桩土相互作用分析.
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
被动条件下桩—土相互作用机理及被动桩工作性能分析
01 引言
目录
02
被动条件下桩—土相 互作用机理
03 被动桩工作性能
04 写作建议
05 参考内容
引言
随着现代土木工程技术的不断发展，桩基作为一种重要的基础形式在实际工程 中得到了广泛应用。按其承受荷载的性质，桩基可分为主动桩和被动桩。被动 桩是指桩体通过与土体的相互作用而获得承载力，如地下连续墙、锚杆桩等。 了解被动条件下桩—土相互作用机理及被动桩工作性能对于优化设计、提高工 程安全性和降低成本具有重要意义。
一、如何选择合适的被动桩
被动桩是指通过在土体中设置桩体，利用土体自重、相邻土体的位移以及桩端 处土体的位移等被动能量，对桩体进行加载的试验方法。在选择被动桩时，应 考虑以下因素：
1、土体性质：不同土体的力学性质不同，选择被动桩时应根据土体的性质进 行选择。
2、桩身材料：桩身材料对被动桩的性能也有很大影响，应考虑材料的强度、 刚度、耐久性等因素。
被动条件下桩—土相互作用机理
1、桩土相互作用机理概述
桩土相互作用是指桩体与土体之间由于力的传递和共享而产生的相互影响。在 被动条件下，桩体与土体的相互作用更加明显。桩体通过与土体的接触，将荷 载传递到周围土体，利用土体的变形和位移来获得承载力。
2、被动条件下桩土相互作用机 理分析
在被动条件下，桩体与土体的相互作用主要包括桩侧摩阻力和桩端阻力。桩侧 摩阻力是指桩体表面与土体之间的摩擦力，而桩端阻力则是桩端处土体的变形 和位移对桩体产生的阻力。被动桩的设计和施工应充分考虑这些因素，以保证 其承载力和稳定性。
3、影响因素及特点
被动条件下桩—土相互作用的机理受到多种因素的影响，如土体性质、桩体材 料、施工方法等。土体的力学性质，如剪切模量、压缩模量和摩擦系数等，对 桩土相互作用有着重要影响。桩体材料的选择，如强度、刚度和耐久性等，将 直接影响被动桩的工作性能。此外，施工方法也是影响桩土相互作用的重要因 素，如成孔方法、灌浆工艺等。
考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中桩身变形研究
考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中桩身变形研究目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究内容及目的 (5)2. 理论基础 (6)2.1 桩土相互作用理论 (7)2.2 桩身变形理论 (8)2.3 长桩基础设计规范及代码 (10)3. 数值模拟方法 (11)3.1 有限元分析软件及模型建立 (12)3.2 桩土相互作用模型边界条件及参数确定 (14)3.3 仿真模拟方案及精度验证 (15)4. 实验研究方法 (16)4.1 实验平台及装置 (17)4.2 试验材料及模型制作 (18)4.3 桩身变形测量方法 (19)5. 研究结果 (21)5.1 桩身变形规律分析 (22)5.1.1 桩长对桩身变形的影响 (23)5.1.2 围岩性质对桩身变形的影响 (24)5.1.3 打桩工艺对桩身变形的影响 (25)5.2 影响因素耦合效应分析 (26)6. 结论与展望 (28)6.1 研究结论 (29)6.2 学术意义及应用价值 (30)6.3 今后研究方向 (31)1. 内容描述本文档旨在全面探讨考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中的桩身变形特性。
在现代建筑和工程领域,长桩基础因其强度大、适应性广而广泛应用于高层建筑、桥梁工程以及海洋平台等大型结构中。
为确保结构的稳定和安全,深入研究桩土相互作用下的桩身变形极为重要。
首先是桩土接触的动态过程研究,通过分析桩土接触表面应力、应变分布和动力响应,理解桩身受力机制和动态变化规律。
其次,是桩身变形模式的判别,运用弹性动力学理论,结合时域动态仿真,分析桩身在不同打桩阶段的变形演化特性。
此外,还需分析桩土互作的频率响应特性以及桩间土对桩身变形的影响,提炼出桩土系统相互作用下的桩身频率与谐振特性。
此外,本文档还将综合考虑施工参数对桩身变形的影响,比如桩径、打桩顺序、锤击力度等因素。
通过对这些关键参数的控制,研究其在打桩过程中的动力响应特性,以获得最优化的桩身变形控制方案。
桩-土-桩相互作用有限元接触分析
桩-土-桩相互作用有限元接触分析摘要：桩土体作为一个共同工作的系统，广泛存在于土木工程实践中，是典型的接触问题之一，对桩-土-桩相互作用的研究也是工程十分关心的，其中桩身摩阻力的分布更是关键所在。
本文基于有限元数值分析方法软件对此进行了深入研究。
