建筑桩基中桩,桩筏基与土体之间相互作用的数值模拟

桩基础是岩土工程中历史悠久的基础形式，随着我国城市建设中多高层建筑，重型厂房与特殊构筑物的日益增多，桩基技术的应用与研究亦日趋广泛而重要。本采用三维有限元（模拟土、桩与桩筏基），交界面单元（模拟桩－土交界面），无界元（模拟土体的半无限边界），非线性弹－塑性土体模型以及非线性增量迭代法，对建筑桩基中桩、桩筏基与土体之间的相互作用进行了模拟分析，得出了如下结论：１．已打入桩基的沉降比未打入桩基的小。     

考虑桩土共同作用的桩基沉降分析

目前桩基在工程中得到广泛应用,人们逐渐认识到桩筏基础控制的关键是变形而不是强度.结合上海土层情况,运用有限元软件ANSYS建立群桩-土-上部结构三维有限元非线性模型,土体本构模型采用Drucker-Prager弹塑性模型,并利用面-面接触单元考虑土体与桩基交界面的状态非线性,合理地模拟了桩与桩周土间复杂的相互作用,对群桩沉降做了定性分析。     

非饱和黄土场地桩-土动力相互作用试验研究

为了研究非饱和黄土场地桩-土动力相互作用，利用土工离心机振动台进行桩-土动力模型试验.获得桩身弯矩、桩侧土抗力、桩-土相对位移及动力p-y曲线，分析加速度幅值、桩基埋深对动力p-y曲线的影响.基于非线性文克尔地基梁模型，建立考虑远场阻尼效应、桩-土间隙效应的非线性动力p-y单元，通过有限元分析结果和该试验记录对动力p-y单元的有效性进行验证.结果表明，随着加速度幅值的增加，桩-土体系的耗能增强，土体刚度逐渐退化；桩侧土抗力与桩-土相对位移之间存在滞后性；采用建立的动力p-y单元，能够相对真实地模拟非饱和黄土场地的桩-土动力响应.     

长螺旋压灌混凝土桩-土相互作用的数值模拟

采用合适的土体屈服准则，通过ANSYS中的接触单元模拟桩-土界面，建立了符合实际的有限元模型，借此对一实际工程中长螺旋桩的QS曲线进行了数值模拟分析，理论值与实测值吻合较好，表明所采用有限元模型的合理性。最后．通过该模型研究了影响单桩沉降量的2个重要因素：长径比和桩土模量比，并对单桩的桩土相互作用机理进行了探讨.     

桩——承台基础——土共同作用的非线性有限元分析

利用有限元方法,对桩－承台－土共同作用进行了探讨。采用邓肯－张非线性弹性模型,并在桩与土的接触面上设置了Ｄａｎｃａｎ－Ｃｌｏｕｇｈ非线性弹性界面模型来模拟两种不同介质接触面形状。     

基于ABAQUS的桩基码头三维非线性有限元分析

利用大型有限元分析软件ABAQUS,采用Mohr-Coulomb准则作为土体的屈服准则,在桩土间设置接触面模拟桩土间的相互作用,对某桩基排架码头进行了三维非线性有限元仿真模拟,分析了结构在土压力及上部荷载作用下的应力和变形状态。     

带承台单桩竖向承载变形特性数值分析

基于无厚度的接触面单元模拟桩-土之间的非线性接触特性,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型描述土的非线性特征。桩取为弹性,对带承台单桩进行了三维弹塑性有限元分析,得到了桩顶沉降、桩身轴力、桩周侧摩阻力、桩土荷载分担比等变化情况,基本反映了桩-土的实际工作性状。     

考虑结构桩土相互作用自升式工作平台研究

本文采用ANSYS有限元软件,以风暴状态下的自升式平台为研究对象,建立了简化的三维有限元结构模型.考虑到复杂的海床环境,建立了三种不同约束条件下的平台模型,一种为传统的铰接模型,另一种考虑了插桩情况下桩土相互作用的影响,第三种模型基于API规范,考虑了桩靴结构与土相互作用对平台的影响.分别对三种模型进行有限元计算并对比分析,计算结果表明对自升式平台进行非线性分析和考虑桩土相互作用影响是必要的.     

土-桩-框架结构动力相互作用非线性有限元模拟

目的 用有限元方法研究土-桩-框架结构动力相互作用动力反应效应.方法 以AN-SYS程序为工具和平台,选用符合实际工作机理的Davidenkov地基模型并定义其参数,利用ANSYS的重启动分析方法、采用APDL参数设计语言编制程序来实现对土体材料的非线性及动力本构模型的模拟;同时利用ANSYS中Combin14单元模拟黏弹性边界,以此建立人工边界来模拟辐射阻尼效应;并提出集成阻尼矩阵的方法,解决结构和地基土阻尼不同而导致的阻尼耦合的问题.结果 通过算例对土-桩-框架结构进行ANSYS分析,考虑土的非线性、接触边界非线性以及阻尼的耦合问题,研究了不同性质地基土的非线性以及不同上部结构对整个体系动力特性的影响.并与已有实验研究结果进行对比分析.结论 结果表明提出的有限元方法能很好的模拟整个相互作用体系的非线性效应,为工程实践与设计提供重要的理论依据.     

