横观各向同性饱和地基单桩有限元分析
桩土均质化横观各向同性模型理论研究
第26卷 第4期岩石力学与工程学报 V ol.26 No.42007年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，2007收稿日期：2006–06–27；修回日期：2006–11–03作者简介：胡 琦(1978–)，男，2001年毕业于浙江大学工业与民用建筑专业，现为博士研究生，主要从事桩基工程与深基坑工程方面的研究工作。
E-mail ：huqi@桩土均质化横观各向同性模型理论研究胡 琦，凌道盛，陈云敏(浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310027)摘要：在应变协调的假定基础上，将桩土地基进行均质化，结合横观各向同性材料的本构方程，给出均质化后复合地基弹性模量以及泊松比的求解方法。
通过与有限元方法计算结果的对比，验证本方法的正确性。
最后将该方法运用于一大型深基坑工程的坑底隆起问题分析，并分析工程桩对坑底回弹和围护结构变形的影响。
通过与实测结果比较表明，本方法能很好地反映工程桩对坑底回弹和围护结构变形的影响，同时大大简化建模工作量与计算量。
关键词：桩基工程；回弹；应变协调；均质化；横观各向同性；有限元中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)04–0853–07THEORETICAL STUDY ON PILE-SOIL HOMOGENEOUSTRANSVERSELY ISOTROPIC MODELHU Qi ，LING Daosheng ，CHEN Yunmin(College of Civil Engineering and Architecture ，Zhejiang University ，Hangzhou ，Zhejiang 310027，China )Abstract ：Based on the assumption of strain compatibility ，pile-soil ground is homogenized. Combined with transversely isotropic constitutive equations ，the elastic modulus and Poisson ′s ratio of composite ground are gained. Compared with the results of finite element method ，the results of this method are validated. In the end ，the influences of piles on rebound and deformation of a large deep foundation pit are analyzed. According to the comparisons of measured results and calculated ones ，the applicability and predominance of the method are validated ；and the workload and calculation time will be simplified and saved.Key words ：pile foundations ；rebound ；strain compatibility ；homogeneity ；transverse isotropy ；finite elements1 引 言对于大型地下工程，由于开挖深度与开挖面积较大，如果采用传统的施工方法，即只依赖地下连续墙来抵抗坑外水土压力的作用，有可能导致基坑变形及坑底隆起量过大。
圆形刚性承载板下横观各向同性地基问题的解析解
示范 围广泛 的地基 。其 中弹 性体 轴对 称应 力分析 问 题在 工程 中 有重要 意 义 。苏联 学者 Ｌ ｋ ｎｔ ｉ 于 ｅ ｈ ｉ ｋｉ闱 ｓ １４ ９ ０年 给 出了横 观 各 向同性 体 轴对 称 问题 的通解 ， Ｅ ｂ ｎ ｓ Ｓｅｂ 职嘲 位移 表 示 的平 衡 方 程 出发 ， ｕ ａ ｋ 和 ｔｒｅ 从
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收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ０ ２ １－ １ ２
基 金 项 目 ： 山 学 院科 学研 究基 金 资助 （０７ ｋｑ Ｏ ） 黄 ２０ ｘｊ０ １
作者简介 ： 高雪 冰 （９ Ｏ ， 南 永城 人 ， 山学 院 建 筑 系教 师 ， 士 ， 究 方 向 为 岩 土 工 程 ； １８ 一） 河 黄 硕 研 顿 志 林 （９ ４ ， 南杞 县 人 ， 南理 工 大 学教 授 ， 究 方 向为 岩 土 工 程 。 １６ 一）河 河 研
高 雪 冰 ． 志 林 顿
（． 山学 院 建 筑 系 ， 徽 黄 山 ２５ ４ ；． 南理 工 大 学 土木 工 程 学 院 。 南 焦作 ４ ４０ ） １黄 安 ４ ０ １２河 河 ５ ０ ０
摘 要 ： 从横 观 各 向 同性 弹性 体轴 对称 问题 的 基本 方程 出发 ， 对各 向 同性 下 的 Ｌ ｖ 位 移 函数进 行 了重 ｏｅ 新修 正 ， 用位移 解 法的基 本 原理 ， 用 Ｈａ ｋｌ 分 变换 和其反 演 变换 以及 Ｂ ｓ ｌ 采 利 ｎ ｅ积 ｅｓ 函数 理论 ， 到 了材 料特 ｅ 得 征值ｓ ｓ ｓ ， ｚ 时 圆形 刚性 承载 板 下横观 各 向 同性 地基 的位 移 与应 力分 量的解 析 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。
091.桩基础施工的有限元分析和校核
科桩基础施工的有限元分析和校核口于雯雯范洪浩陈会芳摘要：对泵段地基进行有限元计算分析，明确地基的 受力情况和底板及桩的应力和位移情况，并对底板和桩进 行强度和稳定性校核。
关键词:桩基强度稳定校核有限元分析1引言某港泵闸工程位于上海市杨浦区境内杨树浦港河道 原杨树浦港水闸外侧，靠近黄浦江的河口处，距河口约 130砠，是杨树浦港~虹江水系整治工程的重要组成部 分。
节制闸的主要功能为挡潮、引潮、排涝、维持内河水位 等，无通航要求。
节制闸闸首采用钢筋混凝土整体坞式结构。
消力池 为复式断面，池底高程4.0瓜，护坦为钢筋混凝土结构，护岸为高桩承台挡土结构。
海漫段高程-1.0瓜，护底为浆砌 石，并在纵横向间隔10瓜左右设置了素混凝土埂，护岸为 高桩承台挡土结构。
防冲槽采用抛石结构。
由于现有河 床表面有厚4瓜左右的淤泥，内外河防冲槽之间，采用挖 除后换填的地基处理方法。
防冲槽以外，淤泥不挖除，采 用先铺一层软体排，再平抛一层石的保护方法，保护范围 为防冲槽以外20瓜。
内外河底高程0.0叫由于在该泵闸基础桩施工过程中，浇入基础的桩大部 分在不同程度上彳倾斜，超出原先设计的要求。
此时的桩基 础在各种工况荷载作用下，沉降位移是否满足稳定要求，部分桩所受的拉压应力是否超过允许值。
因此对底板和 桩进行有限元分析计算，确定在现有情形下的桩基础是否 满足强度和稳定性要求，为确保泵闸的下一步施工和以后 的安全运行，是十分必要和重要的。
2计算分析方法有限元计算时底板和混凝土桩采用强化假定应变单 元，地基土层采用平面四节点等参单元。
对强化假定应变 戊八8〕单元模式，这里仅作简单介绍。
用有限元进行结构分析时一般采用低次单元，其主要 原因是这类单元能较好地适应边界条件且计算效率高，但圃珠江水运2009/7是这类单元不能较好地描述结构的弯曲性能和正确求解 包含近似不可压缩材料的问题。
为了解决这类问题,人们 提出了各种不协调单元，而以西穆〖5^0；！等提出的强化假 定应变单元最为有效。
单桩竖向极限承载力的有限元线法分析
单桩竖向极限承载力的有限元线法分析摘要：单桩的竖向极限承载力是土木工程中重要的设计参数之一。
本文采用有限元线法对单桩竖向极限承载力进行了分析。
通过建立单桩土体的有限元模型，利用有限元软件进行数值模拟，得到了单桩在不同加载条件下的应力分布和变形情况。
通过对应力和变形结果的分析，得到了单桩竖向极限承载力的估算方法，为工程设计提供了参考。