关键词：有限单元法；接触非线性；桩土相互作用；桩侧摩阻力中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）11-0108-020 引言桩土相互作用问题的实质是固体力学中不同介质的接触问题，具体表现为材料非线性、接触非线性等。
目前，有限单元法是解决复杂空间结构静、动力问题、弹塑性问题最有效的数值方法之一。
本文对桩土相互作用中接触问题进行分析时主要采用接触非线性有限元法，利用ABAQUS有限元软件进行研究。
1 ABAQUS软件概述ABAQUS是功能强大的有限元法软件[1,2]，提供了广泛的功能且使用起来十分简明。
对于非线性分析，ABAQUS能自动选择合适的荷载增量和收敛精度，且拥有十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库。
2 ABAQUS桩土接触分析中需解决的问题2.1 单元类型的选择在接触模拟中采用二阶单元会引起接触面上等效节点力的计算出现混淆，因此接触面两侧的单元一般不宜采用二阶单元，只能采用线性单元。
2.2 主从接触面的建立可以通过定义接触面（surface）来模拟接触问题，本文所涉及的桩土体之间的接触面主要有两类：①桩侧单元构成的柔性接触面（桩侧土体表面）或刚性接触面（桩表面）；②桩底土体一般采用节点构成的接触面，选取桩底土体节点时，不包含己定义在柔性接触面上的节点。
在模拟过程中，接触方向总是主面的法线方向，从面上的节点不会穿越主面，但主面上的节点可以穿越从面。
一般遵循以下原则：①应选择刚度较大的面作为主面，对于刚度相似的两个面，应选择网格较粗的面作为主面；②主面不能是由节点构成的面，并且必须是连续的；③如果接触面在发生接触的部位有很大的凹角或尖角，应该将其分别定义为两个面；④如果两个接触面之间的相对滑动小于接触面单元尺寸的20%，选用小滑动，否则选用有限滑动。
上拔力作用下桩土相互作用数值分析
上拔力作用下桩土相互作用数值分析桩土相互作用是岩土工程中一个重要的研究课题，它影响着桩基工程的稳定性和承载力。
在实际工程中，桩土相互作用通常通过数值模拟方法进行研究。
其中，上拔力作用下桩土相互作用是一种具有挑战性的情况，需要进行细致的分析和研究。
首先，需要了解上拔力作用的原因。
上拔力是指桩基在土体中受到的由土体侧向位移引起的上拉力，这种力会对桩基产生一定的影响。
在实际工程中，上拔力的作用可能会导致桩基的稳定性降低，甚至引起桩基的失稳。
其次，需要建立合适的数值模型来模拟上拔力作用下的桩土相互作用。
数值模拟可以通过计算机软件对桩土相互作用进行模拟和分析，得出相关的计算结果。
在建立数值模型时，需要考虑土体的本构模型、桩基的几何形状和材料性质等因素，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
接下来，可以通过数值模拟来分析上拔力作用下的桩土相互作用。
具体包括以下几个方面：1.桩基的受力特性：通过数值模拟可以得到桩基在受到上拔力作用时的受力状态，包括桩身和桩端的受力情况。
这有助于评估桩基的承载力和稳定性。
2.土体的变形特性：土体在受到上拔力作用时会发生一定的变形，数值模拟可以模拟土体的变形过程，并得到相应的位移、变形和轴力等信息。
3.拔桩过程的影响：在实际工程中，拔回桩基时可能会受到一定的阻力，这种阻力会对桩基产生一定的影响。
数值模拟可以模拟拔桩过程，并分析阻力的影响。
最后，需要对数值模拟结果进行验证和分析。
通过将数值模拟结果与实测数据进行对比，可以验证模拟结果的准确性和可靠性。
同时，对模拟结果进行分析，得出结论并提出相应的建议，以指导工程实践。
总之，上拔力作用下桩土相互作用的数值分析是一个复杂的工程问题，需要综合考虑土体、桩基和其他相关因素，通过建立数值模型进行模拟和分析，得出相应的结论和建议，以确保桩基工程的安全和稳定性。
桩土相互作用计算报告
云浮至阳江高速公路罗定至阳春段（S02合同段）独桩独柱桥墩桩基桩土作用弹塑性仿真分析计算书设计部主任:计算: 日期:复核: 日期:项目负责人: 日期:审核: 日期:广东省公路勘察规划设计院有限公司2010年10月目录1.1模型及边界条件 (3)1.1.1 分析目标 (3)1.1.2 采用软件 (3)1.1.3 模型 (4)1.1.4 材料性质 (4)1.1.5 荷载 (4)1.1.6 单元选择 (4)1.1.7 边界条件 (5)1.2分析结果 (5)1.2.1 嵌岩深度2倍桩直径分析结果 (5)1.2.2 嵌岩深度3倍桩直径分析结果 (8)1.2.3 裸岩嵌岩深度3倍桩直径分析结果 (11)1.2.4 嵌岩深度4倍桩直径分析结果 (14)1.2.5 仅竖直力作用桩基分析结果 (17)1.3结论 (18)1.1模型及边界条件1.1.1分析目标本项目设计有大量独桩独柱墩，桩基承受轴向力同时承受巨大的弯矩；然而，灰岩地区岩石埋深浅或岩石裸露，如何确定桩基础经济合理及安全可靠的的嵌岩深度，保证桩土应力长期稳定及桩顶位移满足上部结构的使用要求并具有一定的超载能力，规范及相关文献未见其解。
