竖向入射S波作用下单桩水平地震响应简化解析方法

基于连续介质模型并考虑桩-土运动相互作用,将单桩视为一维线弹性梁,研究了竖向入射S波作用下的单桩水平地震响应问题。将竖向入射S波模拟为基岩水平位移,基于平面应变模型建立的土体控制方程,推导出地震作用下土体水平动力阻抗函数表达式。将土体阻抗代入单桩控制方程并联立桩-土接触条件及桩顶和桩底的边界条件,得出了竖向入射S波作用下单桩的地震响应解析解。通过将所得解与已有文献理论解和有限元结果进行对比,验证了该方法的合理性。基于所得理论解进行参数分析得出：桩-土模量比的增加可以明显降低桩-土运动相互作用因子的最小值,而较大桩身长径比以及土体滞回阻尼对桩-土运动相互作用因子的影响较小;对于桩顶水平地震放大因子来说,桩-土模量比的增加仅在高共振频率处抑制其幅值,较大桩身长径比对其影响较小,而滞回阻尼比的增加会显著抑制共振频率处的幅值;桩身地震响应仅在较小桩径比时受桩-土模量比的影响明显,并随桩-土模量比的增加而降低。     

下卧基岩黏弹性地基上刚性条形基础竖向振动响应研究

考虑地基土层厚度的影响,对黏弹性地基上刚性条形基础承受竖向荷载下的动力响应问题进行了理论研究。通过Fourier积分变换求解了地基土的动力控制方程,并结合基底和地基的混合边界条件及土层刚性基岩边界条件,得到了刚性条形基础的对偶积分方程。通过Jacobi正交多项式将其转化为线性方程组并进行数值求解。将所得解退化至弹性半空间,并与已有文献进行了对比,验证了解析解的合理性。分析结果表明：地基土层厚度是影响地基振动产生的表面波衰减以及条形基础动力柔度系数变化的重要因素。通过数值算例发现,只有在土层厚度超过基底宽度大约50倍的情况下,现有的将地基土视为无限半空间的理论解才是合理的。