基于ANSYS的锚岩桩受力特性的计算研究

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ansys桩基础算例

1问题描述桩基础是桥梁工程中广泛应用的重要基础形式之一。

如果场地浅层土的承载力低，无法满足桥梁结构对地基变形和承载力的要求时，需要考虑采用柱基础。

此次课程设计模拟了混泥土桩基（摩擦型）在竖向均布荷载作用下的反应。

具体设计资料如下：1.1柱基础假定场地的软弱土层较厚，桩端达不到坚硬土层或岩层上，桩顶的荷载主要靠桩身与土体之间的摩擦力来支承，桩尖处土层反力很小，可以忽略不计。

桩身采用C20混泥土，混泥E=3.2×1010N/m2，混泥土密度2500 KG/m3，混泥土泊松比0.167。

土抗压弹性模量C1.2土体由于桩基对周围土体的影响随着深度和影响半径的增大而逐渐减小，因此土体按照有限E=2.6×108N/m2，土体密度体积来考虑。

假设桩身周围的土体均质，土体的抗压弹性模量C1900 KG/m3，土体的泊松比0.42，桩基与周围土体的摩擦系数取0.2。

1.3荷载状况桥跨上部结构传递下来的荷载简化成竖向均布荷载，直接作用于桩基础顶部，不考虑水平力和弯矩的影响。

竖向均布荷载设计值为50×104Pa。

2单元的选择2.1桩基础混凝土桩基础，采用SOLID45单元。

SOLID45单元是八节点三维实体单元,每一个节点具有三个自由度。

单元的几何形状、结点位置和单元坐标系如图1所示。

该单元具有塑性、蠕变、膨胀、应力强化以及大变形大应变和模拟各向异性等功能,所以模型中的桩基础混凝土单元采用SOLID45实体单元。

图1 SOLID45单元2.2土体土体单元选择170，土体与桩基的接触单元选择173。

ANSYS中能用于岩土材料的模型只有DP模型。

DP模型是理想弹塑性模型，理想弹塑性即应力达到屈服极限以后，应力不再增大，但是应变会一直增大。

ANSYS中设定DP模型需要输入3个参数，粘聚力，内摩擦角，膨胀角，其中的膨胀角是用来控制体积膨胀的大小的。

在岩土工程中，一般密实的砂土和超强固结土在发生剪切的时候会出现体积膨胀，因为颗粒重新排列了；而一般的砂土或者正常固结的土体，只会发生剪缩。

ANSYS岩土计算例子

ANSYS土工结构计算案例ANSYS－CHINA广州办事处9:00 AM目录计算题目及计算要求说明 (1)题目一 (4)一、计算说明 (4)二、计算所用ANSYS邓肯－张的E－B模型说明 (5)三、计算有限元模型及计算结果 (6)题目二 (7)一、用三维有限元模型计算 (7)二、用三维有限元模型计算 (8)题目三 (10)一、计算说明 (10)二、计算有限元模型及边界条件 (10)三、强夯地基固结计算 (10)题目四 (17)一、计算说明 (17)二、计算几何模型和有限元模型 (17)三、计算结果 (18)1、计算边界条件 (18)2、计算结果 (19)3、结论 (20)计算题目及计算要求说明题目一：高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析题目二：大圆筒结构、波浪与地基的相互作用分析（大圆筒作为重力式码头结构，波浪为水平动荷载，门吊为竖向动荷载,地基为三层以上地基包括自抛碎石垫层、粘土层、粉细砂层和岩层，粉细砂层可能在波浪动荷载作用下液化造成圆筒倾覆）题目三:（冲击荷载下）强夯地基固结有限元分析(提供固结方程或固结方程处理方案,孔隙水压力消散计算方案、沉降计算方案及其他一些处理技巧）题目四：在降雨情况下土工格栅加筋土挡墙边坡上公路稳定分析（由上至下为公路面层，垫层,挡墙，挡墙面板采用预制混凝土块0.6⨯0。

6⨯0.6m3,混凝土后方为钩挂式土工格栅，边坡比较陡，边坡有一定排水特性）。

具体处理方案包括：1、提供计算输入界面2、计算模型或采用本构情况3、前处理方案及网格划分技巧4、特殊材料或模型嵌入技术5、计算技巧及解决方案6、后处理提供内容具体报价方案包括:进行简单报价，涉及以上题目的各模块的综合报价（包括前后处理及解决以上问题的结构与岩土问题的模块报价。

能用通用模块计算尽量用通用模块,必须用CivilFEM模块计算的请注明.提供解决方案时间：2005年5月18日之前。

题目一高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析一、计算说明高桩码头桩基与岸坡相互作用的线性有限元和非线性有线元分析，可以用空间有限元模型或平面有限元模型数值求解。

桩基承载力的ANSYS有限元分析

第8卷第4期2010年8月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.8No.4Aug.,2010收稿日期:2010 04 28 修回日期:2010 05 20作者简介:杜蓉(1979 ),女(汉族),陕西汉中人,工程师,主要从事火电厂、核电厂水工构筑物结构设计。

桩基承载力的ANSYS 有限元分析杜蓉1,张建友1,隋丽丽2,张洪美2(1.国核电力规划设计研究院,北京100094;2.山东省滨州市水利勘测设计研究院,山东滨州256600)摘要:利用ANSYS 软件建立土体与桩共同作用的数值模型,将有限元应用于桩土结构进行三维有限元数值计算,得到桩土结构的应力与变形,分析了桩土结构的荷载沉降曲线及荷载的传递规律,对以后桩土模拟及设计有重要的参考价值。