关键词：单桩，竖向极限承载力，有限元线法，应力，变形引言：单桩是土木工程中常用的基础结构之一，其竖向极限承载力的准确估算对工程设计至关重要。
过去，人们主要依靠经验公式和模型试验来估算单桩的竖向极限承载力。
然而，这些方法存在着精度不高、试验周期长、成本高等问题。
有限元线法作为一种数值分析方法，能够较为准确地模拟单桩在不同加载条件下的应力和变形情况，因此被广泛应用于单桩竖向极限承载力的研究中。
方法：本文采用有限元线法对单桩竖向极限承载力进行分析。
首先，建立了单桩土体的有限元模型，并设置了不同加载条件。
然后，利用有限元软件对模型进行数值模拟，得到了单桩在不同加载条件下的应力和变形情况。
最后，通过对应力和变形结果的分析，得到了单桩竖向极限承载力的估算方法。
结果与讨论：通过有限元线法的分析，我们得到了单桩在不同加载条件下的应力和变形情况。
研究发现，单桩的竖向极限承载力与桩身的侧摩擦力、桩尖的承载力以及土体的强度特性等因素密切相关。
在加载过程中，桩身周围土体的应力和变形受到了较大的影响，这对于单桩的承载能力起到了重要作用。
结论：本文采用有限元线法对单桩竖向极限承载力进行了分析，并得到了相应的估算方法。
通过对应力和变形结果的分析，可以准确估算单桩的竖向极限承载力。
这对于工程设计和施工具有重要的指导意义，能够提高单桩的设计效率和安全性。
横观各向同性岩土材料应变局部化现象的有限元模拟
横观各向同性岩土材料应变局部化现象的有限元模拟常江芳;徐远杰;楚锡华【摘要】The anisotropic properties of geomaterials are significantly related to their inherent microstructures.In this paper,a modified Drucker-Prager yield criterion for transversely isotropic materials is developed by evaluating the internal friction angle with the stress state,the microstructure tensor and the material principal direction.Then,based on the Cosserat continuum theory,a consistent return mapping algorithm for the modified criterion is formulated,and a consistent tangent modulus matrix is achieved.Moreover,the codes are implemented through the user defined element subroutine (UEL) in the finite element software Abaqus,and the correctness of the program is verified by comparing the theoretical results with the relationships of the material strength to the principal direction and anisotropic degree of the material in the integration points.Finally,the influences of the principal direction and anisotropic degree of the material on the bearing capacity and the failure mode of the structure are emphatically analyzed by numerical examples,which are then compared with the results based on the classical continuum theory.It is found that the above-mentioned method is effective in simulating the strain localization of transversely isotropic geomaterials.%岩土材料的各向异性性质与其微结构紧密相关,文中考虑到内摩擦角是应力状态、组构张量及材料主方向的函数,发展了适用于横观各向同性岩土材料的修正的Drucker-Prager屈服准则.基于Cosserat连续体理论,推导了该准则的一致性映射返回算法,形成了一致性切线模量矩阵,并利用有限元软件Abaqus的用户单元子程序(UEL)进行了数值实现.通过将积分点材料强度随材料主方向及各向异性程度的变化关系与理论结果进行比较,验证了程序开发的正确性.数值算例重点分析了材料主方向和各向异性参数对结构极限承载力及破坏模式的影响,且与经典连续体的结果进行了比较.结果表明,文中方法能够较好地模拟具有横观各向同性的岩土材料的应变局部化现象.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(044)010【总页数】11页(P70-80)【关键词】岩土材料;岩土力学;横观各向同性;Cosserat连续体;屈服准则;应变局部化【作者】常江芳;徐远杰;楚锡华【作者单位】武汉大学工程力学系,湖北武汉430072;石家庄铁道大学工二程力学系,河北石家庄050043;武汉大学工程力学系,湖北武汉430072;武汉大学工程力学系,湖北武汉430072【正文语种】中文【中图分类】O34自然界的岩土材料一般均呈现很强的各向异性.各向异性又分为固有各向异性和诱导各向异性.由于其沉积过程、孔隙、裂纹等固有属性而使其在原位状态下表现出的各向异性称为固有各向异性；岩土材料在非比例加载或塑性变形的影响下，由于主应力方向不断变化，导致其细观结构发生演化而表现出的各向异性称为诱导各向异性.关于此两种各向异性，国内外学者做了相关的理论及实验研究[1- 3]，提出了多种各向异性屈服准则[4- 7].姚仰平等[4]以横观各向同性土为例，阐述了同时考虑材料外部应力分布与材料内部强度分布下各向异性土的破坏机制.贾乃文[5]以Hill正交异性屈服准则为基础，讨论了横观各向同性条件下，岩土中出现塑性屈服的Drucker准则修正表达式.Duveau等[6] 对一些强各向异性材料的屈服准则做了一个综合评价.Gao等[7]在屈服函数的摩擦系数中引入了一个各向异性变量，考虑它为应力不变量及微结构张量的联合不变量的函数，提出了一个适用于横观各向同性材料的屈服准则.然而基于唯象方法提出的各向异性屈服准则一般包含较多的材料参数，且这些参数与材料微观结构之间的关系不明确.Pietruszczak等[8- 9]提出了一个各向异性屈服准则，基于物质点给出了各向异性程度及加载方向对材料强度影响的理论分析，其材料参数是应力和微结构张量联合不变量的显式函数，使得实验验证更易实现.余天堂等[10- 11]基于Pietruszczak等[8- 9]提出的各向异性屈服准则，考虑各向异性参数和单轴抗压强度是一个由微结构张量和加载方向表示的分布函数，给出了沉积岩的一种各向异性模型.Zhong等[12]对Pietruszczak-Morz 屈服准则中的材料参数进行了分析.在Pietruszczak等[8- 9]的研究基础上，Lade[13- 15]推导了一个基于 Lade 强度准则的各向异性强度准则，并展开了相应的理论及实验研究.然而上述研究多关注的是对各向异性破坏准则的描述，是各向异性对一个物质点破坏的影响.关于各向异性对结构承载力及破坏模式影响的数值模拟仍相对较少.Chu 等[16]在Pietruszczak等[8- 9]提出的各向异性屈服准则的基础上，考虑内摩擦角为组构张量、应力状态及材料主方向的函数，对Drucker-Prager屈服准则进行了修正，以横观各向同性材料为例研究了各向异性对应变局部化的影响，然而不足之处是其基于经典连续体理论，在伴随应变软化出现应变局部化现象的同时会产生网格依赖性.