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瑞利波作用下埋入饱和热弹性地基中管桩的纵向地震响应。 (英语) Zbl 07835849号

小结:本文研究了液饱和地基中由于瑞利波传播引起的管桩纵向振动特性,并考虑了非等温条件对波动的影响。首先,利用Biot理论和热传导的非傅里叶定律,从理论上推导了液饱和热弹性地基中的瑞利波场。其次,对瑞利波作用下管桩的纵向频域解进行了解析推导。最后,通过几个数值例子说明了管桩响应对物理参数的依赖性。结果表明,饱和土热膨胀系数的增加显著增加了桩身的纵向位移和侧摩阻力。饱和土渗透性的增加将减少桩头位移。当桩长小于其有效长度时,桩长的增加将减小桩头位移。增大管桩的外径和壁厚有助于减少桩头位移。然而,在瑞利波作用下,管桩的横向惯性效应对其纵向性能的影响很小。

MSC公司:

74升05 地球物理固体力学
74J15型 固体力学中的表面波
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Liu,H.B.,Zhou,F.X.,Wang,L.Y.和Zhang,R.L.,瑞利波在非饱和多孔热弹性介质中的传播,国际数值杂志。分析。方法地质力学44(12)(2020)1656-1675。
[2] Muhammad,Wu,T.和Lim,C.W.,《作为天然可用地震超材料的森林树木:具有极宽带宽的低频瑞利波》,国际结构杂志。刺。第20(14)(2020)年2043014。
[3] Biot,M.A.,《饱和多孔固体中弹性波的传播理论》。二、。更高频率范围,J.Acust。《美国法典》第28卷第(2)(1956)179-191页。
[4] Biot,M.A.,《饱和多孔固体中弹性波的传播理论》。I.低频范围,J.Acust。《美国法典》第28卷第2期(1956年)第168-178页。
[5] Biot,M.A.,多孔材料弹性和固结方程的一般解,J.Appl。机械23(1)(1956)91-96·Zbl 0074.19101号
[6] Jones,J.P.,《多孔弹性饱和固体中的瑞利波》,J.Acoust。《美国法典》第33卷第7期(1961年)第959-962页。
[7] Tajuddin,M.,《多孔弹性半空间中的瑞利波》,J.Acoust。《美国社会学杂志》75(3)(1984)682-684·Zbl 0544.73037号
[8] Carcione,J.M.,《各向异性饱和多孔介质中的波传播:平面波理论和数值模拟》,J.Acoust。《美国判例汇编》99(5)(1996)2655-2666。
[9] 周凤霞和马琦,具有分级固体骨架分布的流体饱和非均质土壤中瑞利波的传播,国际数值杂志。分析。方法地质力学40(11)(2016)1513-1530。
[10] Chai,H.Y.,Li,T.B.,Phoon,K.K.,Chen,E.J.和Zhang,D.J.,活跃地表源下层状半空间中瑞利波的空间行为,地球物理学。《展望》65(4)(2017)992-1003。
[11] Kumar,R.和Hundal,B.S.,《两层不同液体下饱和流体不可压缩多孔半空间中的表面波传播》,《地球,行星空间》59(8)(2007)929-936。
[12] Yang,J.,关于可压缩成分饱和土壤中瑞利波速度的注释,Can。岩土工程。J.38(6)(2001)1360-1365。
[13] Madany,M.和Guo,P.J.,粘弹性介质中瑞利波引起的地震土压力,J.Earthq。工程26(13)(2021)6993-7010。
[14] Naskar,T.和Kumar,J.,《利用动态刚度矩阵法进行瑞利波传播的主要模式》,J.Geophys。工程.14(5)(2017)1032-1041。
[15] Xiao,M.,Cui,J.,Li,Y.D.,Shan,Y.和Wang,X.,多孔半空间中不规则海底瑞利波的传播和衰减特性,Wave。随机复合物33(1)(2021)27-48。
[16] Beena,K.S.和Sandeep,M.N.,无阻尼条件下均匀土壤介质中瑞利波的数值模拟,印度岩土工程。《期刊》52(1)(2021)55-69。
[17] Yu,W.和Liu,Z.,横向非均匀半空间中点源激发的瑞利波粒子运动和泊松比的数值研究,J.Appl。《地球物理学》123(2015)242-255。
[18] Biot,M.A.,《热弹性和不可逆热力学》,J.Appl。《物理学》27(3)(1956)240-253·Zbl 0071.41204号
[19] 科尔曼,B.D.和诺尔,W.,《导热和粘度弹性材料的热力学》,Arch。定额。机械。分析13(3)(1963)167-178·Zbl 0113.17802号
