單樁動力屈曲分析的試驗與理論研究.pdf

1、樁基礎(chǔ)因具有承載力高、沉降小等優(yōu)點應(yīng)用廣泛，且對于跨越大江大河或深切峽谷的鐵路或公路大橋、以及高樁碼頭和海上石油鉆井平臺等工程，多采用高承臺樁基。對于這類高承臺樁基，因樁頂自由長度較大，在靜力荷載(上部結(jié)構(gòu)荷載及基礎(chǔ)本身自重等)和動力荷載(車輛或機械等運行過程中產(chǎn)生的沖擊與制動力，以及風(fēng)力、波浪力或地震力等)同時作用下，可能產(chǎn)生屈曲破壞，其具有突發(fā)性且后果嚴(yán)重，如何分析樁基的動力特性特別是動力屈曲穩(wěn)定性成為本學(xué)科中具有重要理論與工程實際

2、意義的一個課題。
　　 為此，本文首先基于已有研究成果分析和討論了樁基礎(chǔ)的動力特性，在此基礎(chǔ)上，引入能量原理和Hamilton原理，分別基于m法和常數(shù)法假定考慮樁側(cè)地基土體抗力及其他影響因素，建立出兩端鉸支、兩端固支及一端固支一端自由三種不同樁端約束條件下基樁的動力穩(wěn)定平衡方程，經(jīng)簡化得到相應(yīng)的Mathieu方程，求解獲得了簡諧荷載下參數(shù)共振時不穩(wěn)定區(qū)域邊界的近似解。
　　 其次，設(shè)計并完成了一組軸向簡諧荷載作用下單樁樁

3、-土動力相互作用大比例模型試驗，通過埋設(shè)樁身內(nèi)力與位移傳感器及改變主要試驗參數(shù)進行對比試驗，獲得了兩種典型組合邊界條件(即兩端嵌固和一端嵌固、一端自由)下的基樁在動力加載過程中樁頂位移、樁頂動位移幅值、樁身軸力及樁底反力等動力響應(yīng)的時程變化曲線，為進一步了解和掌握樁身動力屈曲破壞機理提供了基礎(chǔ)。
　　 最后，綜合理論分析和模型試驗結(jié)果，討論了兩種典型組合邊界條件(即兩端嵌固和一端嵌固、一端自由)下動荷載加載頻率、樁頂自由長度、樁