关键词:桩基础;桩与土共同作用;桩土结构;数值模拟;有限元中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1672 1144(2010)04 0213 03Analysis on Loaded Capacity of Pile Foundation by Finite Element MethodDU Rong 1,ZHANG Jian you 1,SUI Li li 2,ZHANG Hong mei 2(1.State N uclear Electric Power Plannin g Design &Research Institute,Beijing 100094,China;2.Bin zhou Investigation and Design Institute of Water Conse rvanc y in Shandong Province,Binzhou,Shandong 256600,China)Abstract:The numerical model of soil and pile interaction is built based on the large finite ele ment software ANSYS,and three dimensional fini te element theory of numerical simula t ion is applied to the calculation of pile soil struc ture.The stre ss and de for ma t ion of the pile soil struc ture are obtained and the load settlement curve and load transferring law of the pile soil struc ture are analyzed.The research re sults will be very useful to the pile soil simulation and design in the future.Keywords:p ile foundation;soil and pile interaction;pile soil structure;num erical simulation;finite elemen t0 引言桩基础是一种历史悠久的建筑基础形式,也是一种应用广泛、发展迅速、生命力强大的现代建筑基础形式。

ANSYS中锚杆(索)模拟探讨

ＡＮＳＹＳ中锚杆（索）模拟探讨
ＤｉｓｃｕｓｓｔｈｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲｏｃｋＢｏｌｔ（Ｃａｂｌｅ）ｉｎＡＮＳＹＳ
■ 李卫国陈帆静ＬｉＷｅｉｇｕｏＣｈｅｎＦａｎ
表ｌ岩一ｌ参数表
ｔ：
弹性模靖Ｆ（ＭＩ）
泊松
比
内摩擦角（。）
中
关键词】钳｛・ｔ（索）模拟ｆｌ：Ｅ儿分析边坡史护
固体粘结锄蹙特征戗
ｆｖｂ（ｋＰａ）
内聚幻Ｃ（ｋＰａ）
图３施加荷载后的模型图
本文采用ＭｏｈｒＣｏｕ１ｏｍｂ破坏准则进行边坡的相关稳定性分析，边坡位移见图４。
ＩＡｂｓｔｒａｃｔｌＩｎｔｈｅｓｐｅｃｉｉｆｃｓｌｏｐｅｓｕｐｐｏｒｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｉｓａｔｔｉｃ —
到较好反映。
罔５锚后边坡ｘ方向应力云图
＾１：：ｒ程应用方面仍存在一些问题，如准ＡＮＳＹＳ程序中ｊ：奉构模型较少，缺少岩：ｌ：程数值计算一｝】常用的修正剑侨模型。锚杆支护足岩土工程极为常用的加支护方法，但是ＡＮＳＹＳ
ｌｅｕｓｅｓｔｉｌｅＩ．ＩＮＫ１ｕｎｉｔｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｒｏｃｋｂｏｌｔ（ｃａｂｌｅ），ａｎｄｄｅｉｎｆｅｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆｔｈｅｎｏｄｅａｓａｈａｒｄｐｏｉｎｔ．Ａｄｏｐｔｉｎｇｌｅｆｅｄｉｖｉｓｉｏｎ、ｔｈｅｈａｒｄｐｏｉｎｔｓｗｉｌｌａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｂｃｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔｏｎｏ — ｄｅＴｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎＳＯＤ，ｅｔｈｅｔｒｏｕｂｌｅｏｆｍａｎｕａｌｌｙｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｑｔｉｆｃｋｌｙａｎｄｅａｓｉｌｙ

基于ANSYS对比分析压力型与拉力型锚杆承载特性

顶端位移曲线近似呈线性关系，而荷载承载板位移曲线则呈现明显的非线性；压力型锚杆的
姐
ｙ
于拉力型锚杆．两者的破坏模式一致，均为土层的剪切破坏．
关键词：ＡＮＳＹＳ；锚杆；承载特性；对比分析中图分类号：ＴＵ４７０．３文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９９，ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２．７３０４．２０１３．０２．００２
杆的轴力及其杆体剪应力随锚固深度的变化曲线与拉力型锚杆的轴力及其杆体剪应力随锚固深度的变化曲线
湖
南
ｍａ
存在着明显的差异，且２种锚杆的锚固体外侧剪应力的变化曲线同样有明显差异．拉力型锚杆的锚固体外侧剪应力峰值出现在锚固体外端，压力型锚杆的锚固体外侧剪应力峰值出现在锚固体内端；压力型锚杆的荷载．
学时
Ｔｅｎｓｉｏｎ — ｙｐｔｅＡｎｃｈｏｒＢａｓｅｄｏｎＡｎｓｙｓ
ＨＵＣｈｅｎｇ — ｂｉｎ
（ＴｈｅＴｈｗｄＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＣｏ．，ＬＴＤ．ｏｆＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ１６ｔｈＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＣｏ．，ＬＴＤ．，Ｈｕｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＣｏｕｌｏｍｂｆｒｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅＩａｎｄｔｈｅＤｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒｙｉｅｌｄｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｆｉｎｉｔｅ — ｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅ．ｔｙｐｅａｎｃｈｏｒａｎｄｔｅｎｓｉｏｎ — ｔｙｐｅａｎｃｈｏｒｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｒｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓｏｂｖｉｏｕｓ

