层状饱和土中单桩纵向振动分

基于饱和多孔介质理论,将土体视为液固饱和两相介质,利用Novak薄层法得到了饱和土的竖向动力阻抗,利用传递矩阵法研究了饱和土中桩的纵向振动并进行了参数分析。研究结果表明：桩周土的性质、土层厚度和土层分布对桩顶复刚度有很大的影响,土层剪切模量比越小,复刚度随频率变化曲线的峰值越小,峰值的间隔也越小;对于上软下硬土层,下层硬土层越厚,桩的复刚度随频率变化曲线的峰值越小;土层液固耦合系数的差异对桩的纵向振动特性也存在一定的影响,但相对较小。     

饱和土中圆弧形埋置基础对平面SV波的动力响应

基于Biot动力方程,利用Fourier-Bessel级数展开以及三角函数的正交性,首次给出了在倾斜入射平面SV波下饱和土中圆弧状埋置基础的动力响应。通过若干算例系统分析了入射角度、入射频率、基础埋深、基础刚度等参数对基础动力响应的影响。     

惯性荷载和地震荷载作用下单桩横向非线性动力响应简化分析

根据已建立的地基土—单桩系统横向非线性动力响应简化分析模型和计算方法,讨论了动力荷载作用下单桩横向非线性惯性响应以及地震作用下单桩横向非线性运动响应,采用两个非线性运动响应因子表征地基土—单桩系统运动响应的非线性特性。计算结果表明:该模型不仅能够模拟在(准)静态单调循环荷载和简谐荷载作用下的单桩横向非线性惯性响应,而且可以反映地震过程中地基土—单桩系统横向非线性运动响应的基本特征。     

多层地基中单桩的沉降分析

根据能量法中的格林公式以及桩微段和桩侧土微段的力平衡推导了多层地基中单桩的位移控制方程,该控制方程能综合考虑桩侧土的剪切和压缩过程.根据桩土系统的轴力和位移在各层地基边界处的连续条件以及传递矩阵法获得了多层地基中单桩在轴向荷载下的总刚度矩阵.由于位移函数非显式,因此运用迭代步骤进行求解,进而可以完全确定单桩的位移和力函...     

地震荷载作用下深厚饱和砂土中桩动力特性试验研究

以某工程为依托,进行1∶20比例缩尺2×1桩基模型振动台试验,输入与当地地震设计反应谱接近的3种地震波,研究深厚饱和砂土场地条件下砂土-桩基-结构动力相互作用响应规律。试验再现液化宏观现象,研究表明：深厚饱和砂土场地对地震波高频部分过滤作用显著;随着地震动强度增大,场地液化程度提高,结构水平运动由高频向低频移动,频带范围变宽。同时,上部结构水平运动放大系数由4.56降低至2.75,但该效应对承台不明显;上部结构及承台在加载过程中相互影响,上部结构对承台的影响较大;砂层中部（距土体表面8D处）桩身弯矩相对于桩顶弯矩对输入地震波峰值加速度敏感度更高,随砂层液化程度增大而显著增大。     

单桩荷载传递法修正计算分析

基于层状地基采用双曲线模型为荷载传递函数,提出了用Mindlin解和桩土共同作用的联合方法对荷载传递法的进行修正,并计算分析了单桩承载特性。将Lee的方法与双曲线荷载传递函数相结合使得Lee方法中考虑土体横向连续性的优点得以发挥。将横向连续性与竖向连续性修正相结合得到修正荷载传递法,用编制的计算机程序进行了工程实例的计算,结果表明,计算结果与实测值较为接近,其土层的平均SPT值较小,土体较容易产生变形,当试验荷载较高时,可能造成桩周土与桩身之间的滑移。修正荷载传递法与未修正和仅进行竖向修正的荷载传递法相比具有一定的精确性,能更好地反映单桩承载特性,且适用于群桩的分析计算。     

