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《承台大小_埋深对桩水平承载力影响的有限元分析》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、技术论坛承台大小、埋深对桩水平承载力影响的有限元分析1,222王继成,丁翠红,潘晓东(1.台州职业技术学院,浙江台州318000;2.浙江工业大学,浙江杭州310032)摘要:在单桩水平承载力研究中,通常忽略承台的作用,这样使求解的过程得以简化,但在实际应用中承台的作用是不容忽视的。利用计算机可以很方便地模拟单桩的水平受力情况,可以节约大量试验经费和工期,也能保证一定的精确度。文章用ABAQUS模拟没有承台以及有承台而承台大小、埋深不同时桩的水平受力情况,发现承台对提高单桩水平承载力的贡献很大,且大小、埋深不同时,这种贡献也不同。关键词:
2、桩承台;大小;埋深;水平承载力;有限元分析中图分类号:TU473.1文献标识码:B由于各种原因,低承台桩中的承台对提高桩承载力接起来,保证土与土之间力传递合理。的贡献在设计中经常作为安全储备来考虑,甚至被忽为了使模型中各个部件在自重的作用下的位移为略,尤其是对水平承载力的贡献。近年来承台对桩竖向0,必须先进行地应力平衡,一般的模型都可以按照承载力影响方面的研究越来越多,在许多竖向承载力设*initialconditions,type=stress,geostatic命令进行平衡,计中已经考虑到了承台的作用,但承台对桩水平承载力但是对于复杂
3、的接触模型按照这样的方法平衡得到的精影响方面的研究还很少,在桩水平承载力设计中几乎没度很低,可以先用这个命令初步计算得到在自重作用下有考虑到承台的作用,即使考虑到,也只是凭经验。模型中各点的应力,再通过*initialconditions,type=ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元软件之stress,input=*.***命令将初步计算得到的应力再次导一,它可以分析复杂的工程力学问题,其驾驭庞大求解入程序进行迭代,这样得到的应力非常接近各点的真实规模的能力,以及非线性力学分析功能均达到世界领先值,也就得到满足要求的地应力平衡精度
4、。水平。ABAQUS具备丰富的单元库,可以模拟任意几何结果的输出时,可以按照分级加荷载的过程输出桩形状,其丰富的材料库可以模拟大多数典型工程材料的Δx0顶的水平位移,通过荷载梯度H~曲线判定桩的水0[3～4]ΔH性能。本文利用ABAQUS软件对低承台对桩水平承0载力的影响进行了研究。平临界荷载Hcr和水平极限荷载Hu。如果不能用荷载梯度曲线来确定Hcr和Hu时,也可取荷载位移曲线上水平1用ABAQUS模拟桩水平受力的实现位移8mm(对于水平位移敏感的建筑物取5mm)所对[5]1.1模型的建立应的荷载作为单桩水平承载力特征值。为了便于对比为
5、了减小计算量,利用对称性在part模块里建模型分析,本文的将采用第二种方法来进行分析对比。时可以建三维模型的一半。1.2参数取值为了保证计算的精度,桩周围的土应该有足够大的为了计算简便,将土作均质土考虑,桩身钢筋混凝范围,本模型桩周土的几何尺寸为30m长×20m宽×30m土只考虑其弹性而不考虑它的塑性。桩的密度取310深,而桩的边长只有0.4m,对于这样尺寸上相差悬殊的2500kg/m,混凝土按C30,弹性模量E=3.0×10Pa,泊松比μ=0.167[4];土密度1700kg/m3,按照上海地区的经模型划分网格比较困难,本模型里将土划分
6、靠近桩的6soil-around区域和远离桩的soil-out区域,soil-around验弹性模量E取土压缩模量Es的3倍,E=7.701×10Pa,区域是要重点关心的区域,其紧挨着桩,对桩产生很大泊松比μ=0.35,粘聚力c=9021Pa,摩擦角"=13.308°,的影响,所以网格划分较密,相反,soil-out区域网格桩土摩擦角δ取2"/3=8.872°,桩土摩擦系数取划分较粗,见图1中的(b)图。两个区域的土用tie连[3]tan8.872°=0.1561。桩、土单元类型均采用C3D8R。作者简介:王继成(1975-),男,安徽宣
7、城人,讲师,硕士研究生,主要从事岩土工程教学与研究工作。122GONGLUJIAOTONGKEJIYINGYONGJISHUBAN公路交通科技应用技术版6量E=5.921×10Pa,其他参数同第1.2节,承台埋深分别2承台大小对桩水平承载力的影响为0.3、1、1.7、2.0m和2.4m分别来研究,地表处柱水用ABAQUS分别模拟无承台桩以及承台边长分别平位移对应的水平荷载如图3。为0.7、0.9、1.1、1.3、1.5m的桩水平受力情况,计算参数取前面的第1.2节的参数,桩长20.5m(桩尖至承台顶面),桩截面400mm×400mm,承台
8、厚度300mm,计算结果见图1。从图1可以看出,有承台的桩水平承载力均比没有承台的桩水平承载力大。图3承台埋深不同时地表处柱的水平位移与水平荷载取地表处柱水平位移8mm所对应的荷载作为单桩[5
