ansys桩土相互作用例子复习课程
用ANSYS软件分析桩土相互作用
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。
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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
ANSYS桩基础算例
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*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MPa3⨯=，泊松比μ=0.2，质量密度为2500kg/m³，E410地基土的水平抗力系数的比例系数m=25000kN,Q=3000kN和M=6000kN·m。
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：顶部集中弹簧的刚度为： 100b K ϖ= 式中：1b ——桩的计算宽度；m ——比例系数，本例中取4/10000m kN m =； λ——节段长度；i z ——自地面至第i 集中弹簧的距离；0ϖ——#0集中弹簧在其一侧2/λ长度内的地基系数分布图面积。
i i mz b K λ1=各集中弹簧刚度值如表1所示。
表1 各集中弹簧刚度值2.建立有限元模型本例各桩净长32m，冲刷线以上的桩段长2m，为便于计算，所有桩的单元长度均取2m，采用Beam189单元分别模拟承台和基桩，而承台与各桩桩顶用刚臂（Mpc184单元）连接，并用Combin14单元模拟桩身与土的相互作用。
桩基础算例tm1412FINISH $/CLEAR $/PREP7LOCAL,11,,,,,,-90 !*定义局部坐标系建立编号11的局部坐标系，原点与坐标原点一致，绕y轴反方向旋转90度。
ansys桩土相互作用例子复习课程
a n s y s桩土相互作用例子et,1,plane42et,2,solid45mp,ex,1,2.5e10 !桩的弹性模量mp,nuxy,1,0.2 !桩的泊松比mp,dens,1,2500 !桩的密度mp,ex,2,2.5e8 !土的弹性模量mp,nuxy,2,0.4 !土的泊松比mp,dens,2,2000 !土的密度tb,dp,2tbdata,1,19,32,30 !粘聚力c为19,摩擦角为32度,膨胀角为30 RECTNG,0,1,0,8, !面1RECTNG,1,5,0,6, !面2RECTNG,0,5,0,-16, !面3/pnum,area,1/pnum,line,1asel,s,,,2,3,1aglue,allnumcmp,allallselaplotlsel,s,,,1,3,2 !划分面1lesize,all,,,2lsel,s,,,2,4,2lesize,all,,,16amesh,1lsel,s,,,6,8,2 !划分面2lesize,all,0.5lsel,s,,,5lesize,all,0.5lsel,s,,,7lesize,all,0.5amesh,2lsel,s,,,11 !划分面3lesize,all,0.5lsel,s,,,12lesize,all,0.5lsel,s,,,10lesize,all,0.5lesize,all,0.5amesh,3EXTOPT,ESIZE,2,0, !拉伸成体1EXTOPT,ACLEAR,1type,2mat,1VEXT,1,,,,,-1EXTOPT,ESIZE,2,0, !拉伸成体2，3EXTOPT,ACLEAR,1mat,2VEXT,2,3,1,,,-1allsel/view,1,1,1,1eplotk,1001,5,6,-5k,1002,5,0,-5k,1003,5,-16,-5l,18,1001l,1001,1002l,1002,17l,1002,1003l,1003,21al,22,36,37,38 !面4和面5al,30,38,39,40EXTOPT,ESIZE,10,0,EXTOPT,ACLEAR,1VEXT,19,20,1,-5 !拉伸成体4和5vplotvsel,s,,,4,5,1vplotlsel,s,,,36,52,1lesize,all,0.5type,2mat,2vmesh,all !划分体4和5allselvsel,s,,,2,5,1 !合并体2，3，4，5上的重复单元及节点VPLOTNSLV,S,1 EPLOT nummrg,all numcmp,all numcmp,all allsel/pnum,area,1 /view,1,1,1,1 /ang,1/pnum,mat,1,2 eplot!