LSDYNAD在桩基缺陷检测中的应用

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1、394相关专业城市道桥与防洪2014年7月第7期浅析ANsYs／Ls—DYNAD在桩基缺陷检测中的应用魏明强(西北民族大学土木工程学院。甘肃兰州730124)摘要：采用一种基于ANSYS／LS—DYNA的非线性动力有限元分析方法，对离析桩的桩身进行了数值模拟，得到了离析桩的应力波反射规律及特点，说明基于ANSYS／LS—DYNA~线性动力有限元分析方法能够较准确地检测桩基缺陷。关键词：有限元；数值模拟；桩基缺陷；检测中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)07—0394—030引言1ANSYS简介在众多的基础形式中，桩基础以承载力较ANSYS有限元分析软件

2、是一个具有多种用途大、沉降量较小的特点尤为突出。由于桩基础能的计算机设计程序，它能够将各种结构、流体、够把荷载从覆盖层传递至稳定层，从而达到安全热、声学、．电磁学及碰撞运动等问题融于一体，可靠的要求，所以随着社会经济的高速发展，桩近年来也被广泛运用于各工程领域。其有限元法基础己被广泛运用于交通、民用和工业建筑、港(也称有限单元法)是一种数值计算方法，在目前口、桥梁等众多工程领域。但由于桩基础的施工工程分析中的应用最为广泛。它在工程技术界能是一个隐蔽性很高的过程，难免在施工阶段甚至够受到高度重视，是因为具有较高的通用性和有于使用当中出现各种问题而难以及时发现。因效性等特点。伴随着计算机技术和科

3、学的飞速发此，为了保证工程的施工质量，必须对桩基础进展，ANSYS有限元分析软件如今已经成为计算机行严格检验，以便准确判断出桩基础是否存在缺辅助设计和辅助制造不可或缺的部分。本文所提陷，检测出缺陷的程度和具体位置，并采取经济到的ANSYS／LS—DYNA中，ANSYS仅仅为Ls合理、有效且容易操作的补救方法，防止事故的—DYNA提供必要的前处理和后处理，而具体的求进一步发生。由此可见，只有提高了桩基础检测解过程则是由LS—DYNA版求解器来完成的。的可靠性，才能保证整个桩基础工程的施工质量LS—DYNA是通用性很高的显示动力分析程序与安全。所以，随着人类科学技术的不断进步，包，功能非常齐全，

4、可以模拟现实情况中的各种桩基础检测的理论方法和工程应用成为众多学者复杂问题，尤其适合于求解各种二维、三维几何研究的领域。长期以来国内外学者已经总结出一非线性、材料非线性、接触非线性、爆炸等问些比较有效的研究方法，如回传射线矩阵法『l_3】、题。LS—DYNA以显示算法求解为主，特别适合分以波动理论为基础的动力检测技术等。析各种非线性结构冲击动力学问题[4]。本文利用ANSYS／LS—DYNA的非线性显示求2缺陷原因分析解分析程序对桩基础的应力波进行了初步数值模拟，建立了一定参数的离析桩模型，并通过离析桩的表面是完整的，造成桩身内部离析Lsprepostd后处理程序绘制了离析桩的波形曲线的原因

5、有很多，比如做桩的材料不符合要求，混图，使之与回传射线矩阵法[1_3】得到的理论曲线进合料配合比选择不当，打桩的过程中搅拌不够均行对比，说明ANSYS／LS—DYNA能够检测桩基是匀或者振捣没有达到规定的密实度，或者施工过否存在缺陷，以及能够判断缺陷的类型，并进一程中某些地区的石、砂含量过多等等，从而导致步研究了应力波在桩身中的传播特点。混合料之间的黏聚力太小，粗集料出现下沉现象，混合料之间相互分离，造成桩身内部的组成收稿日期：2014—02—17和结构不均匀，比如常见的蜂窝现象，因此桩身作者简介：魏明强(1982一)，男，甘肃天水人，硕士，讲师，从事岩土与地下工程专业的科研与教学工作。内局

6、部呈松散状态。也就是说，在桩身离析的部2014年7月第7期城市道桥与防洪相关专业395分弹性模量变小，波速也随之变小，桩身截面面图。积不变。线线桩基础的离析会造成其强度下降，并且很大程度上影响了桩基的承载能力，整个结构的抗渗性、抗冻性等等耐久性能与安全性能也遭到破坏，严重离析会导致基础返工，造成很大的经济损失。3单桩计算模型一101234t(Nc0)3．1计算模型图3离析桩模型曲线与理论曲线对比阔桩一土关系为桩周围有土桩底架空，桩长为8m，桩身截面边长为0．5m，桩周围土体截面从图3中的曲线对比可以看出，模型曲线与边长为0．6m，土体深度为9m，桩顶部距离离理论曲线拟合较好，说明能够利用AN

7、SYS／LS析部分起始点的距离为4m，离析部分长度为—DYNA建立离析桩模型，并且得到的数据良好、1m，桩顶用1表示，桩底用2表示，离析部分起可用。始点和终止点分别用3、4表示。按照上述参数3．2．2反向推算模型参数利用ANSYS／LS—DYNA建立完整桩有限元模型，根据离析桩桩顶49号节点z方向速度波形曲如图1所示。选取桩顶部49号节点作为研究对线反向推算模型参数，如图2所示。桩身完好部分象，记录ID工具条