岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2012年
12期
2564-2571
,共8页
周健%黄金%张姣%郭建军%王连欣
週健%黃金%張姣%郭建軍%王連訢
주건%황금%장교%곽건군%왕련흔
桩基础%离散-连续耦合%细观力学%分层介质%桩端刺入
樁基礎%離散-連續耦閤%細觀力學%分層介質%樁耑刺入
장기출%리산-련속우합%세관역학%분층개질%장단자입
使用离散-连续耦合的方法模拟分层介质中桩端的刺入过程,即在桩端刺入影响较大的区域采用离散元模拟,在离桩较远的区域采用连续单元模拟,开发FLAC3D和PFC3D的结合模块,通过交界处离散颗粒与连续单元的相互接触位移作用实现耦合.通过与有关的数值模拟和离心机试验比较可知,离散-连续耦合方法能高效且合理地模拟分层介质中桩端的刺入过程.研究表明分层介质中桩端刺入存在桩端阻力极限值,上覆软弱层对极限桩端阻的大小的影响效果不明显,但上覆软弱层的存在使得分层介质中桩端阻力达到极限值所需刺入深度远小于纯砂中.综合分析桩端土体宏细观参数的变化规律可得:(1)与桩端接触的土体被逐渐压密,与桩端连成整体,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(2)与桩侧接触的土体颗粒,沿刺入方向发生滑动,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主;(3)稍远区域的颗粒受剪胀作用影响剧烈旋转,以斜向下挤扩运动为主.
使用離散-連續耦閤的方法模擬分層介質中樁耑的刺入過程,即在樁耑刺入影響較大的區域採用離散元模擬,在離樁較遠的區域採用連續單元模擬,開髮FLAC3D和PFC3D的結閤模塊,通過交界處離散顆粒與連續單元的相互接觸位移作用實現耦閤.通過與有關的數值模擬和離心機試驗比較可知,離散-連續耦閤方法能高效且閤理地模擬分層介質中樁耑的刺入過程.研究錶明分層介質中樁耑刺入存在樁耑阻力極限值,上覆軟弱層對極限樁耑阻的大小的影響效果不明顯,但上覆軟弱層的存在使得分層介質中樁耑阻力達到極限值所需刺入深度遠小于純砂中.綜閤分析樁耑土體宏細觀參數的變化規律可得:(1)與樁耑接觸的土體被逐漸壓密,與樁耑連成整體,顆粒基本不鏇轉,以豎嚮位移為主;(2)與樁側接觸的土體顆粒,沿刺入方嚮髮生滑動,顆粒基本不鏇轉,以豎嚮位移為主;(3)稍遠區域的顆粒受剪脹作用影響劇烈鏇轉,以斜嚮下擠擴運動為主.
사용리산-련속우합적방법모의분층개질중장단적자입과정,즉재장단자입영향교대적구역채용리산원모의,재리장교원적구역채용련속단원모의,개발FLAC3D화PFC3D적결합모괴,통과교계처리산과립여련속단원적상호접촉위이작용실현우합.통과여유관적수치모의화리심궤시험비교가지,리산-련속우합방법능고효차합리지모의분층개질중장단적자입과정.연구표명분층개질중장단자입존재장단조력겁한치,상복연약층대겁한장단조적대소적영향효과불명현,단상복연약층적존재사득분층개질중장단조력체도겁한치소수자입심도원소우순사중.종합분석장단토체굉세관삼수적변화규률가득:(1)여장단접촉적토체피축점압밀,여장단련성정체,과립기본불선전,이수향위이위주;(2)여장측접촉적토체과립,연자입방향발생활동,과립기본불선전,이수향위이위주;(3)초원구역적과립수전창작용영향극렬선전,이사향하제확운동위주.