基于plaxis的板桩结构非线性有限元分析

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1、2011年6月水运工程Jun.2011第6期总第454期Port&WaterwayEngineeringNo.6SerialNo.454基于PLAXIS的板桩结构非线性有限元分析桂劲松，孟庆，李振国，张波（大连海洋大学土木工程学院，辽宁大连116023）摘要：利用岩土工程有限元软件PLAXIS对某板桩码头模型进行非线性有限元分析，得出板桩的变形、板桩的弯矩和剪力分布、桩周的土压力分布；并分析荷载作用下板桩墙后的地基土的沉降和应力状况。与弹性线法和m法的计算结果进行对比和分析，验证了PLAXIS软件的精确性和可靠性，说明用PLAXIS软件求解板桩结构的

2、合理性。关键词：板桩结构；有限元；PLAXIS；合理性中图分类号：U656.1+1文献标志码：A文章编号：1002-4972（2011）06-0011-05Non-linearanalysisofthesheet-pilewallbasedonPLAXIGUIJin-song,MENGQing,LIZhen-guo,ZHANGBo(DalianOceanUniversity,Dalian116023,China)Abstract:Thenon-linearanalysisofthesheet-pilewallisgivenbygeotechnical

3、finiteelementsoftware,PLAXIS,thedeformation,themoment,theshearforcedistributionandthesoilpressuredistributionofthesheetpileareobtained,andthesettlementandstressconditionoffoundationsoilafterthesheetpilewallunderloadarealsoanalyzed.Withthecomparisonoftheelasticlinemethodandthe“m

4、”method,theaccuracyandreliabilityofPLAXISisverified.TheresearchshowsthatthefiniteelementmethodofPLAXISisreasonable.Keywords:sheetpilewall;finiteelement;PLAXIS;reasonability板桩结构历史悠久，国内外已有很多学者对集中弹簧单元分别模拟土体和锚杆，并考虑桩土其进行了计算方法的研究和探讨，其内力计算方之间的摩擦力，对柔性板桩墙进行桩土的相互作[3]法有自由支撑法、弹性线法、竖向弹性地基梁法

5、。用的研究，编制了桩土相互作用的有限元程序；自由支撑法在早期的一些规范中有涉及，例如20Vaziri通过对柔性板桩的影响参数的有限元数值[4]世纪60年代苏联的《海港码头建筑物设计准则》分析，提出柔性板桩墙后土拱效应的影响因素；[1]和20世纪90年代日本的《港湾设施技术标准》，李元音等通过建立合理的全遮帘式板桩的基于现在自由支撑法基本不再使用。1930年德国布鲁ANSYS的空间数值计算模型，对土拱效应、拉杆[1]姆和娄美尔提出弹性线法；1955年美国的Lowe处指定位移以及墙底约束等一系列问题进行了初[5]PW提出把板桩的入土段视为竖向弹性地基梁，

6、步分析；李荣庆等利用岩土工程软件PLAXIS对采用文克勒假设，并认为地基系数沿深度成线性板桩结构进行分析，研究了前墙入土深度和抗弯[2][6]增大。根据水平地基系数k沿深度分布的规律，刚度对板桩性能的影响。笔者利用岩土工程软有“常数法”、“m”法和“K”法，目前板桩设件PLAXIS针对某一具体工程进行非线性有限元分计中主要采用“m”法。有限元法进入岩土工程的析，并与弹性线法和m法的计算结果进行对比分分析领域，为板桩结构的受力分析提供了有利的析，验证了PLAXIS软件的精确性和可靠性，说明分析工具。Dawkins利用文克勒弹簧单元和非线性用PLAXIS

7、软件求解板桩结构的合理性和先进性。收稿日期：2010-12-21作者简介：桂劲松（1968—），男，博士，教授，主要从事港口工程教学、科研及设计工作。·12·水运工程2011年1PLAXIS分析原理力）和土体强度（内摩擦角和黏聚力）相互联系PLAXIS是一套用于分析岩土工程中的变形和在一起。代表界面属性的Rinter通过土和界面材料稳定性问题的有限元软件包，专门为岩土工程研数据组进行指定。发，功能强大，用户界面友好，为解决岩土工程1.3结构单元问题提供了一套强有力的专业分析工具。PLAXIS板用来模拟地层中的细长形结构对象，具有提供了丰富的本构模型，

8、包括：线弹性、摩尔-库较大的抗弯刚度和轴向刚度。板可以模拟沿z方伦模型、软化和硬化模型以及软土流变模型。可向