轴力作用下液化土中端承桩的水平振动特性     

秦世伟  莫泷  史蕙质 《岩土力学》2013,34(4):987-995

将地震液化场地土层分为非液化表层土、中部的液化土层和底部的基层,基于饱和多孔介质理论和Novak薄层法,研究轴向压力作用下液化黏弹性土层中端承桩的水平动力特性。利用Helmholtz分解和变量分离法,得到液化土层对桩水平振动的阻抗。利用矩阵传递法,在频率域得到轴力作用下液化土层中端承桩简谐振动的解析解和桩头复刚度的表达式,并进行参数研究,分析轴力、桩-土模量比、桩长径比、液-固耦合系数等对桩头动力刚度和阻尼的影响。结果表明,在轴力作用下,不同长径比、桩-土模量比、液-固耦合系数时的动力刚度绝对值均比无轴力作用时减小,但随频率的变化趋势相同;轴力对桩水平振动的动力阻抗影响显著,随着轴力的增加,桩的水平振动动力刚度因子的绝对值减小,若轴力继续增大,其绝对值趋近于0,桩发生失稳破坏;桩长径比和桩土模量比对桩的水平振动动力阻抗有显著的影响,而液-固耦合系数的影响较小。  相似文献   

成层饱和土中考虑横向惯性的单桩纵向振动   总被引：2，自引：0，他引：2  

杨骁  唐洁 《岩土力学》2013,34(6):1560-1566

基于饱和多孔介质理论,研究了成层饱和黏弹性土层中端承桩的纵向振动特性。首先利用Novak薄层法,得到了土层对纵向振动桩的动力阻抗。其次,将桩等效为Rayleigh-Love杆,给出了成层饱和黏弹性土中端承桩纵向振动的一般分析方法和桩头动力复刚度的解析表达式。具体分析了两层饱和黏弹性土中端承桩的纵向振动特性,得到了桩头动刚度因子和等效阻尼随频率的响应特征,讨论了物理和几何等参数对动刚度因子和等效阻尼的影响。结果表明：桩长径比、土层模量比以及桩土模量比等对桩头动刚度因子和等效阻尼有显著的影响。相比于均质土层中的桩,上层土越硬或下层为软弱土层,桩的动刚度因子和等效阻尼振动幅值增大,其周期随长径比显著变化,且对于大直径桩,动刚度因子和等效阻尼随频率呈振动变化。同时,土体与孔隙水相互作用系数和桩泊松比等的影响相对较小。其结果可作为桩基动力基础设计和动力检测等基础数据。  相似文献   

Hyperbola-Logistic模型预测列车引起的地面振动     

陈功奇  高广运  蒋建平 《岩土力学》2013,34(Z1):313-317

振动波在土介质中传播包含呈幂函数关系的几何衰减和呈指数函数关系的阻尼衰减两方面,针对振动波衰减的两种性质,提出Hyperbola-Logistic组合模型来描述振动波沿地表的传播。实例分析表明,Hyperbola-Logistic组合模型既可以用来预测地面位移、速度、加速度及振级的衰减,又可以预测高架桥段、路堤段及地下列车引起的地面振动。Hyperbola-Logistic组合模型具有较高的拟合精度,相关系数R均在0.95以上,决定系数R2均在0.90以上,它对振动衰减的拟合是可信的。通过对比,文中模型无论数值大小还是分布趋势,都能更好地预测列车引起的地面振动。  相似文献   

基于小波能量的爆破震动巷道围岩稳定性判据     

宋波  曹野 《岩土力学》2013,34(Z1):234-240

目前爆破震动荷载作用下地下围岩稳定性判别主要依靠单一强度因子的独立阈值稳定性判据,这类判据多为定性分析,没有同时考虑爆破震动三要素的综合作用效果,且未建立稳定性判据与巷道围岩破坏程度之间的定量关系,在实际工程应用中存在一定的缺陷和不足。通过建立爆破荷载作用下的不同类别巷道围岩有限元模型,提取巷道围岩的响应信号,基于小波变换理论建立时间能量密度函数分析巷道围岩响应信号的时、频域特征,进而将时间能量密度曲线与时间轴围成的面积TEDI作为评估爆破震动效应的判别指标,建立了TEDI与巷道围岩损伤程度的定量关系,为进一步完善基于小波能量理论的巷道围岩损伤预警体系奠定基础。  相似文献   

