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1、第29卷第3期武汉科技大学学报(自然科学版)Vol.29,No.32006年6月J.ofWuhanUni.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition)Jun.2006ANSYS分析灌注桩的桩土共同工作机理王瑞芳(武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430070)摘要:采用大型有限元程序ANSYS对桩土之间的位移、桩侧阻力、桩端阻力的分布进行分析,并对其实测值进行了比较。结果表明,本分析方法是合理的。关键词:ANSYS;桩土共同作用;工作机理;接触面单元中图分类号:TU473.1
2、文献标志码:A文章编号:1672-3090(2006)03-0293-04ANSYSinAnalysisofIntegratedActionofPileandSoilinBoredCast2in2placePileWANGRui2fang(CollegeofCityConstruction,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430070,China)Abstract:Inthispaper,ANSYSisemployedfortheanalysisof
3、thedisplacementbetweenpileandsoil,andofthedistributionofresistanceonpilesideandpileend.Thecomparisonwiththeactualmeasurementshowsthatthemethodadoptedisreasonable.Keywords:ANSYS;integratedactionofpileandsoil;mechanism;contactelement桩土的共同作用机理,以往的设计方法一般场分析于
4、一体的大型有限元软件,主要包括前处是以承台和桩隔离的分析为依据。假定上部荷载理模块、分析计算模块和后处理模块。笔者采用主要由桩来承担,则桩间土不承受荷载或只承受ANSYS7.0对桩土共同作用机理进行分析。[1]较少的荷载。工程资料和工程实践证明,对于1建模和计算摩擦桩,桩间土能承受20%以上的荷载,在某些情况下可高达60%,因此传统的设计方法显然比1.1基本假定较保守。笔者主要考虑桩、土、承台的共同作用,基本假定如下:①若把桩和承台当作线弹性即将土反力和桩顶反力均视为未知量,通过桩土材料考虑,土体则考虑
5、为弹塑性材料,采用Druck2以及上部承台之间的位移协调关系来求解各自的er2Prager弹塑性模型;②建立三维模型,考虑到接应力应变,使承台和桩的位置以及刚度都对求解触问题,在桩和土、承台和土之间设置接触面单[2]结果有较大影响,这与实际情况更为接近。处理元,设定接触分离的判断准则;③不考虑土体桩主要有荷载传递法、弹性理论法、有限单元法和的排水固结;④不考虑土体的应力历史,以及打桩剪切位移法。其中一些较规则的高层或超高层建引起的土体初始位移场和应力场。筑桩筏(或桩箱)基础,在土层不复杂的情况下,1.2
6、计算参数的选取3采用有限元法较为简便。它可以将筏板(或承混凝土采用C15,天然重度取γp=25kN/m,4台)、桩和土层分别建模,设定各自的物理力学参弹性模量取2.2×10MPa,泊松比μ取0.2。土[3]数,然后进行网格划分,按照应力分布情况和重要体的计算参数选自黄河洛口桩基试验报告。性的不同调整网格的密度,再在计算机上用有限1.3本构模型元求解器进行计算。地基土采用Drucker2Prager弹塑性模型,其屈ANSYS是集结构、流体、电磁场、声场、耦合服准则表达式为收稿日期:2005-04-01作者
7、简介:王瑞芳(1972-)女,武汉科技大学城市建设学院,讲师,硕士.294武汉科技大学学报(自然科学版)2006年第3期F=J2+αI1-K=0(1)式中:I1———第一应力张量的不变量,I2=σ11+σ22+σ33;J2———第二偏应力的不变量,即122J2=[(σ1-σ2)+(σ2-σ3)+62(σ3-σ1)](2)该模型反映了静水压力对屈服极限的影响,图1π平面及Drucker2Prager圆比较符合岩土类材料的特性,其中材料常数α和K与材料的摩擦角和内聚力c有关。当材料处于弹性阶段(F<0)或卸
8、载(F=0,δF<0)时,应力与应变的关系为δσij=Kδεkkδij+2Gδeij。当F=0,且加荷(δF=0)时,应力与应变的关系为δσij=Kδεkkδij+2Gδeij-(a)平面图GSijdλ-3Kαδij+(3)J2为确定系数α和K与岩土工程计算中常用的内聚力c和内摩擦角<之间的关系,将Druch2er2Prager屈服条件式(1)与库仑屈服条件相比较:1f(σ1,σ2,σ3)=(σ1-σ3)+21(σ1+σ3)sin<-cco
