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水平瞬态荷载作用下桩土动力相互作用研究
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作者 余云燕 冯一帆 王立安 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期187-196,共10页
为研究桩基在桩-土界面连续条件下,桩顶受撞击等水平瞬态荷载作用时桩基位移响应、桩-土界面动力响应和桩周土的应力分布规律,根据Biot理论和Novak平面应变假定,采用Euler梁建立桩-饱和土耦合振动的平面应变简化模型,利用Laplace变换和... 为研究桩基在桩-土界面连续条件下,桩顶受撞击等水平瞬态荷载作用时桩基位移响应、桩-土界面动力响应和桩周土的应力分布规律,根据Biot理论和Novak平面应变假定,采用Euler梁建立桩-饱和土耦合振动的平面应变简化模型,利用Laplace变换和势函数分解求解系统动力控制方程.针对桩-土系统在水平三角形冲击荷载作用下的振动状态,着重对桩基位移响应、桩-土界面和桩周土的动力响应开展时域分析.研究发现:桩-土系统的位移场响应滞后于应力场响应;桩土模量比越小,桩-土界面有效径向应力、切应力及孔压响应越显著;土体渗透系数减小引起桩-土界面孔压增大,导致有效径向应力减小,桩-土界面处切应力几乎不受渗透系数变化的影响;渗透系数较大时,桩周土孔压分布较分散,最大有效径向应力出现在桩-土界面附近;渗透系数较小时,桩周土孔压分布较为集中,最大有效径向应力则出现在桩-土界面较远处. 展开更多
关键词 -动力相互作用 饱和 Novak平面应变假定 三角形冲击荷载 时域分析
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考虑桩土动力相互作用效应时单桩水平刚度的分析 被引量:4
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作者 周抚生 李春龙 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 1999年第1期67-70,共4页
桩土动力相互作用改变了桩基的承载力,也影响了基础及上部结构对动荷载特别是地震荷载的响应,因而进行结构动力反应分析时必须考虑桩土动力相互作用的影响.以实际工程为背景,采用Novak模型对单桩的复刚度进行近似的理论分析和... 桩土动力相互作用改变了桩基的承载力,也影响了基础及上部结构对动荷载特别是地震荷载的响应,因而进行结构动力反应分析时必须考虑桩土动力相互作用的影响.以实际工程为背景,采用Novak模型对单桩的复刚度进行近似的理论分析和计算,研究了各种因素对桩顶水平刚度的影响,指出辐射阻尼是桩土动力相互作用影响单桩复刚度的主要因素. 展开更多
关键词 动力 相互作用 水平刚度
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桩土相互作用的钢管螺旋桩水平动力响应研究 被引量:9
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作者 张新春 白云灿 +1 位作者 何泽群 朱昂 《中国工程机械学报》 北大核心 2019年第6期547-553,共7页
为了研究桩体结构和土体主要参数对钢管螺旋桩水平动力响应特性的影响,基于等效刚度的方法,将螺旋桩等效为同等内径的管桩,建立了钢管螺旋桩-土耦合作用的水平振动响应模型.在考虑桩周和桩芯土体边界条件的情况下,利用初参数法对钢管螺... 为了研究桩体结构和土体主要参数对钢管螺旋桩水平动力响应特性的影响,基于等效刚度的方法,将螺旋桩等效为同等内径的管桩,建立了钢管螺旋桩-土耦合作用的水平振动响应模型.在考虑桩周和桩芯土体边界条件的情况下,利用初参数法对钢管螺旋桩的水平振动微分方程进行了求解,得到了钢管螺旋桩桩顶的水平动力阻抗.研究结果表明:当螺旋桩长径比(L/d)较小时,长径比对螺旋桩水平动力阻抗的影响明显;螺旋桩外径、叶片数量、土体泊松比、土体剪切波速与桩体纵波速之比对螺旋桩水平动力阻抗影响较大;但桩体叶片外伸比、叶片倾角等结构参数对螺旋桩水平动力阻抗影响较小.该研究对钢管螺旋桩基础的结构设计及其实际工程应用具有重要的参考价值. 展开更多
关键词 输电线路工程 钢管螺旋 相互作用 水平振动 动力阻抗