准饱和土地基中瑞利波的传播特性

基于Biot两相饱和多孔介质理论,推导了准饱和土中瑞利波弥散特征方程,并研究了饱和度对准饱和土中瑞利波的弥散特性和位移分布的影响。结果表明,气相的存在对准饱和土中瑞利波速及弥散特性影响不大,但含气量变化对土骨架和流相的位移会产生很大的影响。     

SH简谐波作用下桩土横向动力相互作用解析分析

利用波的传播理论得到了SH简谐波作用下土层的位移,采用动力Winkler地基梁模型模拟桩-土之间的动力相互作用,得到了SH简谐波作用下单桩的横向位移。通过放大因子来反映SH简谐波作用下桩土系统的横向振动特性,分析了桩土主要力学参数对放大因子的影响。研究表明,桩顶放大因子随频率的变化曲线主要存在4个峰值,土体粘滞阻尼系数对第一个峰值有较大影响;在低频和高频情况下,长径比和边界条件对放大因子的影响不同。对SH作用下桩基振动特性的研究为桩基抗震设计提供了依据。     

行车荷载作用下刚性路面结构体系的动力响应

结构的动力响应特征主要取决于荷载及结构的动力特性,根据行车荷载及其作用下路面结构体系的变形特点,将其简化为冲击荷载作用下具有单自由度的二维平面板动力响应问题,在此基础上推导了行车荷载作用下路面结构体系动力响应的解析解,并分析了路基路面材料参数对结构体系动力响应的影响.     

车辆荷载作用下桩承式加筋路基的动力特性分析

以车辆荷载作用下桩承式加筋路基为研究对象,引入黏弹性人工边界,建立了三维车辆-路基整体有限元分析模型,分析了车辆动荷载作用下桩承式加筋路基的动力响应特性。结果表明:加筋体的存在可有效减小车辆荷载作用下路基的动力响应,随加筋体层数及其弹性模量的增加,路基的动力响应减小更为显著;随着车辆荷载频率的增加,路基路面沉降及内部应力增大;路基竖向位移随桩间距的增加而增加,桩的模量对路基的动力响应也有一定的影响。     

成层土中基于虚土桩模型的桩基纵向振动响应

基于虚土桩模型,对成层广义Voigt地基中桩基纵向振动响应进行研究。将桩截面面积范围内有限层桩端土模拟为与桩完全接触的虚土桩,桩侧土采用广义Voigt模型,结合Laplace变换求得了瞬态半正弦脉冲荷载作用下桩顶频域响应的解析解及时域响应的半解析解;同时采用参数研究方法讨论了单层桩端土和双层桩端土情况下,土层参数对桩顶振动响应的影响,并将虚土桩模型与其他桩端土支承模型进行了对比;最后将理论结果与实际工程桩实测曲线进行了拟合对比。结果表明：该虚土桩模型较为合理,能够较真实地反映桩土相互作用机理。     

填土荷载对邻近桩排影响的有限元分析

建立了填土荷载对邻近桩排作用的三维有限元模型,分析桩顶边界条件和桩-土接触变化时桩基的不同性状,探讨了桩-土间土拱效应,分析了桩身挠曲、桩侧土压力和桩身轴力同填土荷载之间的变化规律。结果表明,填土荷载作用下,桩身挠曲与填土荷载成非线性关系,可以用三折线模型来模拟;桩顶自由时,桩前的土压力介于朗肯主动土压力和被动土压力之间,呈非线性分布。同种土中,桩侧土压力沿桩身呈线性分布,但比Ito理论和沈珠江理论求得的极限土压力都小。桩-土间设置接触单元能更实际地模拟桩基负摩擦力。所得结论对研究被动桩桩-土相互作用以及桥台桩基的设计和施工提供参考。     

饱和黏弹性土层中桩扭转耦合振动研究

在频率域内研究了饱和黏弹性土层中端承桩的扭转耦合振动。饱和土的力学行为采用Biot模型来模拟。采用Novak平面应变模型,推导得到了饱和黏弹性土层的环向位移解析表达式。将桩等效为一维EulerBernoulli杆件处理。根据界面连续性条件,给出了端承桩扭转振动的分析方法和桩顶动力复刚度表达式。在此基础上,对比分析了扭转振动与纵向振动结果、三维模型和薄层法结果、边界单元法和薄层法结果、有无水惯性项的结果。考察了桩的长径比、桩土模量比、土骨架和孔隙水相互作用系数等参数对桩顶刚度因子和等效阻尼的影响。结果表明：桩扭转振动与纵向振动的复刚度曲线在形状上基本一致,而在相位和振幅上有一定区别。     