分析的目标：考虑轴向和侧向加载下，研究不同嵌岩深度桩基附近岩土的塑性发展状态、桩周土及桩底土的应力状态、桩顶的位移，以确定桩基础经济及合理的嵌岩深度。
1.1.2采用软件采用FLAC 3D岩土力学有限元软件进行空间弹塑性仿真分析。
FLAC 3D美国Itasca咨询公司开发，作为世界范围内应用最广泛的通用岩土工程数值模拟软件，在全球138个国家应用于设计计算及科学研究，在国际岩土工程学术界及工业界得到广泛赞誉。
FLAC3D中的本构模型及其应用：1.1.3模型桩直径2.2 m，桩地面以上部分高10m,嵌岩深度分为2倍桩直径4.4 m，3倍桩直径6.6 m,4倍桩直径8.8 m。
第一层粉质粘土厚3m,第二层微风化灰岩1厚4 m，第三层微风化灰岩2厚8 m。
桩土相互作用的有限元模拟分析
龙源期刊网 桩土相互作用的有限元模拟分析作者：华开成张显达来源：《科技探索》2013年第10期摘要：本文通过大型有限元软件对桩土相互作用的整体分析进行模拟研究分析，其结果表明：在竖直方向上（即沿桩的深度方向）随着深度的增大，竖向位移值是逐渐减小的；在桩底（沿水平方向上）Z向位移值在桩底最大向两边递减。
关键词：桩土作用 ADINA 模拟分析引言当轴向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩产生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面就会受到土的向上摩阻力。
桩顶荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去，致使桩身轴力和桩身压缩变形随深度递减。
在桩土相对位移等于零处，其摩阻力还未开始发挥作用而等于零。
随着荷载增加，桩身压缩量和位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也受到压缩而产生桩端阻力。
因此可以认为土对桩的支撑力是由桩侧摩阻力和桩端摩阻力两部分组成。
桩端土层的压缩加大了桩土相对位移，从而使桩身摩阻力进一步发挥到极限值，而桩端极限阻力的发挥则需要比发生桩侧摩阻力大的多的位移值，这时总是桩侧摩阻力先充分出来。
当桩身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加荷载，其荷载增量将全部由桩端阻力承担。
由于桩端持力层的大量压缩和塑性挤出，位移增长速度显著加大，直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大而破坏。
此时桩所受的荷载就是桩的极限承载力。
1 ADINA分析结果图在竖直方向上（即沿桩的深度方向）随着深度的增大，竖向位移值是逐渐减小的；在桩底（沿水平方向上）Z向位移值在桩底最大向两边递减。
Y向位移在桩的两底角处达到最大，沿桩中心两侧对称分布，Z向压力也是关于桩的中心对称分布同时沿着对称轴向两边递减。
参考文献：[1]王晓谋，赵明华，李镜培.基础工程.人民交通出版社.[2]岳戈，陈权，等.ADINA应用基础与实例详解.人民交通出版社.。
水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析
水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析一、本文概述《水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析》这篇文章主要探讨了水平地震作用对桩—土—上部结构体系的影响，并详细分析了这一复杂系统在地震作用下的弹塑性动力相互作用。
本文旨在深入理解地震时桩—土—上部结构体系的动态行为，为工程实践提供理论依据和指导，以提高结构的抗震性能。
本文首先介绍了地震作用下桩—土—上部结构体系的研究背景和意义，阐述了国内外在该领域的研究现状和发展趋势。
接着，文章对桩—土—上部结构体系的弹塑性动力相互作用进行了理论分析，包括桩土相互作用、地震波的传播与散射、结构的动力响应等方面。
在理论分析的基础上，本文进行了数值模拟和实验研究。
通过建立合理的数值模型，模拟了不同地震波作用下的桩—土—上部结构体系的动态响应过程，得到了结构的地震反应特性和破坏模式。
同时，结合实验数据，验证了数值模拟的有效性，并对模拟结果进行了深入分析。
本文总结了地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用的研究成果，指出了现有研究的不足和未来研究方向。