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考虑竖向荷载作用时液化土中群桩基础水平动力响应 被引量:1
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作者 胡安峰 陈奕扬 +1 位作者 肖志荣 陈正 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1075-1085,共11页
基于Biot饱和多孔介质理论,考虑液化土的流动特性,建立考虑竖向荷载作用的部分埋入群桩水平振动模型,通过分离变量法、算子分解法,引入桩土耦合及位移连续条件,得到复杂条件下液化土中高桩桩间相互作用因子解和群桩水平动阻抗解.通过参... 基于Biot饱和多孔介质理论,考虑液化土的流动特性,建立考虑竖向荷载作用的部分埋入群桩水平振动模型,通过分离变量法、算子分解法,引入桩土耦合及位移连续条件,得到复杂条件下液化土中高桩桩间相互作用因子解和群桩水平动阻抗解.通过参数分析,表明液化土特性和竖向荷载对桩间水平相互作用因子、群桩动阻抗有显著影响,指出同一频率下,群桩水平动刚度随着表层液化土厚度的增加而下降,当液化厚度较大时,动刚度随频率上升显著下降,并出现负刚度;桩顶竖向荷载会降低液化土中的群桩动刚度,液化土厚度越大,削弱效果越明显. 展开更多
关键词 液化 基础 竖向荷载 水平相互作用
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考虑桩-土相互作用的超大型单桩式海上风机结构地震响应
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作者 许成顺 李超越 +1 位作者 石世刚 孙毅龙 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1301-1311,共11页
为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震... 为了解决桩-土相互作用对超大型单桩式海上风机结构地震响应影响的问题,基于IEA 15 MW的固定式单桩海上风机原型,使用Abaqus建立考虑桩-土相互作用与泥面固定2种风机结构模型,桩-土相互作用通过一组非线性弹簧模拟。考虑风-波浪与地震联合作用,分析桩-土相互作用对超大型固定式单桩海上风机结构动力响应的影响。结果表明:针对超大型海上风机,桩-土相互作用效应使风机支撑结构的特征频率降低3%~6%;考虑桩-土相互作用的大兆瓦风机动力响应远大于泥面固定风机模型的动力响应;海上风机尺寸越大,桩-土相互作用引起的海上风机结构动力响应偏差越显著。 展开更多
关键词 -相互作用 风-波浪-地震联合作用 式海上风机 支撑结构 特征频率 动力响应
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液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究 被引量:44
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作者 凌贤长 王东升 +2 位作者 王志强 王成 王臣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期67-72,84,共7页
大型振动台模型试验是目前研究土 -结动力相互作用的一种极其有效的手段。以 1976年唐山地震中倒塌的胜利桥为原型 ,开展 1∶10模型的液化场地桩 -土 -桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究 ,很好地再现了自然地震触发地基砂土... 大型振动台模型试验是目前研究土 -结动力相互作用的一种极其有效的手段。以 1976年唐山地震中倒塌的胜利桥为原型 ,开展 1∶10模型的液化场地桩 -土 -桥梁结构动力相互作用大型振动台模型试验研究 ,很好地再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象 ,并且模型桩的试验破坏状况与其原型的实际震害情况也比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题 ,以飨同仁。 展开更多
