夹硬层土中单桩贯入挤土效应的数值模拟.pdf

《夹硬层土中单桩贯入挤土效应的数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、50探矿工程(岩土钻掘工程)2012年第39卷第12期夹硬层土中单桩贯人挤土效应的数值模拟刹、晓东(大地工程开发(集团)有限公司，北京100102)摘要：桩贯入土体产生的挤土效应问题较为复杂。利用ABAQUS软件建立了单桩贯入夹硬层土和均质土的二维轴对称有限元模型，经过分析比较，得出了单桩贯入夹硬层土体所特有的位移场及应力场的变化规律。分析表明：桩贯入夹硬层土过程中，软硬土层交界处土体水平位移变化剧烈；硬土层的存在，会使土体水平及竖向位移受到约束；夹硬层土的水平挤压应力要远大于均质土情况；与水平应力相比，竖向挤压应力在硬土层处明显偏小。关键词：单桩；夹硬层土；

2、挤土效应；数值模拟中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1672—7428(2012)12—0050—04SqueezingEfectofPileinHardLayeredSoil~SUNXiao一(DadiEngineeringDevelopmentCo．，Ltd．，Beijing100102，China)Abstract：Thesqueezingeffectofthepilepenetrationintosoiliscomplicated．2-dimensionalaxisymmetricfiniteelementmodelisestablishe

3、dwithABAQUSsoftwareforthepilepenetrationintohardlayeredsoilandhomogeneoussoil．Bythea—nalysisandthecomparison，thevariationlawsofspecialdisplacementfieldandstressfieldofsinglepilepenetrationintohardlayeredsoilareobtained．Theanalysisshowsthatintheprocessofpilepenetrationintohardsoil，th

4、ehorizontaldis—placementdramaticallychangesbetweenhardandsoftsoillayeriunction．Inhardsoillayer，thehorizontalandverticaldis—placementsarelimited，thehorizontalcompressivestressisobviouslyla~erthaninhomogeneoussoil；comparedwithhori—zontalstress，theverticalcompressivestressisobviouslysm

5、aller．Keywords：singlepile；hardlayeredsoil；squeezingeffect；numericalsimulation0引言采用四节点四边形双线性轴对称单元CAX4。考虑桩贯人土体会产生较强的挤土效应。当存在夹大变形和几何非线性。硬层土时，挤土效应主要体现在软硬土层交界处的(3)混凝土桩，刚体，采用离散刚体单元RAX2。侧向挤压作用，后续施工的桩将对已贯入的桩产生(4)桩土界面采用“硬接触”，摩擦类型为Pen-较大的水平侧向压力。若桩体在软硬土层交界处抗ahy，摩擦系数0．2。剪能力较差，则该段桩体易产生裂缝或缩径。实际(5

6、)采用位移贯人法，在桩顶施加向下10m的工程中常常发现，软硬土层交界处土体位移变化剧竖向位移。烈，桩体易在此处开裂、弯折¨J。(6)考虑土体自重初始应力场的影响。桩贯入土体产生的挤土效应问题较为复杂，目1．2计算模型前许多学者采用数值模拟的方法来研究桩土作用问桩半径300film，桩长10m。土体水平计算区题“J。本文通过ABAQUS平台，采用位移贯入域为1．5倍桩长，竖直计算区域为2倍桩长。土体法，建立二维轴对称有限元模型，对桩贯入夹硬上表面为自由边界，下表面为固定边界，右侧面水平层土和均质土进行了模拟，比较分析了桩贯人夹硬向固定，左侧土体边界条件由接触摩擦

7、控制。如图层土产生的位移场及应力场变化规律，得出了一些1所示。有用的结论。1．3土体模型计算参数及网格划分土体模型计算参数见表1，网格划分如图2所1有限元数值模拟示1．1基本设定(1)采用总应力法，不考虑孔隙水压力影响。2夹硬层土与均质粘土模拟对比(2)土体为连续的弹塑性体，符合D—P模型，2．1位移对比收稿日期：2012—07—09作者简介：孙晓东(1982一)，男(汉族)，河北涿鹿人，大地工程开发(集团)有限公司，岩土工程专业，硕士，从事岩土工程方面的研究工作，北京市朝阳区利泽中一路1号博雅国际中心写字楼9层A901，sunxiaodong2000@126

8、．con。2012年第39卷第12期探