桩土共同作用的数值模拟分析

唐 玲, 郭小刚



桩土共同作用的数值模拟分析

唐 玲*, 郭小刚

(湘潭大学 土木工程与力学学院, 湖南 湘潭, 411105)

实际工程中, 土体由自重产生的压缩变形而形成的初始地应力场, 是在土体完成固结之后形成的, 用有限元法进行桩土共同作用数值模拟时往往会忽略初始地应力的影响, 因此, 模拟结果与实际情况存在一定的差异. 本文利用ANSYS中的接触单元建立桩土共同作用的数值模型, 通过读入作用在桩顶的垂直荷载形成载荷步文件减去土体在自重作用下的应力场来模拟初始地应力. 通过该方法分析了桩顶受荷时的沉降及竖向应力, 得出了桩和土体的特性对桩基沉降影响的一般规律. 模拟数值与实测数据的对比结果表明, 利用接触单元进行桩土共同作用的分析方法是可行的.

桩土共同作用; 初始地应力场; 载荷步; 接触单元

随着计算机和应用数学的不断发展, 研究人员用数值分析法对桩土共同作用问题进行了大量的研究. 段文峰[1]针对竖向受力承载单桩进行数值分析给出了一种轴对称等参无厚度单元, 以模拟桩土相互接触界面. 王先军[2]结合某大直径钻孔灌注桩的工程实测数据分析了桩土荷载的传递规律, 建立了桩土体系共同作用模型, 并对其进行理论分析, 得出了桩的荷载-沉降曲线. 张乾青[3]提出了一种考虑桩-土共同作用的简化分析方法, 运用该方法可以求解任意水平荷载作用下的桩间土的荷载分担量……