关键词 --桥梁结构动力相互作用 液化场地 大型振动台模型试验 地震
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桩土相互作用分析中的动力Winkler模型研究评述 被引量:32
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作者 孔德森 栾茂田 杨庆 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第1期12-17,共6页
Winkler地基梁集中参数模型在桩—土动力相互作用分析中得到了普遍应用,在现有研究成果的基础上,对桩—土相互作用分析中的动力Winkler模型进行了较全面的综述,指出了各种模型的优缺点,并对有待于深入探讨的问题及发展动向进行了简要评... Winkler地基梁集中参数模型在桩—土动力相互作用分析中得到了普遍应用,在现有研究成果的基础上,对桩—土相互作用分析中的动力Winkler模型进行了较全面的综述,指出了各种模型的优缺点,并对有待于深入探讨的问题及发展动向进行了简要评述,为今后深入研究提供了基础。 展开更多
关键词 相互作用 WINKLER模型 动力 基础 WINKLER地基 优缺点 评述 集中参数模型 发展动向
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液化场地桩-土-结构动力相互作用的有限元分析 被引量:41
8
作者 黄雨 八嶋厚 张锋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期646-651,共6页
基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用有效应力方法对液化场地桩基础的地震反应进行了三维有限元分析。在饱和液化砂土的循环塑性模拟中,采用了超固结边界面、Armstrong-Frederick型非线性运动硬化准则和非关联流动准则来描述动... 基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用有效应力方法对液化场地桩基础的地震反应进行了三维有限元分析。在饱和液化砂土的循环塑性模拟中,采用了超固结边界面、Armstrong-Frederick型非线性运动硬化准则和非关联流动准则来描述动荷载作用下砂土的循环活动性以及液化强度等特性。对于桩的动力本构行为,则采用了可以考虑体积效应和轴向力影响的梁—柱单元来模拟。以某城市高架桥的实际工程为例,应用该方法对地基液化时桩—土—结构的动力相互作用进行了计算分析,并得到了一些有用的结论。 展开更多
关键词 地震液化 --结构动力相互作用 本构模型 动力耦合分析 有限元
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桩-土动力相互作用对桩基变形特性和受力性能的影响 被引量:9
9
作者 刘立平 李英民 +1 位作者 韩军 詹滨 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第3期235-237,共3页
本文研究水平地震作用下桩-土体系中桩基的地震反应,为桩基的抗震设计提供依据。以单桩为研究对象,建立有限元分析模型并加以验证,再根据场地条件选取输入波,分析了桩、桩-均匀土体、桩-分层土体3种模型处于弹性和弹塑性状态下的桩基的... 本文研究水平地震作用下桩-土体系中桩基的地震反应,为桩基的抗震设计提供依据。以单桩为研究对象,建立有限元分析模型并加以验证,再根据场地条件选取输入波,分析了桩、桩-均匀土体、桩-分层土体3种模型处于弹性和弹塑性状态下的桩基的变形特性和受力性能。研究表明,桩动力分析时必须考虑桩周土的影响,若按静力法的桩-弹簧模型进行桩的设计会使桩身不安全。 展开更多
关键词 动力相互作用 -结构相互作用 弹塑性 抗震
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桩-土-结构动力相互作用的分析模型与方法 被引量:34
10
作者 肖晓春 林皋 迟世春 《世界地震工程》 CSCD 2002年第4期123-130,共8页
针对桩-土-结构动力相互作用问题中桩的分析模型、群桩效率和整个体系的分析方法等问题总结了其发展现状,讨论了今后的发展趋势,并就有待深入研究的问题提出了作者的观点。