文章强调了在实际工程中应考虑桩土相互作用的影响，合理设计抗震结构，以提高结构的整体抗震性能。
通过本文的研究，可以为工程师和科研人员提供有益的参考，推动桩—土—上部结构体系抗震设计方法的改进和完善，为保障人民生命财产安全和提高建筑行业的可持续发展水平做出贡献。
二、桩—土—上部结构相互作用的基本理论桩—土—上部结构的相互作用是一个复杂且关键的动力学问题，涉及到地震波传播、土壤动力学、结构动力学等多个领域。
在水平地震作用下，土壤对桩的约束和桩对土壤的支撑形成了相互作用力，这些力通过桩传递到上部结构，进而影响整个系统的动力响应。
桩—土相互作用的理论基础主要是基于土的动力学特性和桩土之间的接触关系。
土壤在地震作用下的行为受到其本身的物理特性（如密度、弹性模量、泊松比等）和动力特性（如阻尼比、剪切波速等）的影响。
基于abaqus的桩土相互作用分析
基于abaqus的桩土相互作用分析桩土相互作用是土木工程中的重要研究领域，它关注的是桩与土壤之间的相互作用效应。
桩土相互作用分析对于确定桩基承载力和变形特性等参数具有重要的意义。
ABAQUS作为一个常用的有限元分析软件，可以用来进行桩土相互作用分析。
首先，进行桩土相互作用分析需要建立适当的有限元模型。
对于桩土相互作用的分析，一般需要包括桩身、土体和桩的相互作用界面等部分。
桩体可以是直桩、摩擦桩或末端摩擦桩等形式，土体可以是均质土或非均质土。
在建立有限元模型时，需要根据实际情况选择合适的单元类型和材料模型，以准确描述桩和土体的力学性质。
其次，进行桩土相互作用分析需要对桩土相互作用界面应用适当的边界条件。
桩与土体之间的相互作用主要是通过桩土界面传递负荷和变形。
在建立有限元模型时，需要对桩土界面施加适当的应力或位移边界条件，以模拟桩与土壤之间的相互作用过程。
然后，进行桩土相互作用分析需要定义合适的荷载和加载方式。
在实际工程中，桩往往要承受来自地震、风荷载、交通荷载等多种荷载的作用。
在进行桩土相互作用分析时，需要根据实际情况选择合适的荷载和加载方式，并将其应用于有限元模型中。
最后，进行桩土相互作用分析后需要对分析结果进行评估和解读。
ABAQUS可以输出桩的承载力、桩身和土体的变形等关键参数，通过对这些参数进行分析和解读，可以评估桩土相互作用的性能。
总之，基于ABAQUS的桩土相互作用分析可以通过建立合适的有限元模型、施加适当的边界条件、定义合理的荷载和加载方式，并对分析结果进行评估和解读，来分析桩土相互作用的行为和参数。
这对于土木工程中的桩基设计和施工具有重要意义。
桩_土_桩相互作用影响的试验研究
第30卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.30 No.1 2008年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan., 2008 桩–土–桩相互作用影响的试验研究王 涛，刘金砺(中国建筑科学研究院，北京 100013)摘 要：通过大比例尺模型试验、工程实测结果与弹性理论解进行对比，指出弹性理论解夸大了桩–桩、桩–土、土–土相互作用影响，造成沉降计算值偏大和过高估计桩顶反力的不均匀性和筏底地基土反力的不均匀性。
据此，建议进行上部结构–基础–桩土共同作用的分析计算时，必须充分估计弹性理论解与真实值的差别，以工程实测和试验数据为基础对弹性理论解进行修正，方可获得较满意的计算结果。
关键词：桩–桩；桩–土；土–土；相互作用因子；弹性理论中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2008)01–0100–06作者简介：王 涛(1978–)，男，辽宁鞍山人，博士，主要从事桩基工程研究。
E-mail: taow715@。
Tests on influence of pile-soil-pile interactionWANG Tao, LIU Jin-li(China Academy of Building Research, Beijing 100013, China)Abstract: It was pointed out through large scale model tests and a comparison between the measured results and the theoretical solution of elasticity that the theoretical solution of elasticity exaggerated the influence of pile-pile, pile-soil, soil-soil interaction, and it led to the large predicted value of subsidence