解子腾

(河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098)



静压沉桩全过程准静态分析

解子腾

(河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098)

为了提高静压沉桩模拟的计算效率，同时改善网格的形态提高计算精度，利用ABAQUS/Explicit和ALE方法实现了对静力压桩的全过程的准静态分析。并且对沉桩的总阻力进行了敏感性分析，研究了桩土摩擦系数、土体的弹性模量和内摩擦角对不同贯入深度沉桩总阻力的影响。研究结果有助于增强对沉桩总阻力和桩基承载力的理解。

静压沉桩；准静态分析；敏感性分析；显式求解

由于数值模拟可以获得静力压桩过程中完整数据，增强对施工过程中周围土体力学机制的理解，近年来其在静力压桩的研究中得到广泛应用。然而，土体行为非线性、土体大变形及桩土摩擦接触的非线性往往引起土体单元网格严重扭曲，使得计算很难收敛。以往的研究，大多是假设桩端已位于土体预定深度而忽略了预定深度前桩位贯入对周围土体应力的影响[1-2]。近年，盛岱超[3-5]利用大滑移摩擦接触理论和更新的拉格朗日网格列式法实现了桩从地面开始贯入的全过程，但收敛需要非常小的增量步，计算相当慢，且网格的划分需要充分的经验，桩土的摩擦系数也只能取0.4以下范围。为了提高静力压桩模拟的效率、改善变形后的网格形态，本文采用ABAQUS/Explicit模块和ALE技术模拟了静力压桩从地面到预定深度的贯入全过程。考虑到静力压桩原是稳态的贯入过程，贯入速度只有1～2m/min，以实际的时间尺度计算将无法发挥显式动力分析的优势，本文在保证加速度效应可以忽略的情况下尽可能的减小静力压桩的时间，实现了静力压桩的准静态分析；……