裹覆隔振层的实心桩纵向振动特性研究

作     者：邓世邦 罗威力 DENG Shi-bang;LUO Wei-li

作者机构：广州大学土木工程学院广东广州510000 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第10期

页      面：3081-3094页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(No.52178323) 广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金项目面上项目(No.2023A1515012865) 

主　　题：桩基础 地铁振动 隔振 复刚度传递 动力阻抗 

摘      要：为分析实心桩裹覆隔振材料后的纵向振动特性,基于Rayleigh-love杆件模型和Novak平面应变理论,综合考虑桩周振动传播介质的径向和纵向非均匀性以及桩身横向惯性效应,建立了桩周振动传播介质-实心桩耦合作用纵向动力阻抗解析模型。利用Laplace变换、复刚度传递和阻抗函数传递法,得到黏性阻尼介质中任意竖向荷载作用下实心桩桩顶动力阻抗的解析解答,并与已有解析解答对比验证其合理性。通过现场试验发现,桩顶动刚度幅值的大小对桩顶动力响应有明显影响,两者之间高度相关。在此基础上,研究了橡胶隔振层不同厚度和纵向深度以及隔振层材料种类变化对实心桩桩顶动刚度的影响。结果表明,在1~80 Hz频段内:(1)随着橡胶隔振层厚度的增加(减小),动刚度幅值曲线会向低频(高频)移动,但整体上厚度变化对特征频率和动刚度幅值的影响较小;(2)随着橡胶隔振层纵向深度的增加(减小),动刚度幅值曲线的振荡幅度和振荡频率也会随之明显提高(降低);(3)当采用剪切模量小于桩周土体的隔振材料时,随着剪切模量的减小,动刚度幅值曲线的振荡幅度和振荡频率也会随之提高;(4)当采用剪切模量大于桩周土体的隔振材料时,随着剪切模量的增大,动刚度幅值曲线的振荡属性基本消失,且整体会出现小幅抬升。