豎向彈性壓縮波作用下群樁屈曲有限元分析與工程應(yīng)用.pdf

1、樁基礎(chǔ)因具有承載力高、沉降小及抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用于橋梁、港口、碼頭及鉆井平臺(tái)等工程的基礎(chǔ)，且多采用高承臺(tái)樁基。對于這類高承臺(tái)群樁基礎(chǔ)，在上部結(jié)構(gòu)荷載及本身自重(靜力荷載)和車輛振動(dòng)、地震縱波等豎向彈性壓縮波(動(dòng)力荷載)共同作用下，可能發(fā)生屈曲破壞，這類破壞常具有突發(fā)性且后果十分嚴(yán)重，如何分析群樁基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)尤其是動(dòng)力屈曲穩(wěn)定性具有重要的理論與工程實(shí)際意義。
　　為此，論文基于國內(nèi)外已有的關(guān)于樁基屈曲穩(wěn)定性及樁-土-承臺(tái)

2、相互作用的研究成果，對幾種關(guān)于樁-土相互作用的分析方法及分析模型進(jìn)行了較為系統(tǒng)的討論。在此基礎(chǔ)上，引入具有波動(dòng)特點(diǎn)的樁-土位移影響理論，經(jīng)適當(dāng)簡化，基于動(dòng)力文克爾梁模型建立了動(dòng)力荷載作用下樁-土相互作用的運(yùn)動(dòng)微分方程，并給出了基于動(dòng)力相互作用因子的方程求解方法。
　　其次，考慮樁-土-承臺(tái)間的接觸及樁周土體材料的非線性，基于動(dòng)力有限元軟件ANSYS/LS-DYNA對-2×2群樁基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)體建模分析，將數(shù)值分析結(jié)果與本文的理論簡化計(jì)

3、算結(jié)果進(jìn)行了對比分析，驗(yàn)證了有限元分析的可行性。在此基礎(chǔ)上，基于所獲得的位移及內(nèi)力云圖，討論了樁身位移及內(nèi)力的開展與分布規(guī)律，并通過改變樁-土體系幾何與材料參數(shù)，獲得了樁間距、樁土剛度比及樁長等參數(shù)對群樁基礎(chǔ)樁頂水平位移的影響規(guī)律。
　　最后，結(jié)合工程實(shí)例-李子溝特大橋的樁基設(shè)計(jì)問題，對其12#承臺(tái)下的群樁基礎(chǔ)進(jìn)行三維實(shí)體建模，考慮樁-土相互作用，完成了靜力與動(dòng)力分析，將靜力分析結(jié)果與現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，并探討了不同地