[20] 科尔曼,B.D.,《记忆材料热力学》,Arch。定额。机械。分析17(1)(1964)1-46。
[21] Lord,H.W.和Shulman,Y.,《热弹性的广义动力学理论》,J.Mech。物理学。固体15(5)(1967)299-309·Zbl 0156.22702号
[22] Green,A.E.和Lindsay,K.A.,《热弹性》,J.Elasticity2(1)(1972)1-7·Zbl 0775.73063号
[23] Nowacki,W.,《热弹性动力学问题》(Springer,纽约,1975年)·Zbl 0364.73001号
[24] Sherief,H.H.,关于广义热弹性的唯一性和稳定性,Q.Appl。数学44(4)(1987)773-778·Zbl 0613.73010号
[25] Paolucci,S.,《物质的连续力学和热力学》(剑桥大学出版社,剑桥,2016)·Zbl 1330.78001号
[26] Zhang,H.L.,Kim,S.,Choi,G.,Xie,D.M.和Cho,H.H.,基于热弹性新模型的大温度变化下的各向同性固体热弹性问题分析,国际热质传递杂志177(2021)121576。
[27] Chiriţ′,S.和Danescu,A.,热粘弹性多孔半空间中的表面波问题,《波运动》54(2015)100-114·Zbl 1454.74073号
[28] Bucur,A.V.、Passarella,F.和Tibullo,V.,《含孔隙热弹性材料理论中的瑞利面波》,Meccanica49(9)(2014)2069-278·Zbl 1299.74090号
[29] 周凤霞,刘海斌,蔡永清,饱和热弹性介质中瑞利波传播特性分析,《岩土力学》41(1)(2020)315-324。
[30] Biswas,S.,多孔非局部热弹性正交异性介质中的表面波,《力学学报》231(7)(2020)2741-2760·Zbl 1440.74172号
[31] Biswas,S.,具有相位滞后的正交各向异性多孔介质中的瑞利波,结构。工程机械80(3)(2021)265-274。
[32] Ye,Z.、Chen,Y.、Kong,G.、Chen、G.和Lin,M.,考虑地下水位的层状横观各向同性土壤的三维弹性动力学解,计算。《岩土工程》158(2023)105354。
[33] Ye,Z.和Ai,Z.Y.,多层非饱和多孔弹性介质在垂直时间谐波荷载作用下的动力分析,应用。数学。型号90(2021)394-412·Zbl 1481.76230号
[34] Ye,Z.,Ai,Z.Y.,Chen,Y.和Chen,L.,移动荷载作用下层状横观各向同性非饱和地基上梁的振动分析,应用。数学。型号121(2023)204-216·兹比尔1525.74128
[35] Ye,Z.和Ai,Z.Y.,层状横观各向同性非饱和土中桩的垂直动力响应,J.Geotech。地理环境。工程.148(1)(2022)04021169。
[36] Ai,Z.Y.和Liu,C.L.,横向各向同性多层土壤中桩的垂直振动,J.Sound Vib.357(2015)145-155。
[37] Cui,C.,Meng,K.,Xu,C.,Liang,Z.,Li,H.和Pei,H.,基于虚拟饱和土桩模型的饱和多孔介质中浮桩纵向振动的解析解,计算。《岩土工程》131(2021)103942。
[38] Cui,C.,Meng,K.,Wu,Y.,Chapman,D.和Liang,Z.,垂直激励下嵌入径向非均匀层状粘弹性介质中管桩的动力响应,地质力学。工程师16(2018)609-618。
[39] 崔,C.,Liang,Z.,Xu,C.,Xin,Y.和Wang,B.,径向非均质饱和土中端承单桩水平振动的解析解,应用。数学。型号116(2023)65-83·Zbl 1515.74056号
[40] Cui,C.,Zhang,S.,Chapman,D.和Meng,K.,垂直简谐荷载作用下多孔粘弹性土中浮桩的动力阻抗,Geomech。工程15(2)(2018)793-803。
[41] Cui,C.,Zhang,S.,Yang,G.和Li,X.,基岩上饱和粘弹性土层中浮桩的垂直振动,J.Cent。南方大学23(1)(2016)220-232。
[42] Cui,C.、Meng,K.、Xu,C.、Wang,B.和Xin,Y.,考虑桩土界面不完全粘结效应的浮桩竖向振动,计算。岩土工程.150(2022)104894。
[43] Meng,K.,Cui,C.,Liang,Z.,Li,H.和Pei,H.,考虑三维波浪效应的粘弹性土壤中大直径浮管桩纵向振动的新方法,计算。《岩土工程》128(2020)103840。
