岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (3): 761-774.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0697
周航1, 2,汪义圣1, 2,亓戈平1, 2
ZHOU Hang1, 2, WANG YI-sheng1, 2 , QI GE-ping1, 2
摘要: 横截面异形桩是一种截面非圆的桩型,因其复杂的边界条件,使得受力特性不同于圆桩,目前关于异形桩横向动力响应的理论分析方法较为缺乏。为了研究异形桩在均质黏弹性土中的横向动力响应,将土体视为近似连续介质,基于变分原理和哈密顿原理导出直角坐标系下的桩−土体系控制方程。运用COMSOL物理场中的偏微分方程接口求解含复杂边界条件的土体位移函数,用Matlab中的BVP4c函数求解桩身位移函数,在Matlab中编写迭代程序可得桩身位移函数和土体位移函数的半解析解。将结果与现有圆桩理论解进行对比,结果吻合效果较好。对异形桩进行分析发现,横截面积相等时,形状对桩顶动力响应影响明显,H形桩的桩顶阻抗最大;横截面惯性矩相等时,X形桩的桩顶阻抗最大。以X形桩为例,桩顶阻抗随桩−土模量比的增大而增大;共振频率及桩顶阻尼随长径比的增大而减小,桩顶刚度随长径比增大而增大。
中图分类号: TU441| [1] | 高柳, 吕述晖, 王奎华, . 缺陷桩-梁系统的动力特性应用研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 3095-3104. |
| [2] | 黄娟, 胡钟伟, 余俊, 李东凯. 考虑黏性的液化土中水平振动桩基桩顶阻抗研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1445-1456. |
| [3] | 李炯, 李明广, 詹红兵, 陈锦剑, 夏小和, 张硕. 井周堵塞对承压含水层定流量回灌渗流场影响的半解析研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2871-2878. |
| [4] | 秦爱芳, 孟红苹, 江良华. 电渗−堆载作用下非饱和土轴对称固结特性分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 97-106. |
| [5] | 翟张辉, 张亚国, 李同录, 肖书雄, . 考虑边界效应的非饱和土圆柱孔扩张问题解析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 301-311. |
| [6] | 汪磊, 张立婷, 沈思东, 徐永福, 夏小和. 分段循环荷载作用下非饱和土轴对称固结特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 203-212. |
| [7] | 李镜培, 刘耕云, 周攀, . 基于相似性原理超固结土不排水扩张半解析解[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 582-590. |
| [8] | 胡安峰, 周禹杉, 陈缘, 夏长青, 谢康和, . 结构性土一维非线性大应变固结半解析解[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2583-2591. |
| [9] | 蒙宇涵, 张必胜, 陈征, 梅国雄, . 线性加载下含砂垫层地基固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 461-468. |
| [10] | 汪 磊,李林忠,徐永福,夏小和,孙德安,. 半透水边界下分数阶黏弹性饱和土一维固结特性分析[J]. , 2018, 39(11): 4142-4148. |
| [11] | 张 浩,石名磊,郭院成,李永辉,. 边载作用下桥梁基桩-立柱的位移特征与受力分析[J]. , 2017, 38(9): 2683-2692. |
| [12] | 解 益,李培超,汪 磊,孙德安,. 分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结半解析解[J]. , 2017, 38(11): 3240-3246. |
| [13] | 杨 骁,周 磊,张 敏. 爆炸荷载作用下深埋圆形隧洞的饱和黏弹性土-衬砌系统动力响应[J]. , 2015, 36(7): 2013-2020. |
| [14] | 秦爱芳,张九龙. 考虑渗透系数变化的非饱和土固结性状分析[J]. , 2015, 36(6): 1521-1528. |
| [15] | 凌道盛 ,王 筠 ,单振东 ,丁皓江 , . 单层非饱和多孔介质一维瞬态响应半解析解[J]. , 2014, 35(1): 25-34. |
|
||