肖勇杰，福州职业技术学院副教授，博士，福州市高层次人才（E类），入选“福建省高校杰出青年科研人才培育计划”，被授予“福州市直教育系统优秀共产党员”荣誉称号。近年来参与国家自然科学基金项目5项；主持福建省自然科学基金项目1项、福建省中青年教师教育科研项目2项；发表学术论文20余篇，其中SCI、EI、CSCD收录10余篇；授权发明专利10余件，转让发明专利2件。

本书对高频振动沉桩技
术应用开展了模型试验、数
值计算和理论研究，主要工
作和创新成果如下：
1.通过模型试验，研究
了管桩高频振动贯入过程中
超孔隙水压力、挤土应力、
土塞效应和沉桩速率的变化
规律。
2.采用有限元-无限元耦
合分析技术，并结合任意拉
格朗日-欧拉方法，建立管
桩高频振动贯入全过程的三
维数值分析模型，与模型试
验数据对比验证其合理性。
3.研究管桩高频振动贯
入黏性土地基过程中的环境
效应。考察了振动频率、动
力荷载幅值、接触面摩擦系
数和土体模量对施工安全距
离的影响，并对隔振沟的填
充材料、深度、宽度、形状
和位置对隔振效果的影响进
行了深入分析。
4.研究管桩高频振动贯
入黏性土地基过程中的土塞
效应。揭示了管桩振动贯入
黏性土地基过程中的土塞孔
隙比变化规律、管桩内外侧
摩阻力分布、土塞闭塞程度
及土拱效应。考察了振动频
率、管桩直径、土层性质对
土塞效应的影响，并对管桩
振动贯入过程中的土塞阻力
进行了解析推导，得到相应
的简化计算式，为工程初步
设计确定土塞阻力提供参考
依据。
5.研究管桩高频振动贯
入黏性土地基过程中的挤土
效应。揭示了管桩振动贯入
黏性土地基过程中挤土位移
和超孔隙水压力的变化规律
，并分析了土体模量、泊松
比、摩擦系数、振动频率和
管桩直径对挤土位移的影响
。
6.针对管桩振动贯入砂
土地基引起的孔压问题，通
过模型假定，建立砂土地基
孔压数值分析模型，对管桩
振动贯入砂土地基的孔压性
状有了定性的认识。

7.通过力学平衡推导了
基于Gudehus-Bauer亚塑性
本构关系的管桩外摩阻力和
端阻力，并考虑管桩贯入过
程中的土塞效应，提出了管
桩高频振动贯入砂土中贯入
速度的计算模型，经现场实
测数据、有限元模拟合理性
验证后进行了参数分析。此
为实际工程中快速、准确地
预测管桩振动贯入速度提供
了可靠方法。

