基于桩基垂直振动动力特性研究

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1、同济大学硕士学位论文桩基垂直振动动力特性研究姓名：屠勰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄茂松2003.3.1摘要(桩一土动力相互作用在桩基础的设计与施工过程中占有相当重要的地位。本文主要针对桩基础在垂直荷载作用下的动力特性进行了一些肤浅的研究。也本文首先从均匀土层中的单桩着手，通过建立单桩有阻尼竖向振动的微分方程，解出单桩在均匀土层中竖向振动的位移解，继而把此解推广到分层土中，利用传递矩阵法连接各土层单元，从而得到单桩在成层土中的竖向振动的阻抗函数。然后，在求得单桩竖向振动阻抗函数的基础上，通过叠加桩一桩两两动力相互作用效应来估计

2、群桩的动力相互作用。本文在计算动力相互作用因子时，考虑了桩与土的相互作用，不再直接把土的位移等同于桩的位移，通过建立被动桩的运动微分方程，利用传递矩阵法分析计算了成层土中的动力相互作用因子。文中具体分析计算了单桩以及2×1、2×2、3×3和4X4群桩在均匀及成层土中的阻抗函数，并且对影响其阻抗函数的因素进行了一些探讨。最后用本文方法计算分析了上海市磁悬浮工程桩基础的垂直振动。关键词：单桩，群桩j垂直振动；动力阻抗?动力相互作用因子~动力相互作用AbstractPile-soildynamicinteractionisoneofthemost

3、importantissuesindesigningandconstructingthepilefoundation，Thispaperstudiesthedynamicbehaviourofpilesundert11everticalvibration．First，throughtheoscillatorydifferentialequationofsinglepileinhomogeneoussoil，thedisplacementofverticalvibrationisobtained．Forlayeredsoil，theverti

4、caldynamicimpedanceofsinglepilecouldbeobtainedifthedisplacementisappliedineachsoillayerthatisconnectedbytransfermatrix．Then，startingfromthedynamicimpedanceofsinglepile，thepilegroupeffectscanbeassessedbysuperimposingtheeffectsofonlytwopiles．Inthispaper，thepile．soilinteracti

5、onisconsidered，sothesoildisplacementisnotequaltothepiledisplacement．Whenthedifferentialequationofpassivepileiscreated，youCallcalculatethedynamicinteractionfactorsinlayemdsoilwiththematrixtransfermethod．Thedynamicimpedancesofsinglepile，twopiles，twobytwopilegroup，threebythre

6、epilegroupandfourbyfourpilegroupinhomogeneousandinhomogeneoussoillayerarecalculated，andthefactorsofeffeetingthedynamicimpedancesarediscussedinthispaper．Intheend。themethodofthispaperisintroducedtoassesstheverticalvibrationofpilefoundationofMagneticSuspensionProjectinShangHa

7、i．Keywords：singlepile，pilegroups，verticalvibration，dynamicimpedance，dynamicinteractionfactors，dynamicinteraction旦堕苎型!!塑堕主兰竺垄羔苎二圭竺堡第一章绪论1．1课题的研究意义随着国民经济的高速增长，重型厂房、水电枢纽、铁路、公路、桥梁、近海采油平台以及高层建筑物、高耸构筑物等不断兴建，桩基作为一种承载力高、强度大、耐久性好的深基础已被普遍应用到这些土建工程中。在一般房屋中采用桩基主要是承受上部结构传来的竖向静荷载。从五十年代起

8、，人们就开始对桩基础进行了系统的研究，主要限于静力研究。但是在路桥、近海采油平台、高耸构筑物、动力机器基础及地震区的土建工程中，桩基还将承受风力、波浪冲击力、车辆行驶振动及刹车力