管桩低应变检测中的三维效应分析.pdf

第 4O卷第 11期 同济 大 学 学 报(自然 科 学 版) Vo1．40No．11 2012年 11月 JOURNALOFT0NGJIUNIVERsITY(NA1URALscIENCE) Nov．2Ol2 文章编号：0253—374X(2012)11-1603—05 DOI：10．3969／j．issn．0253—374x．2012．11．003 管桩低应变检测 中的三维效应分析 卢志堂 ，王志亮 ，刘东甲 ，杨晓峰 (1．同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2．合肥工业大学 资源与环境工程学院，安徽 合肥 230009) 摘要：建立了三维柱坐标下桩土系统瞬态振动的计算模型， pipe pile． Finally， hte accuracy and feasibility of the 根据弹性动力学方程、边界条件和初始条件 ，确立 了定解问 numericalmethod are verified via comparing with hte 题．利用交错网格有限差分法编制了相应计算程序，得 出该 experimenatl daat． In practice。 espe cially under the 定解问题的数值解，探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬 conditionshtattheanalyticalsolution of3-D elasotdynamic 态动力响应，给出了桩顶不同位置的速度时程灰度图，并比 equations acnnot be derived， hte numerical oslution has 较了桩顶与桩底各点竖向速度时程曲线的差别．基于管桩的 ceratinguidingsignificance． 低应变完整性测试数据，验证了该数值算法的可靠性及其反 Key words： 3-D pile—osilmodel； satggered grid； finite 映波在管桩中传播的三维效应的可行性．在实际检测过程 differencemethod；3-D effects)experimenatlanalysis 中，特别是在三维波动方程无法求得解析解 的条件下，该数 值计算结果具有一定的指导意义． 长期以来，低应变反射波法测桩的依据都是一 关键词：三维桩土模型；交错网格 ；有限差分法；三维效应； 维杆理论，管桩的检测主要是套用实心桩的检测理 实验分析 中图分类号：TU473．16 文献标识码 ：A 论与经验．对管桩而言，由于敲击位置在桩顶一侧， 三维效应 比较突出．因此，运用三维波动理论指导桩 Analysisof3D·EffectsinLowStrainTestingof 基检测工作，也就成为当前急需解决的课题． 对于三维条件下桩中弹性波传播问题，由于其 PipePile 复杂性，只能求助于数值法．目前，国内外已有一些 LU Zhitang一， WANG Zhiliang， 删 Dongjia， 采用有限元法得出的成果．赵振东等_l1]用有限元法 YANGXiaofeng 初步探索了激振力作用面积和桩身缺陷对桩中应力 (1．KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringof 波的影响．Liao等 计算了轴对称条件下桩顶加速 theMinistryofEducation，TongiiUniversity，Shanghai200092， 度、速度响应．陈凡等l3_41研究了尺寸效应对 自由桩 China；2．SchoolofResources