考虑土塞效应的分数阶导数描述的黏弹性饱和土中部分外露管桩扭转振动*

余春春 傅 敏

(浙江建设职业技术学院建筑工程学院， 杭州 311211)

在地震等动态荷载作用下，建筑结构特别是建筑基础通常会遭受破坏而导致建筑物的倒塌，随着桩基特别是管桩在建筑工程、海洋工程等领域的应用，有关桩基振动特性的研究就显得特别重要。从20世纪70年代以来，众多学者针对实芯桩的振动问题开展了较为系统的研究[2-7]，这些成果为桩-土动力相互作用的研究奠定了基础。近二三十年来，随着管桩技术的发展和管桩的不断应用，针对桩芯土-管桩-桩周土动力相互作用的研究逐步成为研究的热点。将土体视为单相介质，Ding等得到了瞬态集中荷载作用下管桩振动的时域解析解[8]；刘林超等将管桩、桩周土和桩芯土看作一个整体，基于轴对称模型和桩-土接触面连续性条件给出了管桩竖向振动的解析解[9]；沈纪苹等运用初参数法和传递矩阵法得到了管桩的水平振动，给出了管桩桩顶的水平动力阻抗[10]；郑长杰等基于一维欧拉-伯努利梁模型，从土体三维波动方程出发对黏弹性地基中管桩的水平振动响应进行了理论研究[11]。然而这些研究都认为桩芯土体完全充满管桩，是一种较为理论化的模型。在成桩过程中，会在桩端形成一定高度的土塞，也就是说，桩芯土并不是一定完全充满管桩的，针对土塞效应的影响，吴文兵等在考虑土塞效应和横向惯性效应的情况下研究了管桩-土体纵向动力相互作用问题，得到了任意……