吕述晖 王奎华 吴文兵

摘要： 考虑土体三维波动效应及桩身横向惯性效应，建立了均质滞回阻尼土中黏弹性支承桩受稳态或瞬态纵向激振时的定解问题，并获得了严格桩土耦合条件下的解析解。首先，将桩底土层对桩及桩侧土层的作用简化为均布Vogit体，桩视为RayleighLove杆，利用土体三维轴对称振动方程，土层边界条件，以及桩与桩侧土接触面上的纵向和径向位移连续条件，求解得到桩侧土作用在桩身的剪切复刚度。然后，结合桩底黏弹性支承条件，推导得到桩顶复阻抗函数的解析解。最后，采用参数分析方法，研究了横向惯性效应对单桩桩顶动力响应的影响规律及其与桩及土层参数的关系。结果表明：相对于不考虑横向惯性效应，计及横向惯性效应时单桩纵向振动特性的差异受桩及土共同的影响。

关键词： 桩； 纵向振动； 横向惯性效应； 滞回阻尼； 动力响应

中图分类号： TU473.1文献标志码： A文章编号： 10044523（2016）04067908

DOI：10.16385/j.cnki.issn.10044523.2016.04.015

引言

桩的纵向振动理论是动力基础设计、桩基础抗震设计、桩基动力检测的基础。桩的纵向振动理论研究主要关注桩和桩土相互作用两个方面。近年来，桩土相互作用模型历经动态Winkler模型[1]，平面应变模型[23]，不考虑桩侧土体径向位移的桩土耦合模型，考虑桩侧土体三维波动效应的严密耦合模型[45]等，已取得了较大的发展，而虚土桩模型[56]的提出进一步完善了这一理论体系。对于桩自身问题的研究，仍主要采用适用于细长杆件的经典Bernoulli理论，而桩的三维波动效应也受到了较多的关注[79]，特别是对于一些不完全符合细长杆件条件的情况，如大直径灌注桩，经典Bernoulli理论计算结果与实测结果有所差异。……