打桩锤击模型的解析算法.pdf

节选段落一：
针对
桩锤、桩帽、锤垫、桩垫组成的锤击系统，提出了一种新的解析模型。该模型分别用不同的集中质量块表示桩锤、
桩帽，用一并联的弹簧、阻尼器表示锤垫，用一弹簧表示桩垫，同时用一阻尼器表示桩，建立平衡方程，利用拉
普拉斯变换推导出锤击力的解析解。该解析解均用无量纲量表示，可用来研究桩垫层材料的参数、桩帽与桩锤质
量之比对锤击力的影响，并利用室内试验确定出桩垫材料的刚性系数，将理论计算值与实测值进行对比，理论值
与实测值吻合较好，故该解析模型可用来研究参数的组合对锤击性能的影响。


节选段落二：
本文提出一种新的解析模型(如图 1(d))，考虑
锤垫的粘弹性，桩垫的弹性，分别用不同的集中质
量块表示桩锤、桩帽，用一并联的弹簧、阻尼器表
示锤垫，用一弹簧表示桩垫，用一阻尼器表示桩，
建立平衡方程，利用拉普拉斯变换推导出桩顶位移
的解析解。利用桩顶位移的求导可获得桩顶的速度
或加速度，进一步推导出桩顶的最大锤击力，同时
可方便地研究参数对锤击力的影响。由于本模型不
仅考虑锤垫、桩垫共同作用，而且考虑锤垫的粘弹
性，其适用性更广。
2 锤击解析模型的推导
按照打桩锤击的过程，可将全过程分为 3部分：
(1) 桩锤锤击桩顶；(2) 桩锤反弹；(3) 桩垫与桩顶
分离。


节选段落三：
打桩锤击模型的解析算法 • 175 •
图 5 锤击力随 *
cc 的变化曲线
Fig.5 The variation of impact forces with *
cc
总的来说，桩顶锤击力受垫层材料的刚度影响较大，
受垫层材料的粘滞阻力影响较小。利用解析解可方
便快捷地比较不同参数的桩顶锤击力的大小，为工
程选用垫层材料提供参考。
4 桩垫材料参数的室内试验确定方法
由上面的解析解可知，当桩锤、桩帽的质量，
桩锤的落高已知时，打桩的锤击力主要取决于垫层
材料的粘弹性系数。垫层材料的性质对桩的可打性
研究具有重要意义。