亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        成層土中豎向荷載作用下超長(zhǎng)樁數(shù)值模擬

        2019-03-06 03:21:56蔡晨雨夏超群楊延恒
        港工技術(shù) 2019年1期
        關(guān)鍵詞:持力摩擦角土層

        蔡晨雨,常 林,夏超群,楊延恒

        (中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海 200120)

        引 言

        目前超長(zhǎng)樁被廣泛應(yīng)用于在高層建筑、大型港口和大跨度橋梁工程建設(shè)中。對(duì)于超長(zhǎng)樁的研究,無(wú)論是解析法還是有限元數(shù)值模擬都取得了大量的成果[1-4],但這些也就大部分是基于單層土體或者兩層土體進(jìn)行研究,對(duì)于多層土體中超長(zhǎng)樁的承載性狀也就較少。本文依據(jù)浙江某金融中心工程實(shí)例的地質(zhì)資料,利用通用有限元軟件 ABAQUS建立了五層土中超長(zhǎng)樁的三維有限元模型,據(jù)此進(jìn)行超長(zhǎng)樁在豎向荷載下的特性,得出一些有益的結(jié)論。

        1 模型的建立及驗(yàn)證

        1.1 模型參數(shù)

        依據(jù)中浙江某金融中心工程實(shí)例的地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行建模[5-6],樁長(zhǎng)68 m,樁徑800 mm,樁身為采用C40混凝土,樁體泊松比取0.2,彈性模量依據(jù)下式計(jì)算[7]:

        土體分層按照文獻(xiàn)[6]中的地質(zhì)剖面圖進(jìn)行劃分,上面四層土按照文獻(xiàn)[6]中土工參數(shù)進(jìn)行選取,彈性模量取為壓縮模量的4倍[8],采用摩爾庫(kù)倫彈塑性本構(gòu)模型。底部持力層參數(shù)依據(jù)文獻(xiàn)[9]選用。具體參數(shù)見表1。

        表1 土體分層及參數(shù)

        1.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件

        如圖1,土體尺寸取為40 m×40 m×100 m,對(duì)土體底部邊界采取完全固定約束,側(cè)邊約束x方向和y方向的水平位移。單元尺寸、節(jié)點(diǎn)和單元體個(gè)數(shù)通過(guò)多次試分析并優(yōu)化產(chǎn)生。樁身附近的網(wǎng)格劃分較密,遠(yuǎn)處網(wǎng)格較疏,有助于加快計(jì)算收斂速度并提高計(jì)算精度。[10]

        圖1 土體網(wǎng)格

        1.3 接觸面設(shè)置

        樁土接觸面設(shè)置面-面接觸對(duì),采用摩擦接觸懲罰函數(shù)算法。在樁土接觸面上,對(duì)樁和土分別設(shè)置主面和從面。樁土之間的摩擦角δ是影響摩擦樁承載性能的關(guān)鍵因素,Potyond[11]等研究表明:對(duì)于粘性土取δ/φ=0.6~0.7比較合適,文獻(xiàn)[12]建議采用δ=tan-1(sinφ′×cosφ/ ( 1 + s i n2φ′))來(lái)計(jì)算摩擦角。對(duì)于摩擦角范圍 15°~30°的土體,那么樁土界面的摩擦角δ的范圍為 13.2°~19.1°,則摩擦系數(shù)μ=0.234~0.346。所以在本算例中,取樁土間的摩擦系數(shù)μ=0.3進(jìn)行分析。

        1.4 模型驗(yàn)證

        不同豎向荷載作用下本文有限元模型的樁頂Q-s曲線和文獻(xiàn)[6]中試驗(yàn)所得樁頂Q-s曲線的對(duì)比如圖2所示。圖中可以看到兩者沒有完全吻合,但兩者的走勢(shì)和偏差不是很大,引起偏差的原因是由于模型為實(shí)際工程的簡(jiǎn)化,部分?jǐn)?shù)據(jù)也是依據(jù)實(shí)際工程進(jìn)行估算取值,所以偏差是可接受的。

