基于多尺度有限元模型的樁板式路基結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、樁板式路基是近些年提出的一種新型路基結(jié)構(gòu)，它同時(shí)具有地基處理和路基結(jié)構(gòu)兩種功能，主要由鋼筋混凝土的樁基、橋面板（或承臺(tái)板）、樁板接頭等部分組成。相比土質(zhì)路基，具有工后沉降小，整體剛度大和平順性高的優(yōu)點(diǎn)。由于橋面板和樁板接頭結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，傳統(tǒng)建模策略變得不再適用于該路基的結(jié)構(gòu)特性分析，于是多尺度建模就成為了更優(yōu)的建模選擇。
　　本文以樁板式路基作為研究對(duì)象，基于多尺度有限元方法，建立路基實(shí)體精細(xì)化模型。根據(jù)相應(yīng)的簡化模型和工況挑選出合

2、適的多尺度連接方法后將其應(yīng)用在不同類別的多尺度模型中，縱向?qū)Ρ雀鱾€(gè)模型橋面板和樁板接頭的靜力受力特性以及整體模型的動(dòng)力特性和彈性穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的差異，并將實(shí)體精細(xì)化模型的計(jì)算結(jié)果作為對(duì)比基準(zhǔn)，比選出最合適的多尺度建模方法。
　　本文的主要研究工作和結(jié)論如下:
　　1.闡述各種多尺度連接方法的連接原理，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙建立聯(lián)長為54m的路基實(shí)體精細(xì)化模型。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)截取相應(yīng)簡化模型做不同類別多尺度連接方法的比選?；诳刂谱兞康乃枷?/p>

3、，對(duì)比同種工況下應(yīng)用不同類多尺度連接方法時(shí)，幾種簡化模型多尺度連接界面的應(yīng)力、位移及順橋向各截面的最大等效應(yīng)力。以實(shí)體精細(xì)化模型作為對(duì)比基準(zhǔn)，最終挑選出各工況下誤差最小的CERIG方法作為最合理的多尺度連接方法。
　　2.在標(biāo)準(zhǔn)組合工況作用下，判斷結(jié)構(gòu)局部受力情況，相應(yīng)地簡化實(shí)體精細(xì)化模型，保留荷載作用最集中的實(shí)體單元部分，其余用板殼單元或梁桿單元來做替換，分別建立實(shí)體單元—板殼單元、實(shí)體單元—梁單元、板殼單元—梁單元三種不同尺度

4、的有限元模型，在各種多尺度模型上應(yīng)用最優(yōu)多尺度連接方法CERIG連接不同類單元。
　　3.采用已建立的幾種多尺度有限元模型，分析正常使用極限狀態(tài)下各個(gè)模型局部橋面板和接樁結(jié)構(gòu)的受力特性，分別與實(shí)體精細(xì)化模型對(duì)比，分析差異，選出局部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果最為接近實(shí)體精細(xì)化模型的多尺度有限元模型;然后提取整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力位移計(jì)算結(jié)果，判斷局部結(jié)構(gòu)分析中的最優(yōu)模型是否同樣是整體結(jié)構(gòu)分析時(shí)的最優(yōu)模型，對(duì)比幾種模型的計(jì)算誤差，分析誤差原因。