and overestimated the non-uniformity of the reaction on pile head and non-uniformity of the earth pressure on raft bottom. The difference between the theoretical solution of elasticity and the real value should be estimated in analysis of interaction of superstructure-foundation-soil, and the theorefical solution of elasticity should be revised based on the measured and model test results.Key words:pile-pile; pile-soil; soil-soil; interaction influence coefficient; elastic theory0 引 言目前，桩筏（箱）基础设计中，考虑上部结构、基础和桩土共同作用的分析还在不断探索中，现在普遍采用的有限元等数值计算手段当中，也大多基于弹性理论进行计算。
关于桩土相互作用体系水平振动响应的若干解析模型与解答
关于桩土相互作用体系水平振动响应的若干解析模型与解答下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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桩土相互作用研究综述
桩土相互作用研究综述
桩土相互作用是指桩和周围土体之间的力学相互作用过程。
这种相互作用在土木工程中非常重要，因为桩是支撑建筑物或其他结构的重要元素之一。
研究桩土相互作用是为了更好地理解和优化这些结构的设计和建造。
桩土相互作用的研究主要包括以下几个方面：
1. 桩的承载力和变形特性。
这涉及到桩的材料和几何形状，以
及周围土体的性质，包括土壤类型、密度、水分含量等。
2. 土体在桩周围的应力场。
这涉及到土体的力学特性，如弹性
模量、剪切模量、泊松比等，以及桩的位置和深度。
3. 土体在桩周围的变形特性。
这包括土体的水平和垂直变形，
以及桩的侧向位移和弯曲变形。
4. 桩的抗拔和抗侧力能力。
这涉及到桩的纵向和侧向刚度，以
及周围土体的摩擦系数和黏聚力。
5. 土体在桩周围的孔隙水压力。
这涉及到土壤的渗透性和水文
特性，以及桩的位置和深度。
6. 土体在桩周围的动力响应。
这涉及到土体的动力特性，如自
然频率和阻尼比，以及结构的震动频率和振幅。
综上所述，桩土相互作用研究是土木工程中非常重要的一个领域，它关系到建筑物和其他结构的安全和可靠性。
今后的研究应该进一步深入挖掘桩土相互作用的细节和机理，以便更好地指导工程实践。
- 1 -。
桩土相互作用研究综述
桩土相互作用研究综述桩土相互作用是土木工程中一个重要的研究领域。
桩土相互作用的研究对于正确设计和建造桩基础具有重要的意义。
本文将综述桩土相互作用的研究进展，以及目前存在的问题和挑战。
一、桩土相互作用的概念和机理桩土相互作用是指桩与周围土体之间相互传递应力和变形的过程。
在桩基础设计中，了解桩土相互作用的机理对于准确预测桩的承载力和变形具有重要意义。
桩土相互作用的机理主要包括以下几个方面：1. 桩的承载机制：桩在土体中的承载主要有摩擦桩和端承桩两种机制。
摩擦桩主要通过桩身与土体之间的摩擦力来承担荷载，而端承桩则主要通过桩底的抗压强度来承担荷载。
2. 桩侧阻力的形成：桩侧阻力是指土体对桩身的摩擦力和侧向抗力。
桩侧阻力的形成与土体的固结、摩擦力以及桩身的形状和材料有关。
3. 桩的变形规律：桩在受到荷载作用时会发生一定的变形，包括沉降、弯曲、扭转等。
桩的变形规律与土体的性质、桩的刚度以及桩身的形状等因素密切相关。
二、桩土相互作用的研究方法桩土相互作用的研究方法主要包括实验方法、数值模拟方法和理论分析方法。
1. 实验方法：通过在实验室或现场建立模型，加以荷载并观测其变形和破坏形态，来研究桩土相互作用的规律。
实验方法可以直观地模拟实际情况，但成本较高且受到尺寸效应和边界效应的影响。
2. 数值模拟方法：利用有限元、边界元等数值方法，将桩和土体建模，并通过计算机模拟桩土相互作用的过程。
数值模拟方法可以对复杂的桩土相互作用进行较为准确的分析，但需要依赖于土体的本构模型和桩土界面的模型。
3. 理论分析方法：通过分析桩和土体之间的力学关系，推导出相应的理论公式或解析解，来研究桩土相互作用的规律。
理论分析方法可以快速得到一些近似解或推测结果，但需要对土体和桩的力学特性做出一定的假设。
三、桩土相互作用的研究进展桩土相互作用的研究已经取得了许多重要的成果。