列车激振荷载下PCC桩复合地基动力分析     

付强  丁选明  刘汉龙  孔纲强 《岩土力学》2013,34(Z2):413-420

PCC桩-网复合地基作为一种新型处理软土路基的结构形式,在软弱土地区高速铁路建设中已获得应用,其在列车激振荷载下的动力特性值得研究。本文确定了合理的列车动荷载加载形式,应用有限元软件ABAQUS建立了轨道-路堤-桩-土复合地基三维动力耦合有限元模型,基于基床、桩、垫层和地基模量参数变化,进行了路堤、桩体以及地基土的动力特性分析。结果表明：PCC桩复合地基动应力响应有别于实心桩,动应力波在管桩中发生反射交叠作用,桩与垫层动力相互作用大于土与垫层动力相互作用。基床表层模量变化对桩-土动力变化影响不大。垫层刚度的增加提高了桩体的动荷载分担比,同时桩顶动应力随着桩与垫层动力相互作用的增强而增大。随着PCC桩模量的提高,动应力在桩体中传播速度加快,动应力增大,使其承担了大部分动荷载,有效地降低了地基土承受的动荷载,同时减弱了上部荷载在复合地基内部影响。随着距离中心桩距离的增大,边桩动应力逐步减小。  相似文献   

基于功率流法梯式轨枕轨道减振性能研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

金浩  刘维宁 《地震工程与工程振动》2012,32(3):165-170

为研究梯式轨枕轨道的减振性能,将梯式轨枕轨道系统简化为四端网络。利用功率流法,分析纵向轨枕截面宽、高以及枕下弹性垫板动刚度、材料损耗因子对梯式轨枕轨道系统减振性能的影响。分析表明:枕下弹性垫板动刚度增大,使得传递到整体道床的总功率流增大,同时纵向轨枕的自振频率也增大;枕下弹性垫板材料损耗因子、纵向轨枕横截面宽、高的增大,都能使传递到整体道床的总功率流减少,同时纵向轨枕截面宽、高的增大降低了纵向轨枕自振频率。因此,应尽量增大纵向轨枕截面面积和枕下弹性垫板材料损耗因子以及减小枕下弹性垫板动刚度,从而获得更好的减振效果。  相似文献   

圆球减振装置对风力发电高塔的振动控制研究     

张自立  陈建兵  李杰 《地震工程与工程振动》2012,32(3):144-149

本文提出了圆球减振装置对风力发电高塔振动控制的工作原理和计算方法,并对其控制效果进行了理论研究。首先利用拉格朗日方程推导得到圆球减振装置的自振频率及其对单自由度系统的被动控制力,并推广至多自由度系统。进而将风力发电高塔等效为集中质点模型,建立了风塔-减振装置体系的运动微分方程。用谐波叠加法模拟得到脉动风速时程,分析比较了风力发电高塔在无控及有控状态下的动力响应及疲劳寿命。计算结果表明,圆球减振装置是一种简单、经济和实用的减振装置,能够有效减小风塔的动力响应,延长其疲劳寿命。  相似文献   

Investigation of a new vortex-induced vibration suppression device in laboratory experiments     

Yongbo Zhang  Haiyan Guo  Xiaochun Liu  Xiaomin Li 《中国海洋大学学报(英文版)》2012,11(2):129-136

In order to mitigate vortex-induced vibration (VIV) of marine risers, especially to eliminate the phenomenon of frequency ’lock-in’, a new suppression device of crescent-shaped flow spoiler was designed with seven different layout schemes. VIV model tests with six flow levels were conducted in a large wind-wave-current flume. In all cases, vibration responses in both in-line and cross-flow cases were measured. With the installation of suppression devices vibration frequency evolution of a riser was analyzed by Morlet wavelet transform. The principle of VIV suppression was interpreted through vibration characteristics. Fatigue life of the riser was calculated by the Palmgren-Miner rule. Compared with a bare riser, vibration of an outfitted riser with suppression devices disturbed the steady flow, the vibration amplitudes in the two flow directions were reduced, and the riser fatigue life was improved.  相似文献   

列车运行振动对地铁隧道沉降监测系统的影响分析     

杨江  姜丹 《大地测量与地球动力学》2012,32(Z1):149-152

地铁隧道沉降监测系统主要用于自动、实时、连续的监测隧道沉降.通过振动干扰导入,利用环境模拟方法对系统进行了响应测试.实验结果表明列车运行时产生的振动干扰在系统监测允许误差范围内.  相似文献   

振动沉管碎石桩大型振动台试验的实现     

高博  张鸿儒  施烨辉 《世界地震工程》2012,28(1):87-92

目前有关碎石桩复合地基在动荷载作用下的研究主要是针对其排水作用,而对其密实作用的研究很少,碎石桩复合地基在动荷载作用下沉降计算理论落后于工程实践.为了在碎石桩复合地基的动力模拟试验中模拟碎石桩的密实作用,设计了大型堆叠式剪切模型箱,并采用振动沉管法在振动台模型箱中进行了碎石桩的震后沉降试验研究,结果表明其能较好地模拟碎石桩振动沉管施工工艺.  相似文献