[44] 邹欣,杨振伟,非饱和土中部分埋入单桩在组合荷载作用下的水平动力响应,土动力。接地。工程165(2023)107672。
[45] Wu,W.,Yang,Z.,Liu,X.,Zhang,Y.,Liw,H.,El Naggar,M.H.,Xu,M.和Mei,G.,考虑施工扰动影响的非饱和土中桩的水平动力响应,海洋工程245(2022)110483。
[46] Z.Yang和X.Zou,弹性-弹性层状土壤中浮桩水平动力响应的解析解,国际结构杂志。刺。动态。,doi:10.1142/S021945542450184。
[47] Zheng,C.,Luan,L.,Qin,H.和Zhou,H.,用Timoshenko梁理论模拟组合荷载大直径管桩的水平动力响应,国际结构杂志。刺。Dyn.20(2)(2020)2071003。
[48] Yang,Z.,Wu,W.,Liu,H.,Zhang,Y.和Liang,R.,瑞利波作用下非饱和土中桩的柔性支撑,Earthq。工程结构。第52(1)(2023)页,226-247页。
[49] Makris,N.,《瑞利波通过过程中的土-桩相互作用:分析解》,Earthq。工程结构。D.23(2)(1994)153-167。
[50] Kaynia,A.M.和Mahzooni,S.,《地震荷载作用下桩基的力》,J.Eng.Mech.122(1)(1996)46-53。
[51] Lu,J.F.,Zhang,X.,Wan,J.W.和Cang,N.R.,固定轴向顶部荷载对单桩动力响应的影响,计算。《岩土工程》39(2012)54-65。
[52] Cai,Y.Q.,Ding,G.Y.,Xu,C.J.和Wang,J.,多孔弹性半空间中一排桩对瑞利波的垂直振幅衰减,国际数值杂志。分析。方法地质力学33(16)(2009)1799-1821·Zbl 1273.74153号
[53] Liu,H.B.,Jiang,M.J.,Zhou,F.X.和Lu,G.W.,非饱和土壤中热弹性波的衰减特性,阿拉伯地质杂志。14(18)(2021)1-11。
[54] Liu,H.B.,Dai,G.L.,Zhou,F.X.和Cao,X.L.,非饱和多孔热弹性介质边界均匀平面P1波反射现象的混合理论分析,地球物理。《国际期刊》228(2)(2022)1237-1259。
[55] Liu,H.B.,Dai,G.L.,Zhou,F.X.和Mu,Z.L.,热弹性固体介质和非饱和热弹性介质界面处均匀平面P1波的传播行为,《欧洲物理学》。J.Plus136(11)(2021)1163。
[56] 刘海斌、周福喜、张瑞良和岳国鼎,热弹性耦合对饱和多孔介质中体波传播的影响,中国。岩石力学杂志。工程39(S1)(2020)2693-2702。
[57] 周凤霞、刘海波和李善荣,热弹性波在非饱和热弹性介质中的传播,J.Therm。压力42(10)(2019)1256-1271。
[58] Salciarini,D.、Ronchi,F.和Tamagnini,C.,配备能量桩的大型桩筏的热-水-机械响应:参数研究,岩土工程学报12(4)(2017)703-728。
[59] Bourne-Webb,P.J.、Freitas,T.M.B.和Assuncao,R.M.F.,《能源基础中的土壤-桩-热相互作用》,Géotechnique66(2)(2016)167-171。
[60] Maghsoodi,S.、Cuisinier,O.和Masrouri,F.,土壤-结构界面力学行为的热效应,加拿大。岩土工程。J.57(1)(2020)32-47。
[61] Ye,Z.G.,Wang,L.J.,Zu,B.,Huang,J.S.,Xu,W.J.和Chen,Y.M.,考虑热-渗透效应的热管-饱和土-地基相互作用的数值研究,岩土力学42(3)(2021)691-699。
[62] Liu,G.B.,Xie,K.H.和Ye,R.H.,非扭转载荷下饱和多孔介质中球形空腔的热塑性动力学响应模式,计算。《岩土工程》37(3)(2010)381-390。
[63] Yang,J.,理想化部分饱和土壤中的瑞利面波,Géotechnique55(6)(2005)409-414。
[64] Liu,Z.和De Boer,R.,饱和多孔介质中表面波的色散和衰减,Transp。多孔介质29(2)(1997)207-223。
[65] Nogami,T.和Novak,M.,土壤对水平振动桩的阻力,Earthq。工程结构。Dyn.5(3)(1977)249-261。
[66] Niu,X.,Zhang,M.和Zhao,C.,瑞利波作用下饱和海底土壤中管桩的垂直动力响应,J.Vib。冲击40(10)(2021)244-252。
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