双向非均质黏性阻尼土中桩基扭转振动频域阻抗解答与分析

崔春义　梁志孟　王本龙　许成顺　姚怡亦

摘要： 基于三维连续黏性阻尼介质理论和径向多圈层复刚度传递模型，综合考虑桩周土径向非均质效应和纵向成层性，建立双向非均质土体中桩基扭转振动简化分析模型。采用拉普拉斯变换和复刚度传递法求解得出土体位移形式解，进而利用桩?土耦合条件将该形式解耦合进桩身动力平衡方程中，并通过扭转阻抗传递法推导得出桩顶扭转阻抗解析解答。将该解退化并分别与均质土及径向非均质土中的解答进行对比验证其合理性。在此基础上，通过参数化分析探讨了桩周土施工扰动程度和扰动范围、扩颈及缩颈缺陷对桩顶扭转阻抗的影响规律，可为具体工程实践提供理论指导和参考作用。

关键词： 桩基; 扭转振动; 双向非均质; 复刚度传递模型; 施工扰动

中图分类号： TU473.1    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）02-0311-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.02.011

引 言

针对动力机器基础和海上钻井平台等工程环境，桩基础除受竖向、水平荷载外，往往还承受不可忽视的扭转动载作用。在桩基打桩过程中，受其打桩挤土效应的影响，迫使桩周土体产生一定的不均匀性，即径向非均质效应[1?2]。为深入探究非均质效应对桩基振动特性产生的影响，近些年来，国内外诸多学者针对桩基扭转振动专题开展了一系列工作，取得了较为丰富的研究成果。

首先，Veletsos等[3?4]基于平面应变假定，求解出了径向非均质土中桩基扭转阻抗解析表达式。初步探讨了施工扰动效应对桩基扭转振动特性的影响规律。……