        圖2 有限元模型和試驗(yàn)Q-s曲線對(duì)比

        2 計(jì)算結(jié)果及分析

        有限元分析過(guò)程分兩步:第一步施加初始地應(yīng)力,樁和對(duì)應(yīng)土層施加相同的材料參數(shù),以防止樁土截面產(chǎn)生額外的剪應(yīng)力。初始有效應(yīng)力認(rèn)為同一土層隨深度呈線性變化,土側(cè)壓力系數(shù)K0取0.46;第一步分析結(jié)束,地應(yīng)力平衡將使所有土體沉降和應(yīng)變歸零,只剩初始地應(yīng)力以便于下一步施加外荷載。第二步將樁的重力差以體力方式進(jìn)行施加,第三步施加外部荷載。

        2.1 樁側(cè)平均摩阻力與樁底承載力

        圖3 不同荷載作用下平均樁側(cè)摩阻力分布

        從圖3可以看出,隨著荷載的增加,側(cè)摩阻力隨之增加,且樁身中部摩阻力發(fā)揮程度比樁身下部摩阻力發(fā)揮充分,這說(shuō)明樁端位移小,導(dǎo)致樁身下部摩阻力難以充分發(fā)揮。此外,在深度為20 m和40 m附近,側(cè)摩阻力均有軟化現(xiàn)象,結(jié)合模型土層劃分分析,軟化區(qū)域處在軟弱土層和土層分界處,說(shuō)明土層分界處由于土體參數(shù)的突變會(huì)導(dǎo)致側(cè)摩阻力的軟化效應(yīng)。

        圖4 不同荷載作用下樁身分布

        圖5 不同荷載作用下樁端承載占總承載力的百分?jǐn)?shù)

        由圖4可以看出,由于側(cè)摩阻力的作用,樁身軸力從上到下逐漸減小,隨著樁頂荷載的增加,樁身軸力從上到下減小幅度增大,說(shuō)明樁側(cè)提供承載力越多。結(jié)合圖5可知,對(duì)于超長(zhǎng)樁,樁端承力所占總承載力的百分比小于40 %,荷載越大,樁端承載力所占比例越小,說(shuō)明超長(zhǎng)樁表現(xiàn)出摩擦樁的性質(zhì),這與之前的文獻(xiàn)研究結(jié)論一致。[13-14]

        2.2 持力層彈性模量對(duì)承載性能的影響

        圖6為豎向荷載是6 000 kN時(shí)不同持力層彈性模量下所得到的樁側(cè)摩阻力分布。圖7是樁底土彈性模量為15 000 MPa時(shí)樁側(cè)平均摩阻力分布。結(jié)合圖3,圖6和圖7可以得到,當(dāng)持力層彈性模量較小時(shí),樁下部的摩阻力得到發(fā)揮;相反,當(dāng)增大持力層彈性模量后,樁頂荷載增加,樁下部的側(cè)摩阻力并沒有隨之增加,這與文獻(xiàn)[15]得出的隨著荷載的增加,樁側(cè)摩阻力從上部到下部依次發(fā)揮的結(jié)論有所差異。造成這種差異的原因是因?yàn)槿舫至拥膹椥阅A枯^大,樁端位移小,因此樁下部摩阻力較難發(fā)揮。因此樁側(cè)摩阻力的分布與樁端所處土層的性質(zhì)有很大的相關(guān)性。

        圖6 不同持力層彈性模量所對(duì)應(yīng)樁側(cè)摩阻力

        圖7 不同荷載作用下平均樁側(cè)摩阻力分布

        3 土層合并模型簡(jiǎn)化

        3.1 模型簡(jiǎn)化

        過(guò)多的土層雖然在模擬過(guò)程中比較接近實(shí)際情況,但是建模過(guò)程相對(duì)繁瑣,且增加了計(jì)算收斂的難度。本文提出以下公式來(lái)對(duì)土體進(jìn)行簡(jiǎn)化。

        式中:

        βc為簡(jiǎn)化后的土體參數(shù)值,包括重度、彈性模量、泊松比、凝聚力、摩擦角;

        βi為第i層土的土體參數(shù);

        hi為第i層土的土層厚度。

        3.2 簡(jiǎn)化后模型的計(jì)算

        按照(2)式將本文模型簡(jiǎn)化為兩層土體,簡(jiǎn)化后的參數(shù)見表2。

        表2 土體分層及參數(shù)

