考虑竖向荷载影响的非饱和地基中桩的水平振动

作者：杨紫健; 吴文兵^*; 张云鹏; 刘浩; 董龙龙; 王立兴

来源：岩石力学与工程学报, 2022, 41(S1): 2979-2990.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0341

• 桩基础
• 竖向荷载
• 非饱和土
• 横向耦合振动
• 桩顶动力复阻抗

研究考虑竖向荷载影响的非饱和地基中桩的水平振动问题。首先，在考虑竖向荷载影响的情况下基于Timoshenko梁模型和三维多孔连续介质理论建立非饱和土–桩耦合振动模型，然后通过直接求解法、分离变量法和桩土边界条件求得桩体的水平位移、转角、弯矩和剪力以及桩顶动力复阻抗的解析解，将本文退化解与已有理论解进行对比，验证提出模型的正确性；通过与Euler梁模型下振动解的对比，进一步分析竖向荷载和桩顶承台质量对桩体动力响应变化规律的影响，研究结果表明：(1)竖向荷载仅对桩顶水平动力阻抗的刚度因子存在显著影响，不会引起共振频率的变化但是会使得共振频率下对应的阻抗极小值降低；(2)采用Euler梁模型计算得到的复阻抗始终更大，但出于安全考虑应该优先采用结果偏小的Timoshenko梁模型；(3)当竖向荷载增加时，桩顶处的水平位移、桩身中上部的转角以及桩身中下部的弯矩、剪力均略微增大，可能威胁结构安全；(4)考虑桩顶承台质量时，桩体动力响应有一定程度的减小。

• 出版日期2022
• 单位中国地质大学（武汉）