Timoshenko模型桩水平振动的动力刚度
2011-01-31姚戈,杨骁
上海大学学报(自然科学版) 2011年5期
姚 戈,杨 骁
(上海大学土木工程系,上海200072)
作为工程结构的一种重要基础形式,桩基础应用已有数百年的历史[1].然而,由于土介质的复杂力学性能以及桩基应用领域的不断扩大,桩-土相互作用,尤其是动力相互作用的研究至今仍是土木工程等相关研究领域的重要课题.
在桩-土相互作用的连续介质模型中,将土介质视为连续体,在一定的简化假定下,可较精确地揭示桩-土间的相互作用机理.基于弹性理论,将桩等效为Euler-Bernoulli梁,Novak等[2-3]首先建立了桩-土相互作用的二维和三维连续介质模型,研究并实验验证了弹性土中桩水平振动的动力特性.李耀庄等[4]基于二维模型,分析了单桩的水平振动及水平-摇摆耦合振动,考察了各种因素对单桩动力刚度的影响.这些模型及相关的解析解对揭示桩-土相互作用机理起到了积极的作用.为考虑桩-土相互作用的非线性效应,Nogami等[5]提出了一种边界层模型,而Nogami等[6]和El Nagger等[7]提出了一个考虑土非线性效应的简单连续介质模型.Chau等[8]对端承桩周围内部土介质应用双曲本构模型,通过内外土介质区域的精确连续性条件,分析了端承桩的非线性水平振动问题.Das等[9]和刘鑫等[10]将悬浮桩截面下土层等效为和桩紧密连接的“土桩”,研究了悬浮桩水平振动的动力特性.Hamid等[11]考虑了桩附近土的非线性行为,提出了一种非线性有限元-边界元耦合方法.近年来,众多学者关注饱和土中桩基的力学行为,Nogami等[12]以饱和土的Biot模型为基……
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