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高架桥梁桩基础与地基动力相互作用研究国内外文献综述

高架桥梁桩基础现行的比较有效且系统的研究思路主要有以下几种：，包括理论分析法、数值计算法、现场实测方法、模型模拟试验方法。四种方法各有千秋，适用于不同的研究内容和条件，具体情况如下：

1.1理论方法

利用文献资料、传统教育的经典案例、成功做法和相关理论研究，分析国内外研究现状，为课题研究提供必要的理论学习和研究基础，运用文献研究法搜集、整理和运用国内外与本课题相关的论文、论述，使得课题的研究能有较科学的定位和更高的层次的，具备普适性，但是缺点也很明显，过程繁琐，需要阅读大量的文献资料，对实验本质没有帮助，起到一个课题研究现状的一个分析，及时与外界研究对接，减少重复。

李刚等[5]在结构与地基动力相互作用的相关分析计算中，采用新型子结构法和引用波函数展开法，简化上部分结构模型以及位于弹性半空间上的基础,由地震引发的上、下两部分动力相互作用，进行具体、有条理的理论分析。同时，在理论分析中得到少数几个解析闭合解.引用该解，进行数值理论计算,以此认识两部分动力相互作用的初步规律，为以后的研究打好基础，该方法数值、模型理论方法相互结合，以理论分析为主要作用，相应的数值作为参考，试验的方法对于本试验有较大的指导作用。

曹晓岩等[6]桩-土-结构受力作用中。在地震作用下,桩-土-结构的受力因素分析出发,优先考虑平面应变假设的方向,利用用有限元法(FEM)，建立对应模型-相互作用系统。出现土层的动力放大现象时，采用地震动反演法处理,面对不同种类单元交界处的连续问题，读入刚度单元是一个理想的办法。结合现场工程实例，检验相互作用体系下，采集现场工程数据，进行地震反应计算,从而得出了对以后桩土施工有用的结论。为了打破传统高层建筑中一律按刚性地基假定，已发表的研究桩-土结构体系中产生的相互作用为核心的地震响应分析计算方法,主要成果采用的是集中质量法,通过一定的理论转换方法，将群桩效应等价转变为单桩问题。立足于已有的的研究成果,采用有限元法进行相互作用的动力分析。该方法具备多种优点，更贴近工程现实,随着有限元的理论体系的不断发展,开发了许多应用有限元计算的软件，求解、计算分析过程更加简单准确，偏差更小。

屠勰等[7]对单桩竖向振动在层状土中的分析研究中以数学方法进行前行。首先，在均匀土层中开始，研究其中单桩的问题,建立竖向振动有阻尼的微积分方程，应用传递矩阵法，以阻抗函数及共振频率为依据，了解层土中单桩竖向振动的相应变化,并且和足尺类型桩的实验数据进行了对比。同时，通过自制的传递矩阵程序，导出磁悬浮桩基的共振频率数值。最后，导出层状地基相应的桩基竖向振动的阻抗函数,与有限元法等理论结果及现场实测数据进行了对比分析,从而证明该方法具有较高程度的准确性和真实性，也对桩基在竖向的振动问题中发挥指导作用.

艾志勇等在桩的垂直振动相关研究中，用分析层元素法模拟横向土壤的动态响应，每个桩等价看成一维振动棒。基于桩土界面的相互作用力平衡和位移兼容性，成功完成了桩群-土壤相互作用方程。将其与传统理论进行比较，有显著的正确性和简便性，为桩土界面动态响应提供理论支撑。[30]

1.2数值方法

数值方法主要是利用有限元和大量新型数值计算方法的应用，具体成果有如下：

张显明[8]在关于铁路桥梁在地震反应中的影响研究中，建立桥墩的非线性三维空间梁单元的有限元模型,随机选用三组不同种类的地震记录输入。最终研究表明,在最高顶点水平时，其加速度PGA分别以0.lg和0.2g输入下,桥墩结构表现为弹性状态，桥墩结构受到竖向的地震动的影响微乎其微;而在峰值时刻，以0.4g作为加速度，进行地震输入，桥墩状态表现为非线性,桥墩地震反应受到竖向地震动的的影响显著增大,特别是由于P-△效应，使得桥墩的墩顶位移大幅度提高。

魏新江[9]在桩基阻尼与动力刚度的相关因素分析中，桩与周围土的接触面、土壤本身性质的复杂性决定了桩基也具有高度的复杂性,特别是由动荷载作用产生的动力特性,因此选择一种高效而精准的试验方法存在困难。选择复合平面应变近似法，并进行相应的改进，来有效分析和认识桩基的动力特性,依据平面应变轴对称公式,计算出单桩的动力复刚度,形成数据曲线，讨论分析对桩基刚度和阻尼之间改变的具体因素。通过以上方法的分析计算,引起桩基动力特性产生变化的的主要因素有如下几点:桩尖土的性质,桩身纵波波速v，桩身长细比l/ro,及激振频率f桩周土的扰动情况等。

陈令坤[10]在高铁桥梁及桩基地震响应分析的研究中，结合t-z、p-y和q-z曲线原理，建立一个土—桩基非线性模型，同时利用桩基础的滞回特点，通过双线性模型模拟桥墩，模拟建立一个高铁桥梁土－桩基模型，其结构为多跨简支梁桥体系，最后导出桥梁桩基弹塑性地震响应数据，以此