为克服这一问题，文中基于Cosserat连续体理论[17- 19]，推导了修正的Drucker-Prager屈服准则的一致性映射返回算法及切线模量矩阵，重点分析了材料主方向和各向异性程度对横观各向同性材料极限承载力及破坏模式的影响，最后通过与经典连续体计算结果进行比较来验证解决网格依赖性问题的有效性.1 基于Cosserat连续体的横观各向同性弹塑性模型1.1 Cosserat连续体的基本方程与经典连续体相比，Cosserat连续体中引入了独立的转动自由度，平面应变情况下，其位移矢量u可表示为[17]u=[ux uy ωz]T其中，ux、uy为平动位移，ωz为独立的转动位移.应变矢量ε除了与经典意义上所对应的正应变和剪应变有关以外，还包含两个微曲率，如下所示：ε=[εx εy εz εxy εyx lcκxz lcκyz]T其中：可以看到这里引入了一个内部长度参数lc，保证了Cosserat连续体的控制方程在计算过程中的正定性，可有效克服网格依赖性问题.几何方程可表示如下：ε=Lu其中，Cosserat连续体的应力矢量σ引入了两个偶应力mxz和myz(如图1所示)：弹性应力-应变关系可以表示为σ=Deε其中本构矩阵为这里,和G是传统意义上的拉梅常数，Gc则为Cosserat剪切模量.准静态条件下，若忽略体积力及体力偶的影响，则平衡方程可表示为LTσ=01.2 修正的Drucker-Prager准则适用于各向同性材料的Drucker-Prager准则以应力不变量的形式表示为F=q+Aφp+Bφ=0其中,p和q可分别用应力第一不变量及偏应力第二不变量表示如下:其中，P矩阵可表示为式(10)中参数Aφ、Bφ为内摩擦角φ和黏聚力c的函数，若Drucker-Prager准则为Mohr-Coulomb准则的内接圆，则可将其分别表示为通常对黏聚力考虑线性硬化或软化，即其中，c0为初始黏聚力，为硬化(软化)参数，p为等效塑性应变.基于应力不变量与组构张量，Pietruszczak与Mroz给出了一个能够描述各向异性材料的屈服准则[8]：η=η0(1+Ωijlilj)其中：η为描述屈服函数的材料参数，与应力状态有关；η0为η的平均值；Ωij 为描述η偏离η0程度的偏量.对正交各向异性材料Ωij有两个不等的特征值，对横观各向同性材料，其可用一个标量描述，对各向同性材料，Ωij为零，此时η=η0.li、lj为相对于材料主轴的加载方向.式(16)也可用Ωij的主值表示为对横观各向同性材料按如下方式建立坐标系，以竖直方向为y轴，以水平面为x-z 平面，建立整体坐标系Oxyz.令局部坐标系与材料主方向共轴，即各向同性面为1-3面，其法向为e(2)方向，其中方向e(3)与z轴重合，如图2所示.此时，Ω1=Ω3，且Ω1+Ω2+Ω3=0以及=1，式(17)可进一步表示为加载向量按如下方式计算：式中,表示应力张量，N=e(2)⊗e(2).为了简化，仅考虑内摩擦角的各向异性，即令则有式(10)、式(3)、式(1)构成了描述横观各向同性材料的屈服函数.对于岩土材料，通常采用非关联流动法则，塑性势可取为G=q+Aψp+Bψ类似地：其中，ψ为膨胀角.由一致性算法最终得到更新后的应力[17- 18]，σ=CαsE+(pE-KAψΔ)m其中：Δ其中FE=qE+AφpE+BE.以及一致性弹塑性切线模量矩阵：其中:可以验证，当采用关联流动法则时，该矩阵具有主对称性.以Abaqus软件的UEL子程序接口为平台，对文中发展的单元类型和弹塑性本构模型进行了数值实现[20].以平板压缩模型为例，单元类型为平面应变8节点减缩单元，模型尺寸为0.6 m×0.8 m，上下边界约束x方向自由度，左右边界自由，上下边界施加对称均布位移荷载uy，如图3(a)所示.计算中所采用的材料参数如表1所示.1)E为弹性模量；υ为泊松比；β为材料主方向角.Pietruszczak等[8]基于他们提出的各向异性屈服准则对横观各向同性材料物质点的理论分析显示，对于不同的加载方向，材料轴向强度随Ω1的演化规律不同，存在一个转折点，该点材料的轴向强度将独立于各向异性程度，且Zhong等[12]证明了此转折点所对应的材料主方向与材料固有属性有关.这里，为与已有理论结果进行对比，选取了结构的两个代表性单元，标号为Ⅰ和Ⅱ，分别位于板上边缘中间位置和剪切带附近，如图4所示，给出了两个单元1号积分点(见图3(b))上等效应力随加载位移的变化曲线，其中参数取β=30°，Ω1=-0.1.易知峰值qmax代表了该点的强度，图5(a)和5(b)则给出了积分点(物质点)上归一化的材料强度随各向异性程度及材料主方向的变化趋势，可见其趋势与已有理论结果[8]较为吻合(见图5(c),其中法向强度ζ=Δσ1/(2σ0))，从而验证了本程序开发的正确性.下面主要就材料主方向β及各向异性程度Ω1对结构极限承载力及破坏模式的影响做详细分析. 2.1 材料主方向β的影响由图2可知，β为各向同性面相对x轴逆时针转动的角度，描述了材料主轴相对整体坐标系的偏移，β的改变也可理解为加载方向的改变.图6为Ω1=-0.10，加载位移为0.05 m时等效塑性应变分布云图.值得注意的是，Ω1取负值意味着各向同性面法向(e(2)方向)有较大的摩擦强度[14].可以看出剪切带呈现了X型分布，当β=0°和β=90°时，由于加载方向和材料主方向保持一致或垂直，剪切带呈对称分布，如图6(a)和6(e)所示.当β≠0°和β≠90°时，剪切带两个分支呈现不对称性，沿各向同性面方向的剪切带较宽，等效塑性应变值较高，文中称之为强剪切带，与之共轭的另一条剪切带称为弱剪切带，如图6(b)和6(h)所示，与姚仰平等[4]的理论分析相比，其破坏面的位置可能就是强剪切带出现的位置，数值模拟显示还存在一个弱剪切带，只是在破坏时强剪切带占据了主导地位.由图6(b)-6(d)可见，当0°<β<90°时剪切带呈“/”型分布，且随着β的增大“/”方向剪切带逐渐变宽.反之，当90°<β<180°时，剪切带呈“\”型分布，且随着β的增大“\”方向剪切带逐渐变窄.对于一对互补的β角，如β=30°和β=150°，等效塑性应变峰值相等，但剪切带分布模式相反.随着β从0°演化到180°，强剪切带上等效塑性应变峰值出现了增大-降低-增大-降低的对称过程，弱剪切带则具有互补的变化过程，如图7所示.图8给出了随β变化材料的承载力-位移曲线,可以清楚地看到当各向同性面位于水平位置，即β=0°时，结构承载力最大，随着β的增大承载力逐渐降低，90°时最低，这与横观各向同性材料屈服准则中摩擦强度参数各向异性的分布规律一致. 2.2 各向异性参数Ω1的影响如前所述，Ωij为描述η偏离η0程度的偏张量，对于横观各向同性材料可以用一个标量Ω1来描述.需指出文中各向异性参数取值来自于文献[8]，依次取Ω1=0，-0.05，-0.1,-0.15,β=30°,加载位移为0.05 m，其他参数同表1.图9给出了等效塑性应变随各向异性程度变化的结果.可以看出，各向异性程度越大，X型剪切带的非对称性越强，强剪切带等效塑性应变的峰值越大，弱剪切带峰值则越小.图10为承载力-位移曲线，随着Ω1绝对值的增大结构承载力逐渐增大.这里同时给出了归一化的承载力随各向异性程度及材料主方向的综合变化规律，如图11所示，其中，纵轴表示各承载力峰值除以Ω1=0时的承载力峰值，可见结构整体响应亦呈现出了与图5类似的规律，即在β约为47°的位置出现转折点，β小于该值时，结构承载力随Ω1绝对值的增大而增大，大于该值时则相反.2.3 网格依赖性调查基于经典连续体理论，采用有限单元法计算弹塑性问题，当应变软化和局部化现象发生时，不可避免地会出现网格依赖性问题.本节通过对经典连续体和Cosserat连续体两种理论框架下的计算结果进行比较，调查了有限元计算的网格依赖性问题. 取材料主方向β=90°，Ω1=-0.1，其他材料参数同表1，网格密度分别取6×8，12×16，18×24，24×32，30×40，60×80进行比较.图12给出了基于经典连续体等效塑性应变分布图，可以看到随着网格加密，等效塑性应变的峰值逐渐增大，且剪切带宽度明显变窄.图13显示结构极限承载力随网格密度增大而逐渐降低，且模拟软化段的能力亦逐渐降低.图14则为基于Cosserat连续体得到的等效塑性应变分布图，随着网格加密，等效塑性应变峰值有所增大但剪切带宽度基本保持不变.图15显示虽然结构承载力有些许降低，但其变化越来越小，计算结果最终收敛于较为接近的值.需说明的是，图中网格为6×8时计算结果与其他结果相比差异较大，这是由于网格稀疏到一定程度，有限元计算本身的误差所致.