接触单元设置allselet,3,170et,4,173 keyopt,4,9,0 keyopt,4,12,2 r,10real,10mp,mu,2,0.2 vsel,s,,,1vplotasel,s,,,4,6,1 aplotcm,target,area type,3nsla,s,1 esurf,all esel,s,type,,3 eplot/psyms,esys,1 allselvsel,s,,,2,5,1 vplotasel,s,,,13 asel,a,,,17 asel,a,,,22 aplotcm,contact,areatype,4nsla,s,1 esurf,all esel,s,type,,4 eplot/psyms,esys,1 allselgplotfinish/soluasel,s,loc,x,0 aplotDA,all,symm asel,s,loc,x,5 DA,all,all aplotasel,s,loc,z,0 da,all,symm asel,s,loc,z,-5 da,all,all asel,s,loc,y,-16 da,all,allallselACEL,0,9.8,0, nsel,s,loc,y,8 esln,seplotsfe,all,3,pres,,50 antype,static nlgeom,on time,1nsub,100 outres,all,all allselsolv。
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。
软土运动作用下被动桩桩_土水平相互作用的三维有限元分析_刘敦平
第21卷 第4期2008年7月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and T ransportVol.21 No.4July 2008文章编号:1001-7372(2008)04-0018-07收稿日期:2007-12-02基金项目:国家自然科学基金项目(50378036)作者简介:刘敦平(1979-),男,湖南邵阳人,工学博士研究生,E -mail:hdliudu nping@ 。
软土运动作用下被动桩桩-土水平相互作用的三维有限元分析刘敦平1,蒯行成2,赵明华1(1.湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082; 2.湖南大学工程力学系,湖南长沙 410082)摘要:运用ANSYS 软件对软土运动作用下的桩-土相互作用的桩基础进行三维有限元分析,以DP 材料来模拟土体的弹塑性性质,并考虑其大变形的影响,在桩-土间设置接触单元研究桩-土的相互作用,分析了软土层厚度和基桩数目对桩上侧向压力的影响,并比较了群桩中各桩基上侧向压力分布情况。
结果表明:软土在局部堆载作用下产生了较大水平变形,桩上的侧向压力也较大;由于群桩中的/遮挡0和土拱效应,各基桩受到的侧向压力荷载并不相同,在被动桩的设计中应考虑这些因素的影响。
关键词:道路工程;被动桩;三维有限元分析;桩-土相互作用;侧向压力中图分类号:U 416.1 文献标志码:A3-D Finite Element Analysis on Pile -soil Horizontal Interaction ofPassive Pile Under Soft Soil Movement ActionLIU Dun -ping 1,KUAI Xing -cheng 2,ZH AO M ing -hua 1(1.Schoo l of Civil Eng ineering ,H unan U niver sity,Changsha 410082,H unan,China;2.Depar tment of Eng ineering M echanics,H unan U niver sity ,Chang sha 410082,H unan,China)Abstract:Pile -soil interactio n of the passive pile under soft soil movement action w as analyzedw ith 3-D finite elem ent analysis by using AN SYS.Elastic -plastic proper ty of the so il w as simulated by the Drucker -Prager y ield criterion in the analysis.The large deformation of so il w as consider ed and contact elem ents w er e used to evaluate the pile -soil interaction.The influences of soil layers p depth and piles p num ber on the lateral pressure of the pile w ere analyzed.T he lateral pressures on different piles w ere compared.Results show that the adjacent surcharg e may result in significant