郭鹏飞周顺华 杨龙才 肖军华

(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804)

考虑横向惯性效应的非饱和土中单桩的竖向动力响应1)

郭鹏飞2)周顺华 杨龙才 肖军华

(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804)

基于非饱和土的动力控制方程，考虑横向惯性效应,建立了三相非饱和介质中嵌岩桩的竖向动力响应连续介质模型，对桩侧非饱和土的动力控制方程进行Laplace变换，在频域内，通过引入势函数、算子分解等手段对控制方程进行解析，得到了桩侧土体剪应力及竖向振动位移的表达式.结合桩基的竖向振动方程及桩–土接触面的连续性条件，使桩土耦合振动系统得以解答，最终在频域内得到了桩顶复刚度、导纳、桩–土系统振动位移及应力的解析解，借助Laplace逆变换得到了半正弦激励载荷下桩顶的速度时程曲线.最后，通过算例分析验证了计算结果的准确性，分析了横向惯性、泊松比、饱和度、长径比、桩土模量比等因素对桩基动力响应的影响.结果表明：(1)单桩动刚度、阻尼、导纳等变量随频率变化发生周期性振荡，在桩基各阶固有频率处发生共振；(2)泊松比、饱和度、长径比、桩土模量比等因素对桩基的动力响应有较大影响，且频率越大，影响越明显；(3)泊松比越大，单桩动刚度、阻尼、导纳的波动幅值及对应的频率越小，桩顶时程曲线中的桩底反射信号越弱；(4)饱和度越大，对应各动力响应的波动幅值越大，且桩底反射信号的……