经过比较可见引入Cosserat连续体后，网格依赖性问题得到了有效的解决.基于Pietruszczak 和 Mroz提出的各向异性屈服准则，考虑摩擦角为材料主方向及应力张量与微结构张量联合不变量的函数，提出了一个适用于横观各向同性岩土材料的修正的Drucker-Prager屈服准则，并基于Cosserat连续体推导了其一致性映射返回算法和切线模量矩阵.数值算例重点分析了材料主方向及各向异性程度对结构极限承载力及破坏模式的影响，结果表明：(1)材料主方向β=0°或β=90°时剪切带呈对称分布，前者结构承载力最大，后者最低.0°<β<90°时，随β增大，剪切带逐渐变宽，结构承载力逐渐降低，90°<β<180°则相反.β从0°到180°，强剪切带等效塑性应变峰值经历了增大-降低-增大-降低的对称过程，弱剪切带则相反.β互补时剪切带呈现相反的分布模式. (2)Ω1绝对值越大，材料各向同性面的强度越低；对于β≠0°、β≠90°的非对称情况，剪切带呈现的X型分布的非对称性更强.承载力变化趋势存在一个转折点，约为β=47°，β小于该值时，结构承载力随Ω1绝对值的增大而增大，β大于该值时则相反.(3)与经典连续体的模拟结果比较表明，文中基于Cosserat连续体的数值方法较好地解决了网格依赖性问题.† 通信作者: 徐远杰(1956-)，男，博士，教授，主要从事工程结构破坏数值仿真研究.E-mail:***************【相关文献】[1] ARTHUR J R F,Menzies B.Inherent anisotropy in a sand[J].Geotechnique,1972,22(1):115- 128.[2] ARTHUR J R F,CHUA K S,DUNSTAN T.Induced anisotropy in a sand[J].Geotechnique,1979,27(1):13- 30.[3] ODA M.Inherent and induced anisotropy in plasticity theory of granular soils[J].Mechanics of Materials,1993,16(1/2):35- 45.[4] 姚仰平,祝恩阳.横观各向同性土的简明破坏机制解释 [J].岩土力学,2014,35(2):328- 333. YAO Yang-ping,ZHU En-yang.Concise interpretation of damage mechanism for cross-anisotropic soil [J].Journal of Geotechnical Mechanics,2014,35(2):328- 333.[5] 贾乃文.岩土工程中横观各向同性Drucker屈服准则 [J].华南理工大学学报(自然科学版)，1993,21(2):49- 54. JIA Nai-wen.Drucker yield criterion of horizontally isotropic rock and soil [J].Journal of South China University of Technology(Natural ScienceEdition),1993,21(2):49- 54.[6] DUVEAU G,SHAO J F,HENRY J P.Assessment of some failure criteria for strongly anisotropic materials [J].Mechanics of Cohesive-Frictional Materials,1998,3(1):1- 26.[7] GAO Z W,ZHAO J D,YAO Y P.A generalized anisotropic failure criterion for geomaterials [J].International Journal of Solids and Structures,2010,47(22/23):3166- 3185.[8] PIETRUSZCZAK S,MROZ Z.Formulation of anisotropic failure criteria incorporating a microstructure tensor [J].Computer and Geotechnics,2000,26(2):105- 112.[9] PIETRUSZCZAK S,MROZ Z.On failure criteria for anisotropic cohesive-frictional materials [J].International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics,2001,25(5):509- 524.[10] 余天堂,卢应发,SHAO J F,等.沉积岩的一种各向异性模型 [J].岩土力学,2002,23(1):47- 50. YU Tian-tang,LU Ying-fa,SHAO J F,et al.An anisotropic model of sedimentary rocks [J].Journal of Geotechnical Mechanics,2002,23(1):47- 50.[11] 余天堂.岩土材料固有各向异性的模拟 [J].岩石力学与工程学报,2004,23(10):1604- 1607. YU Tian-tang.Modeling of inherent anisotropy for geotechnical material [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2004,23(10):1604- 1607.[12] ZHONG S Y,XU W Y,LING D S.Influence of the parameters in the Pietruszczak-Mroz anisotropic failure criterion [J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2011,48(6):1034- 1037.[13] LADE P V.Modeling failure in cross-anisotropic frictional materials [J].International Journal of Solids and Structures,2007,44(16):5146- 5162.[14] LADE P V.Failure criterion for cross-anisotropic soils [J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,2008,134(1):117- 124.[15] LADE P V.Three-dimensional failure in geomaterials:experimentation and modeling [M]∥Constitutive Modeling of Geomaterials.[S.l.]:Springer Berl in Heidelberg,2013:47- 58.[16] CHU X H,CHANG J F,JIANG Q H,et al.Numerical simulation of progressive failure in transversely isotropic geomaterials[C]∥Advance in Heterogeneous Material ncaster:Destech Publication Inc.,2011:965- 968.[17] DE BORST R.Simulation of strain localization:a reappraisal of the Cosserat continuum [J].Engineering Computations,1991,8(4):317- 332.[18] LI X K,TANG H X.A consistent return mapping algorithm for pressure-dependent elastoplastic Cosserat continua and modeling of strain localization [J].Computers & Structures,2005,83(1):1- 10.[19] 余村,楚锡华,唐洪祥,等.基于Cosserat连续体的颗粒破碎影响研究 [J].岩土力学,2013,34(增刊1):67- 79. YU Cun,CHU Xi-hua,TANG Hong-xiang,et al.Study of effect of particle breakage based on Cosserat continuum [J].Journal of Geotechnical Mechanics,2013,34(Sup 1):67- 79.[20] ARSLAN H,STURE S.Finite element analysis of localization and micro-macro structure relation in granular materials(Part I):Formulation [J].Acta Mechanica,2008,197(3/4):135- 152.。
