饱和层状土中浮承桩纵向动力阻抗的虚土桩模型

孟坤 崔春义 许成顺 梁志孟 杨刚

摘要：基于Biot动力波动理论描述土体饱和两相特性，提出了一种桩底土饱和虚土桩模型，同时考虑桩周、桩底饱和土体纵向成层性，采用Novak平面应变法计算得出饱和土体位移解，进一步利用饱和土一桩一饱和虚土桩完全耦合条件及阻抗函数传递性，求解得出桩顶纵向振动动力阻抗解析解，并与已有相关解析解进行退化验证及对比分析。在此基础上，探讨了桩底饱和土层厚度、桩周纵向软（硬）夹层、桩底纵向软（硬）下卧夹层、桩周及桩底饱和土体孔隙率对桩顶动力阻抗的影响规律，计算结果表明：由于单相土与饱和土压缩波波速差别较大，桩底土单相虚土桩模型会过低估计阻抗曲线共振频率，即当桩底土饱和性显著且排水性较差时，宜采用饱和虚土桩模型和所得相关解析解分析浮承桩纵向振动特性;桩周饱和软（硬）夾层对动力阻抗曲线振幅水平影响显著，而桩底软（硬）下卧夹层则对桩顶动力阻抗曲线影响很小;桩周饱和表层土体孔隙率仅对桩顶动力阻抗曲线共振幅值产生明显影响，而桩底饱和土层孔隙率对桩顶动力阻抗曲线共振幅值和共振频率均有显著影响。

关键词：饱和虚土桩;纵向成层性;桩底土;纵向振动;动力阻抗

中图分类号：TU473.1;TU435文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2020）02-0372-11

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.02.018

引言

桩基纵向振动特性研究作为岩土工程和固体力学的交叉热点问题，对桩基抗震、防震设计及动力测桩技术发展具有重要的理论意义和实际应用价值。……