高压旋喷桩基础结构地震反应分析.pdf

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1、第36卷第4期四川建筑科学研究2010年8月SichuanBuildingScience185高压旋喷桩基础结构地震反应分析陈荣(迪艾工程技术软件(上海)有限公司，上海200030)摘要：建筑物的地基可能会遇到各种各样的土层，当在软土地基上进行建筑时，为了满足建筑物的承载要求，必须对软土地基进行适当的加固处理，而高压旋喷桩就是地基加固处理的一种方法。通过三维有限元的数值分析方法，采用BuyukozturkConcrete模型模拟水泥和水泥土的非线性，用基于塑性的Drucker—Prager模型模拟土的非线性，建立了高压旋喷桩的桩一土一结构相互作用体系的三维有限元

2、模型，研究了桩一土耦合作用的相互非线性效应，通过接触分析计算了高压旋喷桩基础在地震载荷作用下的上部钢结构响应以及桩腿的内力分布，为复杂结构物的计算提供了一种新的计算方法。关键词：复合地基；三维有限元；接触非线性；地震响应中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1008—1933(2010)04—185—05DynamicresponseanalysisofrollingjettingandcementingpileunderseismicloadingCHENRong(EngineeringTechnologyAssociates(China)，Inc．，

3、Shanghai200030，China)Abstract：Highpressurerollingjettingandcementingbucketpileisanewkindofstructurewithcompositefoundation．Athree—dimension(3-D)finiteelementmodelofthisstructureiscreatedbyusingBuyukozturkConcretemodeltOsimulatethenonlinearpropertyofcementandcement—soil，Drucker—Prager

4、modelisusedtosimulatesoilsurrounding．Thepaperstudiesthepile—soileoup~ngnonlinearinteraction，calculatesthedynamicresponseandstressdistributingsubjectingtoseismicloadingbycontactanalysis．Keywords：compositefoundation；3-DFEM；contactnonlinear；seismicdynamicresponse题，通常将有限元方法和其他数值方法(如边界法、^

5、U-刖●‘_吾0一无限元、无穷元等)耦合起来，以发挥各自的优势。旋喷注浆桩地基简称旋喷桩地基，是利用钻机，Maheshwari等⋯采用三维分析方法和子结构方法，把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置把地震作用下的结构分为桩一土耦合作用和上部结后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷嘴构两个子结构，给出了时域内结构的地震响应。陈装置，向四周以高速水平旋转喷人土体，借助流体的清军等针对在强震作用下的桩基础非线性地震冲击力切削土层，将喷流射程内土体遭受破坏；与此反应问题，采用Drucker．Prager理想弹塑性模型模拟同时，钻杆一面以一定的速度(20r／mi

6、n)旋转，一面地基土的非线性，考虑了桩一土间的接触非线性，建低速(15～30cm／rnin)徐徐提升，使土体与水泥浆立了桩一土一桩相互作用及土一桩一结构相互作用充分搅拌混合，胶体硬化后，即在地基中形成直径比体系的三维有限元分析模型，探讨了桩一土间的非较均匀、具有一定强度的圆柱体，即旋喷桩，从而使线性效应对群桩基础的运动相互作用及惯性相互作地基得到加固。研究此类桩体结构物的动力响应问用问题的影响。对于旋喷注浆桩基础的桩一土非线题时，明确桩基振动的动力特性是解决问题的关键。性地震反应问题，通过三维有限元的数值分析方法，建筑钢结构的地震反应有限元分析已经从线性发展采用

7、BuyukozturkConcrete模型模拟水泥和水泥土到非线性、从频域发展到时域、从连续介质理论发展的非线性，Drucker—Prager模型模拟土的非线性，在到非连续介质和破裂理论。此外，为处理无限域问大型非线性有限元Marc程序中，建立了旋喷桩地基桩一土一结构相互作用体系的三维有限元模型，研究了桩一土耦合作用的相互非线性效应，计算得出收稿日期：2008—11了上部钢结构响应，分析了复杂钢结构桩腿的应力作者简介：陈荣(1978一)，男，江苏江阴人，工程师，主要从事结构有限元计算咨询工作。分布。E—mail：rongcn@163．coml86四川建筑科学研究

8、第36卷厂=od。+一。