水平受力单桩三维有限元数值模拟与试验研究
浅析水平受力单桩三维有限元数值模拟与试验研究摘要：桩基础在横向荷载作用下的力学行为实质上是桩土间的接触问题，由于桩土相互作用是高度非线性的，运用数值模拟与现场试验研究方法正是解决非线性问题的有效方法。
关键词：单桩；水平力；有限元中图分类号：tu473.1+2 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数1.单桩水平静载试验结果整理某体训中心工程上部结构采用门式刚架，柱底水平荷载较大，浅基础难以满足要求。
据工程地质条件，设计采用钻孔压浆灌注桩基础。
据地质报告给出各层土的物理力学指标参数，选择②层粗砂和③层细砂为桩基的主要受力层。
设计桩直径400mm，桩长4.1m。
桩基设计参数为：桩侧极限阻力值：，；桩端极限阻力值：；承载力提高系数：土层最不利位置桩端进入③层细砂持力层深度不小于2.5m。
材料参数：桩和承台采用c30混凝土，考虑到钢筋对弹性模量的增强效应取桩的弹性模量为31gpa，泊松比0.16，密度取2500kg/m3；假定桩周土和桩底土为均质土层，据地质勘查报告桩周土（粗砂）参数为：桩周土弹性模量3.75×107pa；泊松比0.22；密度1800kg/m3；粘聚力10kpa；摩擦角25 ?；膨胀角22?；桩底土（细砂）参数为：桩底土弹性模量4.2×107pa，泊松比0.25；密度1900kg/m3；粘聚力8kpa；摩擦角 22 ?；膨胀角20?。
其上部结构采用门式刚架，桩基承受很大的水平推力，据试验结果表1所示：100#试验点承载力极限值达不到设计承载力特征值（80kn）的2倍。
107#试验点承载力极限值达不到设计承载力特征值（80kn）的2倍。
115#试验点承载力极限值达不到设计承载力特征值（80kn）的2倍。
综合桩基础的临界水平荷载为32kn，极限水平荷载为64 kn。
2单桩水平静载试验单桩三维有限元模型结果对比表2可看出有限元模拟结果为：桩基临界水平荷载为26kn，极限水平荷载为72kn；虽然模拟与实测结果有误差，但误差都在20%以内，平均误差在10%以内。
桩基础结构的有限元分析及应用
桩基础结构的有限元分析及应用谭笑【摘要】摘要：以有限单元法为理论基础，利用ABAQUS商业软件为手段，对桩基础的竖向极限承载力确定和分布传递情况做了研究。
结合实际的工程资料，选择合理的桩土本构关系，并且模拟过程中选择位移加载的方式。
其结果表明：位移加载方式要比荷载加载方式更好的确定桩的极限承载力，模拟出的Q-S曲线能够反映出实际的变化曲线；研究桩顶荷载的传递规律，做出不同荷载变化时的桩侧摩阻力和轴向力的变化曲线，对提高承载力的措施提供了依据。
【期刊名称】建材与装饰【年(卷),期】2015(000)027【总页数】2【关键词】有限单元法；ABAQUS；位移加载法；极限承载力引言随着我国经济的发展，我国出现大量的高层、超高层建筑，也正向更高层的建筑发展，要如何保证整个建筑的质量安全已成为一个热门话题。
对于建筑物来说，其荷载的传递是楼板的荷载传递给次梁，由次梁传递给主梁，再由主梁传递给柱子，通过柱子传递给基础，最后由基础传递到地基上。
这是整个荷载传递过程，要想分析结构安全对于荷载传递情况有必要去分析研究[1]。
基础结构是保证整个建筑安全的重要部分，它是将上部荷载传递到地基的纽带。
高层建筑的基础形式主要是桩基础，因此本文从分析桩基础的承载力出发，利用ABAQUS有限元分析软件研究荷载传递性状和传递过程，从而为提高工程质量安全提供研究依据[2]。
根据前人研究情况来看，有限单元法是一种较其他分析方法更好的手段，在计算精度上能够达到预计效果，利用有限单元法能够分析出桩基础的承载力分布情况。
1 单桩竖向极限承载力规范中规定设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定：设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参考地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定，其余可通过单桩静载试验确定；设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定[5]。
桩基承载能力的有限元分析
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【国家自然科学基金】_第二类fredholm积分方程_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2014年 序号 1程 正交各向异性板 r-函数 green函数 推荐指数 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 隔振 虚拟桩法 积分方程 相互作用系数 水平受荷桩 桩顶固定 周期性排桩 参数分析 fredholm积分方程 floquet变换
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
科研热词 推荐指数 第一类fredholm积分方程 2 多层迭代算法 2 后验参数选择 2 tikhonov正则化 2 马尔科夫链 1 辛普森法则 1 虚拟桩模型 1 蒙特卡罗算法 1 积分方程 1 最小二乘法 1 抗拔单桩 1 参数分析 1 volterra积分方程 1 fredholm积分方程 1
2009年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 裂纹 功能梯度热压电材料 功能梯度/压电材料 fourier变换 f0urier变换
推荐指数 2 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词 隔振 排桩 fredholm积分方程 虚拟桩法 移动荷载 积分方程 弹性土体 层状饱和土 周期性多排桩 传递、透射矩阵 floquet变换
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
科研热词 推荐指数 fredholm积分方程 5 饱和土 3 扭转振动 2 弹性桩 2 运动裂纹 1 负摩擦力 1 荷载分担 1 相互作用系数 1 瑞利波 1 混合边值问题 1 沉降 1 横观各向同性饱和地基 1 桩筏基础 1 桩基 1 桩 1 应力强度因子 1 对偶积分方程 1 土-筏板-单桩共同作用 1 圆形荷载 1 双层饱和弹性土 1 压电材料 1 功能梯度材料 1 laplace和hankel积分变换 1 biot理论 1 biot固结理论 1 biot固结和流变 1
横观各向同性层状场地静力问题
横观各向同性层状场地静力问题
陈雪丹;吴碧中
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2009(035)015
【摘要】以横观各向同性层状场地模拟自然场地,采用薄层元素法分析了层状场地静力学问题,通过对原有动力问题求解方法的改进,得出横观各向同性层状场地在静力荷载作用下的位移求解方法.
