回傳射線矩陣法分析埋置框架的瞬態(tài)動力響應.pdf

1、對實際工程中大量存在的已有結構物下的樁基,最典型的如埋置框架,其在瞬態(tài)荷載作用下的響應,目前尚無有效的分析方法.研究該問題不僅對已有結構物下樁基質(zhì)量檢測具有指導意義,而且也為設計承受沖擊荷載的海洋平臺、碼頭工程和輸油棧橋等提供理論基礎.因此,本文著重研究埋置框架在瞬態(tài)荷載作用下的波動反應.論文以彈性波動學為基礎,首先研究了埋置框架回傳射線矩陣法的基本原理.提出縱波和撓曲波在樁土系統(tǒng)中的波動方程,根據(jù)節(jié)點的力平衡和位移協(xié)調(diào)條件建立節(jié)點散射

2、關系,引入傳播矩陣和置換矩陣,得到結構的回傳射線矩陣,并通過Fourier逆變換得到結構的全部瞬態(tài)響應.將埋置框架回傳射線矩陣法的普遍方程退化,得到樁和彈性地基梁的橫向瞬態(tài)波動解,并進一步得到無損傷框架結構和有損傷框架結構的瞬態(tài)波動解.研究了脈沖持續(xù)時間和作用方向、損傷位置和程度對脈沖作用點速度波的影響規(guī)律.脈沖作用方向?qū)γ}沖作用點的速度波影響很大.利用埋置框架的回傳射線矩陣法開展橫向脈沖作用下埋置框架的瞬態(tài)波動研究.通過節(jié)點在時域中的

3、力平衡條件和波前到達時間驗證計算結果的正確性.分析了長細比、脈沖持續(xù)時間、樁土剛度比、埋樁深度和基樁端部約束條件對軸力波、剪力波和彎矩波的影響,并與普通框架結構進行比較.研究表明埋樁深度和基樁端部約束條件對軸力波、剪力波和彎矩波有重要影響.進一步探討了埋置框架損傷檢測的理論基礎.并分析了軸向、橫向和斜向脈沖作用下,軸向速度波和橫向速度波的波形特點,發(fā)現(xiàn)利用軸向和斜向瞬態(tài)脈沖作用下軸向速度波的波形特點,可以識別埋置框架結構的損傷.文章最后