单桩载荷试验的数值模拟-论文.pdf

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1、2014年第6期北方交通文章编号：1673—6052(2014)06—0021—03中图分类号：U441．2文献标识码：A单桩载荷试验的数值模拟贾蓉蓉(山西省交通科学研究院太原市030006)摘要：基于有限差分方法并结合工程实际资料，建立单桩加载试验的数值模型，将计算结果与工程试验结果进行对比，验证了数值模型，并对模型的参数进行了标定，在此基础上研究单桩加载试验的过程，研究结果表明桩径对于单桩承载力试验有着很大的影响，同时论证了桩土相互作用下的位移特性以及桩土作用机理。关键词：单桩载荷；极限荷载；数值分析软土在我国有着广

2、泛的分布，特别是在东南沿本构模型是对岩土体力学特性的经验性描述，海地区，软土地基的处理已经成为工程的最主要的可以表达荷载作用下岩土材料的应力应变特性。问题。软土地基的加固方法也日益多样，其中应用FLAC3D提供了丰富的岩土本构模型，包括可以模最多的是桩基础地基，可以有效地减少基础的沉降，拟开挖的空模型、弹性模型、塑性模型等。在塑性模提高地基的整体性以及承载力。为了确定桩基础的型中，Mohr—Coulomb模型是最为通用的本构模型，承载能力，载荷试验在岩土工程中应用非常广泛，就适用于在剪应力下屈服，而剪应力又紧紧取决于最目

3、前而言，是确定地基承载力特征值最为直观可靠的大、最小主应力的材料。其缺点就是不能考虑中主方法之一⋯]。按照试验手段以及内容的不同，载荷应力的影响。试验可以分为单桩、复合地基以及天然地基载荷试某工程需要进行单桩承载试验确定桩体极限承验。而其中，单桩载荷试验应用更为简单。通过单桩载力。结合地质勘查资料，桩体范围内的地基土体承载力试验可以验算竖向极限承载力，还可以对桩体自上而下可以分为三层，厚度分别为1．7m、3．9m和的承载力进行评价。单桩载荷试验的加载十分灵活；2．4m。结合相关研究儿，对于地基土体选用Mohr速率可快可慢

4、，既可以等到一级荷载稳定后再加下一—Coulomb模型，桩体用线弹性本构模型。主要参级荷载，直至桩体发生破坏，之后再分级卸载；也可以数如表1所示。由于在FLAC3D的摩尔库伦模型中快速加载，每隔几个小时即可加下一级荷载。如此可需要定义材料的体积模量K以及剪切模量G，因此见，载荷试验虽然效果良好，但是需要投入大量的人力物力，而且试验时间相对较长，因此，结合数值分析方法，建立正确的数值模型显得十分必要。FLAC3D(FastLagrangianAnalysisCode)是由美1G=㈩¨国ITASCA公司研发的基于有限差分法的

5、三维显示数值分析软件。近年来在岩土工程领域获得了十分广泛的应用。本文利用此软件建立了单桩载荷试验的数值模型，并通过对比试验结果验证数值模型并对数值模型的参数进行了标定，在此基础上，对单桩载荷试验过程的主要问题进行了分析。1数值模型的建立1．1参数选取