【总页数】3页(P71-73)
【作者】陈雪丹;吴碧中
【作者单位】浙江华坤建筑设计院有限公司,浙江,杭州,310001;杭州市城乡建设设计院有限公司,浙江,杭州,310004
【正文语种】中文
【中图分类】TU412
【相关文献】
1.横观各向同性层状场地动力问题 [J], 陈雪丹;吴碧中
2.横观各向同性层状场地中双桩横向动力阻抗 [J], 陈镕;万春风;薛松涛;唐和生
3.横观各向同性层状场地在SH波入射时共振特性 [J], 薛松涛;陈殚;秦岭
4.层状横观各向同性场地地震反应分析 [J], 梁建文;潘坤;巴振宁
5.横观各向同性层状场地中的单桩横向动力阻抗函数 [J], 陈镕;万春风;薛松涛;王远功;李肇胤
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基于“m”法的横向受力桩综合刚度有限元分析
式中： （ ） ｏ ｘ 为桩身水平位移 函数 ； Ｊ Ｅ为桩身材料的
Ｎ２ｘ 一 （）
一 ２ （
） ＋（ 。
）］ 。，
收稿 日期 ：０ ９１－９ ２ ０－ １０
作者简介 ： 张宪亮 （ ９ ５）男 ， １ ８一 ， 山东齐河人 ， 硕士生．
兰
州 交
通
大
学
学
报
第 ２ 卷 ９
引入 形 函数 ∞ ｚ ＝ （ ） （ ）＝ Ｘ ｔ 应 用 Ｇａｅｋｎ ＝ Ｏ并 ｌｒｉ 加权残值法 将式（ ） 。 ］ １ 变换为式（ ） ２：
ＮＥＩ （ ） ＋ ＮｍＢ。 Ｎ ａ 一 ０ ｘ ｄｍ （） ２
其 中：
一
Ｍ ，
分别表示计算单元 的上节点处 的弯矩、 剪
式（ ） ３ 中等号的左边第 １ 项积分结果就是平 面 梁单元的刚度 ． 等号左边 的第 ２ 即为桩侧 弹 项
性 土抗力对 综合 刚 度 的贡献 ， 即附加 刚度 Ｋｍ 如 令 ．
Ｊ － Ｅ Ｃ
— ，
将 式 （） 分得 到式 （ ） ４积 ５ 如下 ：
ｍ ｏ（ Ｂ 膳＋ｆＮ（） （ ｄ 一Ｋ ∞ Ｊ ） 芒ＮＴ９ｌ劫 ： ｍ
基 于“ Ｉ法 的横 向受 力桩 综 合 刚度 有 限元分 析 １＂ Ｔ
张 宪亮 宁贵 霞 韩丽丽ｈ ， ，
（．兰州交通 大学 土木工程学院 ， １ 甘肃 兰州 ７ ０ ７ ；．甘肃交通职业技术学院 ， 肃 兰州 ３００２ ｆ ７０７ ） ３ ０ ０
摘
要： 基于“ Ｉ法对弹性土抗力的假 设 ， Ｉ” Ｔ 结合有 限元基 本原理 ， 考虑桩土相 互作用后横 向受力桩 的综合刚度… ～
矩， ． ｍ４
煤系地层横观各向同性岩体边坡预应力锚索框架梁有限元分析
ｉｔｃ ｆｉｏｒ ｐｉ ｏ ｋ，ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｔｒ ｃ ｉｎ ｂ ｔ ｅ ｏ ｋ ｍａ ｓ ｉｏｒ ｐ ｆｓｏ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｓｒ ｓ ｅ ｎ ｈ ｒ ｓｉ ｓｏ ｓ ｔｏ ｃ ｒ ｃ ｎ ｈ ｎ ｅ ａ ｔ ｅ ｗｅ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓ ｔｏ ｙ ｏ ｌ ｐ ｎ ｒ －ｔｅ ｓ ｄ ａ ｃ ｏ ｏ
张
（ ． 州 省 公 路 局 ，贵 州 贵 阳 １贵 中南 大学 土 木 学 院 ，湖 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 长 沙 ４０７ ） １０ ５
恒。 ，段靓 靓 ，黄伟 伟
４０７ ； ３ １０５
５ ０ ０ ； ２ 中南 林 业 科 技 大 学 土 木 建 筑 与 力 学 学 院 ，湖 南 长 沙 ５０ １ ．
［ 摘
ＺＨ ＡＮＧ ｎ Ｈｅ ｇ ，ＤＵＡＮ ａ ｇ ｉ ｎ Ｌｉ ｎ ｌ ｇ ，ＨＵＡＮＧ ｅｗｅ ａ Ｗ ｉ ｉ
（ ． ｕｚｏ ｒｖｎ ｉ ｉ ｗ ｙｍ ｎｇｍｅｔ ｕ ａ ｇ ｕｚｏ ， ５ ０ １ Ｃ ｉａ ２ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｉｌ １ Ｇ ｉ ｕｐｏｉｃ ｌ ｇ ａ ａ ａｅ ｎ ，Ｇ ｉ ｎ ，Ｇ ｉ ｕ ５ ０ ０ ， ｈｎ ； ． ｏ ｅｅｏ ｖ ｈ ａｈ ｈ ｙ ｈ ｌ Ｃ ｉ
ｃ ｂ ｅ ｗｉ ａ ｅ ｍ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｙ ｔ ｉ ｉｅ ｅ ｅ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ｓ ｍｅ ｕ ｅｕ ｅｅ ｅ ｃ ｎ ｏ ａ ｉｎ ａ ｌ ｔ ｆ ｍｅ ｂ ａ ｗａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｂ ｈｅ ｆｎ ｔ ｌｍ ｎ ｎ ｌｓｓ， ｏ ｓ ｆ ｌｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｈｌ ｍ
ｐ ｅ ｓｏ ａ ｏ ａ ｏ ｙ ｔｓ ｒｓ ｍｐ ｅ ｒ ｍ ｈｅ ｓｔ ｏ ｄ ｔ ｒ ｉ ｈｅ ｉｄｅ ｆｄ ｓ ｒｂ ｎ ｌｓｉｉｙ ｃ ｒ ｃｅ — ｒ ｓ ｉｎ ｌｂ ｒ ｔｒ ｅ ｔｆ ａ ｌ ｄ ｆｏ ｔ ｉ ｔ ｅｅ ｍ ｎｅｔ ｎ ｘ ｏ ｅ ｃ ｉ ｉ ｇ ｅ ａ ｔｃｔ ｈａ ａ ｔ ｒ ｏ ｕ
桩基承载能力的有限元分析
桩端 为粗 砂
层厚 １（ ｉｍ）
３． ６
１ ７ ２． ２． ８
ｑｋ ｋ ａ 。（ Ｐ ）
４ ５
１Ｏ ２
２ ＡＢ ＱＵ Ａ Ｓ有 限元计 算模 型 的建立
ＡＡ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ有 限元模 型 的建立 一般包 括 以下几 个
圆 砾
细 砂 粗 砂
