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桥头桩基在强夯振动波作用下的动力响应分析
| 论文题名： | 桥头桩基在强夯振动波作用下的动力响应分析 |
| 关键词： | 桥头桩基;强夯振动波;结构动力学;隔振屏障;数值计算 |
| 摘要： | 本文以正在建设当中的荣乌国家高速公路工程（潍坊至日照段）为工程背景，对工程施工当中遇到的问题:强夯施工对邻近桩基的振动影响大小以及隔振屏障的设计和屏障填充材料的选择等问题，运用土动力学与结构动力学的基本原理结合动力Winkler滞后体模型，考虑桩土耦合的情况下，在夯点的振动、强夯振动波的传播、邻近强夯作用影响下桩基的水平与竖向振动响应、屏障的隔振效果等几个方面进行了理论推导和数值计算并对结果进行了分析，得到的具体成果如下: (1)得出土体在夯锤中心处的位移时程为半个周期正弦曲线形式并分析了夯点振幅和频率随夯检距的变化规律。 (2)在轴对称三维振动方程的基础之上，建立了桩土耦合的三维竖向振动模型。根据桩土振动方程，推导得出了桩周土体竖向振动位移和动内力的数学表达式。得出了桩周土体为成层土的情况下，在强夯振动波影响下计算桩基位移和内力的层间传递矩阵，并根据工程背景当中的数据进行了数值计算，分析了在强夯振动影响下桩基的竖向振动规律。 (3)根据动力Winkler滞后体地基梁模型，得到桩基水平振动的方程，推导出了桩周土体为成层土的情况下，桩基水平动力响应的层间传递矩阵，并结合实际工程，分析了在强夯振动影响下桩基的水平振动规律。 (4)在强夯振动影响下，桩基水平与竖向动力响应随着夯点与桩顶距离的增加近似成指数式衰减。根据变形控制指标的要求，确定了工程背景当中夯点与桩顶之间的最小安全施工距离。 (5)分析了隔振屏障对强夯振动波的隔振原理。在波的叠加原理基础之上，推导得出了强夯振动产生的P波和SH波振幅衰减系数的计算公式。 (6)根据工程背景并结合算例分析了隔振屏障的宽度、填充材料的密度、入射角等因素对P波与SH波振幅衰减系数的影响。并对隔振屏障的设计和施工提出了建议。 |
| 作者： | 王文强 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 济南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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