hor izontal deform ation of the soft soil and considerable ho rizontal pressur e o n the pile.T he pr essure acting on the row near the surcharge is hig her than that on the o ther r ow due to the barr ier and arching effects in pile g roups.The passive load and its distribution should be taken into acco unt in the desig n of the passive piles.Key words:road eng ineering ;passiv e pile;3-D finite element analy sis;pile -soil interaction;lat -eral pr essure0引 言对于桩-土水平相互作用问题,可根据桩与周围土体的相互作用,将桩分为主动桩和被动桩,主动桩是指直接承受外荷载并主动向土体传递应力的桩;被动桩是指桩上的侧向压力是由桩周围土体在自重或堆载作用下发生变形和运动而引起的桩。
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分析灌注桩的桩土共同工作机理
第29卷第3期武汉科技大学学报(自然科学版)Vol .29,No .32006年6月J.ofW uhan Uni .of Sci .&Tech .(Natural Science Editi on )Jun .2006 收稿日期:2005-04-01 作者简介:王瑞芳(1972-)女,武汉科技大学城市建设学院,讲师,硕士.ANSYS 分析灌注桩的桩土共同工作机理王瑞芳(武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430070)摘要:采用大型有限元程序ANSYS 对桩土之间的位移、桩侧阻力、桩端阻力的分布进行分析,并对其实测值进行了比较。
结果表明,本分析方法是合理的。
关键词:ANSYS;桩土共同作用;工作机理;接触面单元中图分类号:T U473.1 文献标志码:A 文章编号:1672-3090(2006)03-0293-04ANS Y S i n Ana lysis of I n tegra ted Acti on of P ileand So il i n Bored Ca st 2i n 2pl ace P ileWAN G R ui 2fang(College of City Constructi on,W uhan University of Science and Technol ogy,W uhan 430070,China )Abstract :I n this paper,ANSYS is e mp l oyed f or the analysis of the dis p lace ment bet w een p ile and s oil,and of the distributi on of resistance on p ile side and p ile end .The comparis on with the actual measure ment shows that the method adop ted is reas onable .Key words :ANSYS;integrated acti on of p ile and s oil;mechanis m;contact ele ment 桩土的共同作用机理,以往的设计方法一般是以承台和桩隔离的分析为依据。
Ansys在海洋石油工程中的应用_部分2
海面流速：1.73m/s，中部流速：1.37 m/s， 平台载荷：200T P-y 参数如表 5.1 所示
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ANSYS 在海洋石油工程中的应用 表 5.1 P-y 曲线数据
泥深（m） 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 4 0 0 5 … 0 1050.756 0.001524 3677.646 0.01524 5253.78 0.000762 17862.852 0.00127 38177.468 0.002032 64971.746 0.00254
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ANSYS 在海洋石油工程中的应用
图 5-7 建立单元节点
图 5-8 单元节点填充设置
图 5-9 节点填充结果