1 绪论
1．1 概述
1．2 振动沉桩技术的基本原理
1．2．1 振动锤的类型
1．2．2 高频振动打桩原理
1．2．3 高频振动打桩系统
1．2．4 高频振动锤的主要参数
1．3 振动沉桩技术工程应用情况
1．3．1 全套管取土灌注桩
1．3．2 海上风电单桩基础
1．4 本书的目标
2 高频振动沉桩技术应用研究现状
2．1 概述
2．2 全套管大直径振动取土灌注桩
2．2．1 全套管灌注桩的发展历史
2．2．2 全套管灌注桩施工
2．3 海上风电大直径单桩基础
2．3．1 单桩基础简介
2．3．2 单桩基础施工
2．4 高频振动打桩技术
2．4．1 早期研究概况
2．4．2 可打入性试验研究
2．4．3 振动打桩模型研究
2．5 环境效应研究现状
2．5．1 理论研究
2．5．2 试验研究
2．5．3 数值分析
2．6 土塞效应研究现状
2．6．1 理论研究
2．6．2 试验研究
2．6．3 数值分析
2．7 挤土效应研究现状
2．7．1 理论研究
2．7．2 试验研究
2．7．3 数值分析
3 高频振动沉桩模型试验
3．1 概述
3．2 试验目的与内容
3．3 试验设备及模型地基
3．3．1 试验设备
3．3．2 模型地基
3．4 试验用砂力学指标
3．4．1 砂土密度试验
3．4．2 砂土颗粒级配试验
3．4．3 砂土抗剪强度试验
3．5 试验测试方法
3．5．1 孔隙水压力
3．5．2 挤土应力
3．5．3 土塞高度及贯入深度
3．6 试验成果分析
3．6．1 超孔隙水压力
3．6．2 挤土应力
3．6．3 土塞效应
3．6．4 沉桩速率
3．7 模型试验数值模拟
3．7．1 数值模型建立
3．7．2 结果分析
3．8 小结
4 高频振动沉桩数值模拟理论
4．1 概述
4．2 ABAQUS基础
4．2．1 ABAQUS软件产品
4．2．2 ABAQUS的文件格式
4．2．3 ABAQUS的通用约定
4．2．4 ABAQUS/CAE基础
4．3 岩土工程常用单元
4．3．1 实体单元
4．3．2 梁单元
4．3．3 杆单元
4．3．4 管土相互作用单元
4．4 土体本构模型
4．4．1 土的应力应变特性
4．4．2 Mohr-Coulomb模型
4．5 岩土贯入问题的理论基础
4．5．1 初始地应力
4．5．2 边界问题
4．5．3 岩土贯入大变形问题
4．5．4 黏性土地基孔压分析技术
4．6 三维数值分析方法
4．6．1 模型简化
4．6．2 “zipper-type”分析技术
4．6．3 ALE网格划分
4．7 砂土地基孔压数值分析方法
4．7．1 模型假定
4．7．2 边界条件与分析时间
4．8 小结
5 高频振动沉桩过程中的环境效应
5．1 概述
5．2 三维分析模型
5．2．1 几何模型
5．2．2 荷载及计算参数
5．3 地面振动
5．3．1 地面振动机理
5．3．2 地面振动规律
5．3．3 施工安全距离
5．4 影响因素正交分析
5．4．1 方案设计
5．4．2 结果分析
5．5 隔振沟隔振效果分析
5．5．1 隔振沟填充材料的影响
5．5．2 隔振沟深度的影响
5．5．3 隔振沟宽度的影响
5．5．4 隔振沟形状的影响
5．5．5 隔振沟位置的影响
5．6 小结
6 高频振动沉桩过程中的土塞效应
6．1 概述
6．2 孔隙比变化
6．3 内外侧摩阻力
6．4 土塞闭塞程度
6．5 土拱效应
6．6 土塞影响因素分析
6．6．1 振动频率对土塞的影响
6．6．2 桩径对土塞的影响
6．6．3 土层对土塞的影响
6．7 小结
7 高频振动沉桩过程中的挤土效应
7．1 概述
7．2 挤土位移
7．2．1 地表土体位移
7．2．2 深层土体位移
7．2．3 影响因素分析
7．3 黏土地基孔压性状分析
7．4 砂土地基孔压性状分析
7．4．1 数值分析模型
7．4．2 孔压性状分析
7．4．3 影响因素分析
7．5 小结
8 高频振动沉桩模型研究
8．1 概述
8．2 Gudehus-Bauer亚塑性模型
8．2．1 亚塑性结构
8．2．2 函数表达式
8．2．3 模型参数的确定
8．3 管桩振动贯入模型描述
8．3．1 总体描述
8．3．2 几何模型
8．3．3 管桩外摩阻力
8．3．4 管桩端部阻力
8．3．5 管桩土塞阻力
8．3．6 综合运动方程
8．4 程序编译
8．4．1 MATLAB程序设计
8．4．2 管桩外侧土体应力率分量函数
8．4．3 管桩端部土体应力率分量函数
8．4．4 管桩内侧土塞阻力函数
8．4．5 管桩贯入计算模型程序
8．5 模型验证及结果分析
8．5．1 模型验证
8．5．2 结果分析
8．6 影响因素分析
8．6．1 土体参数的影响
8．6．2 振动锤参数的影响
8．6．3 管桩直径的影响
8．7 小结
参考文献