基于ANSYS程序的嵌岩桩数值模拟

基于ANSYS程序的嵌岩桩数值模拟1 . 嵌岩桩结构分析模型的建立现以某设计中采用的嵌岩桩方案为例，桩身总长10米，嵌岩深度为1米，嵌岩层为中等风化千枚岩，桩材料采用C30混凝土。

软件采用ANSYS程序10.0版本。

硬件采用AMD3000+CPU，512M内存等。

2. 结构类型选择根据勘查报告和结构体系的特点，结构分析模型选取三维实体模型solid65。

利用ANSYS 程序中单元类型，建立桩和岩石体两个类别的三维实体模型。

在本文里钢筋混凝土采用有限元整体式模型。

所谓整体式模型是假设钢筋分布于整个单元中，并把单元视为连续均匀材料，采用混凝土-钢筋复合的本构关系，把混凝土、钢筋二者的贡献组合起来，一次求得综合的单元刚度矩阵。

程序中有专门用于钢筋混凝土结构的Solid65单元及Concrete材料，它们可以考虑反映混凝土压溃和开裂。

Solid65单元为八节点六面体单元，通过定义三个方向的配筋率考虑三个方向的钢筋情况。

混凝土材料还可通过选取非线性模型考虑塑性变形和徐变。

Concrete材料模型的基本参数有开裂截面和裂缝闭合截面的剪切传递参数，单轴和多轴的抗拉、抗压强度等。

这种模型比较容易得到收敛的解。

3. 材料类型选择ANSYS软件中提供了许多材料模型材料属性有：线性材料和非线性材料；同性、正交各向异性和非弹性材料；温度相关和温度无关材料等。

但大多数为基于经典材料力学理论的均质材料模型，与混凝土的本构关系有很大区别，这些材料模型包括经典双线性随动强化模型(Bilinear Kinematic, BKIN)、多线随动强化模型(Multilinear Kinematic, MKIN)、双线等向强化模型(Bilinear Isotropic, BISO)、多线等向强化模型(Multi Linear Isotropic, MISO)等，这些材料模型均符合V onMise屈服准则。

钢筋混凝土作为一种混合材料，其本构关系非常复杂。

基于有限元分析的锚杆锁力性能研究

基于有限元分析的锚杆锁力性能研究锚杆锁力性能是岩土工程中一个非常重要、关键的问题。

在数十年的生产和科研实践中，人们通过不断的实验研究和理论分析，对锚杆锁力性能有了深刻的认识。

而近年来，随着计算机技术的不断发展和有限元分析方法的广泛应用，基于有限元分析的锚杆锁力性能研究也得到了越来越广泛的关注。

有限元分析作为一种高效、精确的计算方法，已经被广泛应用于各个领域。

在锚杆锁力性能研究中，有限元分析可以对锚杆锁力进行精确计算，预测锚杆的力学性能，并给出实用的设计和施工建议。

下面，我们将从以下几个方面探讨基于有限元分析的锚杆锁力性能研究。

一、锚杆锁力机理的概述锚杆锁力指锚杆在锚固体内的抗拉能力，也称为锚接力。

在实际工程中，锚杆的锚接力是锁定斜坡、隧道、厂房等地下建筑物的重要参数，是保证工程安全的关键因素。

锚杆锁力机理主要包括力学和渗流两个方面。

在力学方面，锚杆锁力的大小取决于锚杆本身的承载能力和锚杆固结与土体之间的协同作用。

在渗流方面，锚杆固结体与周围土体的渗透系数、渗透能力以及渗流场等因素都会影响锚杆的抗拉性能。

二、有限元分析在锚杆锁力性能研究中的应用有限元分析方法的应用为锚杆锁力性能研究提供了一条高效、精确的途径，可以通过数值模拟，预测锚杆锁力大小和锚杆力学性能，并辅助对锚杆结构的设计和施工提出合理的建议。

在有限元分析中，一般通过三维有限元模型对锚杆系统进行建模，考虑锚杆的几何形状、材料性质以及岩土体的力学特性，利用有限元方法求解出锚杆固结体内部的应力、应变、渗流场等信息，然后据此分析锚杆锁力特性和固结体稳定性。

三、有限元分析中常见的问题和解决方法在锚杆锁力的有限元分析中，常见的问题包括有限元模型精度问题、边界条件设定和分析结果的验证等。

为了解决这些问题，以下提供一些常见方法：1. 优化有限元分析模型：通过对有限元模型几何尺寸、材料参数设置等方面的优化，提高分析结果的精度和准确性。

2. 设定合理边界条件：在锚杆锁力分析中，边界条件选择会影响到锚杆锁力的精度。

ANSYS桩基础算例

ANSYS桩基础算例桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。

若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。

建筑桩基通常为低承台桩基础。

高层建筑中，桩基础应用广泛。

一般工程结构都是由地基、基础和上部结构组成。

上部结构可以是桥梁或房屋建筑物等，基础起着将上部结构荷载传入地基和将地震荷载传给上部结构的连接作用。

算例:桥梁桩基础的静力分析问题问题描述：承台全桩基础断面尺寸为8.5m某8.5m，如图1所示。

其中，承台厚3m，全桩长32m，采用4根直径为2m的钻孔灌注桩，桩基础混凝土全部采用C30混凝土，弹性模量E3104MPa，泊松比μ=0.2，质量密度为2500kg/m3，地基土的水平抗力系数的比例系数m=25000kN,Q=3000kN和M=6000kN·m。

