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动力基础响应计算一般有两种理论计算模型,即所谓的质-弹-阻计算模型和弹性半空间计算模型。目前,我国的《动力机器基础设计规范》(GB50040-96)采用质-弹-阻计算模型来求解基础的动力响应问题,并规定地基动力特性参数可按现行国家标准《地基动力特性测试规范》(GBT50269-97)的规定并由现场激振试验确定。当无条件试验且有经验时,动力特性参数可按经验公式确定。未考虑地基土的含水量。为考虑地基土的含水量,本文对饱和砂性地基上基础的竖向振动的进行了分析计算,使动力机器基础的设计趋于合理。本文参考了关于基础竖向动力响应的研究,作了如下工作: 1运用弹性半空间理论、多孔介质力学的知识及饱和土体的连续性假设推导出一组实用的饱和土弹性波动方程。并通过各种数学积分变换求解方程。以饱和砂性土为例,通过数值计算,得到不同无量纲频率下饱和地基上刚性圆柱形基础的竖向振动的动力柔度系数的解析解。 2利用饱和地基上刚性圆柱形基础的竖向振动的基地反力的解析表达式,结合达伦贝尔原理得到饱和地基上刚性圆柱形基础振动的动力平衡方程。提出了饱和半空间实用化的质-弹-阻模型,并引入了刚度系数和阻尼系数,将动力平衡方程转化实用化方程。 3基于饱和砂性土地基上刚性基础的动力柔度系数的解析解,采用方程对等法解答了刚度系数和阻尼系数,并将所得的解答与弹性半空间的计算结果进行比较,结果表明:刚度系数、阻尼系数的数值与相同泊松比下的弹性半空间的数值有明显的差异,饱和半空间的刚度系数和阻尼系数均比弹性半空间的情况大。相关规范宜考虑对基于弹性半空间的近似公式乘以提高系数的方法给予修正。最后,由刚度系数和阻尼系数的数值解答了不同渗透系数下基础振动的振幅放大系数,并研究渗透性对基础振动特性的影响。