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论文围绕群桩竖向动阻抗、任意刚性基础的竖向动阻抗、群桩与承台板的竖向动力相互作用及群桩的动力优化布置进行了系统的研究。 1.本论文采用Novak薄层法,推导了在均质地基中,端承单桩和摩擦单桩的动阻抗;并全面分析和对比了均质弹性、均质粘弹性和非均质粘弹性地基模型中的单桩的动力阻抗,考察了各种因素对单桩动力阻抗的影响程度。 2.本论文充分考虑土的成层性和沿深度有变化的特性,将土层沿深度离散形成一系列均质的土层,各土层视为满足平面应变假定,应用传递矩阵法推导出单桩在成层地基中的动力阻抗;并据此研究了在成层地基中的桩-桩动力相互作用因子,然后推导了群桩刚性承台竖向动力阻抗。 3.首次提出利用动力相互作用因子求解均质弹性半空间上的任意形状的刚性明置和埋置基础的动刚度和阻尼系数的方法。过去许多学者通常将任意形状基础的外包规则几何形状代替原有的不规则基础形状,以达到确定动刚度和阻尼系数的目的,显然计算结果是近似的;本文将任意刚性基础划分为规则的小型基础,然后求小型基础之间的动力相互作用因子,最后得到任意刚性基础的动刚度和阻尼,而且这种方法也可考虑相邻基础产生的影响。该方法经验证,非常准确。 4.研究承台板与群桩的竖向动力相互作用,以前通常假设承台板是刚性的,本文首次充分考虑了承台板具有一定的刚度、可以变形;并提出承台板-群桩动力相互作用模型,然后推得其动力相互作用方程。通过算例说明了完全刚性承台板假设对计算结果存在偏差,并肯定了承台板的刚度及土性对计算结果是有影响 西安建筑科技大学博士学位论文的。 5.本论文在对群桩刚性承台动阻抗的求解过程中,首次考虑了承台底土与承台及群桩的动力相互作用。目前对群桩动阻抗研究的文献,始终局限在刚性承台底与土脱离的假设,而没有考虑实际存在的承台底与土接触的情况。文中首先利用单桩和单独刚性基础在均质弹性土中的竖向动阻抗,然后定义了桩一土、土一桩、土一土动力相互作用因子的概念,并对诸动力相互作用因子作了理论推导及计算,进而建立了均匀介质中群桩竖向动力阻抗的简化计算方法。 6.基于优化的复合形法和遗传算法,分别以承台位移最小和各桩轴力最均匀为目标函数,首次获得了群桩动力优化的桩位布置结果,为桩基承载结构提供了一种新的设计思路。