300NMQ地面线或局部冲刷线2003000地面线或局部冲刷线30000m10000kN/m4图2解题思路：1.计算桩柱的等效集中弹簧刚度Ki按照规范，地基土堆桩柱侧面的地基系数随深度y成正比例增长，即C=my（m是“m”法的地基系数），故可先从覆盖层顶面（冲刷线）向下绘出地基系数图，如图2所示。

本例将桩柱全长等分为15段，各中间集中弹簧的刚度可按下式计算：Kib1mzi顶部集中弹簧的刚度为：K00b1式中：b1——桩的计算宽度；kN/m4；m——比例系数，本例中取m10000——节段长度；zi——自地面至第i集中弹簧的距离；0——0#集中弹簧在其一侧/2长度内的地基系数分布图面积。

各集中弹簧刚度值如表1所示。

表1各集中弹簧刚度值集中弹簧01234567891011121314zi/m0246810121416182022242628m/kN/m410000100 0010000100001000010000100001000010000100001000010000100001000010 000b1/m4.4284.4284.4284.4284.4284.4284.4284.4284.4284.4284.4284. 4284.4284.4284.428/m222222222222222Ki/kN/m4221401771203542405313 6070848088560010627201239840141696015940801771200194832021254402 30256024796802.建立有限元模型桩基础算例tm1412SECTYPE,2,BEAM,CSOLID$SECDATA,1,16,4!某定义基桩截面定义基础截面类型，即2号实心圆柱截面，数据尺寸：1,16,4。

ANSYS隧道结构受力实例分析

矿业软件与应用——Ansys考试试题学院：资源与安全工程学院指导老师： xxx姓名： xxx学号： xxxxxxxx时间： 2014年6月21日ANSYS隧道结构受力实例分析某隧道工程为三心拱隧道，隧道位于地表以下10米处，洞直径10米，其具体尺寸见下图。

根据工程地质勘探报告，岩土各参数为：密度为2700kg/m3，E=1.4×1010Pa，u=0.27，黏聚力c=2.72×106Pa，内摩擦角Φ=35°。

地面上主要为交通荷载，根据估计每米有2.5吨的荷载直接作用于地基上。

计算要求如下：（1）交通载荷已经存在。

（2）计算结果报告中包括约束条件、荷载；位移、Y方向应力等值线图，塑性区等结果。

进行力学特性分析。

（3）提供建模、计算过程地GUI命令。

操作过程一、创建物理环境⒈在“开始”菜单中选取“所有程序>ANSYS Product launcher”并点击；⒉选中File Management，在Working Directory栏输入工作目录“C:\Users\dell \李懿鑫”，在“Job Name”栏输入文件名“020*******”。

⒊单击“RUN”按钮，进入ANSYS的GUI操作界面。

⒋过滤图形界面：Main Menu>Preferences,弹出Preferences for GUI Filtering对话框，选中Structural来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤，如图1-1。

图1-1⒌定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title，在弹出的对话框中输入020*******，单OK按钮，如图1-2。

图1-2⒍定义单元类型1）定义PLANE82单元：Main Menu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，弹出一个单元类型对话框，单击Add按钮。

基于ANSYS有限元的桩锚支护结构分析

ｃａｌｓｕｐｐｏｔｒｏｒｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｇｕｉｄａｎｃｅｎｄａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｃｏｌｌａｐｓｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ．Ｉｎｈｅｔｌａｓｔｐａｒｔ，ｈｅｔｄａａｔｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｎｓｕｐｐｏｔｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
崔艳艳。李晶晶，张淼
（河南质量工程职业学院．河南平顶山４６７０００）摘要：锚桩支护作为一种新型的支护结构，具有工期短、支护能力强、施工方便等诸多优点，已经成为深基坑支护的首选方案。该文以某住宅楼的
ｍｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｈｅｔｄｅｅｐｅｎｉｎｇｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎａｎｄｖａｒｉｅｓａｔｈｅｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｂｏｔｔｏｍｏｆｆｏｕｎｄｔｉａｏｎｐｉｔ．ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｉｍｐｏｔａｒｎｔｈｅｔｏｒｅｔｉ —
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｃｈｏｒｐｉｌｅｓｕｐｐｏ￣，ｗｉｔｈｍａｎｙａｄｖｎｔａａｇｅｓｌｉｋｅｓｈｏｒｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｉｏｒｄ，ｓｒｔｏｎｇｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｎｄａｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｉｆｒｓｔｃｈｏｉｃｅｆｏｒｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｓｕｐｐｏｔ．ｒｎｌｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓｈｅｔｄｅｅｐｆｏｎｄｕａｔｉｏｎｐｉｔｓｕｐｐｏｔｒｏｆａｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｂｕｉｌｄ —

