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文檔簡介

1、基于ABAQUS的樁側摩阻力仿真分析         0 引言     樁基設計的核心問題，不外是沉降和承載力兩個方面。在以往的設計中，似乎樁側摩阻力只是一個固定不變的值，而且往往估計過小。事實上，樁側摩阻力的值是隨著樁頂載荷，以及深度等各種因素而變的，而且深度效應較為明顯。對于摩擦型單樁，其承載力主要由樁側摩阻力承擔。    所以，正確分析和計算樁側摩阻力的分布及影響因素至關重要。傳統(tǒng)的方法是做樁的破壞性載荷試驗。然而，做樁的現(xiàn)場載荷試驗既費工又費錢，尤其對于大直

2、徑樁，要進行這類試驗需施加很大的試驗載荷，無論是加載條件，還是試驗技術都很困難。如何根據(jù)室內試驗得到的有關資料，利用仿真分析的方法來確定樁側摩阻力作用情況，進而確定樁的豎向承載力，是值得廣泛關注的問題。    1 建立樁土計算模型    在考慮土的非線性、樁周土分層、樁土間非線性相互影響、樁端有存渣、樁端及樁側注漿加固、樁長及樁直徑變化等因素時，有限元法是現(xiàn)階段最適用的方法，它能解決由于試樁困難及實測費用大而無法大量進行的問題。    1.1 有限元模型    ABAQUS的

3、接觸模擬中，要在模型中的各個構件上建立表面，并建立接觸對，采用主一從(Master-Slave)接觸算法。選擇主、從表面的原則是從屬表面的網(wǎng)格劃分更加精細，若網(wǎng)格密度相近，則應選擇較柔軟的材料表面為從屬表面。    因此，這里選擇土體表面為從屬表面，如圖1所不。圖 1 接 觸 面 模 型    在幾何模型上，用大尺寸來模擬半無限空間體，計算時土體的半徑遠大于樁橫截面的半徑(如土體半徑取為樁橫截面半徑的40-60倍)。    對于單個的大直徑超長樁的軸向受荷有限元分析，可簡化為軸對稱平面問題進行計算。文中采用4結點雙線性軸對稱單元。為了減小計算誤差，同時也為了縮短計算時間，在樁土接觸面附近單元網(wǎng)格劃分的較細，而在遠離接觸面的土體，網(wǎng)格劃分相對稀疏，如圖2所示。    對樁體采用彈性體分析，土體采用彈塑性體分析。ABAQUS里提供了多種塑性本構模型閣，文中采用工程上常用的摩爾一庫侖模型。ABAQUS軟件可以考慮側向土壓力系數(shù)，在·INITIALCONDITIONS中設置初始地應力及側壓力系數(shù)，并可在GEOSTATIC步中實現(xiàn)平衡。這對

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