关键词 --结构 动力相互作用 效率 子结构法
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瑞利波作用下桩土相互作用横向动力响应计算研究 被引量:9
11
作者 王海东 尚守平 +1 位作者 周志锦 周方圆 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1-5,共5页
将采用Novak薄层法计算地基土动力阻抗的方法引入到瑞利波作用下桩土横向动力响应分析中,得到了单桩横向动力响应的计算公式.在此计算公式的基础上分析了长径比、桩土刚度比、地基土的泊松比对单桩横向响应的影响.结果显示,泊松比的变... 将采用Novak薄层法计算地基土动力阻抗的方法引入到瑞利波作用下桩土横向动力响应分析中,得到了单桩横向动力响应的计算公式.在此计算公式的基础上分析了长径比、桩土刚度比、地基土的泊松比对单桩横向响应的影响.结果显示,泊松比的变化对单桩水平动力响应有影响,桩土刚度比对单桩水平动力响应有较大影响,而桩长对桩底自由的单桩动力响应基本无影响.而且单桩水平动力响应随着频率的增大而减小. 展开更多
关键词 动力响应 瑞利波 相互作用 Novak薄层法
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桩顶水平动荷载作用下水-桩-土相互作用的解析解 被引量:15
12
作者 赵密 黄义铭 +2 位作者 王丕光 徐海滨 杜修力 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期907-915,I0006,共10页
近海结构单桩基础一般会遭受到多种水平动力荷载作用。针对端承桩在桩顶水平动力荷载作用下的动力响应问题,建立了一种三维水-桩-土相互作用系统模型;首先,桩和土体假设为线黏弹性介质,水体假设为线性声学介质;然后通过亥姆霍兹分解和... 近海结构单桩基础一般会遭受到多种水平动力荷载作用。针对端承桩在桩顶水平动力荷载作用下的动力响应问题,建立了一种三维水-桩-土相互作用系统模型;首先,桩和土体假设为线黏弹性介质,水体假设为线性声学介质;然后通过亥姆霍兹分解和分离变量法,给出了水体和土体阻抗对水-桩-土相互作用系统中桩体动力响应的解析解,进一步根据桩与水体、土体接触界面的连续条件,得到频域下桩体位移表达式。通过与子结构方法进行对比,验证了本文解析解的合理性;最后研究了不同桩体和土体参数时水体对桩体顶部位移响应的影响。结果表明,在海上桩基设计中考虑水-桩-土相互作用是非常有必要的。 展开更多
关键词 近海结构 解析解 水平振动 -水相互作用 -相互作用
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桩-土-结构体系动力相互作用的试验研究 被引量:21
13
作者 钱德玲 赵元一 王东坡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1856-1861,共6页
采用挤扩支盘桩-土-结构体系进行振动台模型试验,以了解在地震动激励下该体系的抗震性能以及支盘桩对结构体系的抗拉、抗压及抗扭曲的作用.在试验的基础上,对该体系的基频、阻尼比、振型、最大位移、结构顶层加速度反应以及破坏特征进... 采用挤扩支盘桩-土-结构体系进行振动台模型试验,以了解在地震动激励下该体系的抗震性能以及支盘桩对结构体系的抗拉、抗压及抗扭曲的作用.在试验的基础上,对该体系的基频、阻尼比、振型、最大位移、结构顶层加速度反应以及破坏特征进行了计算和分析.结果表明,相互作用体系对结构动力特性和结构地震反应均有较大的影响,结构的破坏形式与基础形式、土层性质等因素有关,支盘桩对地震的阻抗性能有了初步的显示. 展开更多
关键词 --结构体系 动力相互作用 抗震性能 挤扩支盘 振动台试验
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考虑成层土剪切效应的相邻桩基动力相互作用 被引量:6
14
作者 王珏 周叮 +2 位作者 刘伟庆 王曙光 杜东升 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期732-742,共11页