基于ANSYS的水平受载桩桩身受力性能的研究

表１算例数据表
土层弹性模量Ｅ泊松比 ” 密度Ｐ粘聚力ｃ摩擦角膨胀角桩身位移／ｍｍ
一
桩身应］／ａ／ＭＰ
１ｏ一ｏ一０２０６２０６１ｏ０ｏ
① ② ③ ④ ⑤
３４ｅ．１６３５ｅ．２６３８ｅ．６６４２ｅ．ｌ６４３ｅ．８６
荷而对于桩顶，当荷载较小时，桩中研究最多是非线性弹性和弹塑性模型，其他两类研究得较少。本载时，载作用处水平位移最大，顶位移与荷载作用点上部点的位移差异不大。这是由于钢筋混文选取了非线性弹性模型，通过应力应变关系定义混凝土材料。此有限单元法中，的本构模型直接影响到解的精确度。常用凝土材料具有较强的刚度所致，时桩顶位移最大。当荷载加土大，桩顶位移与荷载作用点位移差异较为明显。表明了钢筋混凝的土体本构模型有以下几种：弹性本构模型、线性弹性模线非
第３７卷第２９期２０１１年１０月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０．１３７Ｎｏ．２９
Ｏｃ．２１ｔ０１
・７・５
文章编号：０９６２（０）９０７ —２１０－８５２１２ —０５０１
０１２４５７９３６８０ｌ２
２算例分析
的刚度较强，桩顶位移最大，时桩顶的土被挤压隆起如图１所此
Ｎ时桩身位移曲线。当荷载水平荷载处于中等范围时，荷本文选用某工程桩为算例，长Ｌ１ｍ，桩＝２截面为圆形，桩直径示中９ｋ载作用处至桩顶的位移差别不大，３Ｎ时桩身水平位移曲线。如６ｋｄ＝．桩的弹性模量Ｅ：．ａ质量密度Ｐ＝０ｇｍ。０５ｍ，ｐ２４ＭＰ，ｐ２５０ｋ／３当水平荷载较大时，桩身发生弯曲，最大位移出现在荷载作用处，土为层状分布，土层参数见表１。表１中Ｐ为土的质量密度，ｇｍ；ｋ／如１８ｋ０Ｎ时桩身水平位移曲线。为土的泊松比；Ｅ为土的弹性模量，ａＰ。

基于ANSYS程序的嵌岩桩数值模拟

软件采用ANSYS程序10.0版本。

硬件采用AMD3000+CPU，512M内存等。

2. 结构类型选择根据勘查报告和结构体系的特点，结构分析模型选取三维实体模型solid65。

利用ANSYS 程序中单元类型，建立桩和岩石体两个类别的三维实体模型。

在本文里钢筋混凝土采用有限元整体式模型。

程序中有专门用于钢筋混凝土结构的Solid65单元及Concrete材料，它们可以考虑反映混凝土压溃和开裂。

Solid65单元为八节点六面体单元，通过定义三个方向的配筋率考虑三个方向的钢筋情况。

混凝土材料还可通过选取非线性模型考虑塑性变形和徐变。

Concrete材料模型的基本参数有开裂截面和裂缝闭合截面的剪切传递参数，单轴和多轴的抗拉、抗压强度等。

这种模型比较容易得到收敛的解。

3. 材料类型选择ANSYS软件中提供了许多材料模型材料属性有：线性材料和非线性材料；同性、正交各向异性和非弹性材料；温度相关和温度无关材料等。

钢筋混凝土作为一种混合材料，其本构关系非常复杂。

基于ANSYS的锚定支架力学性能研究

胡宗军（１９７５一），男，山东日照人，副教授，研究生导师，从事工程力学教学与研究
２
安徽水利水电职业技术学院学报
第ｌ８卷
升卷扬机机座架及铺板和导向轮架组成。承力架上横梁、承力架中纵梁和屋檩架中纵梁均为工字型截面，尺寸，材质Ｑ３４５一ｂ。屋檩架和机座满铺钢板，其中屋檩板厚度为１０ｍｍ，ＪＭ２８Ｍ型卷扬机机座铺板和８ｔ起升卷扬机机座铺板厚度均为６ｍｍ，铺板材质均为Ｑ３４５－ｂ钢。锚碇架结构中槽钢为，，材质为Ｑ３４５－ｂ。结构模型如图１所示。
ｓｏｍｅａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｊｕｄｇｍｅｎｔｓａｒｅｄｏｎｅｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｎｃｈｏｒａｇｅｂｒａｃｋｅＬ
ＫｅｙＷＯｉ￣：ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ；ａｎｃｈｏｒｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｓｔｒｅｎｇｔｈ
ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ．Ｔｈｅｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａ１ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｅｇｉｖｅｎｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌｏａｄｓｏｎｔｈｅａｎｃｈｏｒａｇｅｂｒａｃｋｅｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓ，
缆索起重机在水电工程中应用广泛，主要应用于大型混凝土坝的混凝土浇筑作业、机械设备和钢结构的安装，尤其适用于高山峡谷中的混凝土高坝施工。

