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题名竖向入射地震P波激励下桩-土运动相互作用理论研究
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作者
罗通
郑长杰
杨景泉
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机构
福建理工大学地下工程福建省高校重点实验室
福建理工大学土木工程学院
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出处
《地震工程与工程振动》
北大核心
2025年第5期181-192,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(52178318、52178312)
福建省自然科学基金项目(2021J011056)。
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文摘
考虑土体三维波动效应和桩-土运动相互作用,研究了竖向入射地震P波激励作用下端承单桩的地震响应问题。将竖向入射地震P波模拟为基岩处简谐纵向位移,同时考虑桩周土体纵向和径向位移,建立土体三维波动控制方程。将桩周土位移假设为自由场和散射场位移的叠加,推导得到地震作用下桩周土对桩的反力表达式。将桩假定为一维欧拉杆,然后将桩周土体反力表达式代入桩身控制方程,考虑桩-土连续条件及桩顶和桩底边界条件,求得了竖向入射地震P波激励下端承单桩地震响应解析解。将文中所得解与已有文献结果进行对比,验证了文中解的合理性。基于所得理论解,研究了桩-土主要参数对桩顶地震放大系数和运动响应因子、桩身位移和桩周土体地震反力以及桩周土体动力Winkler参数的影响。研究表明:地震P波作用下,桩-土体系中存在共振现象,且在土层1阶共振频率处共振最明显;桩长径比和桩-土模量比对桩顶地震放大系数和运动响应因子影响显著;桩身位移随着桩长径比减小或桩-土模量比增大而显著减小;与长桩和柔性桩相比,在地震激励作用下短桩和刚性桩受到的桩周土体地震反力更大;桩周土体动力Winkler参数受桩长径比的影响尤为突出,且随着桩长径比的增大而显著减小,而其受桩土模量比影响较小。研究成果可为桩基抗震分析和设计提供理论依据。
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关键词
桩-土运动相互作用
三维波动效应
地震响应
地震P波
端承桩
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Keywords
kinematic soil-pile interaction
3D wave effect
seismic response
seismic P waves
end-bearing piles
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分类号
TU473.1
[建筑科学—结构工程]
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题名桩-土-结构动力相互作用影响因素分析
被引量：1
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作者
刘敬羽
景立平
齐文浩
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机构
中国地震局工程力学研究所
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出处
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2024年第5期210-221,共12页
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基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目(2019B10)。
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文摘
为了研究桩-土-结构动力相互作用机理,分析其影响因素,采用振动台试验和数值模拟分析相结合的方法,对不同上部结构质量、不同输入波频率和加速度峰值输入下的桩-土-结构体系的水平动力反应规律进行了分析和讨论。试验地基土体模型为中硬土,剪切波速约为213 m/s;群桩基础由5根长1.35 m、直径0.1 m的基桩“十”字型布置;上部结构模型采用质量块模拟。研究结果表明:桩身的弯矩与剪力在桩-承台连接处最大,并且随深度增加而减小;随着上部结构质量的增加,土体与桩基的加速度反应增大,桩身的弯矩与剪力也增大;随着输入正弦波幅值和频率的增大,桩-土运动相互作用变大,桩身弯矩与剪力变大;最后比较各种影响因素引起的反应发现,上部结构质量的变化对桩-土-结构体系动力相互作用的影响最大,幅值的影响次之,频率的影响最小。
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关键词
振动台试验
数值模拟
正弦波荷载
群桩基础
桩-土运动相互作用
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Keywords
shaking table test
numerical simulation
sine wave load
pile group foundation
pile-soil motion interaction
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分类号
TU411.93
[建筑科学—岩土工程]
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