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1、50探礦工程(巖土鉆掘工程)2012年第39卷第12期夾硬層土中單樁貫人擠土效應(yīng)的數(shù)值模擬剎、曉東(大地工程開發(fā)(集團(tuán))有限公司，北京100102)摘要：樁貫入土體產(chǎn)生的擠土效應(yīng)問題較為復(fù)雜。利用ABAQUS軟件建立了單樁貫入夾硬層土和均質(zhì)土的二維軸對(duì)稱有限元模型，經(jīng)過分析比較，得出了單樁貫入夾硬層土體所特有的位移場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律。分析表明：樁貫入夾硬層土過程中，軟硬土層交界處土體水平位移變化劇烈；硬土層的存在，會(huì)使土體水平及豎向位移受到約束；夾硬層土的水平擠壓應(yīng)力要遠(yuǎn)大于均質(zhì)土情況；與水平應(yīng)力相比，豎向擠壓應(yīng)力在硬土層處明顯偏小。關(guān)鍵詞：單樁；夾硬層土；
2、擠土效應(yīng)；數(shù)值模擬中圖分類號(hào)：TU473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—7428(2012)12—0050—04SqueezingEfectofPileinHardLayeredSoil~SUNXiao一(DadiEngineeringDevelopmentCo．，Ltd．，Beijing100102，China)Abstract：Thesqueezingeffectofthepilepenetrationintosoiliscomplicated．2-dimensionalaxisymmetricfiniteelementmodelisestablishe
3、dwithABAQUSsoftwareforthepilepenetrationintohardlayeredsoilandhomogeneoussoil．Bythea—nalysisandthecomparison，thevariationlawsofspecialdisplacementfieldandstressfieldofsinglepilepenetrationintohardlayeredsoilareobtained．Theanalysisshowsthatintheprocessofpilepenetrationintohardsoil，th
4、ehorizontaldis—placementdramaticallychangesbetweenhardandsoftsoillayeriunction．Inhardsoillayer，thehorizontalandverticaldis—placementsarelimited，thehorizontalcompressivestressisobviouslyla~erthaninhomogeneoussoil；comparedwithhori—zontalstress，theverticalcompressivestressisobviouslysm
5、aller．Keywords：singlepile；hardlayeredsoil；squeezingeffect；numericalsimulation0引言采用四節(jié)點(diǎn)四邊形雙線性軸對(duì)稱單元CAX4?？紤]樁貫人土體會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的擠土效應(yīng)。當(dāng)存在夾大變形和幾何非線性。硬層土?xí)r，擠土效應(yīng)主要體現(xiàn)在軟硬土層交界處的(3)混凝土樁，剛體，采用離散剛體單元RAX2。側(cè)向擠壓作用，后續(xù)施工的樁將對(duì)已貫入的樁產(chǎn)生(4)樁土界面采用“硬接觸”，摩擦類型為Pen-較大的水平側(cè)向壓力。若樁體在軟硬土層交界處抗ahy，摩擦系數(shù)0．2。剪能力較差，則該段樁體易產(chǎn)生裂縫或縮徑。實(shí)際(5
6、)采用位移貫人法，在樁頂施加向下10m的工程中常常發(fā)現(xiàn)，軟硬土層交界處土體位移變化劇豎向位移。烈，樁體易在此處開裂、彎折¨J。(6)考慮土體自重初始應(yīng)力場(chǎng)的影響。樁貫入土體產(chǎn)生的擠土效應(yīng)問題較為復(fù)雜，目1．2計(jì)算模型前許多學(xué)者采用數(shù)值模擬的方法來研究樁土作用問樁半徑300film，樁長10m。土體水平計(jì)算區(qū)題“J。本文通過ABAQUS平臺(tái)，采用位移貫入域?yàn)?．5倍樁長，豎直計(jì)算區(qū)域?yàn)?倍樁長。土體法，建立二維軸對(duì)稱有限元模型，對(duì)樁貫入夾硬上表面為自由邊界，下表面為固定邊界，右側(cè)面水平層土和均質(zhì)土進(jìn)行了模擬，比較分析了樁貫人夾硬向固定，左側(cè)土體邊界條件由接觸摩擦
7、控制。如圖層土產(chǎn)生的位移場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律，得出了一些1所示。有用的結(jié)論。1．3土體模型計(jì)算參數(shù)及網(wǎng)格劃分土體模型計(jì)算參數(shù)見表1，網(wǎng)格劃分如圖2所1有限元數(shù)值模擬示1．1基本設(shè)定(1)采用總應(yīng)力法，不考慮孔隙水壓力影響。2夾硬層土與均質(zhì)粘土模擬對(duì)比(2)土體為連續(xù)的彈塑性體，符合D—P模型，2．1位移對(duì)比收稿日期：2012—07—09作者簡介：孫曉東(1982一)，男(漢族)，河北涿鹿人，大地工程開發(fā)(集團(tuán))有限公司，巖土工程專業(yè)，碩士，從事巖土工程方面的研究工作，北京市朝陽區(qū)利澤中一路1號(hào)博雅國際中心寫字樓9層A901，sunxiaodong2000@126
8、．con。2012年第39卷第12期探