地震作用下土工格栅加筋土挡土墙动力响应分析

采用连续介质快速拉格朗日差分方法对一座土工格栅加筋土挡土墙地震作用下的动力响应进行了计算分析,将加筋材料中最大拉力、动土压力、加速度放大效应的数值模拟结果与FHWA和公路加筋土工程设计规范计算值进行了对比分析。计算分析表明,挡土墙面板位移与加筋材料拉力均随时间累计增加,地震持续时间对加筋土挡土墙动力影响明显;在地震末期,加筋材料拉力、动土压力数值计算值要明显大于规范计算值;地震时加速度沿墙高有明显的放大效应,加筋土挡土墙墙趾分担了相当一部分动土压力。当前规范设计方法对这些因素均未给予充分的考虑。     

实时动态技术在道路中桩测量中的应用

采用Leica公司的GPS350全球定位系统定时动态(RTK)测量模式,在极短的时间内高精度地完成了常规测量无法完成的道路中桩测量任务。该文介绍RTK技术的工作原理、具体操作和心得体会。     

车辆动荷载作用下黄土暗穴对路基稳定性影响的数值分析

针对车辆动荷载作用下黄土暗穴对路基稳定性的影响,运用有限元方法对其进行了动力响应分析。分析中将车辆通过时路面所承受的动荷载简化为落锤式弯沉仪(FWD)产生的动态冲击荷载,考虑了路面的实际结构体系以及车速、洞径、埋深和偏移距离等主要因素的影响。找出了临界洞室埋深随洞径和偏移距离变化的规律,并确定出了路基下伏暗穴治理范围,同时对动、静荷载效应进行了对比分析。结果表明:在实际计算中,可以将静载乘以某一“放大系数”作为计算荷载进行拟静力分析。     

地震荷载作用下粗颗粒含量对川西混合土动剪切模量和阻尼比的影响

为分析川西地区混合土地震荷载作用下的动力特性,针对该地区保留全部粒径的天然混合土,对3组土分别采用筛分法剔除60,20,10,5 mm粒径颗粒,制备粗颗粒含量不同的天然混合土土样,利用DJSZ-150粗粒土动、静两用三轴试验机进行大型动三轴试验,采用Hardin-Drnevich双曲线模型（H-D模型）拟合动应力-应变关系曲线,获得G_d/G_max-γ和λ-γ曲线变化规律,分析不同围压和粗颗粒含量对川西混合土动剪切模量G_d和阻尼比λ的影响作用。结果表明：混合土动剪切模量G_d、阻尼比λ均随围压及大于5 mm的粗颗粒含量的增大而增大,原因是随着围压增大,粗细颗粒的接触增多,土体结构更加紧实,提高了颗粒壁隙间的动摩擦力,增大了能量传递时的耗损,导致动剪切模量与阻尼比随之增大;当粗颗粒含量小于40%时,细颗粒构成土骨架,粗颗粒的接触被细颗粒阻隔,导致其对动剪切模量及阻尼作用贡献不大,此时动剪切模量和阻尼比随粗颗粒含量增加而增加的速度较慢,当粗颗粒含量为40%~60%时,混合土中粗颗粒骨架形成,且细颗粒有效填充了粗颗粒间的孔隙,粗颗粒在土中起主导作用,此时动剪切模量与阻尼比随着粗颗粒含量的增加而快速增加,当粗颗粒含量大于60%时,粗颗粒的增加无法进一步增强其骨架效应,而此时细颗粒间的胶结作用随粗颗粒的增多导致细颗粒的相应减少而减弱,动剪切模量和阻尼比随粗颗粒含量增加而增加的趋势不明显。