分数导数粘弹性模型描述的土中管桩竖向振动的频域解

作者：王士革^*; 牛洁楠; 刘林超

来源：力学季刊, 2018, 39(04): 792-803.

DOI：10.15959/j.cnki.0254-0053.2018.04.014

• 管桩
• 分数导数
• 竖向振动
• 复刚度

在分数导数粘弹性本构模型的基础上综合考虑桩周土和桩芯土的平衡方程和几何方程建立了桩周土和桩芯土的竖向运动的控制方程.在频率域内利用分离变量法和分数导数的性质求解了桩周土和桩芯土竖向振动控制方程.考虑管桩与桩周土、管桩与桩芯土的边界连续性条件以及三角函数的正交性得到了分数导数粘弹性模型描述的土中管桩的竖向振动,通过数值分析研究了管桩和土体模型参数和几何参数对管桩的桩顶复刚度的影响规律.结果显示:桩芯土本构模型的分数导数的阶数对管桩竖向振动的影响较桩周土本构模型的阶数要小,且与频率有一定关系;桩芯土与桩周土的模型参数比τ1和τ2对等效阻尼的影响较对刚度因子的影响要大;管桩桩周和桩芯的直径比d越小,管桩复刚度的实部和虚部就越大;土体力学性能对管桩竖向振动的影响要比管桩桩身力学性能的影响小.

• 单位
  信阳师范学院; 土木工程学院