在摩擦桩的研究方面，人们通过实验和理论分析，得出了一系列的计算公式和设计方法，可以较为准确地预测桩的承载力和变形。
桩_土_桩相互作用分析
低 温 建 筑 技 术
2008 年第 1 期 ( 总第 121 期)
(9)
2 算例分析 211 单桩沉降计算
为验证算法的正确性 ,将采用文中算法计算的单桩沉降 与 Poulos 弹 性 理 论 法 相 比 较 。按 照 Poulos ( Poulos& Davis , 1980) 的理论定义沉降因子 I , 沉降因子与沉降 S 量之间关 系有 S = ( PΠES L ) I ,式中 S 为桩头沉降 ,沉降因子 I 与桩径 比 L/ D 、 桩土刚度比 k = EPΠES 有关 , 土泊松比对其影响较 小 。以下计算采用各向同性场地 , 取场地泊松比 μ = 0. 3 , I 随桩径比 L / D 、 桩土刚度比 k = EPΠES 的变化规律如图 2 所 示 ,图中实线所示为采用本算法解 ,虚线所示为 Poulos 解 。
3 结语 (1) 采用子结构法分析桩 - 土 - 桩相互作用 , 可运用
于求解单桩与群桩沉降 。采用子结构法分析桩沉降 ,能较好 模拟土层层状性质 。 (2) 通过群桩沉降影响系数分析 , 桩桩间距影响较小 情况下 ,其相互影响不可忽略 。
房利人 : 对某工程桩基础设计及施工工艺的反思
109
承载能力中图分类号li嗍31文献标识码lb文章编号100l一6864200801一010902桩基础以其承载能力高沉降变形小施工方便质量便于控制等优点在建筑工程中得到了普遍的推广和应用尤其是混凝土灌注桩近年来有长足的发展成桩工艺不断创新每种成桩工艺各有所长根据地质状况不同各有优势
毕志成等 : 桩 - 土 - 桩相互作用分析
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
调整或更换成桩工艺 ,尤其是发现明显可能影响桩身质量的 地质状况 ,必须调整成桩工艺 。否则 ,给基础工程带来隐患 , 甚至不能满足安全使用要求和耐久性要求 ,实践证明 , 错误 的决策会造成大量资金浪费和延误工期 。
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）
────────────────
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。
不同土体条件下桩-土相互作用位移分析
西部探矿工程
５
不 同土体 条 件 下桩 一 土相 互 作 用 位移 分析
王 代 ， 王勇智
（ １ ＿ 中州大学， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ０ ； ２ ． 郑州大学新型建材与结构研究中心， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ２ ） 摘 要： 为了更好地理解土体中桩的变形及破 坏， 采用有限元法模拟分析堆载下的土体位移以及桩体 变形 ； 探 讨分析 了不 同土体 条件如 重度 、 泊松 比 、 弹性 模 量 、 粘聚 力 等 ， 对被 动 桩及 桩 侧 土体 变形 的影 响 。结果表 明 ： 改 变土体模 量和 粘聚 力对桩 和 土的 影响是 相对较 大的 ， 且 土体 的粘聚 力对桩 土 的影响 起决定作 用。因此 ， 可以通过 改善土的强度参数来提 高被动桩桩～土体 系的工作性状。 关键 词 ： 被 动桩 ； 桩 一 土相互 作 用 ； 有 限元 法 ； 粘 聚力 ； 位 移分析 中 图分类 号 ： ＴＵ４ ７ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ｌ ０ ０ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ｌ —Ｏ ０ Ｏ ５ —０ ５
从图 ６ ～图 ９ 可以清楚看到， 土体弹性模量对桩侧 土体侧 向位 移 和竖 向位 移 的影 响都是 比较 大 的 ， 模 量大 的土体 侧 向位移 越来越 接近线 性 ， 竖 向位移 分布 是 比较 均匀 ； 但在土体弹性模量大的情况下桩侧土体竖向位移 会越小 。在不同荷载下 ， 同种土体模量 ， 尽管对土体竖 向位 移有一 定 的影 响但 效果不 是很 大 。总之 ， 在 相应 土 体模量下 ， 竖向位移与侧向位移相差不 明显 ， 但随着外
相互作用的力学特性 。计算模型 、 土层边界及荷载如图 １ 所示 ， 土层 ０ ～１ ５ ｍ为泥炭质土 （ 软土层） ， １ ６ ～２ ０ ｍ 为较硬细 砂层 。模 型 边界 横 向取 ４ ０ ｍ， 深 度方 向取 ２ ０ ｍ。横 向边界约束 条件 ： 左边界横向约束 ， 右边界固 定铰支约束 ； 深度方 向边界条件： 上边界为竖向约束 ， 下 边界是固支约束。桩基为圆桩 ； 计算单元数 ８ ０ ０ 个。在
