【技术实现步骤摘要】
V型山谷地形中桩基的动力响应计算方法
[0001]本专利技术涉及抗震设计
,更具体地涉及一种V型山谷地形中桩基的动力响应计算方法。
技术介绍
[0002]我国国土面积辽阔,但也是个多山国家,山地、丘陵、高原的面积占了国土面积的2/3以上。因此,使得我国很多地区都存在泥石流、滑坡等风险,尤其是在地震的作用下,会加大这类风险的发生几率,给路桥建设工程带来了很大的难度,影响了V型山谷桩基的稳定性。对此,正确分析地震作用下山区V型山谷桩基动力响应情况,有利于了解山区V型山谷桩基的实际情况,从而制定正确的施工计划,有利于提高桩基质量,保障人们的生命财产安全,实现其应有的效益。
[0003]相比于传统桩基的设计方法来说,山区V型山谷桩基承载设计要更为复杂,施工难度高。我国关于这方面的研究比较少。因此本文提出一种地震波作用下,V型山谷地形中桩基的位移计算方法,从而更加精准的计算出桩基的位移,防范工程事故的发生。现有技术对于V型山谷桩基础震动响应研究存在空白,目前国际上对V型山谷桩震动响应研究为通过极限法模拟震后V型山谷的残余变形,并将其转化为位移荷载计算V型山谷桩的静力受力与变形。这一方法存在着以下问题:
[0004]1.仅能模拟震后V型山谷残余位移对桩基础受力变形影响,而桩基础抗震安全性最低时往往处于地震过程而不是震后,这导致基于该方法的V型山谷桩基抗震设计理论无法计算V型山谷桩基抗震最不利情况。
[0005]2.V型山谷地形效应在地震过程中会显著增幅桩基础震动响应,而现有研究理论无法揭示这种增幅规 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种V型山谷地形中桩基的动力响应计算方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)获取V型山谷、桩基及土体的物理力学参数;所述物理力学参数包括:山谷参数:山谷半径d,地震波无量纲频率为η,入射角角度α,峡谷的中心距离两边的距离b1,b2;桩基参数:等效直径D,入土深度L,桩基弹性模量E
p
,桩惯性矩I
p
;土体参数:弹性模量E
s
,土体泊松比μ
s
;(2)基于Graf加法定理计算得出由于地震波震动引起的土体位移场;(3)基于动力Winkler地基模型,将地震波震动引起的土体位移场转化为荷载,施加到桩基上,建立桩基的受力平衡方程;(4)在桩顶、桩底均处于自由约束的情况下时,求解均布荷载引起的桩基位移及其所受的弯矩,剪力。2.如权利要求1所述的V型山谷地形中桩基的动力响应计算方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述由于地震波震动引起的土体位移场包括地震波入射形成的外域位移场,地震波入射形成的外域位移场的计算方法为:u
outer
(r,θ)=u
f
(r,θ)+u
s1
(r,θ)+u
s2
(r,θ);
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中,外域自由场u
f
(r,θ),外域散射场u
s1
(r,θ),外域散射场u
s2
(r,θ)的计算公式分别为:为:为:式中:α为地震波入射角度;r是以o点为圆心的极半径,θ为极角;k为入射波波数,其中η为入射波无量纲频率;ε
n
为纽曼系数(ε0=1,n=0;ε
n
=2,n>0);H
(1)
(
·
)是n阶第三类贝塞尔函数,J
n
(
·
)是n阶第一类贝塞尔函数;A
n
...
【专利技术属性】
技术研发人员:可文海,李源,管凌霄,吴磊,杨文海,丁海滨,岳成,
申请(专利权)人:华东交通大学,
类型:发明
国别省市:
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