步骤 ： 创建部 件 （ ａ ） 赋予 材 料 特性 （ｒｐｒ ） 装 ｐｒ 、 ｔ ｐｏｅｔ 、 ｙ 配 （ ｓｅ ｌ） 创 建 分 析 步 （ｔ 、 义 接 触 关 系 ａｓｍｂｙ 、 ｓ ｐ） 定 ｅ （ｎｅａｔｎ 、 载 （ｏｄ 、 分 网格 （ ｅｈ 、 ｉｔｒｃｏ ）加 ｉ １ａ ）划 ｍ ｓ） 分析 作 业 （ｏ ） 后 处 理 （ｉ ａｚｔ ｎ 。在 桩 土共 同作 用 ｊｂ 和 ｖｓ ｌａｏ ） ｕｉ ｉ 的有 限元分 析 中 ， 应重 点解 决 以下几个 问题 ： （） １ 几何模 型 的建 立 。 由于 桩 土共 同作 用为 典 型的平 面应 变 问题 ， 只 取 一半 建 立 二 维平 面应 变 故 模 型 。单桩半 径 ０８ 桩长 ４ ｍ， 入 土深 ３ ｍ， ．ｍ， ０ 埋 ９ 桩 周 土体 径 向取 ２ ｍ， 向取 ５ｍ， 体见 图 ２ ０ 竖 ０ 具 。
５． ％ ）所 以外荷 载 一部 分 由桩 底 土层 承 担 ， 身 ８８ ， 桩 侧 摩阻力 随深 度减小 的 幅度 较 小 ； 随着 值 的不 断
先被 激发 ， 身 下部 摩 阻 力 较小 ； 桩 随着 荷 载 的增 大 ，
桩身下部的桩侧摩阻力逐渐被激发 ， 向下传递的深 度增加 ； 荷载达到一定程度时 ， 浅层土先达到极限侧 摩阻力 ， 随着桩荷载的增大， 达到极限侧摩阻力的土
饱和黏土中单桩桩周土空间轴对称固结解_高子坤
∫ ∫ ( ) ( ) re rw
H
0 M i1M i2 sin
z = 0
式中
M i1
=
⎡
⎢ ⎢⎣
J
0
(αi1r )
−
J0 Y0
(αi1re (αi1re
) )
Y0
(αi1r
)⎤⎥
⎥⎦
；
Mi2
=
⎡
⎢ ⎢⎣
J
0
(αi2r )
−
J0 Y0
(α i 2 re (α i 2 re
姚笑青[3]分析了桩间土中超孔隙水压力的分布 及大小，建立了桩间土再固结模型，用三维固结理 论编制了计算程序，并将计算的桩间土固结度增长
与实测桩承载力的增长进行了对比，两者的后期增 长率吻合较好，表明可由桩间土固结度的增长来预 估桩承载力的增长。唐世栋等[4]通过对桩基施工过 程中实测资料的分析，探讨了沉桩时单桩周围土中 产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围，并 与理论解进行了对比。宰金珉等[5]引入时间、深度 参数，分析饱和软土中静压桩单桩沉桩引起的超静 孔隙水压力，给出了超静孔隙水压力及其消散的准 三维解析解，进而获得了考虑时间效应的单桩承载 力的解析解。唐世栋，李阳[6]把桩侧土的固结简化 为轴对称平面应变问题，考虑沉桩引起的超孔隙水 压力的初始分布和边界条件，通过级数展开的形式 对其进行求解，得到一维问题的级数解答。
为三向固结时水平向固结
系数；Cv
=
(1+ν ) 3(1−ν )
kv mvγ w
为三向固结时竖直向固结
系数； rw 为桩孔壁的半径； re 为成桩后初始超静 孔隙水压力影响半径； H 为桩长；u 为超静孔隙水
压力； r 为径向坐标； z 为竖直方向坐标。
基于横观各向同性假定的固定结合部本构关系及有限元模型
基于横观各向同性假定的固定结合部本构关系及有限元模型赵金娟;王世军;杨超;王诗义;杨慧新【摘要】提出了一种固定结合部的有限元建模方法。
该方法将接触层等效成均质、虚拟的横观各向同性材料。
根据结合面的变形和载荷关系，推导了虚拟材料本构矩阵中5个独立变量与法向应力之间的非线性关系。
将这个本构关系引入到有限元分析中用以建立机器的固定联接面模型。
分析结果与试验结果的对比证实了该方法的有效性。
%A finite element method modeling fixed j oints was presented.In the method,the conG tact layers of the fixed j oints were regarded as a homogenous virtual transverse isotropic material.AcG cording to the relations among deformations and loads of j oints,the nonlinear relations among 5 indeG pendent variables and normal stress in constitutive matrix were deduced,and then the relations were introduced into finite element analysis to model fixed j oints.The analytical results and experimental results of the j oints were compared and the validity of the method was confirmed.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2016(027)008【总页数】5页(P1007-1011)【关键词】固定连接;虚拟材料;有限元;本构关系【作者】赵金娟;王世军;杨超;王诗义;杨慧新【作者单位】西安理工大学，西安，710048;西安理工大学，西安，710048;西安理工大学，西安，710048;西安理工大学，西安，710048;西安理工大学，西安，710048【正文语种】中文【中图分类】TH123结合面对结构的静态和动态特性有显著的影响。
横观各向同性饱和两相介质动力反应计算分析
２１ ０ １年
增 刊 ８月
西 北 地
震 学
报
Ｖ １ ３ Ｓｐ ． ｏ． ｕ ｐ ３
Ａｕｇ ｔ ２０１ ｕｓ， １
Ｎ ０ＲＴＨ Ｗ ＥＳＴＥＲＮ ＳＥＩ ＳＭ Ｏ Ｌ０ ＧＩ ＣＡ Ｌ ＯＵＲＮ Ａ Ｌ Ｊ
横观各 向同性饱 和 两相介质 动力反应计算分析
翟 威，李 亮，杜修力
ＺＨＡＩＷ ｅ ， ＬＩＬｉ ｎ ｉ ａ ｇ， ＤＵ ｕ—ｉ Ｘｉ ｌ