2）通过节点建立单元 选择菜单路径【 Main Menu 】 > 【 Preprocessor 】 > 【 Modeling 】 > 【 Create 】 > 【 Elements 】 > 【 Elem Attributes 】 ，弹 出 “Element Attributes” 对话框，在【 TYPE 】选项后的下拉框中选中 “2 PIPE59”，在【MAT】选项后的下拉列表中选中“1”，在【REAL】选项后的下拉列表中选择“2”单 元实常数。单击【OK】按钮。单击【Main Menu】>【Preprocessor 】>【Modeling】>【Create】> 【Elements】>【Auto Numbered】>【Thru Nodes 】 ，弹出节点拾取对话框，利用鼠标在图形显示
图 5-5 设置 COMBIN39 单元实常数
（4）设置材料参数 选择菜单路径【Main Menu】>【Preprocessor 】>【Material Props 】>【Material Models 】,将 出现“Define Material Model Behavior”对话框，在窗口的右侧，依次单击【 Structural】>【Linear 】 >【Elastic】>【Isotropic 】 ，在出现的对话框中输入材料弹性模量“2.1E11”以及泊松比“0.3”，单击 OK 按钮，继续返回点击【 Density】弹出密度设置窗口，设置密度为 “7850”， 。单 击 【 Fluids 】> 【Water Table】按照图 5-6 所示设置环境载荷参数。
ANSYS中两种模拟桩土共同作用的方法及对比
ANSYS中两种模拟桩土共同作用的方法及对比作者：孙浩马孟启来源：《科学与财富》2011年第01期[摘要] ANSYS中模拟桩土共同作用的常用方法有两种，分别是运用接触问题模拟和运用弹簧单元模拟，本文介绍了这两种模拟方法，并通过一个工程实例作了对比。
[关键词] 非线性共同作用接触问题弹簧单元1、桩土共同作用常用的两种模拟方法在桥梁结构的整体计算中，有时候在荷载作用下的变位是必须考虑的。
桥梁的基础以桩基最常见，模拟桩土作用的方法大致有两种：一是将桩、承台和土甚至上部结构整体建模，土看成弹塑性材料，用适用于D-P材料的solid45模拟，桩、承台和土间用接触单元连接；二是将土看成弹簧，用弹簧或者LINK单元模拟。
第二种方法又可以分为两类，一类是算出整个桩基在土面处的水平、竖向和转动刚度，然后直接在土面处施加弹簧单元，这样就没有桩了；二类是将一定厚度的土层的刚度系数计算出来，然后再这层土的中间处施加弹簧，这时可以用梁单元模拟桩，但单元的抗弯刚度取实际值的0.8倍。
2、用D-P材料模拟2.1接触问题的基本常识此方法主要运用到接触问题，接触问题是一种高度非线性行为，它存在两大难点：其一，在求解问题之前，不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的、突然变化的，这些随载荷、材料边界条件和其他因素而定；其二，大多数的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦的模型可供挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。
接触问题分为两个基本类型：刚体-柔体的接触和柔体-柔体接触。
ANSYS支持三种接触方式：点-点、点-面和面-面。
每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。
2.2运用接触问题模拟桩土作用的方法桩土的共同作用属于面-面接触问题。
在模拟桩土作用这样的3D的接触单元中，ANSYS 支持刚体-柔体的面-面接触单元，刚性面被当作“目标”面，分别用Target169和Target170来模拟2-D和3-D的“目标”面，柔性体的表面被当作“接触”面，用Conta171、Conta172、Conta173、Conta174来模拟。
桩土相互作用分析.
五、桩基础设计计算步骤与程序
桩土相互作用分析
2．桩土相互作用研究方法 经典理论分析法 (a）弹性理论法：假定桩和土为弹性材料，土的杨氏模量E 或为常数或随深度按某一规律变化。由轴向荷载下桩身的 压缩求得桩的位移，由荷载作用于半无限空间内某一点所 产生的位移解求得桩周土体的位移。假定桩土界面不发生 滑移，即可求得桩身摩阻力和桩端力的分布，进而求得桩 的位移分布。
五、桩基础设计计算步骤与程序
桩土相互作用分析
3．桩土相互作用存在的问题 数值分析法 （b）材料本构问题：由于土的突出非线性，到目前为止， 还没有哪个本构模型可以体现土的各种特性。不同土的本 构，往往针对某个问题才具有合理性，因此要根据所研究 的问题灵活选用土体本构! 较土而言，混凝土材料的本构 要简单的多。混凝土的本构，在低应力情况下，通常采用 线弹性模型；在进行桩的极限状态分析时可选用损伤本构 模型。
桩土相互作用分析
2．单桩横向承载力验算 当有水平静载试验资料时，可以直接验算桩的水平 承载力容许值是否满足地面处水平力的要求。无水平静 载试验资料时，均应验算桩身截面强度。 对于预制桩还应验算桩起吊、运输时的桩身强度。
