飽和土地基-樁基-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用理論分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、本文工作圍繞飽和土地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用這一課題進(jìn)行研究，著重研究飽和地基中樁在豎向、扭轉(zhuǎn)、水平振動(dòng)時(shí)樁動(dòng)力阻抗解析表達(dá)式，通過(guò)理論分析和試驗(yàn)研究，深入認(rèn)識(shí)飽和土地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用機(jī)理，為實(shí)踐應(yīng)用提供指導(dǎo)，亦為考慮飽和土地基-樁基-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的抗震設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)建議。本文共分為五章，主要做了如下工作： 1、通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的概括和總結(jié)，評(píng)述了國(guó)內(nèi)外土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用研究的現(xiàn)狀，對(duì)地基-

2、樁-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的方法進(jìn)行了歸納總結(jié)，分析了已有研究工作成果的局限性及優(yōu)缺點(diǎn)。 2、基于Biot飽和土動(dòng)力固結(jié)方程，考慮飽和土體徑向運(yùn)動(dòng)的影響及樁土耦合條件，對(duì)飽和土層中端承樁豎向振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了較為嚴(yán)格的解析研究。在未引入勢(shì)函數(shù)及積分變換條件下，求得了樁豎向動(dòng)力響應(yīng)函數(shù)，本文還將Novak薄層法思想引入到飽和土中樁豎向振動(dòng)阻抗研究中，得到較為實(shí)用的簡(jiǎn)化解，這在本文中是首次得到。 3、對(duì)土層動(dòng)力平衡方程進(jìn)行求解

3、并得到土體扭轉(zhuǎn)振動(dòng)位移形式解，依據(jù)平衡條件將該形式解耦合進(jìn)樁身動(dòng)力平衡方程，并通過(guò)對(duì)樁動(dòng)力平衡方程的求解，得到樁頂轉(zhuǎn)角和切向速度頻域響應(yīng)解析解。將Novak薄層法思想引入到飽和土中樁扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻抗研究中，得到較為實(shí)用的簡(jiǎn)化解，這在已有文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)道。 4、分別用直接求解方法和勢(shì)函數(shù)方法研究了飽和土中樁的水平振動(dòng)響應(yīng)，得到了樁頂水平阻抗、搖擺阻抗以及水平-搖擺耦合阻抗函數(shù)，并將Novak薄層法思想引入到飽和土中樁的水平振動(dòng)研究中，得

4、到較為實(shí)用的簡(jiǎn)化解，目前尚未見(jiàn)該問(wèn)題的解析解報(bào)道。 5、飽和土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用問(wèn)題的研究中，由于試驗(yàn)的困難性，試驗(yàn)研究的報(bào)道比較缺乏，因而使飽和土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的理論分析缺乏充分的試驗(yàn)支持，限制了其在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。因此本文的另一方面的工作是試驗(yàn)，對(duì)一個(gè)1∶2的框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了頂層牽引激振、頂層機(jī)械激振以及爆破激振的試驗(yàn)研究，獲得了大量數(shù)據(jù)，這些試驗(yàn)結(jié)果對(duì)認(rèn)識(shí)飽和土地基-樁-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用機(jī)理和驗(yàn)證相互作用分