桩土相互作用模型分析及土弹簧的刚度确定
桩土相互作用模型分析及土弹簧的刚度确定桩基地基相互作用在工程领域中是一个非常重要的研究方向。
如何分析桩土相互作用，确定土弹簧的刚度，已经成为研究者们长期以来的研究方向。
本文将着重介绍桩土相互作用模型的分析以及土弹簧刚度的确定方法。
一、桩土相互作用模型分析桩土相互作用的分析是一个很复杂的问题，需要考虑很多因素，例如桩的形状、尺寸、材质、荷载作用方式以及土体的本构模型等等。
因此，建立一个合适的桩土相互作用模型是非常重要的。
常用的桩土相互作用模型主要包括刚性桩模型、柔性桩模型、弹性桩-地基模型和弹塑性桩-地基模型等。
具体模型的选择应根据实际工程情况进行合理选择。
在选择模型的同时，还需要考虑模型的精度和适用范围。
1. 刚性桩模型刚性桩模型是一种假设桩完全刚性的模型，桩与土体之间不存在变形，荷载沿着桩轴线方向传递。
该模型的应用比较广泛，特别是在短桩和单桩承载力计算中。
但是，刚性桩模型忽略了桩与土体之间的变形，因此在一些长桩、柔性桩及复杂荷载情况下，其结果可能需要进行修正。
2. 柔性桩模型柔性桩模型是一种假设桩的刚度较小，桩与土体间存在较大变形的模型。
因此，在该模型中，桩遭受荷载后，桩柄会发生变形，从而引起桩端和土体的变形。
这种模型适用于长桩或软土等复杂工程情况的分析。
但是，柔性桩模型的计算较为复杂，同时模型误差也较大。
3. 弹性桩-地基模型弹性桩-地基模型是一种假设桩和土体都是均质的弹性体的模型。
该模型假设桩和土体在弹性阶段的反应服从弹性理论，可以较好地反映桩与土体之间的相互作用关系。
其应用比较广泛，适用于一些较小荷载的工程应用。
4. 弹塑性桩-地基模型弹塑性桩-地基模型是一种新的桩土相互作用模型，既考虑了弹性行为，也考虑了土体的塑性行为。
该模型能够比较准确地反映桩与土体之间的相互作用关系。
其应用范围广泛，特别适用于长桩和承载力较大的复杂应力场中的计算分析。
二、土弹簧的刚度确定在桩土相互作用中，土弹簧承担着承载荷载的重要作用。
桩土相互作用接触单元研究的开题报告
桩土相互作用接触单元研究的开题报告一、选题背景和相关研究现状桩基作为一种经典的地基加固方式已广泛应用于工程实践中，但是桩土相互作用机理研究仍然存在许多问题。
特别是桩与土的接触处处于边界位置，是桩土相互作用中最重要和最脆弱的部分，而现有数值模拟方法对于这部分的处理尚存在一些困难和不确定性。
为了更加准确地模拟桩土相互作用，需要研究桩土接触行为的细节。
目前，针对桩-土界面接触行为的研究主要分为两大类：基于接触力学理论的试验研究和数值模拟方法。
前者主要是利用力学试验方法，通过观察桩-土交界处的形变和位移，来分析桩-土界面的应力和应变分布，从而探究桩-土界面行为。
后者则主要是以有限元方法为基础，采用不同的接触算法，对桩-土接触行为进行数值模拟。
然而，现有的接触算法对于桩-土接触行为的模拟仍有一些不足之处。
例如，传统的Contact和Tied方法虽然能够考虑桩-土接触，但是其对于接触面及其变形的描述力度较低，不能很好地反映桩-土接触面的实际情况；DEM方法虽然非常有效，但对于大规模桩-土系统的模拟计算困难，计算效率较低。
因此，需要研究一种新的数值模拟方法，以更好地模拟桩-土接触行为。
二、研究内容和目标本文拟从数值模拟的角度，研究桩土相互作用中桩-土接触过程的行为特点及其数值模拟方法。
具体研究计划包括以下三点：1. 分析桩-土接触过程中桩顶和土面形变的特点，探究其应力和应变分布规律；2. 基于上述分析，设计一种新的桩-土接触单元，并与现有的接触单元进行比较和评估；3. 对比各种接触单元模拟结果，分析其优缺点，提出改进的建议。
本文旨在通过对桩-土接触行为的深入研究，提出一种更加适合于实际工程中使用的桩-土接触单元，以提高桩土相互作用的数值模拟精度，推动桩基设计理论的进一步发展。
三、研究方法和技术路线1. 研究方法本文主要采用数值模拟的方法来研究桩-土接触行为，从而分析桩顶和土面形变的特性和规律。
具体的方法包括有限元法、离散元法等，其中有限元法是本文的主要研究方法。
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桩土相互作用分析
（三）桩型与施工方法的考虑 桩型与施工方法的选择应按照基础工程的方案选择
原则根据地质情况、上部结构要求、桩的使用功能和施
工技术设备等条件来确定。
桩土相互作用分析
二、桩径、桩长的拟定
桩径与桩长的设计，应综合考虑荷载的大小、土层性 质与桩周土阻力状况、桩基类型与结构特点、桩的长径比
