考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性

来源：振动与冲击杂志2024年第6期北京时间：

作者：李振亚,，潘云超,，张存,，何先斌,，吕冲,

单位：1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，南京210098； 2.河海大学岩土工程研究所，南京210098；3.西藏农牧学院水利土木工程学院， 西藏 林芝860000； 4.西藏土木水利电力工程技术研究中心, 西藏 林芝860000

摘要：本文研究考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性。首先，根据楔形管桩特殊的桩身结构和桩周土的成层性，将桩-土系统沿纵向划分为若干微元段，采用Voigt体模型模拟桩周土对楔形管桩桩段的竖向支承作用；基于考虑土体竖向波动效应的三维轴对称模型建立桩周土纵向振动控制方程并求解，得到桩-土之间的侧摩阻力；然后，基于Rayleigh-Love杆模型建立桩的纵向振动控制方程以考虑其横向惯性效应，求解桩的振动控制方程并结合Laplace变换和阻抗函数递推，得到考虑桩周土竖向支承作用的桩顶复阻抗和速度导纳解析解，进一步地，通过卷积定理和Fourier逆变换得到桩顶时域响应半解析解；最后，通过与已有解的对比验证了本文解的合理性，并通过参数分析的方法研究了桩身横向惯性效应、桩周土竖向支承作用及桩身参数对桩顶动力特性的影响。

关键词：楔形管桩；轴对称模型；横向惯性效应；桩周土竖向支承作用；纵向振动