分数导数粘弹性模型描述的土体中球形空腔的稳态响应

利用分数导数粘弹性模型描述土体的应力和应变关系,建立了球坐标下分数导数粘弹性土体的运动方程.通过引入势函数的方法求解了分数导数粘弹性球形空腔的稳态响应,得到了简谐动荷载作用下球形空腔的径向位移、径向应力的表达式.以算例的形式分析讨论了分数导数的阶数和土体本构模型参数对球形空腔稳态响应的影响.     

上覆分数阶粘弹性饱和场地土位移地震放大系数

考虑土体液相和固相的耦合作用,将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性,其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述,建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题,得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明,分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响,通过压实场地土,可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用,通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。     

简谐SH波作用下管桩的振动特性

在一维波动模型的基础上得到了简谐SH波作用下桩周土和桩芯土的位移。在三维轴对称的情况下,运用势函数和分离变量法求解了简谐水平集中荷载和SH波引起的管桩桩周土和桩芯土的振动问题,得到了桩周土和桩芯土的径向位移和环向位移。考虑管桩土动力相互作用和管桩土的连续性边界条件对简谐水平集中荷载和SH波作用下管桩的振动进行了研究,得到了管桩桩顶的动力放大因子。通过数值算例分析可知,简谐SH波作用下管桩存在共振现象;管桩管壁过薄宜导致桩基失稳;相同外径情况下采用管桩要比实芯桩的抗震性能更好。     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应，受力变形较小，对支护结构有利，但不清楚转角定量的有利影响范围，目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计，为在此范围内降低土钉用量，避免保守设计，对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型，这种模型包含基坑的转角，能考虑基坑的空间效应，通过建立接触面单元，能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用，量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围，计算结果表明，基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比，验证了该模型分析结果的可靠性，同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型，结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。