（＇ Ｋｅ ａ ｏａｏｙｏ ｒａ Ｓ ｃｒｙⅡ ｄ ｓｓ ｒ ｎ ｉｅｒ ｇＭｉｉｒ ｏＥ ｕａｉｎＢ ｉｎ ｎｖｒｉ ｆＴｃｎ ｌ ｙ Ｂ ｉｎ ０１４ Ｃ ￣ａ ／ｅ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆＵｂ ｎ ｅｕｉ ｎ Ｄｉ ｜ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｎ ｔ ｆ ｄ ｃｔ ． ｅｉｇＵ ｉ ｓｔ ｈ ｔ ｎｅ ｎ ｓｙ ｏ ｊ ｅ ｙｏ ｅｈ ｏｏ ， ｅｉｇ１０ ２， ｈ ） ｇ ｊ
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Ｏ 引 言
流 体 饱 和 两 相 多 孔 介质 在 自然 界 广 泛 存 在 ，河 流 、 洋 与湖 泊底 部 的饱和 沉积 土层 以及 水库 大 坝前 海 方 的饱 和淤 积泥 砂层 均 可视 为饱 和两 相 多孔介 质 。 饱 和 两 相 介 质 的波 动 问题 之 一 。 对 该 问题 的研 究 开 始 于 Ｂｉｔ ｏ，他建 立 了饱 和两相 介 质波 动 问题 的数学 分 析模 型 ， 导得 到 了各 向同性线 弹性 饱和 两相 介质 的波 动 推 方 程 ，从而 为饱 和两 相介 质波 动 问题 的研 究奠 定 了 ］
关键 词：横观各 向同性 ；饱和两相介质 ；动 力反应 ；时域显式有 限元法
中图分类号：Ｐ １ ．１ ３５ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０ ０ ４ （０ １增刊 一１５— ４ ０ ０— ８ ４２ １） １ ０
上覆弹性土层横观各向同性饱和地基竖向振动分析
上覆弹性土层横观各向同性饱和地基竖向振动分析
上覆弹性土层横观各向同性饱和地基竖向振动分析
蔡袁强;赵国兴;郑灶锋;徐长节
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2006(040)002
【摘要】针对上覆弹性土层横观各向同性饱和地基,采用半解析半数值的方法研究了其竖向振动问题.利用Han-kel积分变换分别求解了横观各向同性弹性介质和饱和介质的动力控制方程,结合边界条件给出了谐和荷载作用下上覆弹性土层横观各向同性饱和地基表面位移积分形式解.采取数值Hankel逆变换结合数值算例,讨论了上覆弹性土层厚度、弹性土和饱和土各向异性对地基竖向振幅的影响.结果表明,地表竖向振幅随着上覆弹性土层及饱和土体弹性各向异性参数的增大而减少,而饱和土体渗透系数各向异性对地表竖向振幅的影响不大.
【总页数】5页(267-271)
【关键词】横观各向同性地基;饱和地基;振动分析
【作者】蔡袁强;赵国兴;郑灶锋;徐长节
【作者单位】浙江大学,建筑工程学院,浙江,杭州,310027;浙江大学,建筑工程学院,浙江,杭州,310027;杭州市建筑设计研究院,浙江,杭州,310001;浙江大学,建筑工程学院,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU435
【相关文献】
1.下卧基岩横观各向同性饱和地基上刚性圆板的扭转振动[J], 吴大志; 蔡袁强; 徐长节; 陈刚。
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２１ 第５ ０卷 月 １ 期 第６ 年５
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Ｓ Ｅ ＣＩＮＣＥ ＡＰ Ｒ ＯＮ Ｉ Ｐ Ｅ ＬＮＥ
ＶＩ Ｎ ． ｏ６ Ｏ ． ５
Ｍ ａ ．０１ ｙ２ １
横观各 向同性饱和地基单桩有 限元分析
艾 智 勇 ，董 洲
（ 同济大学地 下建 筑－ ｂ工程 系，岩土及地下工程教 育部重点实验 室，上 海 ２ ０ ９ ） － ０ ０ ２
ＦＥＭ ｎ ｌ ｓｓｏ ｎ ｌ ｉ ｍ ｂ ｄ ｅ ｒ ｎ ｖ ｒ ｅｙｉｏ ｒ ｐ ｃｓ ｔ ｒ ｔｄ ｓ ｉ ａ ａｙ ｉ ｆ ｉ ｇｅｐ ｌ ｅ ｅ ｄ ｄｉ ｔａ ｓ ｅ ｓｌ ｔｏ ｉ ａ ｕ ａ ｅ ｏ ｓ ｅ ｎ ｓ ｌ
Ａｉ ｙｎ Ｚｈｉｏ ｇ， Ｄ ｏ ｏ ｎｇＺｈ ｕ
问题 ；Ｎ ｕ ｒ ｉ ｉ ａｔ ｍｐ ｄ
研究了半空间饱和土体 中轴向
非常复杂。自 １６ 年开始对桩土相互作用问题进行研 ９０ 究 ，并 日益受到重视 ，取得了许多研究成果 ，但大多 数的研究都将土体视为单相介质 ，较少考虑饱和地 基中孔隙水与土骨架之间的耦合作用。事实上 ，饱和 地 基在外荷载作用下会 由于孔隙水压力的消散而 引起 固结变形 ，因此 ，在分析饱和地基与桩之间的相互作 用问题时 ，应考虑地基随时间变化的特性 。应用积分 方程法【，Ａ ｉ ｔ ｏａｉ ｊ ｐｒ ｈ ｒ ｊ等 分析了半空 间饱和土体 Ｊ ａｖ ｋ
摘 要 ：基于 横观各 向同性饱和地基 的 ｉ固结理论， Ｂｏ ｔ 建立了单桩分析的有限元固结分析方程，讨论了横观各向同 性 参数对桩土相互作用的影响。 计算结果表明： 水平向 弹性模量Ｅ和竖直面上的剪切模量Ｇ对桩顶沉降 ｈ ｖ 和饱和土孔压的 影响较大， 而水平 向 应力引起 的 正交水平 向 应变的泊松比 对桩顶沉降和饱和土孔压产生的影响较小。 关键词 ：横观各 向同性 ； 限单元法 ； ｉ ａ结 ；单桩 有 Ｂｏ ］ ｔ 中图分类号 ：Ｔ ４３ Ｕ ３ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ：１７ —７８（０１ ５ ０５ — ６３ １０ １） — ３ １ ４ ２ ０
Ｍｉｉｒ ｏ Ｅ ｕ ａｉ ，ｏ￣ｉ ｎ ｅｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ ， ｈｎ ） ｎ ｔ ｆ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｔｎ ｉ ｒｉ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０２ Ｃ ｉａ ｓ ｙ ｏ Ｕ ｖ ｔ
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