基于femlab的基桩动测数值仿真研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基于FEMLAB的基桩动测数值仿真研究姓名：赵刚申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王雪峰20050426摘要目前国内基桩完整性测试工作中应力波反射法是最具有代表性应用最广泛的方法因其具有轻便快速经济准确性较高等优点而得到了工程界的普遍认可但是有鉴于桩身缺陷的程度无法定量计算材料阻尼和桩周土阻力的影响无法准确掌握多重缺陷时反射波互相迭加影响造成判断错误等问题的严重存在这一技术仍需进一步地研究和改进本文基于一种名为FEMLAB的新型有限元分析程序考虑桩材料和桩侧土阻尼的影响给出了完整桩缺陷性质不同的桩

2、及三维情况下完整桩的动力响应仿真曲线理论曲线及多组模型桩实测曲线与仿真结果的对比验证了FEMLAB软件的可靠性桩身材料阻尼对速度曲线影响的仿真计算表明了材料阻尼将导致波形传播时出现弥散现象最明显的特征便是桩底反射波幅度趋弱宽度趋缓该仿真计算同时也表明峰-峰法测试波速不存在误差而起跳点法不够准确考虑桩周土阻尼通过调试桩底耦合系数和衰减规律完成的同场地完整桩与缺陷桩的交互数值模拟为缺陷桩的完整性计算提供了一种新的近似方法三维情况下完整桩不同桩长不同桩径以及不同测点的响应计算从理论上验证了测点距中心0.5R0.6R时测试效果最好这一实

3、践经验本文研究对于弄清完整性检测过程中各种因素对速度曲线的影响具有基础性意义关键词:应力波反射法FEMLAB材料阻尼土阻尼三维情况完整性IAbstractLowstraindynamictestmethodisthemostrepresentativeandpopularwayofpileintegritytestingpresently.Ithasbeengenerallyacceptedforitsvirtuessuchasportability,celerity,economyandhighveracity.However

4、,thistechnologystillhavemanyshortages.Forexample,thesizeofthedefectscan’tbecalculatedaccurately,theinfluenceofthepilematerialdampingcan'tbeidentifiedcorrectlyandsuperimposingproblemsofthedeflectionwaveswithmanydefectsinapilecan’tbedistinguishedEtc.Inthispaper,theanal

5、ysisisbasedonanewFEMsoftware-FEMLAB.Consideringtheinfluenceofpilematerialdampingandthesoildamping,thedynamicresponsecurvesofaperfectpile,apilewithmanyvariabledefectsandapileincomplicatedthreedimensionsarecalculated.Bycomparingthetheoreticalcurvesandtheactualcurvesofm

6、odelpiles,thereliabilityofthesoftwareistested.Theinfluenceofthepilematerialdampingisanalyzed,whichaffectsthedynamicresponsecurvesobviously.Thepulsewidthiswider,theattenuationofthedynamicresponseisslower.Whentestingthewavespeed,thetwopeakvaluesneedtobeselectedifthepil

7、ematerialdampingisconsidered.Bysimulatingnumericallythedynamicresponsecurvesofaperfectpileandadjustingthecouplingparameters,thecoarseextentofthedefectcanbegotten.Thedynamicresponseofaperfectpileundercomplicatedthree-dimensionsissimulatedandthevariableresponsecurvesof

8、variablepilediametersandpilelengthsareanalyzed.Itisverifiedthattestpointisputnearthehalfoftheradiusofapile.Theresultsofthepaperares