基于ansys的接触网双联柱下锚分析

文章从节约工程投资和优化景观的角度出发，利用 A N SYS分析软件，对一组双联柱能否承受双承力索和双接触线的同时下锚进行受力分析，为优化接触网的下锚设计提供技术支持。
图2 接触网双联柱有限元模型
1 模型建立接触网双联柱由 2 个等径的 4 > 3 0 0 钢管柱、7 个
关键词：接触网；双联柱；挠度；应力
中图分类号：U225.4
文献标志码：A
文章编号：2096-2789 (2019) 19-0008-02
接触网双联柱己大量地应用于接触网的下锚设计中，优点在于节省了下锚拉线的设计安装，同时可以取消下锚拉线基础的设计和施工，与普通的单接触网钢管柱下锚相比，有明显的景观化优势。在一般的接触网下锚设计中，单承单导式链型悬挂采用并联补偿下锚的方
摘要：文章建立了接触网双联柱的有限元模型，对其能否承受双承双导式链型悬桂下锚进行了仿真分析，同时精确地
计算了不同荷载情况下双联柱的挠度和应力，对接触网双联柱的下锚优化设计有重要的指导意义。
通过加载求解，进入 A N S Y S 后处理模块，可以得出在两种不同荷载施加的情况下的位移云图，标称荷载和验算荷载下的接触网双联柱的位移云图如5、图 6 所示。
；5 〇i ? 5 S T 9 期

ANSYS分析弹性模量对基桩承载力的影响

ANSYS分析弹性模量对基桩承载力的影响- 工程事故分析ANSYS分析弹性模量对基桩承载力的影响摘要：近年来，我国交通出行需求日益提高，高等级公路建设已进入关键时期，同时对公路桥梁的建设提出了新的要求：1、数量在增多；2、对桥梁的承载能力及耐久性提出了更高的要求。

本文利用有限元分析软件ANSYS，通过模拟基桩在混凝土弹性模量改变时基桩的沉降情况来分析桩土参数对基桩承载力的影响。

关键词：桩土接触，弹性模量，ANSYS1、单桩容许承载力的确定对于钻孔灌注桩的基桩轴向容许承载力，可由静载试验法、经验公式法、静力触探试验以及大应变法确定基桩容许承载力。

1.1静载试验法静载试验确定单桩容许承载力是在通过试验绘制的P-s曲线上取特征点所对应的作用荷载作为极限荷载，然后将极限荷载值除以安全系数（规范规定为2）确定单桩容许承载力。

1.2经验公式法《公路桥涵地基与基础设计规范》根据大量静载试验结果，给出了各种桩型的单桩容许承载力估算公式。

1.3静力触探试验静力触探法是利用触探仪的探头贯入土中时的贯入阻力与单桩在土中的工作性状有相类似的特点，将所测得的探头的贯入阻力经分析研究，确定轴向受压单桩容许承载力。

1.4其他方法除上述方法外，我们还可以按照大应变法、静力法确定单桩容许承载力。

2、有限元模拟2.1有限元法分析问题的基本步骤（1）结构离散化，将结构或连续介质离散为有限个单元；（2）选择位移模式，确定位移函数；（3）分析单元力学特性；（4）建立刚度方程；（5）利用刚度方程求出节点位移，进而求出单元的应力、应变。

2.2实例分析2.2.1选择单元类型桩身和土体均采用8节点实体单元Solid45模拟，土体采用DP 材料。

桩体与土体接触面刚体—柔体面面接触，定义桩底面与桩侧面为刚性目标面，目标面单元选取targe170，定义与桩底与桩侧接触的土体的内侧为接触面，采用conta173单元模拟。

2.2.2基桩参数选取此试桩截面为圆形，桩径1m，桩长15.2m，建模时取1/4桩模型进行分析，基桩入土深度为14.5m，上部0.5m暴露在土体外面，土体模型桩侧面取5倍桩径，土体深度取2倍桩长，深度为30m，混凝土弹性模量取30MPa。

用ANSYS软件分析桩土相互作用

和大应变的能力。桩的本构模型为线弹性，土体的本构模型为弹塑性。桩土之间选用面-面接触单元连接，刚体目标面选用 Targe170 单元，接触面选用 Conta174 单元。
3.2.2 建模并划分网格本模型简化为三维空间实体结构，桩采用钢管桩实际尺寸，土体取长为20m，宽20m（相当于10倍桩
径，以减小边界效应），深100.58m 的长方体块来模拟。
126
第十三届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集
用 ANSYS 软件分析桩土相互作用
陈建民，肖花
（中国石油大学石油工程学院，山东东营 257061）
摘要：用 ANSYS 程序对导管架平台的桩与土之间的相互作用进行了研究。结果表明，在平台载荷作用下，桩上的最大应
力点出现在距海底一定深度的范围内，土中的最大应力也出现在离海底一定距离的土层中，而不是在海底处。桩周土层中应力分布显著不对称，一侧的土层受力大，另一侧土层的受力小。随着深度的增加，桩身水平方向位移呈衰减波的形式变化。衰减波的衰减速度很快，波峰的绝对值在第二个峰处就已减小到 0.001m。
159.91
159.91
1.44
13
Very dense sandy SILT
—82.75
9.60
Nq=20
81.39
4.79
14
Very stiff lean CLAY
qmax=4.79 MPa
—88.85
9.80
169.97
169.97
1.53
15
Very stiff lean CLAY
—92.66
刚性桩、弹性桩、弹性长桩的判断标准，与桩打入土中的深度 h 有关。桩打入土中的深度 h 同相对刚
度 T 的比值 Z max 称为相对桩长， Z max 可用于判断一桩为刚性桩、弹性桩或弹性长桩的判据。实验和分析

锚岩桩锚固段受力特性三维数值模拟研究的开题报告

锚岩桩锚固段受力特性三维数值模拟研究的开题报
告
一、研究背景和意义
锚岩桩作为现代网架结构体系中的重要组成部分，广泛应用于水利、交通、城市地下空间、钢结构、岩土工程稳定等领域。

