●前言
第1章 緒論 1
1.1 工程背景與研究意義 1
1.2 土與結構動力相互作用的研究方法概述 2
1.3 結構基礎的振動阻抗研究 4
1.3.1 塊式基礎 4
1.3.2 樁基礎 8
1.4 上部結構動力響應研究 10
1.5 本書的主要內容 12
參考文獻 14
第2章 結構動力學基礎 19
2.1 振動的基本概念 19
2.1.1 振動的分類 19
2.1.2 振動分析的方法 21
2.2 離散繫統的振動 22
2.2.1 單自由度繫統運動方程 22
2.2.2 多自由度繫統運動方程 23
2.2.3 動力時程分析數值方法 25
2.3 連續變形體的振動 26
2.3.1 連續變形體的描述及變量定義 26
2.3.2 彈性體的波動方程 29
2.3.3 伯努利-歐拉梁的橫向振動方程 30
2.3.4 鐵摩辛柯梁的振動方程 32
參考文獻 34
第3章 任意多個明置條形基礎的垂直振動阻抗研究 35
3.1 理論推導 35
3.1.1 模型介紹 35
3.1.2 彈性半空間垂直荷載的格林函數 37
3.1.3 任意多個淺基礎豎向振動阻抗 40
3.2 方法驗證 44
3.2.1 收斂性 44
3.2.2 算例驗證 45
3.3 參數分析 46
3.3.1 基礎應力分布 46
3.3.2 距寬比對相鄰基礎振動阻抗的影響 48
3.3.3 三個明置基礎的振動阻抗 49
3.4 本章小結 50
參考文獻 50
第4章 任意多個明置條形基礎的水平-搖擺耦合振動阻抗研究 52
4.1 理論推導 52
4.1.1 模型介紹 52
4.1.2 彈性半空間垂直荷載的格林函數 54
4.1.3 任意多個淺基礎豎向振動阻抗 55
4.2 方法驗證 60
4.2.1 收斂性 60
4.2.2 算例驗證 60
4.3 參數分析 63
4.3.1 基礎應力分布 63
4.3.2 距寬比對相鄰基礎振動阻抗的影響 65
4.3.3 三個明置基礎的振動阻抗 66
4.4 本章小結 67
參考文獻 68
第5章 基於錐體模型的明置塊體基礎阻抗簡化分析 69
5.1 靜力條件下的錐體模型參數 69
5.1.1 明置基礎錐體模型的平動靜剛度 70
5.1.2 明置基礎錐體模型的轉動靜剛度 71
5.1.3 靜力條件下錐體模型的縱橫比 72
5.2 基於錐體模型的明置基礎阻抗函數 73
5.2.1 平動錐體的阻抗函數 73
5.2.2 轉動錐體的阻抗函數 75
5.2.3 基於錐體模型的明置基礎阻抗函數簡化公式 77
5.3 算例分析 78
5.3.1 驗證算例 78
5.3.2 參數分析 80
5.4 本章小結 81
參考文獻 82
第6章 考慮雙剪切效應的成層土與單樁動力相互作用模型 83
6.1 模型介紹及基本假定 83
6.2 單樁水平振動解析解 84
6.2.1 振動控制方程及傳遞矩陣 84
6.2.2 樁底邊界條件及阻抗 88
6.2.3 樁身內力 89
6.3 與現存模型的比較 89
6.3.1 對比算例 89
6.3.2 樁基礎模型驗證 90
6.3.3 地基模型驗證 91
6.4 參數分析 92
6.4.1 樁身長徑比對振動阻抗的影響 92
6.4.2 邊界條件對振動阻抗的影響 93
6.4.3 土體剪切對振動阻抗的影響 94
6.4.4 土體成層性對振動阻抗的影響 95
6.4.5 無量綱頻率對樁身內力的影響 96
6.5 本章小結 97
參考文獻 98
第7章 基於雙剪切模型的成層土與群樁水平振動 99
7.1 模型介紹及基本假定 99
7.2 樁-土-樁動力相互作用因子 100
7.2.1 理論推導 100
7.2.2 算例驗證 107
7.2.3 參數分析 108
7.3 群樁振動及樁身內力 114
7.3.1 理論推導 114
7.3.2 算例驗證 116
7.3.3 參數分析 117
7.4 本章小結 120
參考文獻 121
第8章 基於切比雪夫復多項式的遞歸集總參數模型 122
8.1 切比雪夫多項式的定義 122
8.2 切比雪夫遞歸集總參數模型 123
8.2.1 基礎的動力柔度函數 123
8.2.2 切比雪夫復多項式分式的擬合 124
8.2.3 模型參數的確定 125
8.3 與現存模型的比較 127
8.4 模型的應用 129
8.4.1 不規則形狀的淺基礎 129
8.4.2 群樁基礎 132
8.4.3 相鄰基礎 136
8.5 本章小結 137
參考文獻 138
第9章 基於子結構法的土與建築結構動力相互作用時域分析 139
9.1 理論推導 139
9.2 算例驗證 142
9.3 群樁基礎建築結構的地震響應影響分析 144
9.3.1 地震作用下土與群樁基礎建築結構的計算參數 144
9.3.2 土-群樁基礎動力相互作用模擬 146
9.3.3 考慮土與群樁基礎動力相互作用的建築結構動力分析 147
9.4 本章小結 149
參考文獻 149
第10章 基於子結構法的土與帶隔板矩形渡槽結構動力相互作用時域分析 150
10.1 理論推導 150
10.1.1 模型介紹 150
10.1.2 水平晃動響應 151
10.2 土/基礎-渡槽-流體耦合模型 157
10.3 模型驗證 159
10.3.1 土-基礎集總參數模型 159
10.3.2 流體晃動等效力學模型 161
10.3.3 土/基礎-結構-流體耦合模型 162
10.4 參數分析 164
10.4.1 土體對體繫自振頻率的影響 165
10.4.2 隔板對體繫自振頻率的影響 166
10.4.3 隔板對結構響應的影響 168
10.4.4 土體對結構響應的影響 170
10.5 本章小結 171
參考文獻 172
第11章 基於子結構法的土與圓柱形儲液罐結構相互作用的時域分析 173
11.1 理論推導 173
11.1.1 模型介紹 173
11.1.2 動力響應 174
11.1.3 兩質點模型 178
11.1.4 三質點模型 179
11.2 土/基礎-儲罐-流體耦合模型 180
11.3 模型驗證 184
11.3.1 集總參數模型驗證 184
11.3.2 土/基礎-儲罐-流體耦合體繫模型驗證 185
11.4 數值分析 188
11.4.1 自振特性分析 188
11.4.2 地震響應分析 190
11.5 本章小結 195
參考文獻 195

高效率的土與結構動力相互作用分析方法一直是工程抗震設計所迫切需要的。本書詳細介紹了基於解析法的明置條形基礎、塊狀基礎、單樁基礎以及群樁基礎的振動阻抗近期新研究成果通過建立振動阻抗的等效遞歸集總參數模型，應用子結構法研究地基基礎上建築結構、渡槽結構和儲液罐結構的動力學特性及其地震響應。本書可作為結構工程、地基工程、岩土力學防災減災工程地震工程以及機械振動工程專業的高等院校研究生教學用書，也可作為科研院所研究人員的科研參考書。