        圖8為土體簡(jiǎn)化后樁側(cè)摩阻力與簡(jiǎn)化前樁側(cè)摩阻力分布對(duì)比。

        圖8 土體模型樁側(cè)摩阻力分布對(duì)比

        從圖8中可以看出,簡(jiǎn)化土體后樁側(cè)摩阻力的分布情況有了很大的變化,說(shuō)明研究樁側(cè)摩阻力的具體分布情況時(shí),土體模型簡(jiǎn)化后所得結(jié)果與實(shí)際情況有較大偏差,因此要嚴(yán)格對(duì)土體進(jìn)行分層建模。

        4 結(jié) 論

        通過(guò)對(duì)超長(zhǎng)樁在成層土中的有限元數(shù)值模擬,可得以下幾點(diǎn)結(jié)論:

        1)成層土中超長(zhǎng)樁樁側(cè)摩阻力的分布與土層的分布具有相關(guān)性,在土層交界處由于土體參數(shù)的突變會(huì)造成樁側(cè)摩阻力的軟化;在軟弱土層處樁側(cè)摩阻力也存在軟化效應(yīng)。

        2)超長(zhǎng)樁的樁端承載力所占總承載力的比例小于40 %,且隨著樁頂豎向荷載的增大,該比例有減小的趨勢(shì),因此超長(zhǎng)樁表現(xiàn)為摩擦樁的性質(zhì)。

        3)樁端土體的彈性模量對(duì)樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮有較大影響。當(dāng)持力層彈性模量較小時(shí),樁下部的摩阻力得到發(fā)揮;當(dāng)持力層彈性模量較大時(shí),由于樁端位移較小,樁下部的側(cè)摩阻力難以發(fā)揮。

        4)在用有限元模擬樁土相互作用時(shí),土的成層性對(duì)樁側(cè)摩阻力的分布有明顯的影響,因此在建模時(shí)必須按照實(shí)際地質(zhì)條件建立成層土模型。

        猜你喜歡
        持力摩擦角土層
        應(yīng)用摩擦角,巧解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
        土釘噴錨在不同土層的支護(hù)應(yīng)用及效果分析
        基于Surfer克里金插值法的批量化樁長(zhǎng)預(yù)估
        土層 村與人 下
        土層——伊當(dāng)灣志
        土層 沙與土 上
        CONTENTS
        借助摩擦角 快解勻速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
        持力層核心指標(biāo)與基樁質(zhì)量的關(guān)系
        ——基于鉆芯檢測(cè)法定量評(píng)估基樁質(zhì)量的研究之六
        摩擦角在平衡問(wèn)題中的應(yīng)用
        人人妻人人添人人爽欧美一区| 欧美zozo另类人禽交| 日韩乱码精品中文字幕不卡| 99精品国产综合久久麻豆| 亚洲国产一区二区三区在线观看| 中文字幕亚洲乱码熟女在线萌芽| 国产在线看不卡一区二区| 91国内偷拍精品对白| 日韩人妻少妇一区二区三区 | 久久综网色亚洲美女亚洲av| 亚洲av片一区二区三区| 中文字幕不卡在线播放| 国产白浆流出一区二区| 亚洲综合av一区二区三区蜜桃| 亚洲精品国偷拍自产在线麻豆| 无码AV高潮喷水无码专区线| av天堂一区二区三区| 一区二区三区美女免费视频| 激情偷乱人成视频在线观看| 国产在亚洲线视频观看| 隔壁人妻欲求不满中文字幕| 日本一卡二卡3卡四卡免费观影2022| 无码精品a∨在线观看十八禁| 欧美在线观看www| 日韩精品中文字幕一区二区| 成年女人免费视频播放体验区| 国产亚洲一本大道中文在线| 精品人妻夜夜爽一区二区| 日本道色综合久久影院| 秋霞午夜无码鲁丝片午夜精品| 四虎影视国产884a精品亚洲| 91久久精品一区二区| 国内女人喷潮完整视频| 欧美国产亚洲日韩在线二区| 丰满人妻被猛烈进入中文字幕护士| 国产精品一区二区久久国产| 中出内射颜射骚妇| 亚洲大尺度动作在线观看一区| 久草福利国产精品资源| 亚洲av成人中文无码专区| 中文字幕亚洲无线码高清|