锚岩桩作为一种
常用的基础支撑结构，在使用过程中，通常需要依靠一定的锚固方式来
保证其稳定性。

其中，锚固段作为锚岩桩与支撑结构之间的重要连接部分，其受力特性对于整个结构的稳定性具有至关重要的影响。

因此，研
究锚岩桩锚固段的受力特性具有重要的理论和实际意义。

二、研究内容和方法
本课题将通过数值模拟方法，研究锚岩桩锚固段的受力特性，并分
析其相关影响因素。

具体来说，将运用有限元方法，建立锚岩桩锚固段
的三维模型，并模拟其在不同工况下的受力情况。

在模拟时，将考虑以下因素：
1. 土体力学参数的确定；
2. 端头固结和岩体的非线性变形；
3. 锚固钢筋的材料参数、几何尺寸与锚固方式的影响。

通过以上因素的相关模拟，将得到锚岩桩锚固段在不同工况下的受
力特性数据，并分析其受力机理，为构建更加稳定可靠的锚岩桩提供理
论依据。

三、研究计划进度安排
研究计划分为以下三个阶段：
第一阶段：文献调研和建模（预计用时1个月）；
第二阶段：数值模拟和数据分析（预计用时2个月）；
第三阶段：结果分析和论文撰写（预计用时1个月）。

四、预期研究成果
1. 在锚岩桩锚固段相关研究领域积累新的理论和实践经验；
2. 通过数值模拟，实现锚岩桩锚固段受力特性三维模拟，为锚固段相关研究提供参考；
3. 提出构建更加稳定可靠的锚岩桩的理论依据。

ANSYS中2D应力分散型抗拔锚桩水泥土本构关系对受力性能的影响分析

ANSYS中2D应力分散型抗拔锚桩水泥土本构关系对受力
性能的影响分析
靖江凯旋国际广场基坑工程试验报告中的不可回收加劲桩JJ01，桩长18m，倾角30，插件规格315.2，3个锚定板（也称分散板），其设计剖面图如下：
水泥土桩体直径D_pile=600，桩长pilelength=18000。

钢绞线为315.2，直径d_shaft =45.6mm，长度等于桩长，其中分为自由段6000和锚固段12000。

锚固段埋置了3块分散板，直径d_plate =200，由浅到深分散板编号为1、2、3，距离锚固段顶的距离分别为6000、9000、12000。

二、ANSYS数值模型介绍
1、模型基本尺寸和参数
为了简化分析过程，将上述斜向支护桩近似为竖向抗拔桩，竖向抗拔桩即可简化为2D平面轴对称模型，模型中建立了钢绞线杆轴、水泥土桩体和土体的实体单元，单元类型为PLANE42。

假设分散板刚度无穷大，分散板与上下水泥土完全粘结，即分散板处水泥土的竖向位移与分散板及连接的杆轴节点位移相同，模型中没有建立分散板，通过耦合水泥土与同样深度的杆轴节点位移来实现。

