樁底沉渣與樁側(cè)泥皮對樁承載性狀影響有限元法研究.pdf

1、樁底沉渣和樁側(cè)泥皮是影響鉆孔灌注樁承載性狀的兩個重要因素，對這兩個方面的研究對于具體工程問題的分析具有重要的實用價值和指導(dǎo)意義。而有限元方法具有成熟的理論基礎(chǔ)和大量有限元軟件作為后盾，能夠處理復(fù)雜邊界條件，有著其它數(shù)值方法無可比擬的優(yōu)勢，但樁土相互作用有限元法受到土的理想化、樁的離散、樁土界面模擬以及初始應(yīng)力等問題影響。針對以上問題，論文以理論一工具一應(yīng)用為研究主線，對樁底沉渣和樁側(cè)泥皮對鉆孔灌注樁承載性狀影響進行了詳細研究，具體主要內(nèi)

2、容包括： (1)基于樁土相互作用有限元法基本原理和主要影響因素，設(shè)計了樁土相互作用有限元法基本流程，并重點研究了土體初始應(yīng)力的處理方式和巖土體本構(gòu)模型和樁土界面參數(shù)的合理選取問題。 (2)從通用有限元軟件和專門巖土工程有限元軟件的基本功能和特點出發(fā)，分析其在樁土相互作用中的優(yōu)勢和不足；通過對我國巖土工程有限元軟件發(fā)展現(xiàn)狀和原因分析，提出我國巖土工程有限元軟件的發(fā)展可以從三種途徑來實現(xiàn)。 (3)采用ANSYS二次開

3、發(fā)語言UPFs對廣泛應(yīng)用的非線性彈性Duncan-Chang E-K和E-v模型進行程序編寫和開發(fā)，解釋了UPFS接口二次開發(fā)程序編寫、編譯、執(zhí)行及應(yīng)用流程；為便于參數(shù)取值和對比分析，增加定v值模型和彈性模型，四種模型的開發(fā)將加強ANSYS求解巖土工程問題的能力，對于巖土工程問題的解決與應(yīng)用具有重要的實用價值。 (4)基于概率設(shè)計方法的基本理論，設(shè)計了相互作用概率有限元方法基本流程，采用直接抽樣和拉丁抽樣的蒙特卡洛方法，對單樁沉

4、降樁土相互作用問題進行分析，詳細對比兩種方法優(yōu)缺點；并對結(jié)果變量分布類型、參數(shù)敏感性以及相關(guān)性進行分析。 (5)建立考慮樁底沉渣的相互作用有限元模型；從樁底沉渣厚度、物理力學(xué)參數(shù)以及長徑比變化三個方面分析樁底沉渣對鉆孔灌注樁承載性狀影響；針對有樁底沉渣情況，在不同內(nèi)部和外部條件下，研究了鉆孔灌注樁的不同破壞模式，并討論了簡化計算問題。最后，對由于樁底沉渣影響導(dǎo)致樁基承載力大幅度降低的工程實例進行了研究。 (6)基于非線性