【摘 要】
：
为分析双向非均质土中大直径管桩纵向振动特性,基于Rayleigh-Love杆件模型和Novak平面应变理论,综合考虑大直径管桩桩体横向惯性效应以及桩侧土体施工扰动效应的影响,建立径向非均质、纵向成层土中大直径管桩纵向振动力学模型.通过Laplace变换和复刚度传递法,求解出土体与大直径管桩接触面处的复刚度表达式,进而采用桩-土完全耦合条件和阻抗函数传递性,推导得出简化模型对应的桩顶动力阻抗解析解答,并与已有相关解析解进行退化对比分析,以验证其合理性.在此基础上,进一步参数化分析桩土各类参数对大直径管桩动力
【机 构】
：
大连海事大学土木工程系,辽宁大连116026;北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024
论文部分内容阅读
为分析双向非均质土中大直径管桩纵向振动特性,基于Rayleigh-Love杆件模型和Novak平面应变理论,综合考虑大直径管桩桩体横向惯性效应以及桩侧土体施工扰动效应的影响,建立径向非均质、纵向成层土中大直径管桩纵向振动力学模型.通过Laplace变换和复刚度传递法,求解出土体与大直径管桩接触面处的复刚度表达式,进而采用桩-土完全耦合条件和阻抗函数传递性,推导得出简化模型对应的桩顶动力阻抗解析解答,并与已有相关解析解进行退化对比分析,以验证其合理性.在此基础上,进一步参数化分析桩土各类参数对大直径管桩动力阻抗的影响规律.结果 表明:(1) Euler-Bemoulli杆模型低估了阻抗曲线振幅和共振频率,宜采用Rayleigh-Love杆件模型和所得相关解析解答分析大直径管桩纵向振动特性.(2)大直径管桩桩体内(外)径不变情况下,外(内)径越大(小),桩顶动力阻抗曲线振荡幅值和共振频率越高.(3)桩侧土体纵向夹层越软(硬),其动力阻抗曲线大小峰值差幅度越大.(4)桩侧土径向软(硬)化程度越大,桩顶动力阻抗振幅和共振频率越大(小).扰动范围仅对动力阻抗振幅影响显著,而对共振频率的影响基本可以忽略.
其他文献
为了研究循环荷载作用下产生的砂土的动力响应问题,如液化,变形累积、刚度衰减等.基于一种简单的临界状态砂土模型(SIMSAND模型),引入剪应变反转技术,提出可模拟循环荷载效应的本构模型.再通过引入颗粒材料组构各向异性,实现材料在单剪状态下强度弱化等特性.进而通过模拟法国枫丹白露砂的三轴循环试验和单剪循环试验验证了所提的循环模型的有效性和可靠性.然后,针对ABAQUS动力模块进行了此改进本构的二次开发,通过法国国家路桥实验室的模型桩循环荷载试验,建立有限元模型并对比试验结果,研究桩在长期循环荷载作用下动力响
漂卵石地层主要由漂石、卵石组成,夹杂砂砾石及黏土,胶结性差、开挖极易引起拱部大面积坍塌.为系统研究漂卵石隧道开挖及遇水破坏过程中的围岩力学响应机制与变形发展规律,以西藏某漂卵石隧道为背景,配制满足颗粒级配相似的模型材料,开展无支护条件下隧道开挖室内相似模型试验,分析围岩应力场及位移场的变化规律.结果 表明:(1)隧道开挖后漂卵石围岩具有较好的自稳能力,遇水后围岩自承能力急剧下降,依次形成3次渐进扩展的拱形塌落并且呈尖拱形向上发展;(2)洞室开挖阶段围岩径向应力松弛显著,一定深度范围内出现环向应力集中;加水
黄土卸荷湿陷现象普遍存在于湿陷性黄土场地试坑和桩间土浸水等工况中,探究卸荷湿陷影响下的黄土湿陷量计算方法对于在保证黄土工程稳定安全的前提下,提高设计合理性、节约资金具有重要意义.为实现黄土卸荷湿陷量的快速计算分析,首先根据黄土恒载湿陷试验结果进行反算分析,利用黄土遇水后变形模量降低的特性,建立恒载条件下黄土湿陷系数与模量折减系数的对应关系.进一步对卸荷湿陷试验结果进行反算分析,建立卸荷条件下黄土卸荷湿陷系数与模量折减系数的对应关系.根据湿陷系数与卸荷湿陷系数的相关关系得到计算黄土卸荷湿陷量的模量折减法.然
