›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (9): 2757-2763.doi: 10.16285/j.rsm.2017.09.037

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考虑横向惯性下桩的纵向振动理论解和数值解对比分析

何伟杰,杨冬英,崔周飞   

  1. 苏州科技大学 土木工程学院,江苏 苏州 215011
  • 收稿日期:2015-10-14 出版日期:2017-09-11 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 杨冬英,女,1980年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事桩基动力学以及土动力学理论方面的研究工作。E-mail: dyyang@mail.usts.edu.cn E-mail:clarkfj@163.com
  • 作者简介:何伟杰,男,1989年生,硕士研究生,主要从事桩-土耦合振动理论方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No.51508369);江苏省自然科学基金项目(No.BK20150289)。

Comparison of theoretical and numerical solution for vertical vibration of a pile considering transverse inertia effect

HE Wei-jie, YANG Dong-ying, CUI Zhou-fei   

  1. College of Civil Engineering, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou, Jiangsu 215011, China
  • Received:2015-10-14 Online:2017-09-11 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51508369) and the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20150289).

摘要: 考虑桩身的横向惯性效应和桩端土应力扩散效应,进行了成层土桩的纵向振动研究。在桩-土模型中,将桩身等效为 Rayleigh-Love杆,桩端土对桩身的支承作用简化为扩散虚土桩模型,采用平面应变模型来描述桩与桩侧土的相互作用。结合初始条件、边界条件和连续条件,并通过积分变换法和阻抗函数递推法,得到半正弦激振脉冲作用下桩顶的动力响应理论解。建立桩-土系统的有限元模型,进行数值计算。分别利用理论解和数值解分析脉冲宽度、桩径、虚土桩桩长和桩侧土夹层等相关参数对桩顶速度时域曲线的影响,并得出了两种方法的对比结果,互相验证了所建模型的正确性。

关键词: 横向惯性, 扩散虚土桩, 成层土, 有限元分析

Abstract: This study investigates the vertical vibration of pile in layered soil under transverse inertia of pile and effects of soil stress diffusion. In the model pile-soil system, Rayleigh-Love rod is applied to simulate the pile, and the soil at pile end is simplified as diffused fictitious soil pile model to reflect the supporting role of soil. Plane strain model is used to describe the interaction between the pile and soil around. Firstly, given the initial and boundary conditions, the dynamic response under half-sine exciting pulse on the pile top is obtained using integral transformation and the recursive method impedance function. A finite element model of the pile-soil system is established to carry out numerical calculation. Then the impact of related parameters, e.g., impulse width of exciting force, pile diameter, length of fictitious soil pile, and vertical interlayers in pile side soil are analyzed by numerical solution (ANSYS/LS-DYNA) and theoretical solution respectively under various working conditions. Finally, the feasibilities of the two solutions are mutually verified.

Key words: transverse inertia, diffused fictitious soil pile, layered soil, finite element method (FEM) analysis

中图分类号: 

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