[发明专利]轴对称径向非均质土中大直径桩纵向振动分析方法

摘要

本发明提供一种轴对称径向非均质土中大直径桩纵向振动分析方法，包括如下步骤：桩周土体采用三维轴对称模型考虑竖向波动效应；桩周土体分为内部扰动区域和外部区域，内部扰动区域划分任意圈层，每圈层土体各自为均质、各向同性线性粘弹性体，外部区域土体径向无限延伸，土体材料阻尼采用黏性阻尼；桩土界面及各圈层土界面两侧位移连续、应力平衡，且桩土系统振动为小变形；桩身混凝土为线弹性，应力波在桩身中的传播满足平截面假定；建立三维轴对称条件下桩周土体和桩身纵向振动方程；使用Laplace变换和分离变量法，求解振动方程，得到任意激振力作用在桩顶的时域速度响应函数。本发明更接近现实模型，可为桩基动力检测提供理论指导和参考作用。

主权项

1.一种轴对称径向非均质土中大直径桩纵向振动分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：建模，桩周土体采用三维轴对称模型考虑竖向波动效应，且考虑桩身横向惯性效应，其中，桩身假定为均质等截面弹性体，桩体底部为黏弹性支承；S2：将桩周土体沿径向分为内部扰动区域和外部区域，并将内部扰动区域沿径向划分任意个圈层，每一圈层土体各自为均质、各向同性线性粘弹性体，外部区域土体径向无限延伸，土体材料阻尼采用黏性阻尼，忽略土体径向位移；S3：定义桩土界面及各圈层土界面两侧位移连续、应力平衡，且桩土系统振动为小变形；S4：桩身混凝土为线弹性，应力波在桩身中的传播满足平截面假定，其中，桩周土与桩壁界面上产生的剪应力，通过桩土界面剪切复刚度传递给桩身；S5：根据弹性动力学基本理论，建立三维轴对称条件下的桩周土体和桩身纵向振动方程及边界条件；S6：使用Laplace变换和分离变量法，求解步骤S5中所述的两个振动方程，得到任意激振力作用在桩顶的时域速度响应函数，以对桩基的纵向振动进行分析。