[發(fā)明專利]一種適用于樁靴插拔對臨近樁基影響的數(shù)值模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810265964.7
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN110321569B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬文冠;劉潤;練繼建;丁紅巖
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

1.一種適用于樁靴插拔對臨近樁基影響的數(shù)值模擬方法，所述方法使用ABAQUS數(shù)值分析軟件中的CEL有限元法計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)實(shí)際工況，建立數(shù)值計(jì)算分析模型，包括：土體模型、樁靴基礎(chǔ)模型、樁基礎(chǔ)模型，所述土體模型包括歐拉區(qū)域與拉格朗日區(qū)域兩部分，所述歐拉區(qū)域建模原則為：整個所述土體模型均設(shè)為所述歐拉區(qū)域，將所述歐拉區(qū)域分割成三部分，第一空穴、第二空穴和所述樁靴基礎(chǔ)模型的插拔計(jì)算區(qū)域，所述第一空穴為所述樁靴基礎(chǔ)模型在插拔過程中土體向上隆起變形提供空間，所述第二空穴為嵌放所述拉格朗日區(qū)域提供空間；所述拉格朗日區(qū)域建模原則為：所述拉格朗日區(qū)域與歐拉區(qū)域的所述第二空穴的大小與形狀一致，用于計(jì)算所述樁靴基礎(chǔ)模型在插拔過程中導(dǎo)致所述樁基礎(chǔ)模型的位移和彎矩響應(yīng)，所述歐拉區(qū)域與所述拉格朗日區(qū)域縱向界線的選取原則為：所述縱向界線至所述樁靴基礎(chǔ)模型的相鄰邊緣與所述縱向界線至所述樁基礎(chǔ)模型的相鄰邊緣距離相等；

S2、對所建立的所述數(shù)值計(jì)算分析模型賦材料屬性；

S3、根據(jù)實(shí)際工況，對建立的所述數(shù)值計(jì)算分析模型進(jìn)行裝配，裝配中的主要變量有：所述拉格朗日區(qū)域嵌放至所述歐拉區(qū)域中；所述樁基礎(chǔ)模型在土中的埋置深度；所述樁靴基礎(chǔ)模型與所述樁基礎(chǔ)模型的間距；

S4、建立相對應(yīng)動力顯示分析步，包括：地應(yīng)力分析步、所述樁靴基礎(chǔ)模型貫入分析步、所述樁靴基礎(chǔ)模型拔出分析步；

S5、建立所述樁靴基礎(chǔ)模型、所述樁基礎(chǔ)模型、所述土體模型間的相互作用，包括：所述樁靴基礎(chǔ)模型插拔過程中與所述歐拉區(qū)域的土體間的通用接觸，所述樁基礎(chǔ)模型與所述拉格朗日區(qū)域的土體間的面面接觸；

S6、建立合理的邊界條件，包括：(1)對土體施加重力；(2)對所述歐拉區(qū)域的土體設(shè)置相對應(yīng)的速度邊界與歐拉邊界，對所述拉格朗日區(qū)域的土體設(shè)置對應(yīng)的速度邊界，對所述樁基礎(chǔ)模型設(shè)置對應(yīng)的速度邊界，對所述樁靴基礎(chǔ)模型設(shè)置對應(yīng)的貫入速度；

S7、對所述第一空穴和所述第二空穴的材料賦值設(shè)定為“空”；對所述樁靴基礎(chǔ)模型的插拔計(jì)算區(qū)域的土體材料賦予相對應(yīng)的材料屬性；對該土體施加地應(yīng)力場；

S8、對建立的所述數(shù)值計(jì)算分析模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并提交計(jì)算，得到所述樁基礎(chǔ)模型的位移和所述樁基礎(chǔ)模型的彎矩結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值模擬方法，其特征在于，所述材料屬性包括：質(zhì)量密度，楊氏模量，泊松比，摩擦角，膨脹角中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值模擬方法，其特征在于，所述第一空穴的高度范圍要大于樁靴插拔周圍土體隆起高度，保證計(jì)算的收斂性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值模擬方法，其特征在于，為了兼顧計(jì)算時長與計(jì)算精度，所述樁靴基礎(chǔ)模型設(shè)置對應(yīng)的貫入速度，所述樁靴基礎(chǔ)模型的貫入速度設(shè)定為8m/s。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值模擬方法，其特征在于，為了兼顧計(jì)算時長與計(jì)算精度，所述網(wǎng)格劃分的原則為：所述樁基礎(chǔ)模型周圍土體網(wǎng)格尺寸為所述樁基礎(chǔ)直徑的0.25倍；所述樁靴基礎(chǔ)模型周圍土體網(wǎng)格尺寸為所述樁靴基礎(chǔ)的0.1倍。