在Winkler模型中引入描述地基土剪切效应的第二地基参数,采用初参数法求解双参数地基模型中桩的水平振动微分方程,运用传递矩阵法得到层状地基中邻桩的动力相互作用因子。分析表明双参数地基模型的计算结果比Winkler模型的计算结果偏大... 在Winkler模型中引入描述地基土剪切效应的第二地基参数,采用初参数法求解双参数地基模型中桩的水平振动微分方程,运用传递矩阵法得到层状地基中邻桩的动力相互作用因子。分析表明双参数地基模型的计算结果比Winkler模型的计算结果偏大,在低外载激振频率、小桩土弹模比、小桩间距和均质土的情况下差异更为明显。文中对影响动力相互作用因子的诸多因素(桩土弹模比、桩间距、桩间角、地基成层性、桩底边界条件、桩身长径比以及激振频率)进行了参数化分析。结果表明,桩间距和桩间角是影响邻桩相互作用因子最明显的参数,桩土弹模比对均质土的邻桩动力相互作用因子影响微小,而对层状土的邻桩动力相互作用因子影响较大。 展开更多
关键词 -基础动力相互作用 动力相互作用因子 双参数地基 传递矩阵法
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水平地震下土-桩-结构相互作用简化分析方法 被引量:24
15
作者 肖晓春 迟世春 林皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期561-564,共4页
基于Penzien提出的集中质量法 ,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串 ,以弹簧和阻尼器模拟周围土体 ,建立土 -桩 -结构动力相互作用的分析模型 ,给出相互作用参数的确定方法 ,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性 ,通过等价线性迭代... 基于Penzien提出的集中质量法 ,将上部结构和桩基离散为剪切型质点串 ,以弹簧和阻尼器模拟周围土体 ,建立土 -桩 -结构动力相互作用的分析模型 ,给出相互作用参数的确定方法 ,并考虑土体的动力非线性和材料阻尼特性 ,通过等价线性迭代逼近土体的非线性动态响应 .运用此模型对某 180m混凝土烟囱按桩基础和刚性基础两种方案进行自振特性和地震时程反应对比分析 ,得到两种基础形式结构的位移、剪力、弯矩的分布形式基本一致 ,但考虑桩 -土 -上部结构相互作用的桩基础使结构体系的周期延长 ,变形增大 ,剪力和弯矩相应减小 .桩 -土 -上部结构相互作用增加了结构的柔性 。 展开更多
关键词 水平地震 --结构相互作用 等价体系 自由场 阻尼 地震响应 时程分析 基础
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考虑支撑-围护桩-土相互作用的基坑支护水平支撑温度应力的简化分析法 被引量:33
16
作者 郑刚 顾晓鲁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期87-89,108,共4页
在作者采用弹性抗力法分析因温差所引起基坑支护系统内力变化研究成果的基础上 ,对采用一道水平支撑的支护系统 ,发展了一种考虑支撑 围护桩 土相互作用的估算水平支撑温度应力的简化分析法 ,此法较不考虑支撑 围护桩 土相互作用的... 在作者采用弹性抗力法分析因温差所引起基坑支护系统内力变化研究成果的基础上 ,对采用一道水平支撑的支护系统 ,发展了一种考虑支撑 围护桩 土相互作用的估算水平支撑温度应力的简化分析法 ,此法较不考虑支撑 围护桩 土相互作用的方法有明显改进 ,计算结果表明可用于实际工程估算水平支撑温度应力。 展开更多
关键词 围护 相互作用 基坑 支护结构 水平支撑 温度应力
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水平荷载下楔形桩桩-土相互作用理论分析 被引量:8
17
作者 周航 孔纲强 曹兆虎 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期897-904,共8页