桩土相互作用分析
3．单桩水平位移及墩台顶水平位移验算 现行规范未直接提及桩的水平位移验算，但规范规定需 作墩台顶水平位移验算。在荷载作用下，墩台水平位移值的 大小，除了与墩台本身材料受力变位有关外，还取决于桩柱 的水平位移及转角，因此墩台顶水平位移验算包含了对单桩 水平位移的检验。墩台顶的水平位移△按下式计算：
所拟定的尺寸是否经济合理，再作最后确定。
（一）桩径拟定
桩土相互作用分析
（一）桩径拟定
桩的类型选定后，桩的横截面（桩径）可根据各类桩的 特点与常用尺寸选择确定。 （二）桩长拟定 确定桩长的关键在于选择桩端持力层，因为桩端持力层 对于桩的承载力和沉降有着重要影响。 一般应将桩底置于岩层或坚硬的土层上，以得到较大的 承载力和较小的沉降量。如在施工条件容许的深度内没有坚 硬土层存在，应尽可能选择压缩性较低、强度较高的土层作 为持力层，要避免使桩底坐落在软土层上或离软弱下卧层的 距离太近，以免桩基础发生过大的沉降。
基于ANSYS的地震作用下群桩动力效应研究
基于ANSYS的地震作用下群桩动力效应研究徐雁飞;钱德玲【摘要】文章采用有限元方法对地震作用下群桩-土的相互作用进行了分析,结合振动台试验,利用ANSYS11.0有限元分析软件建立试验模型,在相同的加载制度条件下进行数值模拟.通过合理的参数设定和接触模拟,群桩在地震作用下的位移场、加速度等与试验结果基本吻合.研究结果表明,群桩体系具有良好的整体性,地震作用下上部结构的破坏较小,然而在基础中由于单桩振动引起的对其邻桩的附加内力较大,造成明显的桩头局部破坏.分析结果为实际工程中地震作用下群桩的优化设计提供了简便有效的计算方法和合理的计算参数,同时对地震作用下群桩的动力效应及受力机理有了新的认识.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(033)010【总页数】5页(P1536-1539,1562)【关键词】群桩;非线性;地震作用;振动台试验;数值模拟【作者】徐雁飞;钱德玲【作者单位】合肥工业大学,土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学,土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TU311.3桩基作为一种承载力高、强度大的深基础,广泛应用于高层建筑、大型桥梁及港口码头等重大土木工程,以解决这些工程中由于深软地基带来的结构稳定性问题。
除了承受静荷载作用,桩基础往往还要承受机器、地震、风和波浪等动荷载的作用。
文献[1]提出了几个承受动荷载的桩基础的计算设计式,但都是从设计静荷载的设计理论中推广得到的,没有考虑动载频率、土体阻尼等参数的影响,且未考虑群桩效应。
群桩中的某个单桩,在桩顶荷载作用下不仅桩自身产生位移,还会在土中产生一个位移场,即所谓的桩-土-桩动力相互作用(pile-soil-pile in-teracting,PSPI)效应[2]。
对群桩动力效应的研究方法有：①采用有限元的数值分析方法;②采用平面应变假定的动力Winker地基梁法。
基于ANSYS软件模拟桩的挤入过程
第27卷第6期 岩 土 力 学 V ol.27 No.6 2006年6月 Rock and Soil Mechanics Jun. 2006收稿日期：2004-09-08作者简介：唐世栋，男，1952年生，博士，副教授，从事岩土工程教学和研究工作。
文章编号：1000－7598－(2006) 06―0973―04基于ANSYS 软件模拟桩的挤入过程唐世栋，李 阳（同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092）摘 要：基于ANSYS 软件分析了桩土之间的相互作用，模拟了桩打入时土中的应力、应变情况。
通过结合ANSYS 中的接触分析和生死单元，以DP 材料来模拟土体，采用循环命令的方式来分析桩土接触时复杂的应力状态。
模拟结果得到了圆孔扩张理论和极限平衡法的验证。
关 键 词：ANSYS ；桩；桩土作用；Drucker-Prager 屈服准则 中图分类号：O 245 TU 473.1+2 文献标识码：AAnalysis of a driven pile by ANSYSTANG Shi-dong, LI Yang(Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: The interaction of soil and pile is analyzed by ANSYS; and the state of stress and strain in the soil after the pile was driven in is simulated. By combining the contact analysis with birth - death element of ANSYS, and proposed the soil material comply