【摘要】：作為一種常見(jiàn)的深基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)具有較高承載能力、較強(qiáng)適應(yīng)力和良好的穩(wěn)定性。但地震震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在較強(qiáng)的地震作用下，樁基礎(chǔ)也經(jīng)常發(fā)生破壞，從而造成建筑物的損壞甚至倒塌。樁基礎(chǔ)地震動(dòng)響應(yīng)研究，目前已有理論計(jì)算方法還不能很好地揭示其抗震機(jī)理。樁基礎(chǔ)抗震計(jì)算研究的核心研究?jī)?nèi)容是樁-土動(dòng)力相互作用。在以往解析研究中，利用Winkler地基梁模型來(lái)模擬地震作用下的樁-土動(dòng)力響應(yīng)是最主要的解析研究手段。其他如邊界元法和有限元法等雖然能解決較復(fù)雜的問(wèn)題，但是計(jì)算較復(fù)雜，其結(jié)果也需要解析方法進(jìn)行驗(yàn)證。因此，地震作用下樁基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)研究具有明顯的工程實(shí)際意義和理論研究?jī)r(jià)值。 本文基于改進(jìn)Vlasov地基模型，分別對(duì)單樁豎向和水平向地震動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了研究。 首先，對(duì)豎向和水平向地震作用下的單樁樁-土系統(tǒng)分別提出了一個(gè)新的位移模式。然后，根據(jù)Hamilton原理，得到了位移模式中的未知函數(shù)的控制方程和邊界條件。接著，本文引入一個(gè)迭代算法實(shí)現(xiàn)解耦求解。同時(shí)，通過(guò)與已有結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了本文方法的正確性。最后，通過(guò)參數(shù)分析得到了一些重要的結(jié)論。本文主要的創(chuàng)新點(diǎn)是：(1)分別提出了一個(gè)全新的位移模式；(2)建立了基于改進(jìn)Vlasov地基模型的樁-土模型，得到了單樁豎向和水平向地震動(dòng)響應(yīng)解析解；(3)針對(duì)單樁豎向和水平向地震動(dòng)響應(yīng)，分別提煉出了一個(gè)具有明確力學(xué)意義的物理模型。其中彈簧剛度和膜的參數(shù)具有明確的表達(dá)式。 參數(shù)分析表明：豎向地震作用下，樁的長(zhǎng)細(xì)比、樁-土模量比、激勵(lì)頻率都是影響樁-土動(dòng)力響應(yīng)的重要因素，而阻尼的影響較�。凰较虻卣鹱饔孟�，樁的無(wú)量綱長(zhǎng)度、樁的長(zhǎng)細(xì)比、樁-土模量比都是重要的影響因素。
【圖文】：

他們將v0I 曲線分為三個(gè)部分。如圖1.2所示，(1)在低頻階段0 1(0 )，1vI ，樁基礎(chǔ)表現(xiàn)出剛體運(yùn)動(dòng)；(2)在中頻階段1 0 2( )，動(dòng)力響應(yīng)因子vI 快速下降。這是由于在地震激勵(lì)下，樁和周圍土體發(fā)生了劇烈的相互作用；(2)在高頻頻階段2 0( )，動(dòng)力響應(yīng)因子vI 在某一固定值附近波動(dòng)。只有低、中頻率階段的振動(dòng)才會(huì)傳到上部結(jié)構(gòu)，大于2 頻率的振動(dòng)都將

體對(duì)樁的作用用一系列的相互獨(dú)立的彈簧和阻尼器的影響來(lái)模擬。因而，該因其模型簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，物理意義明確等特點(diǎn)而受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。Winkler地基梁模型經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展與完善，已取得了一系列的成果inkler[4]首次提出了Winkler地基梁模型。如圖1.3所示，他將支撐地基梁的地做一系列的連續(xù)的獨(dú)立的彈簧。由于其簡(jiǎn)潔性，這個(gè)模型很快就應(yīng)用到了實(shí)程中[5]。但是，在這個(gè)模型中，彈簧和阻尼器都是相互獨(dú)立的且只與那一點(diǎn)力相關(guān)。其中彈簧的剛度也難以確定，并且也忽略了地基中的剪應(yīng)力，不能應(yīng)力的擴(kuò)散。地基的變形只發(fā)生在基礎(chǔ)范圍內(nèi)，基礎(chǔ)范圍外的變形都為零。實(shí)際不相符合。實(shí)際工程中，土體是一種彈塑性材料，基床系數(shù)也不是一個(gè)。它還與土體性質(zhì)、基礎(chǔ)形狀等直接相關(guān)。此后，大量的研究都集中于對(duì)這型的改進(jìn)。并且出現(xiàn)了雙參數(shù)、三參數(shù)等改進(jìn)模型。Winkler地基梁是橫放于中的，如將其豎直的設(shè)置在土體中就成為了樁的模型。在樁基動(dòng)力響應(yīng)的研，人們不斷探索改進(jìn)，，于是產(chǎn)生了一系列的成果，發(fā)展了一些各具特點(diǎn)的彈基梁模型。下面對(duì)幾種經(jīng)典的彈性地基梁模型進(jìn)行概述。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2520383