[发明专利]一种基于虚土桩模型的饱和层状土中桩基纵向振动研究方法

摘要

本发明提供一种基于虚土桩模型的饱和层状土中桩基纵向振动研究方法。本发明方法基于饱和虚土桩模型的浮承桩纵向振动动力阻抗算法系统，其采用的饱和虚土桩模型，能考虑桩周及桩底土体的饱和特性，且能合理考虑桩底土厚度等因素对桩基纵向振动特性的影响，适用于饱和土中浮承桩纵向振动特性研究，可为桩基动力检测提供理论指导和参考作用。

主权项

1.一种基于虚土桩模型的饱和层状土中桩基纵向振动研究方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建基于平面应变法及桩底饱和虚土桩模型的饱和土‑桩‑饱和虚土桩耦合体系纵向振动力学简化模型；S2、将桩‑土耦合振动系统按土体沿纵向分成m层，其中桩底土分成n层，假定桩周和桩底每层土都为均质、各向同性的饱和线黏弹性介质，根据Biot动力波动理论，建立第j层饱和土体和第k层饱和土体的平面应变条件下饱和土层动力控制方程及实体桩与饱和虚土桩界面处的边界条件和桩‑土耦合条件；S3、将第j层饱和土体和第k层饱和土体的谐和激振作用下饱和土层质点位移方程代入所述饱和土层动力学控制方程中，求解桩底第j层饱和土体土骨架径向位移和桩周第k层饱和土体土骨架径向位移，基于求解的径向位移求解出桩底土与饱和虚土桩界面处、桩周土与实体桩界面处剪应力，通过饱和虚土桩边界条件和各层桩界面处位移连续、力的平衡条件及阻抗函数传递公式，对实体桩桩顶动力阻抗函数进行求解；S4、由桩顶位移阻抗函数求得桩顶位移频率响应函数，求得桩顶速度频率响应函数、单位脉冲激励作用下桩顶速度时域响应，进而求得桩顶时域速度响应函数，基于求得的所述桩顶速度频率响应函数和桩顶时域速度响应函数对桩身振动特性及桩身完整性进行评判。