with the Drucker-Prager criterion, the circulation command is used to analyze complicated soil stress state. These results are verified by limit equilibrium method and theory of expansion of a cavity.Key words: ANSYS; pile; interaction of soil and pile; Drucker-Prager criterion1 概 述挤土桩在打入的过程中，对周围土体的挤密会使地表隆起、桩侧产生位移应力分区、桩尖下形成应力泡等现象[1]。
桩-土荷载传递规律ANSYS模型分析
桩 -土荷载传递规律 ANSYS模型分析摘要：本文主要介绍了岩土工程中桩土体系荷载传递的相关理论，重点描述了桩基础在ANSYS模型中位移和应力的变化特点，根据ANSYS模型木桩数据分析的结果，模拟分析桩土体系的荷载传递原理。
关键词：ANSYS建模桩基础荷载传递有限元引言目前国内外很多科学工作者采用了实验模型对桩基进行了研究，并获得大量有益的成果，同时推动了岩土工程理论研究上的进展，但是工程建设中，桩基工程施工时实验模拟和现场测定均会带来更多的人为误差，根据ANSYS模型对桩土作用研究即可减少这种误差，只要正确的设定参数，将会方便快捷的掌握桩基础荷载传递的规律。
1桩-土体系ANSYS模型的建立1.1桩-土体系的基本参数设定本文以木桩的ANSYS10.0模型进行建模分析，通过模拟木桩的实际荷载传递规律来分析桩土中荷载传递机理以及相关特性。
在ANSYS建模过程中，木桩的尺寸采用如下数值：桩径34.12mm，桩高度30cm的圆柱形形状，地基土采用天然黄土，假设木桩埋深220cm。
接触单元的弹性模量采取2E+4 ；泊松比采取0.499，摩擦系数0.2，木桩的弹性模量采取8E+3 ；泊松比采用0.38。
桩在竖向荷载下的工作过程中非常复杂，所以其特性取决于多方面的变通因素，在桩土的作用分析中，一系列的简化是不可避免的。
因此在本文在创建ANSYS模型创建的过程中，必须对其真实模型还需要作进一步的简化和处理，具体如下：(1)考虑到土弹塑性的本构关系，一般土层采用Drucker-Prager(DP)材料模型。
DP材料的材料特性值包括粘聚力C、内摩擦角φ和膨胀角φf 。
膨胀角φf被用来控制体积膨胀的大小，对压实的颗粒状材料，当材料受剪时，颗粒将会膨胀，如果膨胀角φf=0，则不会发生体积膨胀，其塑性行为被假定为理想弹塑性。
另外，此种材料还考虑了由于屈服而引起的体积膨胀，但不考虑温度变化的影响，适用于混凝土、岩石和土壤等颗粒状材料。
浅析桩与土体间的相互作用
浅析桩与土体间的相互作用作者：刘振江来源：《山东工业技术》2018年第15期摘要：建筑工程的建设过程中，桩基础的设计尤为重要，桩基础承载着整个建筑的上部的主要荷载，土与桩基础之间的作用是提升承载力的。
本文通过用PLAXIS 3D软件进行有限元模拟在桩基处于一定的荷载作用下，分析桩基础与土体间的相互影响，通过软件计算出桩的最大应力及土的最大位移；以便在实际工程中更好的利用天然地基的承载力，从而在保证其安全的条件下，减少桩基础的用量，节约资源。
关键词：桩基；土体；PLAXIS 3D；相互作用DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.15.0911 前言建筑工程的建设过程中，桩基础的设计尤为重要，桩基础承载着整个建筑的上部的主要荷载，土与桩基础之间的作用是提升承载力的。
通过考虑桩基础与土体间的相互作用，更加充分发挥天然地基承载力，从而减少桩的使用量，提高工程的经济效益[1-2]。
桩基础与土体间的相互作用是现在工程中出现的一个重要的问题，国内已经有很多学者对桩土间的相互作用进行了研究[3-4]。
陈顺伟等[5]通过使用ANSYS有限元软件，建立模型，施加动静荷载，使用有限元分析法，从而分析桩与土体间的相互作用，分析两者间的力学特征。
王春等[6]通过对工程实例的具体分析，发现了目前桩土模型在设计计算过程中存在着一定的局限性，并提出一个使用程序计算桩土之间相互作用的模型。
戴民等[7]通过研究桩与土之间相互作用的理论意义，对国内外桩土之间相互作用做出了详细的总结。
2 模型建立本文采用一款已经在岩土工程项目广泛使用的有限元计算软件PLAXIS 3D进行桩基础的模型建立。
采用10节点三角单元进行模拟土体，首先对该模拟桩基础所在场地（几何尺寸为：80mx60mx30m）的土层进行划分。
如图1所示，将该场地土层分为三层，最上面一层为沙土层顶部为±0m，底部为-5 m；中间层为碎石层，顶部-5 m，底部-10 m；第三层为粘土层，顶部-10 m，底部-30 m。
桩_土体系相互作用有限元分析.kdh
SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ ECONOMY
