土層剪切剛度沿深度非線性變化的樁-土水平相互作用分析.pdf

1、隨著我國城市建設(shè)的迅速發(fā)展，樁基憑借其自身的優(yōu)點(diǎn)(承載力高，抗震性能好)使用日益廣泛。樁基抗震性能即樁-土體系的動(dòng)力特性研究受到普遍關(guān)注。本文研究剪切剛度沿深度呈非線性變化樁-土體系在水平穩(wěn)態(tài)振動(dòng)下的相互作用。討論樁的長細(xì)比、激振頻率、泊松比、阻尼、波速比、土層剪切剛度非線性系數(shù)β等無量綱參數(shù)對樁-土體系動(dòng)力相互作用影響規(guī)律。 將土層模擬成剪切剛度沿深度呈指數(shù)分布的彈性體，利用Novak平面應(yīng)變理論分析方法，建立樁-土體系動(dòng)力相

2、互作用分析模型。首先通過對土層波動(dòng)方程得到水平穩(wěn)態(tài)振動(dòng)下與頻率相關(guān)的土層阻抗復(fù)函數(shù)解析解。將得到的土層阻抗函數(shù)轉(zhuǎn)化為無量綱形式，討論其涉及的諸參數(shù)對土層阻抗因子的影響，在研究中發(fā)現(xiàn)，在低于共振頻率的區(qū)域中，振型對土層剛度影響最大，但在高頻域中土層剛度則和振型無關(guān)，土層剛度趨于一個(gè)常數(shù)。土層的阻尼特性受樁的長細(xì)比影響較大。土層的阻抗的變化率隨泊松比增大而增大，隨樁的長細(xì)比、材料阻尼增大而減小。土層剪切剛度非線性系數(shù)β越大對土層剛度的影響越

3、明顯，但這種現(xiàn)象僅限于小振型、低頻率的情況，隨著振型、頻率的增大，β的影響將變得不很明顯。 其次利用得到的土層阻抗結(jié)合樁的動(dòng)力方程，求得樁的動(dòng)剛度。通過對涉及的諸參數(shù)討論得到以下有意義的規(guī)律。對于短樁、軟土和小阻尼情況復(fù)剛度實(shí)部隨頻率的變化很明顯；對于長樁、硬土和大阻尼情況復(fù)剛度實(shí)部隨頻率變化則顯得平緩得多。在低于土層固有頻率的區(qū)域內(nèi)，材料阻尼對剛度的影響明顯。在高于土層共振頻率的區(qū)域內(nèi)，較大的材料阻尼使得剛度隨頻率的增長而衰減