【摘要】：在我國東南沿海地區(qū),由于地勢較低,海拔多在10米以下,多為河流沖擊而成的平原,水資源豐富,地下水位較高,且人口稠密,城市分布眾多,隨著城市化進程的推進,房屋、廠房、公路、港口、機場等建筑設施大量地開始修建,由于樁基礎的適用條件,在這些地區(qū)被大量地采用。管樁作為一種新型樁型,具有著眾多的優(yōu)點:(1)由于管樁的單樁承載力較高,在同一建筑物基礎處理時,可以選擇不同樁徑的管樁進行組合設計,充分發(fā)揮每根樁的承載力;(2)相對于實心樁,管樁具有明顯的造價低的優(yōu)勢;(3)管樁成樁以后,質量較高,且便于檢測樁長與樁身質量。自上世紀60年代以來,管樁在我國東南沿海地區(qū)開始被大量地投入使用,管樁在打入地基的過程中,無可避免地會在樁身內堆積樁芯土塞,而目前對于飽和土中土塞效應對管樁縱向振動特性影響的研究并不是特別的完善,本文以理論研究作為主體部分,研究了管樁與土塞之間的影響關系,并展開室內模型試驗以及建立ANSYS數值模型,通過試驗結果與模擬結果來對比驗證理論計算的合理性。本文根據以下四點進行內容的展開:(1)以飽和多孔介質理論為理論基礎,考察了均質飽和土中土塞效應對管樁的縱向振動問題的影響。根據Novak薄層理論和飽和土多孔介質理論容易獲得管樁側土體復剛度以及管樁內壁土塞復剛度,由此復剛度得到管樁側壁和內壁剪切力,利用一維波動理論建立起管樁和土的耦合動力方程。然后對飽和土中樁頂頻域解析解和時域半解析解進行求解。然后進行了土塞密度、波速和高度等參數的改變對樁頂動力響應的影響分析。(2)以飽和多孔介質理論為理論基礎,考察了縱向成層飽和土中土塞效應對管樁的縱向振動問題的影響。根據Novak薄層理論和飽和土多孔介質理論容易獲得管樁側土體復剛度以及管樁內壁土塞復剛度,由此復剛度得到管樁側壁和內壁剪切力,利用一維波動理論建立起管樁和土的耦合動力方程。然后對縱向成層飽和土中樁頂頻域解析解和時域半解析解進行求解。然后進行了土塞密度、波速和高度等參數的改變對樁頂動力響應的影響分析。(3)運用EPPDS型無線基樁動測儀對現場制備的混凝土模型管樁進行試驗,考察管樁樁頂時域曲線與土塞高度之間的變化關系,對比試驗所得到的解與理論求解得到的解,驗證基于粘彈性支承的飽和土中管樁-土塞縱向振動理論的正確性。(4)運用ANSYS有限元軟件建立樁側土-管樁-土塞耦合作用的數值模型,從數值計算的角度分析了均質土中考慮土塞效應時管樁的縱向振動特性以及縱向成層飽和土中考慮土塞效應時管樁的縱向振動特性。然后研究了土塞的高度以及密度對樁頂速度時域曲線的影響,結合理論分析,驗證了理論分析的正確性。
【圖文】：

圖 2-1 管樁-飽和土-土塞相互作用模響應方程為 )0[()]0SLS122SS1tututustuvz1z1z1z1 移、Lu 為土液相的位移； S11 G1 為土體阻尼比；S1n 土固相體積分觀密度、L1 為土體液相表觀密度；程可由式（2.1）進行 Laplace 變換0S212 z1U

圖 3-1 成層飽和土中樁側土-管樁-土塞合相互作用模型中考慮土塞效應時管樁的動力響應的剪切復剛度以及土塞與樁之間的剪切復剛度根據再復述。()()2π()01SSiiiiiiiiiKrrKrr ()()2π()01SSiiiiiiiiiiIrrIrr 為一階第二類虛宗量 Bessel 函數，K0(αiri)為零階的i)為一階第一類虛宗量 Bessel 函數，I0(αiri)為零階的數解釋參照上章節(jié)所示。動方程與求解
【學位授予單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU473.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 方欣;;樁—土共同作用下大直徑薄壁管樁的豎向受力性能數值模擬[J];黑龍江交通科技;2015年08期

2 張言;楊冬英;丁海平;;廣義Voigt土模型基于虛土樁法的樁基縱向振動[J];地震工程與工程振動;2015年03期

3 劉林超;閆啟方;劉滕;陳晴晴;;基于多孔介質理論的非均質飽和土中單樁的縱向振動[J];河南大學學報(自然科學版);2015年03期

4 王欽剛;李云安;王偉;雷銀;胡麗珍;崔鵬偉;王月偉;;建筑基樁在振動荷載作用下的響應研究[J];科學技術與工程;2014年12期

5 吳文兵;蔣國盛;王奎華;謝幫華;黃生根;;土塞效應對管樁縱向動力特性的影響研究[J];巖土工程學報;2014年06期

6 鄭長杰;丁選明;黃旭;孔綱強;;滯回阻尼土中大直徑管樁縱向振動響應解析解[J];巖石力學與工程學報;2014年S1期

7 鄭長杰;丁選明;劉漢龍;黃旭;;考慮土體三維波動效應的現澆大直徑管樁縱向振動響應解析解[J];巖土工程學報;2013年12期

8 應躍龍;羅海亮;聞敏杰;;飽和黏彈性地基土中管樁縱向振動研究[J];巖土力學;2013年S1期

9 鄭長杰;丁選明;劉漢龍;呂亞茹;;黏彈性地基中PCC樁扭轉振動響應解析方法研究[J];巖土力學;2013年07期

10 楊驍;唐潔;;成層飽和土中考慮橫向慣性的單樁縱向振動[J];巖土力學;2013年06期

相關碩士學位論文 前5條

1 鐘文森;基樁低應變數值模擬及量化分析[D];蘭州交通大學;2013年

2 同霄;應力波在單樁和單樁—承臺系統中傳播的數值計算[D];蘭州交通大學;2012年

3 曹俊偉;土阻尼系數對基樁質量檢測影響的試驗研究[D];蘭州交通大學;2010年

4 鮑樹峰;縱波扭轉波傳播理論研究與動力有限元分析[D];長沙理工大學;2007年

5 羅少鋒;基樁縱向振動的模擬計算及完整性定量分析[D];西安建筑科技大學;2005年

，

本文編號：2675412