单桩静力工作性状弹塑性数值分析.pdf

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1、安徽建筑2012年第2期(总183期)单桩静力工作性状弹塑性数值Elasto—PlasticAnalysisofthePerformanceofSinglePileBasedonADINA张爽，张石平(1．大连友谊(集团)股份有限公司，辽宁大连116026；2．大连海事大学，辽宁大连116026)摘要：采用大型非线性有限元软件ADINA对单桩在静荷栽作用下的反应机理进行数值模拟，同时探讨了单桩在竖向力作用下的各种反应过程。；；l关键词：单桩；有限元；弹塑性；数值分析：C：jC～I～t—l～～中图分类号：TU473．1文献标识码：Bj一；一一jC一～；

2、c文章编号：1007—7359(2O12)O2—0105—01一；C{{；JCIiIci{i}Ic0前言ij}J{i；莩{r{illrjilifr随着工程建设的发展，桩因其特有的承载优势而被广泛用于各种工程结jili}n4n；RDl口R由n}n构中。然而，复杂场地桩承载性能简化分析方法不够准确，这可能造成因计算估算桩体承载力不足而发生工程结构的破坏事故。为此，本文利用基于图1桩土模型Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型并考虑地基土的非线性性质RP和桩土相互作用，采用二维平面应变有限元计算模型，以大型有限元分析软件RSICALCTIME

3、l000ADINA为平台进行桩土数值分析。通过增量加载弹塑性有限元数值方法进行桩的承载性能分析，以及桩土的相互影响过程与机理研究。岩土工1数值算例及计算模型程与采用大型分析有限元软件ADINA进行单桩的静力分析，对于地基和桩均基采用四节点平面应变单元，桩土问设置接触，桩顶逐级施加均布荷载直至不收础处敛为止。桩长19m，埋深15m，为各项同性弹性材料，弹性模量为3300MPa，泊图2自重应力等值分布图理松比为0．15，密度为2500kg／m。。地基为两层土构成，其参数如表1所示。位移(cm)02468l0图2所示为地应力平衡后的自重应力等值线图，平衡前

4、的土底应力为449．5kPa。从图2可见，地应力平衡后土底应力与平衡前基本一致，显然施加的初始地应力符合要求。显然，该处土体的竖直方向的位移随着深度在逐渐减小，然而，随着桩土g一摩擦系数的增大土竖向位移并没有相应的增大mⅡ，f只是分区段有明显变化。在地】暹下7．5m到17．5m处，此位移随着摩擦系数的增大而增大，在17．5m以下基本蠖一不受影响；在7．5m以上该位移变化跟摩擦系数的变化不一致，这是因为一17．5m以下的土体水平方向的压应力比较大，使得桩土之间的摩擦力水平较高，因而桩土之间不发生错动，土体的竖向位移并不随摩擦系数的改变而改变。17．5m

5、以上的土体因摩擦力不够大而发生桩土相互错动，因而增大摩擦系数提高了摩擦力，桩土相对位移就减小了，然而摩擦系数增大到一定程度后，因摩擦力较大使桩土不能相巨互错动而使其影响不显著。图3y=2．8m处地基竖向位移随摩擦系数取值的变化从图中可见，该位置处的土下部分受挤压，而上部分则被拉伸，位移最大处在lOm和17．5m左右。而随着桩土摩擦系数的增大其位移值是分区段变化的，在lOm以上部分的土体位移随摩擦系数的增大而增大，17．5m以下的土体位移随摩擦系数的增大而减小，中间部分的土体位移变化比较复杂。这是因为桩为各向异性弹性材料，在外荷载的作用下会发生水平方向

6、的变形，且相对于量一J追桩底而言，桩顶水平方向变形较大。蠖一安徽2结语建筑收稿日期：2011—12—28一4—20246作者简介：张爽(1978-)，女，辽宁辽阳人，毕业于辽宁X-_,lk大学，学士；工程师，国家注册位移cm)一级建筑师，国家注册一级结构工程师。图4y=2．8m处±水平位移随摩擦系数取值的变化田(下转第92页)2012年第2期(总183期)安徽建筑汽压，就会形成墙体凝露，并出现发霉、长毛等现象。②地下室内墙壁在装修时应尽可能处理成麻面状，所有电器、电线、穿线管等均应具有良好的绝缘和防潮功能，宜明线3避免凝露的设虽计建议和措施敷设，方便

7、检查和维修；应将进户钢管改为PVC等塑料管以防止与室外相接触的钢管部位混凝土构件的凝露；为减小热桥效3．1设计建议应带来的影响，对整个建筑物应按建筑节能规定对墙体采取保①对于本工程钢筋混凝土外墙导热性偏大、地下水位较温措施。浅的情况，要解决地下室外墙内表面凝露的问题，可以采用外③施工时管长必须要高出混凝土楼板，其高度应满足承墙内保温办法(本工程外墙外保温已无法实施，其实可以在地插口填塞操作要求，以防管线周围的烟湿，避免冷凝水流出。下室外墙做完防水层后，使用选择传热系数小、足够厚的围护④凝露现象已出现的，可将室内粉刷层剔除，用20mm厚结构，适当加厚苯

8、板，使其既做保护层又做保温层，以减少地下1：8聚苯颗粒的保温砂浆或水泥膨胀珍珠岩的保温砂浆重新室内与外界的温