薄壁筒桩与土相互作用的受力分析研究

用EAS单元描述混凝土薄壁筒桩的受力变形特性,用薄层接触面单元模拟桩与土体之间的相互作用,提出了考虑桩土相互作用的桩体有限元内力分析方法。对某工程薄壁筒桩在水平荷载作用下的桩体变形和内力进行了分析,并与现场试验结果进行了比较,验证了本文分析方法的正确性。     

多年冻土地区钻孔灌注桩承载性能分析

基于ANSYS有限元软件平台，建立了多年；东土地区单桩桩土空间体系的有限元模型，结合工程实例系统地分析了桩长、桩径以及桩的长径比变化时对钻孔灌注桩承载性能的影响：研究结果表明：对于多年冻土地区的钻孔灌注桩。桩径的增加不仅能提高桩的极限承载力、而且能有效地控制桩顶的沉降，因此应选取合理的长径比才能充分发挥桩基的作用。     

离散元法刚性桩复合地基承载机理研究

采用可变形体模型的离散元方法,对刚性桩复合地基的竖向承载能力以及桩土共同作用过程中桩、土承担荷载比例的变化规律进行了计算分析.揭示了刚性桩复合地基桩土共同作用的承载机理,提出了合理确定刚性桩复合地基承载力的方法.     

大跨径PC斜拉桥地震响应非线性分析

基于大跨径桥梁地震反应分析方法,建立了斜拉桥动力分析空间有限元模型.考虑了几何非线性对结构动力特性及地震响应的影响,以一座大跨径预应力混凝土斜拉桥为研究对象,采用直接积分法对该桥进行了地震非线性时程分析.根据该桥的方案设计,比较了两种塔梁连接方式下结构的动力特性,分析了桩土作用效应对结构地震响应的影响.计算结果表明:在大跨径斜拉桥抗震设计时,应考虑桩土相互作用的影响;人工拟合地震动和相近场地实测地震动记录的计算结果相差较大,在抗震复核中应取最不利荷载作用.     

隧道开挖对邻近桩基影响的两阶段分析方法

隧道开挖过程中必然引起周围土体的侧向移动,从而使邻近桩基产生水平变形和附加弯矩。目前有限元数值模拟法建模与计算过程较为繁琐,为了解决隧道开挖下桩土相互作用问题,基于Winkler地基模型,采用两阶段分析方法,建立了隧道开挖条件下被动桩受力分析模型,推导出桩土相互作用控制方程,并基于有限差分思想给出近似解的形式。最后结合工程实例表明,该近似解与现场监测数据较为吻合,能够有效地分析隧道开挖对邻近桩基的影响。     

水闸桩土复合地基承载力与桩土置换率关系

以有限单元法为理论基础,研究了水闸桩土复合地基承载力与桩土置换率之间的关系.应用ANSYS有限元计算软件建立了不同桩土置换率下的桩土联合承载数值模型,计算桩土联合承载时不同置换率下的桩土联合承载力.根据数值模拟计算结果建立桩土联合承载力与置换率之间的关系曲线,分析两者之间的变化规律,并分别进行线性拟合、指数拟合和多项式拟合,得到相应的拟合公式及拟合精度,以便在实际工程中利用这些关系式预估所需的置换率及相应的地基承载力,为以后桩土复合地基模拟及设计提供重要的参考价值.     

考虑桩土接触特性的群桩P-S曲线的数值分析

在回顾和总结桩土接触界面无厚度Goodman单元法的基础上，针对竖向受力承载群桩的工作特性，推导给出三维8结点无厚度接触界面单元刚度矩阵，通过选用不同的刚度系数来模拟桩土的相互作用特性．利用所建立的桩土数值模型对群桩的P-5曲线进行了数值模拟分析和预测，探讨群桩工作机理及群桩效应．     

深基坑双排桩支护结构三维数值计算与应用

应用ABAQUS有限元软件,采用Mohr-Coulomb土体本构模型对武汉地区某深基坑双排桩支护结构进行三维数值计算,得出如下结论:桩间土受到挤压,并与前、后排桩协同作用;冠梁大大约束了桩顶的侧向变形,并使前后排桩的变形协调一致;随着开挖深度的增加,双排桩的挠曲变形更加明显,其反弯点有向下移动的趋势,直至基坑开挖的深度位置附近.把计算结果与工程的监测数据进行比较分析,两者变化趋势基本一致,数据相差不大,说明本次计算与工程监测基本吻合.