以及施工设备与技术条件等因素后确定，力争做到既满足 使用要求，又造价经济，最有效地利用和发挥地基土和桩 身材料的承载性能。 设计时，首先拟定尺寸，然后通过基桩计算，验算
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：
桩土相互作用分析
一、桩基础类型的选择
（一）承台底面标高的考虑 低桩承台：稳定性较好，但在水中施工难度较大，因此 可用于季节性河流、冲刷小的河流或旱地上其它结构物的基 础。当作用在桩基础上的水平力和弯矩较大，或桩侧土质较 差时，为减少桩身所受的内力，可适当降低承台底面标高。 高桩承台：对于常年有流水，冲刷较深，或水位较高， 施工排水困难，在受力条件允许时，应尽可能采用高桩承台。 有时为节省墩台身圬工数量，则可适当提高承台底面标高。 当承台埋设于冻胀土层中时，为了避免由于土的冻胀引 起桩基础损坏，承台底面应位于冻结线以下不少于0.25m， 承台如在水中或有流冰的河道，承台底面也应适当放低， 以保证基桩不会直接受到撞击，否则应设置防撞装置。
桩数的经验系数，可取=1.1～1.2。
桩土相互作用分析
（二）桩间距的确定
为了避免桩基础施工可能引起土的松弛效应和挤土效
应对相邻基桩的不利影响，以及桩群效应对基桩承载力的 不利影响，布设桩时，应该根据桩的类型及施工工艺和排 列方式确定桩的最小中心距。
桩土相互作用分析
（三）桩的平面布置 多排桩:稳定性好，抗弯刚度较大，能承受较大的水 平荷载，水平位移小，但多排桩的设置将会增大承台的尺 寸，增加施工困难，有时还影响航道； 单排桩:能较好地与柱式墩台结构形式配用，可节省
Pmax G [ fa ]
桩土相互作用分析
2）按桩身材料强度确定和验算单桩承载力 验算时，把桩作为一根压弯构件，按概率极限状态设计 方法以承载能力极限状态验算桩身压屈稳定和截面强度，以 正常使用极限状态验算桩身裂缝宽度[参见《公路钢筋混凝 土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）]。 对单桩轴向力承载力的验算，如果不能满足要求，则应 增加桩数n或调整桩的平面布置，或减少Pmax值，也可加大 桩的截面尺寸，重新确定桩数、桩长和布置，直到符合验算 要求为止。
多排桩的排列形式：常采用行列式（下图 a）和梅花 式（下图 b），在相同的承台底面积下，后者可排列较 多的基桩，而前者有利于施工。
桩土相互作用分析
四、桩基础设计计算与验算内容
（一）单根基桩的验算 1．单桩轴向承载力验算 1）按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力 目前通常仍采用单一安全系数即容许应力法进行验算。 首先根据地质资料确定单桩轴向承载力容许值，对于一般 性桥梁和结构物，或在各种工程的初步设计阶段可按经验 （规范）公式计算；而对于大型、重要桥梁或复杂地基条 件还应通过静载试验或其他方法，作详细分析比较，较准 确合理地确定。检算单桩承载力容许值，应以最不利作用 效应组合计算出受轴向力最大的一根基桩进行验算。 要求：
桩土相互作用分析
三、确定基桩根数及其平面布置
（一）桩的根数估算 一个基础所需桩的根数可根据承台底面上的竖向荷
载和单桩承载力容许值按下式估算：
N n [ fa ]
式中：n ——桩的根数；
N
（4-129）
——作用在承台底面上的竖向荷载，kN；
[ fa ] ——单桩承载力容许值，kN；
——考虑偏心荷载时各桩受力不均而适当增加
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。
桩土相互作用分析
（二）柱桩桩基和摩擦桩桩基的考虑 柱桩和摩擦桩的选择主要根据地质和受力情况确定。 柱桩：柱桩桩基础承载力大，沉降量小，较为安全 可靠，因此当基岩埋深较浅时，应考虑采用柱桩桩基。 摩擦桩：若岩层埋置较深或受施工条件的限制不 宜采用柱桩，则可采用摩擦桩。 注意： 在同一桩基础中不宜同时采用柱桩和摩擦桩，同时也 不宜采用不同材料、不同直径和长度相差过大的桩，以避 免桩基产生不均匀沉降或丧失稳定性。
桩土相互作用分析
桩土相互作用分析
桩土相互作用分析
பைடு நூலகம்
桩基础的设计
设计桩基础的一般程序： 搜集必要的资料 拟定出设计方案
基桩和承台以及桩基础整体的强度、稳定、变形验算。 经过计算、比较、修改，以保证承台、基桩和地基在强 度、变形及稳定性方面满足安全和使用上的要求， 同时考虑技术和经济上的可能性与合理性，最后确定较 理想的设计方案。
圬工，减小作用在桩基的竖向荷载。
因此，当桥跨不大、桥高较矮时，或单桩承载力较大， 需用桩数不多时常采用单排排架式基础。公路桥梁自采用 了具有较大刚度的钻孔灌注桩后，选用盖梁式承台双柱或 多柱式单排墩台桩柱基础也较广泛，对较高的桥台、拱桥 桥台、制动墩和单向水平推力墩基础则常需用多排桩。
桩土相互作用分析