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摘要
桩周土场受冲刷作用的变化是部分埋置单桩结构失效的主要原因之一。工程中土场多呈层状，此类场地中桩基的力学特性研究日益受到关注。为精确揭示冲刷作用对层状土场中部分埋置单桩动力响应的影响，基于改进Vlasov地基模型，利用Hamilton原理建立层状土场中横向受荷单桩的动力学模型。利用有限差分法求解受冲刷作用单桩的固有频率，实现对冲刷作用下土-结构相互作用系统的准确建模，进而用Green函数法求得单桩受迫振动的解析解。通过数值计算和参数分析，研究了层状土场的物理特性对受冲刷作用部分埋置单桩动力响应的影响。结果表明：基于改进Vlaosv地基模型建立的层状土场中部分埋置单桩动力学模型可精确预测冲刷作用对桩基动力学特性的影响。随冲刷程度加剧，层状土场中单桩的第一阶固有频率显著降低，改进Vlasov地基模型中各层土体的地基反力系数均减小，剪切系数则增大。当冲刷至非埋置段桩长l_(1)≥L/2（L为桩长）时，部分埋置单桩在动荷载作用下出现横向失稳现象。随底层土体厚度增加，各冲刷等级下单桩的第一阶固有频率均增大。第1层土的弹性模量增大了约0.5倍、1倍、2倍，则层状土场中单桩的第一阶固有频率约增大了10%、20%、30%。
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单位土木工程学院; 河南科技大学