杆轴-水泥土桩体、水泥土桩体-土体之间建立了粘结滑移单元（用法向和切向COMBIN39模拟），水泥土桩底部-土体建立了法向连接弹簧COMBIN39。

钢绞线杆轴PLANE42单元为完全弹性材料，直径d_shaft =45.6mm（周长相同，。

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本文以某渔港桩基挡板透空式防波堤工程为例，采用ＡＮＳＹＳ有限元软件对该防波堤工程的锚岩桩进行数值模拟［５］，分析研究不同锚固长度的锚岩桩在不同荷载的作用下，沿锚固深度方向的受力特性与规律，从而确定合理锚固长度。
１桩基设计方案
１．１工程概况该防波堤工程总长１９６ｍ，其中桩基挡板透空堤段长１２４ｍ，余下堤根段为实体堤。根据桩基挡板透空
摘要：文章采用ＡＮＳＹＳ有限元软件，计算研究某海岛渔港透空式防波堤桩基工程的锚岩桩在不同锚
固长度条件下，其锚束受力的特性。基于工程地点的建设条件，选择适当的模拟参数建立锚岩桩数值
计算模型，对３种不同锚固长度的锚岩桩进行数值模拟，计算锚岩桩锚固长度变化时的受力值，分析不
同锚固长度的锚束轴向位移、应力、轴力以及水泥砂浆粘结力随荷载的变化，以及沿锚固深度的分布规
２０１８年４月
黄昭培，等基于ＡＮＳＹＳ的锚岩桩受力特性的计算研究
１８９
墩台式结构。由于该防波堤堤线处于岩坡面、水深变化较大、工程地质条件十分复杂，有大块礁石、还有碎
石夹层，因此，选择中等风化晶玻屑熔结凝灰岩作为桩基的持力层。
１．２桩基锚岩设计方案据《港口工程嵌岩桩设计与施工规范》（ＪＴＪ２８５－２０００）［６］，拟定本工程锚岩桩锚固段锚杆设计锚固长度
的主要计算步骤为：（１）单桩锚杆抗拔力设计值计算，得到Ｆ′总＝１３６４ｋＮ，由此单桩可取３个锚孔，每个锚孔抗拔承载力设计控制值为４６０ｋＮ；（２）锚杆钢筋截面积计算，可选用锚束的钢筋为３Φ３２Ⅱ级螺纹钢筋，计算值Ａｓ＝１４８４ｍｍ２＜Ａ′ｓ＝２４１３ｍｍ２，满足要求；（３）单根锚杆的设计锚固长度计算，参考锚杆在水泥浆体对钢筋的握裹力和水泥砂浆与岩体的粘接抗拔力分别作用下的有效锚固长度，取两计算值中的较大值，得
第３９卷第２期
２０１８年４月
水道港口
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒｗａｙａｎｄＨａｒｂｏｒ
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０１８
基于ＡＮＳＹＳ的锚岩桩受力特性的计算研究
黄昭培１，李军雪２，亢扬３，郝嘉凌１
（１．河海大学港口海岸与近海工程学院，南京２１００９８；２．河北农业大学，沧州０６１１００；３．中冶华天工程技术有限公司，马鞍山２４３００５）
２７６ｋＮ、３６８ｋＮ、４６０ｋＮ和５５２ｋＮ。
２ＡＮＳＹＳ有限元模型建立
锚岩桩的受力特性主要与荷载、锚固长度、材料和土层等参数有关［７］，故采用ＡＮＳＹＳ有限元软件分析不
同锚固长度下锚岩桩的受力特性，及其与荷载、材料等之间的关系以及相互的影响。
式防波堤堤线位置水下地形、地质条件以及当地波浪、潮流特点，桩基挡板透空式防波堤设计断面采用高桩
收稿日期：２０１７－０７－１７；修回日期：２０１７－１１－０２作者简介：黄昭培（１９９３－），男，江苏南京人，硕士研究生，主要从事工程结构物与其周围介质的相互作用研究。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＨＵＡＮＧＺｈａｏｐｅｉ（１９９３－），ｍａｌｅ，ｍａｓｔｅｒｓｔｕｄｅｎｔ．
锚固采用Ｍ４０水泥净浆，桩内锚接砼标号为Ｃ３０，注芯长度为
９承载力设计控制值为４６０ｋＮ，记为
ＷＬ。初始荷载取锚束抗拔承载力设计值的０．１倍，即０．１ＷＬ；依据规范第８．３节规定［６］，锚杆嵌岩桩的抗拔静载荷应控制在锚杆抗拔力设计值的１．１～１．２倍，本次计算最大荷载取
图１锚岩桩结构示意简图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｎｃｈｏｒｐｉｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
１．２ＷＬ，且在初始与最大荷载值间，以０．２ＷＬ和０．３ＷＬ作为加载等级（与加载系数有关，随观测时间而变
化），具体各级加载等级为０．１ＷＬ、０．３ＷＬ、０．６ＷＬ、０．８ＷＬ、１．０ＷＬ、１．２ＷＬ；相应的荷载为４６ｋＮ、１３８ｋＮ、
岩土锚固技术最早始于矿山巷道支护。随后，无论是隧道工程、地下洞室、岩土边坡，还是深基坑挡土结构、混凝土坝、抗浮结构以及桥梁工程，岩石锚固已成为了不可或缺的加固方法。近２０多年来，随着海港工程建设日益增多，锚杆锚固技术的应用也是越来越广泛［１］。目前，锚岩桩在高桩码头的桩基中已有一些应用实例［２］。由于我国海岛岸线建港地质与动力等条件有差别，如浙江与福建沿海，波浪大且地质复杂，施工难度大，工程造价高，特别是碰到礁石或浅覆盖层地基，若采用嵌岩桩基础［３］，还需要采用人工抛石基床［４］。锚岩桩的工程应用表明，对锚岩桩关键因素抗拔力值的研究需现场试验确定，或凭借类似条件的工程经验拟定锚固段，即对于锚岩桩设计还缺少合理的计算方法，通过计算确定锚岩桩桩端锚固段设计长度存在难度。
到计算长度为Ｌｅ＝５．２３ｍ，则取锚杆初选的设计锚固长度为６ｍ。基于锚固段锚杆设计锚固长度的初步确定，根据规范要
求［６］，设计取混凝土桩芯长度为９ｍ。每桩内在 Φ８００圆周上
均布 Φ１７０嵌岩锚孔３个，每个锚孔内是由３Φ３２Ⅱ级螺纹钢
筋组成的锚束，锚孔嵌入中等风化岩６ｍ，全部为４：１斜孔。
律，确定７ｍ是该工程锚岩桩合理的锚固长度，其计算方法不仅可用于设计阶段锚岩桩锚固长度的计
算，同时也为同类工程进行设计计算锚固长度提供了参考。
关键词：锚岩桩；锚固长度；模拟参数；有限元
中图分类号：Ｕ６５６．２文献标识码：Ａ
文章编号：１００５－８４４３（２０１８）０２－０１８８－０７
建设于海岛岸线的港口工程常面临自然条件十分恶劣的环境，为消波挡浪需建设防波堤来达到港内水域平稳度，以确保船舶在码头前沿安全作业。由于外海波浪的作用，往往容易引起岸坡上的桩基建筑物的倾覆或滑移，为增加桩基的抗拔、抗倾覆能力，对于岩坡条件下的桩基工程开始采用锚岩桩。锚岩桩又叫做预制型锚杆嵌岩桩，是嵌岩桩的一种。它是通过植入锚杆到岩体使桩与基岩锚固的桩。作为抗拔桩基的一种特殊形式，它是利用其锚固力来提供抗拔力，从而提高桩基的抗拔安全性。