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为了研究应力波在承台-桩系统中传播的三维效应,本文建立了承台-桩-土系统瞬态振动的三维计算模型。基于初始条件和边界条件确立了定解问题,采用交错网格有限差分法编制MATLAB程序。得到了完整桩的承台-桩-土系统在纵向激振力作用下的瞬态动力响应,将计算结果与承台-桩-土系统的低应变完整性检测实测数据进行对比分析,验证了该数值模拟的可靠性和可行性。文章通过引入吸收边界消除了人工截断边界处的应力波反射,并将二阶Higdon吸收边界与Clayton-Engquist吸收边界进行对比,得出二阶Higdon吸收边界吸收效果优于Clayton-Engquist吸收边界的吸收效果的结论。通过这种数值模拟,首先研究了两根桩承台-桩系统承台表面和桩侧的最佳拾振位置,并分析了承台尺寸、邻桩、桩长、桩周土、桩底土、激振力面积和激振力时间对承台表面有效信号的影响。然后展示了三根桩和四根桩的承台-桩系统的应力波在承台表面的三维特性,并分析了承台表面的最佳拾振位置。同时,本文研究了响应对比法和双速度法来判断桩长和桩身缺陷位置。最后本文通过三维交错网格有限差分法研究了平行地震法在承台-桩系统中检测桩长的可行性,通过引入修正因子来降低桩长误差,并分析了桩孔距和桩周土对原始桩长和修正桩长的影响。结果表明:对于两根桩承台-桩系统,沿承台短边方向0.5R-0.6R(R为桩的半径)处为最佳拾振位置;桩周土剪切波速增大、适当增加激振力时间对降低三维千扰具有一定的作用;桩长、桩底土、激振力面积对低应变完整性检测影响较小。响应对比法和双速度法是检测承台-桩系统的桩身完整性和桩长的较好方法。对于三根桩承台-桩系统,在3号线(图6.3)上的0.6R-0.7R为最佳拾振位置。对于四根桩承台-桩系统,在3号线(图7.3)上的0.6R-0.7R为最佳拾振位置。平行地震法对检测承台桩系统的桩长具有较好的效果,修正因子的引入大大降低了桩长误差。桩孔距和桩周土剪切波速增大原始桩长增大,误差也随着增大。而修正桩长误差先降低后增大。