基于p—y曲线法的高桩码头有限元分析

利用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头整体结构进行三维有限元分析。在桩土相互作用的处理中,采用复合地基反力法即p-y曲线法模拟土体,将土体离散成法向与切向非线性土弹簧,分别模拟桩侧土抗力与桩的侧摩阻力及桩端阻力,这较之前常用的按照嵌固点计算的常规算法更能使得进行结构计算时反映出真实情况。通过计算分析,得到基于复合地基反力法的桩基的弯矩与剪力图。比较在同等荷载作用下基于p-y曲线法与常规算法下两种有限元模型的计算结果,通过桩的轴力、弯矩及剪力等计算结果的比较分析得到两种计算方法的差别,为高桩码头的设计计算提供参考。     

预制桩打桩过程模拟算法

通过对现有方法的分析与比较,针对目前基桩高应变动力试桩技术中对预制桩沉桩过程模拟及其承载力预测的不足,基于锤—桩—土动力响应理论的相关研究成果,首次采用改进的连续杆件模型与优化的离散质弹模型相结合的方法对柴油锤打桩过程进行模拟试验研究并编制了相应程序软件。不仅可以模拟实际打桩过程中锤、桩、土的相互作用,更重要的是用数值模拟的方法实现一个系统包含两种模型,发挥不同模型的优势,将两种模型进行良性衔接的解决方案。解决了目前纯数值解析算法无法精确模拟实际打桩过程这一难题。     

湿喷桩复合地基试验分析

在室内模型试验中,根据同步协调变形原理,借助可粘贴应变感应计的薄膜片,设计制作了一套监测地基三维变形的装置,在模拟实际成桩过程的湿喷桩模型试验中较好地记录了成桩时地基的变形与位移的过程。     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

针对软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性三维渗流固结问题,基于ADINA有限元程序和三维Biot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论模拟了沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,并把分析结果与软粘土中挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较.结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,能为挤土桩的进一步研究提供技术方法.     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

挤土桩在沉桩过程中,由于挤土效应将引起桩周土体产生较高的超孔隙水压力,随着桩周土体中孔隙水压力的缓慢消散,土体会出现较大的重固结沉降,对周围的建筑物产生不利影响。由于软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性又涉及三维的渗流固结问题,计算较为复杂。基于ADINA有限元程序和三维Biot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论来模拟沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,得出了一些初步成果。并与软粘土中某挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较,结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,为挤土桩的进一步研究奠定基础。     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

挤土桩在沉桩过程中,由于挤土效应将引起桩周土体产生较高的超孔隙水压力,随着桩周土体中孔隙水压力的缓慢消散,土体会出现较大的重固结沉降,对周围的建筑物产生不利影响。由于软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性又涉及三维的渗流固结问题,计算较为复杂。基于AD INA有限元程序和三维B iot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论来模拟沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,得出了一些初步成果。并与软粘土中某挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较,结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,为挤土桩的进一步研究奠定基础。     

APDL编程技术在水平承载桩分析中的应用

利用Ansys参数化编程语言APDL,编写了水平受荷单桩三维有限元模型的后处理程序,从有限元计算结果中提取桩身内力以及桩周土反力数据,并将提取的数据与试验实测值进行了对比。结果表明:该文所计算得到的数据与原位试验实测值较为接近,验证了三维有限元模型及后处理程序的正确性和可行性。笔者编制的后处理程序能有效地应用在桩土相互作用体系的计算中,对工程设计工作具有一定的参考价值。     

水平地震作用下单桩横向非线性动力响应的三维有限元数值模拟

针对水平地震作用下的桩土相互作用体系,利用有限元软件ANSYS建立了单桩-地基土系统三维有限元模型。运用此模型,对系统进行考虑地基土的材料非线性和桩土界面状态非线性的单桩横向地震响应计算,并进行了自由场响应的计算。计算结果表明:土体的材料非线性与桩土界面状态的非线性特性对单桩的横向水平地震响应有着一定的影响。     

横轴向荷载作用下空心桩受力性状数值仿真

利用MARC软件,建立了空间三维有限元模型;对横轴向荷载作用下不同长、径比下空心桩的水平位移分布规律进行了分析,提出了大直径空心桩的刚性与柔性界定标准,并得到了桩身第一水平位移零点随桩长的变化规律,在同一桩长和桩径情况下,第一零点位置受荷载的影响很小。     

夯扩碎石桩群桩承载性状研究

对2个初始直径为0.76m、桩长为2.79m和5.10m的夯扩碎石桩群桩进行载荷试验,并采用三维拉格朗日有限差分程序建立数值模型,模拟其夯扩和载荷试验分级加载过程,并分析了桩土应力比、群桩效应和桩间土单元的应力路径。结果表明:数值分析很好地模拟了夯扩碎石群桩的夯扩过程,群桩夯扩成桩后最大垂直位移位于桩间土中心且表现为地面隆起;计算和实测的荷载-沉降曲线基本一致;2个不同桩长的夯扩碎石桩群桩在各级荷载下的桩土应力比都比较接近,其值在3.8～6.5之间;群桩效应跟桩长与承台宽度比L/Bc相关,群桩负效应随L/Bc的增大而减弱;2个不同桩长的群桩桩间土单元在夯扩过程中其水平应力大于垂直应力,单元应力处于临界破坏状态;夯扩作用在桩间土中产生预应力,提高了土体刚度和夯扩碎石桩的承载能力,靠近桩端的土体单元预应力受桩端夯扩效应影响而增大。