端承桩沉降的有限元模拟分析.pdf

《端承桩沉降的有限元模拟分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、端承桩沉降的有限元模拟分析陈晋(兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州730070)摘要：利用大型有限元计算软件Plaxis2D对莱单端承桩沉降进行模拟，通过采用不同的土体模型参数和桩身桩脚的参数选取并和弹性理论的经验公式计算的沉降量结果对比表明有限元软件模拟分析的可行性和实用性。关键词：Plaxis2D；端承桩；沉降量；Hardening-SOi—ling模型；Mohr·CoIllomb模型中图分类号：Tu473．1+2文献标识码：A文章编号：1672—401l(2010)06—0057一02Se

2、ttlementofpilesFiniteElementAnalysisCHENJin(LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract：UsingfiniteelementsoftwarePlaxis2Dofasin-slesettlementofpilestosimulatethesoilthwughthe嘲ofdif-ferentmodelparametersandparameterselectionofthepileandthe

3、pilefootandtheelastictheory，theexperienceofthesettle-mentformulacomparingtheresultsshowthatthefiniteelement80ftwaretosimulatethefeasibilityandpracticality．Keywords：Plaxis2D；piles；settlement；Hardening-Soilingmodel；Mohr-Coulombmodel0前言近年来，我国持续进行大规模的工程建

4、设，在此过程中遇到大量的复杂岩土工程问题。对于这些问题，仅依靠有关规范所建议的简化设计分析方法往往是不够的，需要采用有限元方法进行更精细的分析。Plaxis岩土工程有限元分析软件是用于解决岩土工程的变形、稳定性及地下水渗流等问题的通用有限元软件。它计算功能强大、运算稳定、界面友好，能够高效解决大多数岩土工程问题。目前已成为世界范围内流行的岩土工程有限元软件。本文以文献[1]的某桩沉降量的弹性理论解为背景，运用Plaxis2D对例题中的土体、单桩、竖向荷载进行模拟分析，得到单端承桩在竖向集中荷载作

5、用下的桩端沉降量。通过两种方法的最终沉降量对比，证明了本文方法的正确性与有效性，并为桩基工程软件分析提供一定的参考。1材料模型和结构单元土体模型分别采用Hardening-Soil模型呤1(HS)和Molar-Coulomb进行近似分析对比，参数见表1所示。Mohr-Coulomb模型是一种理想塑性状态的本构模型，具有一个固定屈服面。固定屈服面是指由模型参数完全定义的屈服面，不受塑性应变的影响。对于由屈服面内的点所表示的应力状态，其行为是完全弹性的且所有应变都是可逆的。摩尔．库伦模型中有5个基本

6、参数：杨氏模量E、泊松比v、内摩擦角巾、粘聚力e、剪胀角巾，这些参数都可从基本的土工试验获得。而Hardening—Soil模型是一种改进了的模拟岩土行为的土体模型，可以模拟包括软土和硬土在内的不同类型的土体的先进模型。采用三个不同的输入刚度可以将土体刚度描述的更为准确。HS模型的屈服面在主应力空间中是不固定的，而是随着塑性应变的发生而扩张。也就是说土体刚度和应力相关。此模型的基本特征如下：裹l参数名称粘土砂土粘土砂土单位材辩模型模型HS摩尔．库伦材料类型类型排水的水位以上土体熏度1u，_I15

7、16．51517kN／m3水位以下±体重度1_18201820kN／m3水平渗透系数kl0．O∞l1．00．000l1．Om／天垂直渗透系数k，0．000l1．O0．000l1．0”∥夭弹性模量(常数)E耐lO∞800003000130000kN／m弹性模量增量Linatm哪650kN／m泊松比V0．33o．30．330．3粘聚力(常数)c一5．51．05．51．0kN／m2内摩擦角由243l28．531剪胀角山01．OO0．O界面强度折减因子Rinh刚性(1)刚度依据某个幂率的应力相关性。输入

8、参数m，本例砂土和粘土分别取O．5，O．1；(2)主偏量加载引起的塑性应变。输入参数E∞“，本例砂土和粘土分别取98000kN／m2和9700kN／m2；(3)主压缩引起的塑性应变。输入参数E删耐，本例砂土和粘土分别取98000kN／m2和9700kN／m2；(4)弹性卸载／重加载。输入参数E。叫，1，。，本例砂土和粘土1，。取0．2，E。“软件自动生成；(5)依据摩尔一库伦模型的破坏模式。输入参数e，‘p，山，见表一所示。端承桩的桩身采用点对点锚杆来近似，该单元既可受拉也可受压，桩身上端承受8