切效应的第二地基参数,采用初参数法求解双参数(Pasternak)地基模型中单桩水平振动的微分方程,运用传递矩阵法得到层状地基中单桩水平和回转振动的阻抗。与实例比较验证了理论推导及程序编制的正确性。分析表明:随着桩土弹模比的减小,第二地基参数对桩顶阻抗的影响有增大的趋势,此时使用双参数地基模型进行分析是必要的。对桩顶振动阻抗的影响因素(桩土弹模比、地基成层性、桩底边界条件、桩身长径比、量纲为1的频率)进行了参数化分析,结果表明:表层土的桩土弹模比是桩水平振动最重要的影响因素,振动阻抗随桩土弹模比的增大而减小,而有效桩长则随弹模比的增大而增大。     

嵌岩桩单桩沉降计算的一种简化模型

鉴于嵌岩桩所处土层、岩层的性质差异,桩侧土层、岩层及桩端岩层采用不同的双折线荷载传递函数（弹性－全塑性模型、弹性－硬化模型）,导出了嵌岩桩单桩沉降计算的一种解析算法。并利用所得公式对深长嵌岩桩沉降曲线特点,影响嵌岩桩单桩承载力、单桩沉降的因素等进行了讨论。讨论表明：桩身弹性模量Ｅ、桩端岩石刚度Ｃｂ是影响桩端阻力发挥的重要因素,也是影响单桩承载力、单桩沉降的重要因素。     

低承台群桩动力阻抗的有限元分析

采用有限单元法分析承台埋置在土中的群桩的动力阻抗．采用透射边界来模拟土的辐射阻尼,计算了2X2群桩和3X3群桩的竖向、水平和摇摆动力阻抗．分析表明,承台的埋置对群桩的水平和摇摆动力阻抗有很大的影响．与高承台群桩相比,低承台群桩动力阻抗在某一频率范围内可能大很多,但在另一频率范围内也可能小,呈现出复杂的频率相关性．     

分数导数黏弹性模型描述的土中单管桩的水平振动

将土体视为黏弹性介质,采用分数阶本构方程描述黏弹性土应力-应变关系,建立并求解了在轴对称坐标下单桩桩周-桩芯土水平振动控制方程,得到分数阶黏弹性土体单桩水平动力阻抗的解析解形式.通过数值算例分析了桩土常数和模型参数对单桩水平动力阻抗的影响.结果表明:桩周土的分数微分算子阶数对单桩水平动力阻抗影响较大;桩芯土和桩周土的本构模型常数会对水平动力阻抗刚度因子产生明显影响,而对阻抗因子的影响相对较小.     

考虑桩身剪切变形的管桩水平动力阻抗

基于Timoshenko梁模型,考虑管桩桩身剪切变形的情况,建立了单个管桩的水平振动方程.为了考虑管桩与土体的动力相互作用,将桩周土和桩芯土对管桩的作用等效为Winkler弹簧-阻尼器,利用数学物理手段,并考虑管桩与土体的连续性条件,得到了弹性系数和阻尼系数.考虑管桩桩端边界条件和水平动力阻抗的定义,得到了考虑桩身剪切变形的管桩的水平动力阻抗.通过对比分析和数值讨论可知,采用Timoshenko梁模型得到的管桩水平动力阻抗的绝对值比Euler梁模型小;相对实心桩管桩更应考虑桩身的剪切变形.     

考虑径向非匀质性的层状地基中摩擦桩动力阻抗研究

采用考虑了桩周土的非匀质性的Novak薄层法计算桩土相互作用的方法,对考虑径向非匀质性的层状地基中摩擦桩竖向动力阻抗的简化计算方法进行了研究,得到了相应的计算公式.并分析了桩周土非匀质性、泊松比、频率等因素对单桩竖向动力阻抗的影响.分析结果表明:非匀质区刚度与匀质区刚度比对单桩竖向动力阻抗基本无影响,泊松比、非匀质区大小则有较大影响.     

层状土中单个管桩的竖向振动特性

将桩周土和桩芯土模拟为连续分布的弹簧和阻尼器,通过求解土层的竖向振动得到了Winkler地基模型的刚度系数和阻尼系数.在考虑土体分层特性的基础上运用传递矩阵法建立了管桩桩顶与桩底位移和轴力的关系,通过考虑桩端边界条件得到了层状土中单个管桩桩顶的竖向复刚度.借助数值算例研究了管桩壁厚、桩土模量比、桩芯土与桩芯土剪切模量比、土层厚度和剪切模量等参数对层状土中管桩竖向振动的影响.     

软夹层参数对边坡动力特性的影响分析

采用动力有限元分析了软夹层厚度、倾角、埋深等参数对边坡的位移、加速度等动力反应的影响.研究表明:软夹层对边坡动力特性影响显著,在边坡设计和边坡稳定性分析中不能忽视;软夹层越厚滤波和放大效应越明显;软夹层埋深越大,滤波效应越明显;软夹层倾角对滤波效应影响不显著,但对峰值有影响,而逆边坡角的软夹层可以减小边坡表面位移和加速度峰值.研究结论可应用于边坡设计中.     

桩、土动力相互作用的简便积分方程法

将桩视为弹性杆件,推导其在轴向和侧向荷载作用下的拉氏空间基本解,应用互等定量分别建立了桩在轴向和侧向动力荷载作用下的积分方程使其离散。对于土域应用了弹性半空间的拉氏空间动力基本解,采用加权残量法建立了土域的积分方程也使其离散,按照土和桩接触面的平衡和相容条件,对桩、土系统建立一组代数方程,则在其接触面和域内任意点的位移和力可以求解,由Ｋｏｉｓｕｍｉ数值求逆的方法可以得到时域的解。     

成层土中竖向受荷桩沉降性状简化计算方法

基于应力泡形虚土桩模型和考虑桩土界面初始临界摩阻力的改进双曲线模型,提 出了一种可以考虑桩端应力扩散效应和桩土界面初始临界摩阻力影响的竖向受荷单桩沉降 简化计算方法.首先,利用该计算方法分析讨论了模型参数对单桩沉降的影响程度,并给出了 合理的取值范围;其次,将用该计算方法得到的结果与现场实测数据对比分析,验证了本文计 算方法的合理性,并进一步分析研究了不同桩顶荷载作用下竖向受荷桩的桩身压缩与桩端土 体沉降所占比重关系、桩身轴力分布规律以及桩侧摩阻力发挥特性等 .本文的计算方法参数 明确,应用简便,可以为桩基础设计提供更为准确的沉降值,具有广泛的工程应用前景.