基于文克尔地基模型,把桩周土离散为一系列独立的弹簧模型,然后根据欧拉-伯努利梁的挠曲线微分方程,建立楔形桩在水平荷载作用下桩身的变形和内力的理论计算方法,再基于所推导的计算公式,编制楔形桩内力、变形的计算程序,分析其受力特... 基于文克尔地基模型,把桩周土离散为一系列独立的弹簧模型,然后根据欧拉-伯努利梁的挠曲线微分方程,建立楔形桩在水平荷载作用下桩身的变形和内力的理论计算方法,再基于所推导的计算公式,编制楔形桩内力、变形的计算程序,分析其受力特性。通过针对水平荷载作用下楔形桩透明土模型试验结果的对比,验证本文所建立理论模型的准确性和可靠性,分析基桩形式(如楔形角、桩长等)、桩体性质(如弹性模量等)以及水平荷载等级等因素对楔形桩水平向承载力特性的影响规律。研究结果表明:本文所建立的理论计算方法可以简单、有效地计算水平荷载作用下楔形桩桩-土相互作用及桩周土体响应规律,尤其是在小荷载作用条件下,可以推广应用于其他纵向截面异形桩的水平向承载力的设计计算。 展开更多
关键词 楔形 水平荷载 承载力 -相互作用
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水平荷载作用下边坡-负载嵌岩单桩体系拟静力试验研究
18
作者 刘立平 李孟 +2 位作者 曾未名 李瑞锋 刘磊 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期89-97,共9页
为研究水平荷载作用下竖向负载岩质边坡单桩承载特性,鉴于开展动力学试验较为困难和复杂,采用拟静力试验方法,以相似材料模拟岩体及桩基,施加竖向与水平荷载,开展3组试验,分析不同坡度及桩岩弹性模量比下桩身弹性弯矩、桩周岩石压力及... 为研究水平荷载作用下竖向负载岩质边坡单桩承载特性,鉴于开展动力学试验较为困难和复杂,采用拟静力试验方法,以相似材料模拟岩体及桩基,施加竖向与水平荷载,开展3组试验,分析不同坡度及桩岩弹性模量比下桩身弹性弯矩、桩周岩石压力及桩顶滞回曲线的变化规律。结果表明:岩质边坡桩基水平承载力主要与埋深3D(D为桩径)以上范围内的浅层坡体有关;下坡向岩体的破坏形式与土质边坡类似,经历了裂缝出现,破坏面发育、浅层坡体破坏3个阶段,但上坡向岩体并未形成完整破坏面;桩基最终剪切破坏表明,在中风化岩质边坡条件下,水平承载力主要由桩身强度控制;坡度主要影响上坡向承载力,当坡度由15°变化为30°时,上坡向承载力提高了41.3%,下坡向承载力仅提高了0.15%,而当桩岩弹性模量比由2.8变为0.9时,正向承载力提高了80.7%,负向承载力也提高了73.5%。 展开更多
关键词 边坡嵌岩 水平承载特性 相互作用 拟静力试验
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桩-土动力相互作用分析模型的对比分析 被引量:6
19
作者 刘立平 李英民 韩军 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第2期191-197,共7页
本文对常用的刚结模型、铰结模型、接触模型、简化模型和弹簧模型五种桩-土动力相互作用分析模型进行了对比研究,分析发现:不同的分析模型有不同的适用范围,在桩-土动力相互作用分析时应根据所关心的问题选用不同的分析模型。本文给出... 本文对常用的刚结模型、铰结模型、接触模型、简化模型和弹簧模型五种桩-土动力相互作用分析模型进行了对比研究,分析发现:不同的分析模型有不同的适用范围,在桩-土动力相互作用分析时应根据所关心的问题选用不同的分析模型。本文给出了选择模型的建议,一般优先采用接触模型,次优为铰结模型。 展开更多
关键词 - 动力相互作用 分析模型 接触模型
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桩-桩水平振动动力相互作用研究 被引量:9
20
作者 吴志明 黄茂松 吕丽芳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1848-1855,共8页
在采用动力Winkler地基模型并考虑了被动桩与桩周土体相互作用的基础上,运用传递矩阵法求解出层状地基中的群桩水平振动桩-桩动力相互作用因子。与严格解(Kaynia和Kausel,1982年)进行对比,验证了方法的有效性。研究了各因素如桩长、桩... 在采用动力Winkler地基模型并考虑了被动桩与桩周土体相互作用的基础上,运用传递矩阵法求解出层状地基中的群桩水平振动桩-桩动力相互作用因子。与严格解(Kaynia和Kausel,1982年)进行对比,验证了方法的有效性。研究了各因素如桩长、桩底约束、桩间角度以及地基土对桩-桩动力相互作用因子的影响,并提出了"影响桩长"的概念。 展开更多
关键词 水平振动 动力相互作用
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