[发明专利]一种径向非均质饱和土中管桩水平振动分析方法

摘要

本发明公开了一种径向非均质饱和土中管桩水平振动分析方法，通过采用径向非均质饱和土体模型和Biot多孔介质理论模型考虑了固液两相之间的耦合作用，建立并求解了平面应变条件下径向非均质饱和土体模型的桩基水平振动响应模型，得到了管桩的阻抗函数。本发明采用的平面应变假定能够简单处理比较复杂的实际工程情况，概念清楚、理论性强；同时Biot多孔介质模型考虑了固液两相之间的耦合作用，较单相介质更更加接近实际工况。径向非均质性能考虑桩周土体施工扰动效应，可为更为复杂的饱和土‑桩动力相互作用问题的研究提供理论指导和参考作用。

主权项

1.一种径向非均质饱和土中管桩水平振动分析方法，其特征在于，包括以下步骤S1：引入如下假定，建立平面应变条件下径向非均质饱和土中管桩受水平激励的振动模型：(1)假定管桩为线弹性均质等截面圆形伯努利‑欧拉梁模型，忽略桩体剪切变形，桩端采用固定支承；(2)桩周土体分为内部区域和外部区域，内部区域划分n个圈层，各圈层土体和桩芯土为均质、各向同性的两相饱和弹性介质；(3)桩土系统振动为小变形，桩‑土界面完全接触，无脱开和滑移现象，且桩土接触面不透水，各圈层土界面两侧位移连续、应力平衡；(4)桩基水平振动时，桩周土体和桩芯土无竖向变形；S2：基于Biot两相介质波动理论，建立平面应变条件下各圈层饱和土体的运动方程、桩芯土的运动方程和桩身水平振动基本方程；根据步骤S1中的假定，建立桩‑土系统边界条件；S3：使用拉普拉斯变换，求解步骤S2中建立的平面应变条件下各圈层饱和土体的运动方程和桩芯土的运动方程，得到管桩的水平动力阻抗，以对径向非均质饱和土中管桩的水平振动进行分析。