注流采热过程中干热岩(hot dry rock,HDR)浸水冷却降温与干燥自然降温区域间会形成新裂隙通道,裂隙的粗糙度直接对流体渗流传热过程产生影响.因此,以松辽盆地北部大庆地区花岗岩为研究对象,对组合冷却(单一岩体部分自然冷却,部分浸水冷却)不同初始温度(100℃～600℃)与不同冷却比例(完全自然冷却、1/4浸水冷却、1/2浸水冷却、3/4浸水冷却、完全浸水冷却)试件进行巴西劈裂试验,利用自行研制的粗糙度轮廓测试仪对劈裂面粗糙度进行测量,研究上述条件下花岗岩物理力学特性(表观温度、浸水面上移高度、外观
冻结岩石的强度和硬度均比常温岩石高数倍,导致冻结岩层的开挖成本高、开挖效率低.提出一种基于微波照射的冻结岩层辅助开挖新思路,该方法的效果不取决于岩石是否含有吸波矿物,适用地层广泛.以不含吸波矿物的石英砂岩为研究对象,探究其在微波作用下的热融软化规律;并基于微波照射前、后试样细观孔隙结构的观测,总结了微波作用下饱和冻结石英砂岩的热融软化机制.研究表明:(1)微波作用下饱和冻结石英砂岩经历了孔隙冰快速融化、融水剧烈汽化和试样干燥3个阶段;(2)微波作用对饱和冻结石英砂岩的强度具有显著的软化效应,饱和冻结砂岩在
第四纪土石混合体作为典型的多相岩土地质材料,内部组分含量的占比控制着混合体的结构特征,决定了宏观强度的主要来源.含石量增加一方面导致低强度土石接触面出现,但同时也改变了内部力系传递路径,代替低强度土体承担外力作用.目前关于土石混合体经验性强度理论的研究相对较少,本文以密实状态混合体为主要研究对象,从“土-石-界面”三者协同作用对混合体强度的影响角度进行分析.根据中高含石量混合体与破裂岩体在力学特征和组构成分上的相似性,参考广义Hock-Brown非线性强度准则的计算格式和经验参数的选取思路,建立可以表述土
孔隙结构是岩体质量评价、储层分类和渗流特性研究的重要影响因素,全井段孔隙结构连续定量分析仍然是难点问题.利用孔壁光学图像,连续记录了全井段孔壁岩体结构信息的特点,提出一种针对孔壁光学图像来实现岩石孔隙结构精确识别与定量分析的方法.首先,利用孔壁光学图像中不同结构信息间的差异性,通过合理调整图像R,B,G分量以及转换颜色空间,实现钻井液、岩石暗灰色底纹和孔隙结构的有效辨识;进而,对孔壁光学图像进行最佳阈值二值化和形态学运算,完成岩石孔隙结构的准确识别.在孔隙结构准确识别的基础上,结合孔壁光学图像中附带的深度
深埋高应力覆存环境下的岩体隧道处于复杂真三维应力状态,围岩力学行为与浅埋隧道存在明显差异,传统的强度理论与分析方法已经不能满足深埋隧道围岩稳定性精细化分析的要求;开挖面三维空间效应问题在浅埋隧道设计与施工常被简化甚至忽略,但其对深埋隧道围岩稳定和施工安全的影响必须予以重视.为此,以西部典型深埋隧道为对象,建立精细的三维地质模型和隧道数值分析模型,采用三维GZZ强度准则对不同埋深隧道的开挖过程进行三维有限元模拟,分析开挖面三维非线性空间效应,揭示开挖过程复杂应力路径及非线性挤出变形的时效演变机制.研究表明:
为了解决传统地基承载力公式中没有考虑中主应力影响的问题,将地基土达到极限平衡状态时的屈服准则由原来的Mohr-Coulomb屈服准则替换为考虑中主应力作用的双剪统一强度理论.采用数学推导和计算机编程的方法提出计算地基承载力的参数代换法和理论推导法(包括显式理论推导法和隐式理论推导法).首先,推导以压为正条件下用抗剪强度参数表示的双剪屈服函数表达式.然后针对参数代换法提出它的适用条件和代换步骤,并在平面应变条件下推导统一内摩擦角和统一黏聚力,针对理论推导法提出它的适用条件,并采用MATLAB软件将隐式理论推
循环爆破动荷载作用下,针对岩溶基坑侧壁涌突水的安全隐患,需确定合理的防突厚度.首先,根据基坑侧壁涌突水的力学特征,建立防突层失稳破坏的圆锥台力学模型,采用尖点突变理论及能量判别方法,得到防突层势函数及分叉点集方程,推导岩溶基坑防突厚度的表达式.然后,在爆破开挖中,从岩体疲劳损伤的角度引入爆破累积损伤模型,并得到循环爆破的累积损伤值,同时对防突层的弹性模量进行修正,形成考虑循环爆破次数的岩溶基坑防突厚度的计算方法.最后,以大连地铁5号线梭鱼湾南站为工程依托,对其防突厚度进行计算,并对主要影响因素进行参数敏感