饱和土中管桩的扭转振动特性研究.pdf

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1、振动与冲击第34卷第11期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVo1．34No．112015饱和土中管桩的扭转振动特性研究靳建明，张智卿，吴章土，李西斌(1．浙江树人大学城建学院，杭州310015；2．浙江农林大学土木工程系，杭州311300)摘要：基于Biot提出的饱和多孔介质的波动方程，研究了均质各向同性饱和土中端承管桩的扭转振动问题。首先对土层动力平衡方程进行求解并得到土体扭转振动位移形式解，然后对管桩的动力平衡方程进行求解，得到了管桩桩顶转角解析解，进一步通过数值算例分析了桩周土与桩芯土的物理力学参数对管桩桩顶复刚度和桩身转角的影响。数值分析结果表

2、明，在动力基础设计所关注的低频段，桩周土与桩芯土的剪切模量比、壁厚以及桩的长径比对管桩的动力响应有较大的影响，而液固耦合系数的影响很小。关键词：管桩；饱和土；桩土相互作用；扭转振动；转角中图分类号：TU47文献标志码：ADOI：10．13465／j．~nki；jvs．2015．11．010Torsionalvibrationofapipepileembeddedinaporous-saturatedsoilJINJian．ming，ZHANGZhi—qing，Zhang．tu，LIXi．bin(1．UrbanPlanningCollege，Zh~iangShurenUni

3、versity，Hangzhou310015，China；2．CivilEngineeringDepartment，Zh~iangAgricultureandForestryUniversity，Hangzhou311300，China)Abstract：BasedonBiot’Sdynamicwaveequationforporous-saturatedsoil，torsionalvibrationofanend-supportedpipepileembeddedinhomogeneouslyisotropicsaturatedsoilandsubjectedtoatr

4、ansienttorsionalloadingwastheoreticallyinvestigated．Firstly，thetorsionalvibrationdisplacementformsolutionofthesaturatedsoilwassolvedwiththedynamicequationsofsoillayer．Then，byutilizingthecontinuityandboundaryconditionsofthepile—soilsystemandsolvingthedynamicequationofthepipepile，thedynamic

5、responseofthetwistangleofthepipepilewasobtainedinaclosedform．Finally，theinfluencesofmajorsoilparametersonthecomplexstiffnessofthepiletopandthetwistangleofthepipepilewereanalyzed．Itwasshownthatinthelow-frequencyrangefocusedbydynamicfoundationdesign，themodulusratioofsoilaroundpiletoinnersoi

6、l，thethicknessandtheslendernessofpipepilehavedistinctinfluencesonthedynamicresponseofthepile；buttheinfluenceoftheliquid—soildcoupledcoeficientcanbeneglected．Keywords：pipepile；saturatedsoil；pile—soilinteraction；torsionalvibration；twistangle桩基振动理论方面的研究开展于20世纪70年然而以上这些理论均是研究实芯桩的振动特性问代。30年来桩基

7、振动理论已经取得了丰硕的成果，尤题，随着管桩生产、施工等技术的发展，管桩以其施工其在实芯桩的振动理论方面的研究。在桩基的扭转振方便、承载力高、质量可靠、较为经济等优点在各种建动理论研究方面，Novak等⋯将平面应变土模型应用于筑基础中得到广泛的应用。急需对管桩的振动特性作动力扭转荷载作用下埋置刚性基础振动特性的研究之进一步的分析研究，而现有的文献报道关于这方面的中，给出了土扭转阻抗的解析表达式，并用解析的方法研究较少。基于“径向不变假定”，刘汉龙推导得到研究了弹性半空间以及下卧层为基岩的弹性土体中埋了管桩振动响应时域解，但没有