基坑开挖对周边CFG桩复合地基力学性状的影响
2012-06-15梁乐杰
华北理工大学学报(自然科学版) 2012年4期
梁乐杰
(河北联合大学建工学院,河北唐山 063009)
0 引 言
基坑开挖引起的土体侧移对桩的影响作用不容忽视,在工程中所引起的事故经常发生,严重影响建筑物的安全。人们对此做了许多研究,但大部分是研究对单桩的影响,本文通过ANSYS有限元分析软件,对周边基坑开挖与周边CFG桩复合地基的相互作用影响进行了研究,得出基坑开挖深度对群桩的影响。
ANSYS是集结构、流体、耦合、电磁场、声场分析于一体的有限元分析软件,主要包括前处理模块、分析求解模块、后处理模块。本文采用ANSYS11.0对桩土作用进行分析。
1 桩土体系模型
1.1 基本假定
基本假定如下:
1)将土体设定为弹塑性材料,采用Drucker-Prager弹塑性模型,其材料特性包括粘聚力、内摩擦角和膨胀角;
2)建立三维模型,考虑到接触问题,在桩和土、褥垫层之间设置接触面单元。
1.2 计算参数的选取
本文有限元模型中的土体采用了Drucker-Prager材料,在此模型中,土体、桩、褥垫层均采用8节点的六面体实体单元solid45进行模拟,桩采用CFG桩,基坑开挖深度为5m,在开挖过程中采用放坡进行开挖,放坡系数为1:0.75,在数值模拟过程中,将土体单元采用大变形理论进行数值模拟,土体参数如表1。

表1 土体模型参数

表2 桩模型参数
1.3 本构关系
土体采用Drucker-Prager理想弹塑性本构模型,其屈服准则表达式为


该模型比较适合土体类材料的特性,优点在于简单考虑静水压力对屈服强度的影响,并且参数少易确定,其中材料的常熟α和K与材料的摩擦角和内聚力有关。
1.4 基本模型的建立
桩深入上层土14 m,下层土1 m,与土体接触为摩擦接触类型,单元选取TARGE170和CONTA174,摩擦系数一般取0.2[1]。……
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