2010 年 第 20 卷 第 10 期
文章编号:1005－6033（2010）10－0162-03
收稿日期:2010－02－21
桩—土体系相互作用有限元分析
孟晋杰，贺武斌
（太原理工大学建筑与土木工程学院，山西太原，030024）
（2）取 Eb/Es＝10，Ep/Es＝100 不变，然后改变 L/d 的值。L/d 分别 取 4，10，40，100 进行模拟。根据模拟结果可以看出：随桩的长径 比 L/d 的增大，传递到桩端的荷载逐渐减小，桩身下部桩侧阻力 发挥值相应地减小；当 L/d≥40，在均质土中，其端阻分担的荷载 比趋于零；当 L/d＝100，不论桩端土刚度多大，对荷载传递影响其 端阻分担荷载值几乎为零，可以忽略不计。
摘 要：介绍了桩土相互作用的一般分析方法和有限元分析桩土相互作用的方法，就
桩土相互作用中荷载传递的几个影响因素进行了模拟试验, 得出了桩端土与桩周土的
刚度比 Eb/Es、桩的长径比 L/d、桩端扩径比 D/d 等 3 个参数的变化对桩土相互作用荷
载传递的影响。
关键词：桩—土体系；相互作用；有限元分析；荷载传递
参考文献
［1］ GB/T 1341—2001 煤的格金低温干馏试验方法［S］.北京：
中国煤炭出版社，2004.
（责任编辑：李 敏）
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第一作者简介：洪 军，男，1961 年 5 月生，1988 年毕业于
常州煤炭地质学校煤质分析专业，工程师，现为东北煤田地质局
沈阳测试研究中心化验室主任兼技术负责人，辽宁省沈阳市沈
检测结果更准确。该检测方法最佳试验条件是：称取 50 g±0.5 g 粒 度小于 3 mm 的页岩油试样，称准到 0.01 g，装入干馏管中并置于 格金干馏炉内，在隔绝空气的条件下，在 300 ℃内以 15 ℃/min 的 速度加热升温，300 ℃以后以 10 ℃/min 的速度升温至 520 ℃，并在 此温度下保持 20 min；所测得的干馏产物用锥形瓶于冷却水中冷 凝收集，以二甲苯作为溶剂蒸馏使油水分离，测定出页岩油含油 率。通过试验证明：选用本方法测定油页岩中的含油率方法简便、 测试稳定性好、重复性好，检测结果准确可靠，检测效率高。
ANSYS岩土计算例子
ANSYS土工结构计算案例ANSYS－CHINA广州办事处2020年4月24日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，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。
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a n s y s 桩土相互
作用
例子
/prep7 et,1,pla ne42 et,2,solid45
mp,ex,1,2.5e10 mp, nu xy,1,0.2 mp,de ns,1,2500 mp,ex,2,2.5e8 mp, nu xy,2,0.4 mp,de ns,2,2000 tb,dp,2
tbdata,1,19,32,30
桩的弹性模量桩的泊松比
桩的密度
土的弹性模量土的泊松比
土的密度
粘聚力c为19摩擦角为32度，膨胀角为30
RECTNG,0,1,0,8,
RECTNG,1,5,0,6, 面1 面2 RECTNG,0,5,0,-16,面3
/pnu m,area,1
/pnu m,li ne,1 asel,s,,,2,3,1 aglue,all nu mcmp,all allsel aplot
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lsel,s,,,2,4,2 lesize,all,,,16 amesh,1
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type,2 mat,1
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EXTOPT,ACLEAR,1
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vplot
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5
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设置allsel
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asel,s,loc,y,-16 da,all,all allsel ACEL,0,9.8,0, nsel,s,loc,y,8 esln,s eplot sfe,all,3,pres,,50 antype,static nlgeom,on time,1 nsub,100 outres,all,all allsel solv。